一种二氧化碳吸附剂片的成型方法与流程

本发明属于二氧化碳吸附，具体涉及一种二氧化碳吸附剂片的成型方法。

背景技术：

1、自上世纪以来，人类的城市化与工业化进程加速，这一过程中排放出的大量温室气体，尤其是二氧化碳，对全球气候产生了深远的影响。这些排放物导致了全球变暖等一系列严重环境问题。联合国政府间气候变化专门委员会(ipcc)在2021年的报告中发出警告，指出全球变暖问题将在未来二十年达到灾难性的程度。为了避免气候变化带来的严重后果，全球众多国家纷纷承诺实现co2净零排放目标；

2、国际能源署(i ea)进行了估算，并指出要在本世纪末将全球温升控制在不超过1.5℃的范围内，其中32％的碳减排任务需要依靠二氧化碳捕集、利用与封存(ccus)技术来实现。这一技术被认为是减缓气候变化的关键手段之一；

3、随着科技的不断发展，ccus技术的内涵也在不断丰富和完善。我国在2022年发布的《第四次气候变化国家评估报告》中，明确将生物质能碳捕集与封存(beccs)和直接空气捕集(dac)等负排放技术纳入ccus技术的范畴；

4、与其他碳捕集技术相比，dac技术具有显著的优势。它不受地域限制，可以将捕集点与封存点置于同一处，从而大大降低了运输成本。同时，dac技术还能有效解决交通、建筑行业等诸多co2分布源的排放问题。此外，由于它直接从空气中捕集二氧化碳，因此可以避免吸附/吸收剂性能受到烟气中高浓度污染物(如nox、sox等)的影响。这些优势使得dac技术被认为是一项极具发展前景的碳捕集技术，有望在未来为全球碳减排事业做出重要贡献。

5、当前dac行业遇到最大的难题是二氧化碳吸附剂成型问题，为此，研发了一种二氧化碳吸附剂片的成型方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，包括以下步骤：

4、s1、准备阶段：选择直径为3-5mm的二氧化碳吸附剂圆球形颗粒，确保颗粒质量均匀，无破损或缺陷，准备适当尺寸的方框，该尺寸根据所需吸附剂片的最终尺寸和形状进行确定；

5、s2、排列与涂胶：将单层二氧化碳吸附剂圆球形颗粒整齐排列于方框内，颗粒之间应紧密接触，无空隙，使用高分子胶，在吸附剂球形颗粒每列或每行相邻接触面上均匀涂抹，确保胶层薄而均匀；

6、s3、收紧与成型：适当收紧方框，使圆球形二氧化碳吸附剂颗粒在方框内成列或成行紧密粘结，收紧力度应适中，以避免损坏吸附剂颗粒，在收紧过程中，每四个相邻的圆球形吸附剂颗粒之间会自然形成一个凹坑，这些凹坑将用于后续铺设第二层吸附剂颗粒；

7、s4、再次涂胶：在每一个凹坑周围刷上专用高分子胶，确保胶层覆盖凹坑边缘并略微超出，以便与第二层吸附剂颗粒形成良好粘结；

8、s5、铺设第二层：在刷好胶的凹坑处，铺设上一层新的二氧化碳吸附剂圆球形颗粒，确保这些颗粒与第一层颗粒紧密粘结，铺设完成后，轻轻按压第二层颗粒，使其与第一层颗粒和方框底部紧密接触，形成两层吸附剂颗粒粘结在一起的吸附剂片。

9、s6、最终成型：将成型好的吸附剂片从方框中取出，进行必要的修整和检查，确保吸附剂片的质量符合要求。

10、优选的，所述吸附剂球形颗粒为陶瓷基材组成，外部涂覆一层co2吸附剂。

11、优选的，所述吸附剂球形颗粒的制备方法具体的是：

12、s11、陶瓷基材准备：通过对堆叠的纳米级金属氧化铝前驱体进行纳米材料的剥离，形成丰富的介孔结构和表面含氧官能团；

13、s12、co2吸附剂制备：制作高含量聚胺基团功能化的纳米级金属氧化铝吸附剂；

14、s13、涂覆：将制备好的co2吸附剂粉末分散在溶剂中，加入适量的粘结剂和分散剂，搅拌均匀，形成稳定的涂覆液，采用浸渍涂覆方法将涂覆液均匀涂覆在陶瓷基材表面，将涂覆好的陶瓷基材进行干燥处理，去除溶剂，使涂覆层初步固化；

15、s14、对涂覆后的陶瓷基材进行后处理。

16、优选的，在所述s11中，形成介孔结构，孔径分布在2-50nm之间，比表面积≥100m2/g，表面含氧官能团浓度≥5％。

17、优选的，在所述s12中，吸附剂粉末粒径≤100nm，比表面积≥150m2/g。

18、优选的，在所述s13中，co2吸附剂粉末为50wt％，溶剂为去离子水或乙醇中的一种，粘结剂为聚乙烯醇，为3wt％，分散剂为羧甲基纤维素，为1wt％，干燥处理为在80℃下干燥4小时。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、(1)本发明通过采用叠加多层吸附剂片的设计，相较于传统的将球形吸附剂颗粒直接堆放在二氧化碳吸附塔内的方式，在同等工作条件下，本发明的设计使得单位时间内通过吸附塔的风量提高了2倍以上，这一提升不仅增强了吸附塔的处理能力，还使得吸附过程更加高效，同时，由于吸附剂片叠加多层的设计优化了吸附剂与空气的接触面积和路径，吸附塔内同等重量的吸附剂吸附二氧化碳至饱和的时间实现了大幅度缩短，超过了一半以上，这意味着在相同的时间内，本发明能够吸附更多的二氧化碳，或者达到饱和吸附状态所需的时间更短，从而提高了整体的工作效率。

21、(2)本发明的叠加多层吸附剂片设计还有效缩短了二氧化碳的解吸时间，同样超过了一半以上，这一改进使得吸附剂能够更快地释放出已吸附的二氧化碳，为下一轮的吸附过程做好准备，进一步提升了吸附塔的连续工作能力，由于吸附和解吸过程的效率提升，本发明的能耗也大幅度降低，这不仅降低了运营成本，还使得该技术在实际应用中更加环保和可持续。

技术特征：

1.一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，其特征在于：所述吸附剂球形颗粒为陶瓷基材组成，外部涂覆一层co2吸附剂。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，其特征在于：所述吸附剂球形颗粒的制备方法具体的是：

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，其特征在于：在所述s11中，形成介孔结构，孔径分布在2-50nm之间，比表面积≥100m2/g，表面含氧官能团浓度≥5％。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，其特征在于：在所述s12中，吸附剂粉末粒径≤100nm，比表面积≥150m2/g。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，其特征在于：在所述s13中，co2吸附剂粉末为50wt％，溶剂为去离子水或乙醇中的一种，粘结剂为聚乙烯醇，为3wt％，分散剂为羧甲基纤维素，为1wt％，干燥处理为在80℃下干燥4小时。

技术总结本发明涉及二氧化碳吸附技术领域，具体公开了一种二氧化碳吸附剂片的成型方法，包括：准备阶段：选择直径为3‑5mm的二氧化碳吸附剂圆球形颗粒，确保颗粒质量均匀，无破损或缺陷，准备适当尺寸的方框，该尺寸根据所需吸附剂片的最终尺寸和形状进行确定；排列与涂胶：将单层二氧化碳吸附剂圆球形颗粒整齐排列于方框内，颗粒之间应紧密接触，无空隙，使用高分子胶，在吸附剂球形颗粒每列或每行相邻接触面上均匀涂抹，确保胶层薄而均匀；本发明发明通过采用叠加多层吸附剂片的设计，相较于传统的将球形吸附剂颗粒直接堆放在二氧化碳吸附塔内的方式，在同等工作条件下，本发明的设计使得单位时间内通过吸附塔的风量提高了2倍以上。技术研发人员：吴华伟,张锐,周旋受保护的技术使用者：黑鲸能源发展有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14