一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，屬于工業(yè)堿基固體廢棄物循環(huán)再利用以及低碳環(huán)保【技術(shù)領(lǐng)域】；本發(fā)明所述方法包括以下步驟：將氧化鋁（Al2O3）或氫氧化鋁（Al(OH)3）或九水合硝酸鋁（Al(NO3)3·9H2O）與電石、水同時(shí)加入到乙炔發(fā)生器中充分反應(yīng)后，將獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水后煅燒得到二氧化碳吸收劑。本發(fā)明充分利用電石水解法生產(chǎn)乙炔的工藝特點(diǎn)，通過(guò)添加適量氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁物料，并經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的干燥及煅燒過(guò)程即可以獲得吸收容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好的二氧化碳吸收劑，對(duì)低碳環(huán)保領(lǐng)域具有重要意義；本發(fā)明還提供了一種電石水解制乙炔所產(chǎn)堿基固體廢棄物電石渣的新型處理與處置方法。
【專利說(shuō)明】—種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，屬于固體廢棄物循環(huán)再利用以及低碳環(huán)保領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳作為最重要的人為溫室氣體，其排放總量在1970年至2004年期間增加了約80%。大氣中二氧化碳濃度上升導(dǎo)致全球氣候變暖，從而對(duì)自然環(huán)境和人類社會(huì)產(chǎn)生了一系列負(fù)面影響，因此二氧化碳問(wèn)題受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)提供資料顯不:全球固定源(二氧化碳年排放規(guī)模> 0.1 Mt) 二氧化碳年均排放總量為13.47 Gt，其中燃煤電廠的二氧化碳排放量約占排放總量40%。我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主(2009年我國(guó)煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中約占70%，預(yù)計(jì)到2030年這一比例將升高到70.32%)，目前二氧化碳排放量?jī)H次于美國(guó)，列居全球第二。一方面，伴隨工業(yè)化進(jìn)程的加快和對(duì)煤炭等化石能源的依賴，我國(guó)溫室氣體排放量在短期內(nèi)仍將持續(xù)增加。預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)二氧化碳排放量將超過(guò)美國(guó)；另一方面，我國(guó)又面臨巨大的二氧化碳減排壓力。我國(guó)政府已于2009年11年26日正式對(duì)外宣布控制溫室氣體排放的行動(dòng)目標(biāo)，決定到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。因此，在我國(guó)積極開(kāi)展二氧化碳控制技術(shù)研究既有助于緩解因二氧化碳導(dǎo)致的氣候變化問(wèn)題，同時(shí)又有助于提升我國(guó)二氧化碳減排的履約能力。二氧化碳控制措施主要包括:(I)提高能源轉(zhuǎn)化率與利用率。(2)推廣使用核能、風(fēng)能和水力能等低碳能源。(3)利用森林、土壤和海洋等生態(tài)系統(tǒng)增強(qiáng)二氧化碳的自然匯。(4)實(shí)施二氧化碳捕集與封 存技術(shù)(Carbon dioxide Capture & Sequestration, CCS)。相比其他三種控制措施，二氧化碳捕集與封存技術(shù)能夠快速有效地控制大氣中溫室氣體濃度，該技術(shù)具有降低溫室氣體減排成本以及提高溫室氣體減排靈活性的潛力。據(jù)報(bào)道，二氧化碳捕集與封存技術(shù)能夠削減未來(lái)全球范圍內(nèi)能源行業(yè)排放的20%的二氧化碳。2005年，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)組織的“CCS技術(shù)的特別報(bào)道”專題活動(dòng)列舉了世界范圍內(nèi)關(guān)于二氧化碳捕集與封存技術(shù)的研究成果，并認(rèn)為二氧化碳捕集與封存技術(shù)是防御全球變暖的“受歡迎”技術(shù)，最終該技術(shù)在第12次締約方會(huì)議(C0P12)上被采納。
[0003]二氧化碳捕集與封存技術(shù)首先通過(guò)二氧化碳捕集技術(shù)，將工業(yè)和有關(guān)能源行業(yè)排放的二氧化碳分離出來(lái)，再通過(guò)二氧化碳封存技術(shù)將其輸送并封存到海底或特定的地質(zhì)圈閉。因此，研發(fā)具有明顯經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的二氧化碳捕集技術(shù)是成功實(shí)施二氧化碳捕集與封存技術(shù)的前提。二氧化碳捕集方法主要包括吸收法、吸附法、膜分離法和深冷分離法。其中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)以煅燒/碳酸化反應(yīng)原理為基礎(chǔ)的二氧化碳捕集技術(shù)開(kāi)展了深入的研究工作。如附圖1所示，該技術(shù)使用氧化鈣(CaO)基吸收劑參與碳酸化反應(yīng)(Ca(HCO2=CaCO3)捕集煙氣中的二氧化碳，然后在特定溫度下對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物碳酸鈣(CaCO3)進(jìn)行煅燒分解(CaC03=Ca0+C02)，從而獲得高濃度的二氧化碳?xì)怏w用于后續(xù)封存或資源化利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氧化鈣基吸收劑的再生并進(jìn)入下一個(gè)碳酸化反應(yīng)周期。目前研究報(bào)道的氧化鈣基吸收劑主要包括石灰石(主要成分為CaC03)、方解石(主要成分為CaCO3)和白云石(主要成分為CaCO3 ^MgCO3X石灰石及白云石等天然礦石屬于不可再生資源，過(guò)度開(kāi)采將導(dǎo)致地質(zhì)、水文和地表資源等生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。同時(shí)，由于氧化鈣基吸收劑的再生依賴于高溫環(huán)境，研究已證實(shí)高溫?zé)Y(jié)現(xiàn)象會(huì)削弱吸收劑的孔隙發(fā)達(dá)程度，因此將導(dǎo)致氧化鈣基吸收劑的二氧化碳吸收效率隨著循環(huán)次數(shù)的增多而不斷衰減。文獻(xiàn)報(bào)道:利用天然石灰石經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)捕集二氧化碳反應(yīng)后，其剩余的轉(zhuǎn)化率僅為3.5%。因而上述缺點(diǎn)極大地限制了石灰石等天然氧化鈣基礦石在脫除二氧化碳方面的應(yīng)用前景。此外，利用石灰石等天然氧化鈣基礦石在首次煅燒過(guò)程中會(huì)發(fā)生碳酸鈣的分解反應(yīng)從而額外產(chǎn)生一定量的二氧化碳?xì)怏w(以碳酸鈣含量為90%計(jì)算，煅燒I t石灰石將產(chǎn)生0.396 t 二氧化碳)，從而一定程度上削弱了石灰石等天然氧化鈣基吸收劑捕集二氧化碳的環(huán)境效益。
[0004]為了彌補(bǔ)天然氧化鈣基吸收劑的不足，必須尋求一種環(huán)境友好且反應(yīng)活性優(yōu)于天然石灰石等天然吸收劑的替代品。通過(guò)調(diào)研與氧化鈣物料相關(guān)的工業(yè)過(guò)程可知，電石水解法制乙炔工藝過(guò)程中排放的電石渣(主要成分為氫氧化鈣(Ca (0H)2))、造紙工藝過(guò)程中排放的白泥(主要成分為碳酸鈣(CaCO3))均可以作為捕集二氧化碳的氧化鈣基吸收劑來(lái)源。其中，乙炔生產(chǎn)行業(yè)排放的電石渣的主要組分為氫氧化鈣，文獻(xiàn)已證實(shí)氫氧化鈣循環(huán)吸收二氧化碳的活性明顯優(yōu)于碳酸鈣，因此未經(jīng)任何處理的電石渣樣品本身已具有捕集二氧化碳的潛力，但為了以電石渣物料為基礎(chǔ)獲得更具優(yōu)良循環(huán)反應(yīng)活性的二氧化碳吸收劑，必須采取一定的措施對(duì)電石渣進(jìn)行修飾，從而進(jìn)一步改善其吸收二氧化碳的循環(huán)穩(wěn)定性。
[0005]電石渣是以電石為原料生產(chǎn)乙炔的固體副產(chǎn)物，主要組分為氫氧化鈣，伴有硅、鐵、鋁、鎂、硫、磷的氧化物或氫氧化物。據(jù)報(bào)道，我國(guó)電石渣總產(chǎn)量達(dá)到1800萬(wàn)噸/年，約占全球電石渣生產(chǎn)量的1:3。目前電石渣的處理與處置方式主要包括:(1)填海、填溝有規(guī)則堆放；(2)自然沉降后出售；(3)電石廢渣代替石灰石制水泥；(4)生產(chǎn)生石灰作為電石原料；(5)生產(chǎn)輕質(zhì)磚；(6)電石廢渣用作化工原料。目前將電石渣填海、填溝有規(guī)則堆放的處理與處置方式將會(huì)侵占大量土地，污染淺層地下水并導(dǎo)致土壤鹽堿化，上述措施不能將電石渣這一工業(yè)廢棄物進(jìn)行有效利用與治理，因此資源化利用是電石渣最為科學(xué)合理的處理與處置方式。截至目前，電石渣資源化利用途徑有:專利號(hào)為ZL200710148467.0的中國(guó)發(fā)明專利介紹了一種利用電石渣漿制取高效固體脫硫劑的方法；專利號(hào)為ZL200610124541.0的中國(guó)發(fā)明專利介紹了一種利用工業(yè)廢棄物電石渣生產(chǎn)氯化鈣的方法；專利號(hào)為ZL201010615521.X的中國(guó)發(fā)明專利介紹了一種用電石渣生產(chǎn)硝酸鈣的方法。
[0006]隨著煤、石油、天然氣等化石能源的大規(guī)模開(kāi)采和應(yīng)用，主要人為溫室氣體二氧化碳引發(fā)的全球變暖問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，因此國(guó)際社會(huì)在溫室氣體減排領(lǐng)域進(jìn)行了政策、法規(guī)和技術(shù)層面的深入合作和廣泛研究。對(duì)于技術(shù)人員，研發(fā)具有明顯經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的二氧化碳減排技術(shù)是核心任務(wù)。綜合上述利用石灰石等天然氧化鈣基吸收劑循環(huán)吸收二氧化碳方法存在環(huán)境效益低、吸收劑衰減系數(shù)大以及電石渣作為工業(yè)廢棄物給環(huán)境帶來(lái)污染而不能有效利用的問(wèn)題，本發(fā)明以綜合治理，提高環(huán)境效益為出發(fā)點(diǎn)，提出了一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于為了彌補(bǔ)電石渣吸收二氧化碳的不足，提供了一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，該方法一方面能便捷、高效地獲得優(yōu)良反應(yīng)活性的二氧化碳吸收劑，另一方面提供了一種電石渣高效資源化利用的新方法，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢棄物循環(huán)再利用的目標(biāo)。
[0008]本發(fā)明所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟: (O將氧化鋁、氫氧化鋁、九水合硝酸鋁中的一種與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)
器中，其中，氧化鋁與電石的質(zhì)量比為7:100-15:100，氫氧化鋁與電石的質(zhì)量比為10:100-20:100，九水合硝酸鋁與電石的質(zhì)量比為50:100-100:100，水與電石的質(zhì)量比為350:100-1000:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物；
(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在100-110°C下恒溫干燥12-24h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在850-900°C下恒溫煅燒1-2 h煅燒，即獲得二氧化碳吸收劑。
[0009]本發(fā)明利用X射線衍射(XRD)表征發(fā)現(xiàn)煅燒含有氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁的干燥電石渣物料的過(guò)程生成了七鋁酸十二鈣(Ca12Al14O33)。
[0010]本發(fā)明的反應(yīng)原理為:
加入氧化鋁時(shí):Ca (OH)2=CaCHH2O
其中一部分CaO與 氧化鋁發(fā)生反應(yīng):12Ca0+7Al203=Ca12Al14033 加入氫氧化鋁時(shí):Ca (OH)2=CaCHH2O
其中一部分CaO與氫氧化鋁發(fā)生反應(yīng):12Ca0+14Al (OH) 3=Ca12Al14033+2IH2O 加入九水合硝酸鋁時(shí):Ca (OH)2=CaCHH2O 其中一部分CaO與九水合硝酸鋁發(fā)生反應(yīng):
24Ca0+28Al (NO3) 3.9H20=2Ca12Al14033+2102+84N02+2 5 2H20
因此通過(guò)步驟(3)獲得二氧化碳吸收劑的物質(zhì)組成為氧化鈣及七鋁酸十二鈣的混合物。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提出的一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，所述的步驟(1)中，在乙炔發(fā)生器中投加的氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁的量能夠保證步驟
(3)獲得的二氧化碳吸收劑中氧化鈣與七鋁酸十二鈣兩者質(zhì)量之比處于65:35-85:15的最佳范圍內(nèi)。
[0012]本發(fā)明提出的伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，由于電石渣主要成分為氫氧化鈣，因而在煅燒過(guò)程中，主要發(fā)生的是氫氧化鈣分解反應(yīng)，相比利用石灰石、方解石或白云石等原料的首次煅燒，煅燒含氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁的固態(tài)電石渣的過(guò)程不會(huì)釋放二氧化碳，針對(duì)獲得的二氧化碳吸收劑對(duì)二氧化碳吸收性能測(cè)定發(fā)現(xiàn)，七鋁酸十二鈣作為惰性組分，其自身并不參與吸收二氧化碳的反應(yīng)，但是其作為分散介質(zhì)能夠有效抑制或者緩解氧化鈣晶粒間的燒結(jié)，因此極大程度上改善了通過(guò)本發(fā)明獲得的新型氧化鈣基二氧化碳吸收劑的循環(huán)穩(wěn)定性。
[0013]本發(fā)明利用電石水解法生產(chǎn)乙炔的工藝特性，通過(guò)加入適量氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁并經(jīng)脫水和煅燒等簡(jiǎn)單步驟即可獲得高效的二氧化碳吸收劑，因而有效彌補(bǔ)了目前利用石灰石等天然氧化鈣基吸收劑循環(huán)捕集二氧化碳過(guò)程中吸收效率衰減較快的不足。同時(shí)，利用本發(fā)明提出的工藝制備二氧化碳吸收劑避免了開(kāi)采天然氧化鈣基礦石所引發(fā)的生態(tài)破壞問(wèn)題，并且避免了石灰石等吸收劑在煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的額外二氧化碳問(wèn)題。本發(fā)明利用工業(yè)固體廢棄物治理含二氧化碳煙氣，遵循以廢治廢的理念，體現(xiàn)出鮮明的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0014]本發(fā)明分別利用微量熱天平、固定床和流化床三種反應(yīng)器實(shí)施了本發(fā)明提出的伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得高效二氧化碳吸收劑的二氧化碳吸收性能的考察。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
(1)本發(fā)明所述的伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，其利用工業(yè)固體廢棄物制備高效二氧化碳吸收劑，降低了煙氣中二氧化碳的排放；
(2)本發(fā)明提供了對(duì)于工業(yè)固體廢棄物電石渣的資源化利用途徑，可有效彌補(bǔ)利用石灰石等天然礦石捕集二氧化碳的不足，本發(fā)明不管對(duì)于煙氣中二氧化碳的有效脫除還是針對(duì)電石渣的資源化利用均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義； (3)本發(fā)明制備的二氧化碳吸收劑是氧化鈣及七鋁酸十二鈣的混合物，在煅燒:碳酸化循環(huán)捕集二氧化碳的過(guò)程中，七鋁酸十二鈣是不與二氧化碳反應(yīng)的惰性物質(zhì)，其作為介質(zhì)分散于氧化鈣晶粒之間，因此，相比于常規(guī)的石灰石、白云石等二氧化碳吸收劑，七鋁酸十二鈣能夠有效抑制氧化鈣在循環(huán)捕集二氧化碳過(guò)程中的燒結(jié)，提高吸收劑的二氧化碳循環(huán)吸收活性；
(4)氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁能夠改善固體物料的分散性能，因此在電石水解制乙炔的同時(shí)，加入氧化鋁或氫氧化鋁或九水合硝酸鋁能夠提高電石顆粒的分散性，從而強(qiáng)化電石與水之間的固液接觸面積，有利于提高乙炔的生成速率和產(chǎn)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為氧化鈣基吸收劑循環(huán)捕集二氧化碳示意圖；
圖2為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0018]實(shí)施例1
本實(shí)施例所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟，如圖2所示:
(1)將氧化鋁與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中，氧化鋁與電石的質(zhì)量比為7:100，水與電石的質(zhì)量比為350:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物；
(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在100°C下恒溫干燥24 h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在850°C下恒溫煅燒2 h煅燒，即獲得二氧化碳吸收劑。
[0019]和現(xiàn)有的用電石制備乙炔方法相比，本發(fā)明所述方法制備得到的乙炔產(chǎn)率提高了7.35%。
[0020]如圖1所示，利用微量熱天平反應(yīng)器對(duì)比了依據(jù)本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑與市售分析純氫氧化鈣的二氧化碳循環(huán)吸收性能。本發(fā)明制備得到的吸收劑制備為粒徑60-80目，煅燒反應(yīng)溫度840-900 V，煅燒時(shí)間10-20 min,煅燒氣氛為體積分?jǐn)?shù)99.95%的二氧化碳；碳酸化反應(yīng)溫度650-700 °C，碳酸化時(shí)間20 min，碳酸化氣氛為體積分?jǐn)?shù)15%的二氧化碳配以85%氮?dú)獾哪M煙氣，總共考查60次循環(huán)捕集二氧化碳的吸收效率(注:利用吸收劑中的氧化鈣轉(zhuǎn)化率表征二氧化碳吸收效率)。
[0021]結(jié)果表明:(I)第60次煅燒:碳酸化循環(huán)末，本發(fā)明獲得的吸收劑與市售分析純氫氧化鈣的二氧化碳吸收效率分別為62.53%和23.18% ；(2)在60次循環(huán)吸收二氧化碳過(guò)程中，本發(fā)明獲得的吸收劑的二氧化碳吸收效率并未發(fā)生明顯衰減，然而市售分析純氫氧化鈣的二氧化碳吸收效率卻由第1次的63.13%衰減至第60次的23.18%，衰減幅度為63.28%。
[0022]因而表明:以微量熱天平反應(yīng)器為二氧化碳吸收性能測(cè)試平臺(tái)，本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑相比市售分析純氫氧化鈣，既具有優(yōu)良的二氧化碳吸收效率，又具備優(yōu)良的循環(huán)反應(yīng)活性。
[0023]實(shí)施例2
本實(shí)施例所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟:
(1)將氧化鋁與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中，氧化鋁與電石的質(zhì)量比為15:100，水與電石的質(zhì)量比為1000:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物；
(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在110°C下恒溫干燥12 h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在900°C下恒溫煅燒I h煅燒，即獲得二氧化碳吸收劑。
[0024]和現(xiàn)有的用電石制備乙炔方法相比，本發(fā)明所述方法制備得到的乙炔產(chǎn)率提高了
6.28%ο
[0025]利用微量熱天平反應(yīng)器對(duì)比了依據(jù)本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑與市售分析純碳酸鈣的二氧化碳循環(huán)吸收性能。吸收劑粒徑:60-80目，煅燒反應(yīng)溫度840-900 °C，煅燒時(shí)間10-20 min，煅燒氣氛為體積分?jǐn)?shù)99.95%的二氧化碳；碳酸化反應(yīng)溫度650-700 °C，碳酸化時(shí)間20 min，碳酸化氣氛為體積分?jǐn)?shù)15%的二氧化碳配以85%氮?dú)獾哪M煙氣?？偣部疾?0次循環(huán)捕集二氧化碳的吸收效率(注:利用吸收劑中的氧化鈣轉(zhuǎn)化率表征二氧化碳吸收效率)。
[0026]結(jié)果表明:(1)第60次煅燒:碳酸化循環(huán)末，本發(fā)明獲得的吸收劑與市售分析純碳酸鈣的二氧化碳吸收效率分別為62.53%和16.18% ；(2)在60次循環(huán)吸收二氧化碳過(guò)程中，本發(fā)明獲得的吸收劑的二氧化碳吸收效率并未發(fā)生明顯衰減，然而市售分析純碳酸鈣的二氧化碳吸收效率卻由第1次的68.27%衰減至第60次的16.18%，衰減幅度為76.30%。
[0027]因而表明:以微量熱天平反應(yīng)器為二氧化碳吸收性能測(cè)試平臺(tái)，本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑相比市售分析純碳酸鈣，既具有優(yōu)良的二氧化碳吸收效率，又具備優(yōu)良的循環(huán)反應(yīng)活性。
[0028]實(shí)施例3
本實(shí)施例所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟:
(O將氫氧化鋁與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中氫氧化鋁與電石的質(zhì)量比為20:100，水與電石的質(zhì)量比為350:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物；(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在102°C下恒溫干燥14 h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在860°C下恒溫煅燒1.2 h煅燒，SP獲得二氧化碳吸收劑。
[0029]和現(xiàn)有的用電石制備乙炔方法相比，本發(fā)明所述方法制備得到的乙炔產(chǎn)率提高了
6.57%。
[0030]利用固定床反應(yīng)器對(duì)比了本發(fā)明獲得的吸收劑與市售石灰石的二氧化碳循環(huán)吸收性能。吸收劑粒徑:60-80目，煅燒反應(yīng)溫度900-940 °C，煅燒時(shí)間5_10 min，煅燒氣氛為體積分?jǐn)?shù)99.95%的二氧化碳；碳酸化反應(yīng)溫度700 °C，碳酸化時(shí)間20 min，碳酸化氣氛為體積分?jǐn)?shù)15%的二氧化碳配以85%氮?dú)獾哪M煙氣?？偣部疾?0次循環(huán)捕集二氧化碳的吸收效率(注:利用吸收劑中的氧化鈣轉(zhuǎn)化率表征二氧化碳吸收效率)。
[0031]結(jié)果表明:(1)40次循環(huán)末，本發(fā)明所得吸收劑與市售石灰石的二氧化碳吸收效率分別為58.93%和22.37%； (2) 40次循環(huán)捕集過(guò)程中，本發(fā)明所得吸收劑未出現(xiàn)明顯衰減，然而市售石灰石的二氧化碳吸收效率卻由第1次的69.52%衰減至第40次的22.37%，衰減幅度為67.82%。
[0032]因而表明:以固定床反應(yīng)器為二氧化碳吸收性能測(cè)試平臺(tái)，本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑相比市售石灰石，既具有優(yōu)良的二氧化碳吸收效率，又具備優(yōu)良的循環(huán)反應(yīng)活性。
[0033]實(shí)施例4
本實(shí)施例所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟:
(O將氫氧化鋁與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中，氫氧化鋁與電石的質(zhì)量比為10:100，水與電石的質(zhì)量比為1000:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物；
(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在104°C下恒溫干燥16h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在880°C下恒溫煅燒1.4 h煅燒，SP獲得二氧化碳吸收劑。
[0034]和現(xiàn)有的用電石制備乙炔方法相比，本發(fā)明所述方法制備得到的乙炔產(chǎn)率提高了
5.73%。
[0035]利用流化床反應(yīng)器對(duì)比了本發(fā)明獲得的吸收劑與市售石灰石的二氧化碳循環(huán)吸收性能。吸收劑粒徑:120-140目，煅燒反應(yīng)溫度900 °C，煅燒時(shí)間5 min，煅燒氣氛為體積分?jǐn)?shù)99.95%的二氧化碳；碳酸化反應(yīng)溫度700 °C，碳酸化時(shí)間10 min，碳酸化氣氛為體積分?jǐn)?shù)15%的二氧化碳配以85%氮?dú)獾哪M煙氣。總共考查60次循環(huán)捕集二氧化碳的吸收效率(注:利用吸收劑中的氧化鈣轉(zhuǎn)化率表征二氧化碳吸收效率)。
[0036]結(jié)果表明:(1)60次循環(huán)末，本發(fā)明所得吸收劑與市售石灰石的二氧化碳吸收效率分別為56.47%和18.28%； (2) 60次循環(huán)捕集過(guò)程中，本發(fā)明所得吸收劑未出現(xiàn)明顯衰減，然而市售石灰石的二氧化碳吸收效率卻由第1次的60.83%衰減至第60次的18.28%，衰減幅度為69.95%。
[0037] 因而表明:以流化床反應(yīng)器為二氧化碳吸收性能測(cè)試平臺(tái)，本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑相比市售石灰石，既具有優(yōu)良的二氧化碳吸收效率，又具備優(yōu)良的循環(huán)反應(yīng)活性。
[0038]實(shí)施例5本實(shí)施例所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟:
(1)將九水合硝酸鋁與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中，九水合硝酸鋁與電石的質(zhì)量比為50:100，水與電石的質(zhì)量比為350:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物；
(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在108°C下恒溫干燥18 h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在900°C下恒溫煅燒1.8 h煅燒，SP獲得二氧化碳吸收劑。
[0039]和現(xiàn)有的用電石制備乙炔方法相比，本發(fā)明所述方法制備得到的乙炔產(chǎn)率提高了6.18%。
[0040]利用流化床反應(yīng)器對(duì)比了本發(fā)明獲得的吸收劑與市售石灰石的二氧化碳循環(huán)吸收性能。吸收劑粒徑:120-140目，煅燒反應(yīng)溫度900 °C，煅燒時(shí)間5 min，煅燒氣氛為體積分?jǐn)?shù)99.95%的二氧化碳；碳酸化反應(yīng)溫度700 °C，碳酸化時(shí)間10 min，碳酸化氣氛為體積分?jǐn)?shù)15%的二氧化碳配以85%氮?dú)獾哪M煙氣?？偣部疾?0次循環(huán)捕集二氧化碳的吸收效率(注:利用吸收劑中的氧化鈣轉(zhuǎn)化率表征二氧化碳吸收效率)。
[0041]結(jié)果表明:(1)60次循環(huán)末，本發(fā)明所得吸收劑與市售石灰石的二氧化碳吸收效率分別為55.28%和18.28%； (2) 60次循環(huán)捕集過(guò)程中，本發(fā)明所得吸收劑未出現(xiàn)明顯衰減，然而市售石灰石的二氧化碳吸收效率卻由第1次的60.83%衰減至第60次的18.28%，衰減幅度為69.95%。
[0042]因而表明:以流化床反應(yīng)器為二氧化碳吸收性能測(cè)試平臺(tái)，本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑相比市售石灰石，既具有優(yōu)良的二氧化碳吸收效率，又具備優(yōu)良的循環(huán)反應(yīng)活性。
[0043]實(shí)施例6
本實(shí)施例所述伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，具體包括以下步驟:
(1)將九水合硝酸鋁與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中，九水合硝酸鋁與電石的質(zhì)量比為1:1，水與電石的質(zhì)量比為1000:100,充分反應(yīng)后得到電石洛楽:混合物；
(2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水，然后在108°C下恒溫干燥18 h得到固態(tài)電石渣；
(3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中在900°C下恒溫煅燒1.8 h煅燒，SP獲得二氧化碳吸收劑。
[0044]和現(xiàn)有的用電石制備乙炔方法相比，本發(fā)明所述方法制備得到的乙炔產(chǎn)率提高了5.28%ο
[0045]利用流化床反應(yīng)器對(duì)比了本發(fā)明獲得的吸收劑與市售石灰石的二氧化碳循環(huán)吸收性能。吸收劑粒徑:120-140目，煅燒反應(yīng)溫度900 °C，煅燒時(shí)間5 min，煅燒氣氛為體積分?jǐn)?shù)99.95%的二氧化碳；碳酸化反應(yīng)溫度700 °C，碳酸化時(shí)間10 min，碳酸化氣氛為體積分?jǐn)?shù)15%的二氧化碳配以85%氮?dú)獾哪M煙氣?？偣部疾?0次循環(huán)捕集二氧化碳的吸收效率(注:利用吸收劑中的氧化鈣轉(zhuǎn)化率表征二氧化碳吸收效率)。
[0046]結(jié)果表明:(1)60次循環(huán)末，本發(fā)明所得吸收劑與市售石灰石的二氧化碳吸收效率分別為54.93%和18.28%； (2) 60次循環(huán)捕集過(guò)程中，本發(fā)明所得吸收劑未出現(xiàn)明顯衰減，然而市售石灰石的二氧化碳吸收效率卻由第1次的60.83%衰減至第60次的18.28%，衰減幅度為69.95%。[0047]因而表明:以流化床反應(yīng)器為二氧化碳吸收性能測(cè)試平臺(tái)，本發(fā)明獲得的二氧化碳吸收劑相比市售石灰 石，既具有優(yōu)良的二氧化碳吸收效率，又具備優(yōu)良的循環(huán)反應(yīng)活性。
【權(quán)利要求】
1.一種伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)將氧化鋁、氫氧化鋁、九水合硝酸鋁中的一種與電石、水同時(shí)加入到反應(yīng)器中，其中，氧化鋁與電石的質(zhì)量比為7:100-15:100，氫氧化鋁與電石的質(zhì)量比為10:100-20:100，九水合硝酸鋁與電石的質(zhì)量比為50:100-100:100，水與電石的質(zhì)量比為350:100-1000:100，充分反應(yīng)后得到電石渣漿混合物； (2)將步驟(1)獲得的電石渣漿混合物進(jìn)行脫水后干燥得到固態(tài)電石渣； (3)將步驟(2)獲得的固態(tài)電石渣置于馬弗爐中煅燒，即獲得二氧化碳吸收劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，其特征在于:步驟(3)所述電石渣漿混合物脫水后的干燥條件為:在100-110 °C下恒溫干燥12-24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的伴隨乙炔生產(chǎn)同步獲得二氧化碳吸收劑的方法，其特征在于:步驟(4)所述煅燒的煅燒條件為:850-900 °C下恒溫煅燒1-2 h。
【文檔編號(hào)】C07C11/24GK103936543SQ201410137926
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】張登峰 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)