二氧化碳吸收剂及其制造方法以及二氧化碳分离系统技术方案

一种二氧化碳吸收剂的制造方法，包括如下工序：将亲水性纤维、多孔粉末和亲水性粘结剂水分散液进行混炼造粒，使其干燥，生成通过亲水性粘结剂将亲水性纤维与多孔粉末复合而成的多孔颗粒的工序；以及制备胺化合物的浓度为5％以上70％以下且温度为10℃以上100℃以下的胺水溶液，使多孔颗粒浸渍在胺水溶液中，并使负载有胺化合物的多孔颗粒通风干燥的工序。二氧化碳吸收剂是在通过亲水性粘结剂将亲水性纤维与多孔粉末复合而成的多孔颗粒上负载胺化合物而成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二氧化碳吸收剂及其制造方法以及二氧化碳分离系统
本专利技术涉及可逆地吸附被处理气体中所含的二氧化碳的二氧化碳吸收剂及其制造方法、以及使用了该二氧化碳吸收剂的系统。
技术介绍
以往，已知使用固体二氧化碳吸收剂从由锅炉等燃烧设备排出的工艺气体等含有二氧化碳的被处理气体中分离除去二氧化碳的系统。在专利文献1和2中，公开了这种二氧化碳分离系统。专利文献1中记载的二氧化碳分离系统具备容纳有二氧化碳吸收剂的容器，二氧化碳吸收剂从导入至容器内的被处理气体中可逆地吸附二氧化碳。该二氧化碳吸收剂含有胺、二氧化碳活化催化剂以及支撑胺和催化剂的多孔性物质而成。在专利文献1的系统中，以“分批处理方式”进行处理，该“分批处理方式”是重复进行包括“吸附工序”和“解吸工序”的一个循环的处理工序，该“吸附工序”中二氧化碳吸收剂从被处理气体中吸附除去二氧化碳，该“解吸工序”中将吸附的二氧化碳从二氧化碳吸收剂解吸。另一方面，在如下所示的专利文献2的系统中，以并行地连续进行吸附工序和解吸工序的“连续处理方式”进行处理。专利文献2中记载的二氧化碳分离系统具备：在上下方向朝向下方依次排列的料斗、进行吸附工序的吸附塔、进行解吸工序的解吸塔(再生塔)、使吸收剂干燥的干燥塔、对吸收剂进行冷却的冷却塔、以及从冷却塔向料斗移送吸收剂的输送机。容纳在料斗中的二氧化碳吸收剂在自身重力的作用下按吸附塔、解吸塔、干燥塔、冷却塔的顺序移动，由输送机从冷却塔向料斗运送。在吸附塔和解吸塔中，通过在塔内下降的二氧化碳吸收剂和在各处理塔内上升的气体，形成了移动层。在专利文献2的系统中，二氧化碳吸收剂是负载有胺化合物的多孔性物质，作为多孔性物质，例示出活性炭、活性氧化铝等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2012-501831号公报专利文献2：日本特开2013-121562号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在上述专利文献1的分批处理方式的系统中，二氧化碳吸收剂相对于容器是静止的。另一方面，在上述专利文献2的连续处理方式的系统中，二氧化碳吸收剂相对于容器发生移动，在二氧化碳吸收剂与容器之间以及二氧化碳吸收剂彼此之间发生摩擦、碰撞。因此，尤其是在连续处理方式中，与分批处理方式中使用的二氧化碳吸收剂相比，要求更高的强度(特别是耐磨损性)。另外，在如上所述的二氧化碳分离系统中，为了增加单位时间的处理量，二氧化碳吸收剂的二氧化碳吸收速度越快越优选。本专利技术是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供不仅具备优异的二氧化碳吸收性能、还具备可耐受以连续处理方式使用的磨损强度、并且与以往相比二氧化碳的吸收速度提高的二氧化碳吸收剂及其制造方法、以及利用了二氧化碳吸收剂的系统。用于解决问题的手段本专利技术的一个方式的二氧化碳吸收剂的特征在于，其是在通过亲水性粘结剂将亲水性纤维与多孔粉末复合而成的多孔颗粒上负载胺化合物而成的。在上述二氧化碳吸收剂中，平均粒径可以为1mm以上5mm以下。另外，本专利技术的一个方式的二氧化碳分离系统的特征在于，其具备利用上述二氧化碳吸收剂在内部形成有移动层的吸附槽和利用通过上述吸附槽后的上述二氧化碳吸收剂在内部形成有移动层的解吸槽，在上述吸附槽的下部设置有供给含有二氧化碳的被处理气体的被处理气体供给口，在上述吸附槽的上部设置有将上述二氧化碳被上述二氧化碳吸收剂吸附除去后的废气排出的废气排出口，在上述解吸槽的下部设置有供给解吸用水蒸气的水蒸气供给口，在上述解吸槽的上部设置有将从上述二氧化碳吸收剂脱离的二氧化碳排出的二氧化碳排出口。上述二氧化碳吸收剂不仅具备可耐受以上述二氧化碳分离系统那样的连续处理方式使用的磨损强度，具备良好的二氧化碳吸收性能，而且与以往作为二氧化碳吸收剂所使用的氧化铝烧结体相比二氧化碳的吸收速度快。另外，本专利技术的一个方式的二氧化碳吸收剂的制造方法的特征在于，其包括如下工序：将亲水性纤维、多孔粉末和亲水性粘结剂水分散液进行混炼造粒，使其干燥，生成通过上述亲水性粘结剂将上述亲水性纤维与上述多孔粉末复合而成的多孔颗粒的工序；以及制备胺化合物的浓度为5％以上70％以下且温度为10℃以上100℃以下的胺水溶液，使上述多孔颗粒浸渍在上述胺水溶液中，并使负载有上述胺化合物的上述多孔颗粒通风干燥的工序。根据上述二氧化碳吸收剂的制造方法，能够制造具有上述特征的二氧化碳吸收剂。在上述二氧化碳吸收剂的制造方法中，上述多孔颗粒的平均粒径可以为1mm以上5mm以下。另外，在上述二氧化碳吸收剂的制造方法中，上述多孔颗粒的Log微分孔容分布可以在10nm以上且小于200nm之间具有第一峰，在0.2μm以上10μm以下之间具有第二峰。另外，在上述二氧化碳吸收剂及其制造方法中，上述多孔粉末可以为选自二氧化硅、氧化铝、沸石、活性炭和金属有机结构体中的至少一种的平均粒径为1μm以上200μm以下的粉末。另外，在上述二氧化碳吸收剂及其制造方法中，上述胺化合物可以为选自具有至少一个羟基的胺类和多胺类中的至少一种。专利技术效果根据本专利技术，可以提供具备可耐受以连续处理方式使用的强度、并且与以往相比二氧化碳的吸收速度提高的二氧化碳吸收剂及其制造方法、以及利用了二氧化碳吸收剂的系统。附图说明图1是示出可使用本专利技术的一个实施方式的二氧化碳吸收剂的移动层式的二氧化碳分离系统的示意性构成的图。图2是实施例1的基材的表面的SEM照片。图3是比较例1的基材的表面的SEM照片。图4是示出二氧化碳吸收剂的孔径与二氧化碳的孔内扩散阻力的关系的图。图5是示出实施例1、2的基材和比较例1的基材的Log微分孔容分布的测定结果的图。图6是示出比较例2的基材的Log微分孔容分布的测定结果的图。图7是示出二氧化碳吸收剂的二氧化碳吸收量的试验结果的图。图8是示出二氧化碳吸收剂的二氧化碳吸收速度的试验结果的图。图9是示出基材的旋转磨损试验结果的图。具体实施方式本专利技术的二氧化碳吸收剂(以下有时简称为“吸收剂”)是为了从含有二氧化碳的被处理气体中可逆地吸附除去二氧化碳而使用的。该吸收剂具有优异的二氧化碳吸附能力和耐磨损性，适合在以连续处理方式从被处理气体中吸附除去二氧化碳的系统中使用。[二氧化碳分离系统]图1中示出了可使用二氧化碳吸收剂的移动层式的二氧化碳分离系统1的示意性构成。图1中所示的移动层式的二氧化碳分离系统1具备：吸附槽11、解吸槽12、干燥槽13、以及将吸收剂从干燥槽13的出口运送至吸附槽11的入口的输送机15。为了使吸收剂在重力作用下从吸附槽11移动至干燥槽13，沿上下方向从上依次排列配置吸附槽11、解吸槽12和干燥槽13。在吸附槽11中，从设置于上部的入口以规定的供给速度供给由输送机15运送来的吸收剂。另外，从设置于吸附槽11的下部的出口以规定的排出速度排出吸收剂。在吸附槽11的下部，由被处理气体源35产生的被处理气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳吸收剂，其是在通过亲水性粘结剂将亲水性纤维与多孔粉末复合而成的多孔颗粒上负载胺化合物而成的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170509 JP 2017-0929981.一种二氧化碳吸收剂，其是在通过亲水性粘结剂将亲水性纤维与多孔粉末复合而成的多孔颗粒上负载胺化合物而成的。


2.如权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔粉末为选自由二氧化硅、氧化铝、沸石、活性炭和金属有机结构体组成的组中的至少一种。


3.如权利要求1或2所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述胺化合物为选自由具有至少一个羟基的胺类和多胺类组成的组中的至少一种。


4.如权利要求1～3中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，平均粒径为1mm以上5mm以下。


5.一种二氧化碳吸收剂的制造方法，其包括如下工序：
将亲水性纤维、多孔粉末和亲水性粘结剂水分散液进行混炼造粒，使其干燥，生成通过所述亲水性粘结剂将所述亲水性纤维与所述多孔粉末复合而成的多孔颗粒的工序；以及
制备胺化合物的浓度为5％以上70％以下且温度为10℃以上100℃以下的胺水溶液，使所述多孔颗粒浸渍在所述胺水溶液中，并使负载有所述胺化合物的所述多孔颗粒通风干燥的工序。


6.如权利要求5所述的二氧化碳吸收剂的制造方法，其中，所述多孔颗粒的平均粒径为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：根上将大，奥村雄志，下村育生，吉泽克浩，野村嘉道，田中一雄，西部祥平，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP