【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及co2捕集，更具体地，涉及一种湿混合机械改性批量制备高co2吸附性的钙基吸附剂颗粒的方法。
技术介绍
1、co2大量人为排放加剧了温室效应，这被认为是造成全球气候变暖的最主要原因之一。co2的人为排放主要集中于火力发电、钢铁生产、水泥生产、交通运输等大规模化石能源利用行业，控制这些行业的co2排放，对于碳达峰和碳中和目标的实现，具有重要的意义。co2捕集、利用与封存(co2 capture,utilization and sequestration,ccus)是能较好地实现大规模co2减排的主要策略。
2、基于钙基吸附剂的碳酸化/煅烧循环吸附co2的钙循环(calcium looping，cal)技术，可用于ccus中的燃烧后co2捕集技术，主要采用钙基吸附剂(即氧化钙)对现有电站锅炉、水泥窑炉、工业窑炉等燃烧设备的尾气进行co2捕集，降低系统的co2排放。钙基吸附剂在钙循环技术应用的过程中需要将其制备为颗粒，目前，钙基吸附剂造粒方法包括挤出成型法、球化法、包壳法、挤出滚圆法和铸造法等。其中，挤出法具有最高的吸附剂颗粒制备效率，适合工业化生产应用。但是，挤出法制备的颗粒由于内部结构过于密实，导致其碳捕集性能相对较低。一些研究学者通过酸改性、高温预烧结、水蒸气活化、惰性骨架掺杂、碱金属盐改性、溶胶凝胶法、火焰合成法等手段来实现吸附剂颗粒碳捕集性能的提升，但是这些改性手段目前仍处于实验室研发阶段，成本较高工艺复杂，短时间内难以实现工业化应用，实现高性能钙基吸附剂颗粒的大批量制备。
3、因此针对上
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题主要有两个，其一是，提高钙基吸附剂颗粒的碳捕集性能。挤出成型法制备钙基吸附剂颗粒由于生产效率高，因此最具工业化应用的潜力，但是由于挤出成型法制备的颗粒其内部结构过于密实，导致co2较难向颗粒内部扩散，使得吸附剂颗粒的碳捕集性能较低；其二是，实现高性能钙基吸附剂颗粒的工业化大批量制备。现有的酸改性、高温预烧结、水蒸气活化、惰性骨架掺杂、碱金属盐改性、溶胶凝胶法、火焰合成法等手段都可以实现吸附剂颗粒碳捕集性能的提升，但是这些手段工艺复杂、成本较高在当前阶段均难以实现工业化应用。针对上述两点问题，本专利技术提出了一种湿混合机械改性批量制备高co2吸附性的钙基吸附剂颗粒的方法，该方法以挤出成型法为基础，结合湿混合机械改性方法，可以实现钙基吸附剂颗粒碳捕集性能的提升，同时该方法工艺流程简便、生产效率高，具备工业化应用前景。
2、根据本专利技术第一方面，提供了一种湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，包括以下步骤：
3、(1)向钙基粉料中加入以氧化铝为主要成分的支撑体材料，所述钙基粉料为熟石灰或者石灰石；然后加入水，再进行湿法球磨，得到块状的泥料；
4、(2)将步骤(1)得到的块状的泥料加入到炼泥机中进行炼泥，得到均质的团状泥料；
5、(3)将步骤(2)得到的团状泥料加入到挤出机中进行挤出成条，并切断为颗粒，然后进行干燥；
6、(4)将步骤(3)得到的干燥后的颗粒进行煅烧，即得到钙基吸附剂颗粒。
7、优选地，所述钙基粉料与支撑体材料的质量比为9:(1-3)。
8、优选地，步骤(1)中，水的质量比上钙基粉料与支撑体材料的质量之和为10:(4-25)。
9、优选地，所述支撑体材料为拟薄水铝石、堇青石、铝矾土、高岭土或膨润土。
10、优选地，所述球磨的转速为150-250r/min，球料比为5：(1-25)，球磨的时间为0.5-2h。
11、优选地，所述煅烧的温度为700-900℃。
12、优选地，所述干燥的温度为80-110℃。
13、优选地，步骤(3)中，所述颗粒的直径为5-6mm，长度为5-6mm。
14、优选地，所述球磨使用的球磨机为行星式球磨机。
15、根据本专利技术另一方面，提供了制备得到的钙基吸附剂颗粒。
16、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
17、(1)本专利技术湿混合机械改性方法可以对材料产生多重促进效应：第一、湿混合机械改性方法采用水作为分散相可使得粉料混合的更加均匀；第二、粉料中的大粒径粉末在机械力作用下破碎，形成更小的尺寸，提升粉料的比表面积和孔容积；第三、由于水的存在，可避免机械力对粉料的过度研磨，避免冷焊结块现象的出现；这三个作用均可以提升吸附剂的碳捕集性能。
18、(2)挤出成型法主要包括粉料混合、和料成团、挤出成型这三大步，湿混合机械改性方法通过球磨机等机械设备对加入水作为分散相的粉料进行机械研磨，其一方面起到改性作用，提高吸附剂碳捕集能力，另一方面也可以起到粉料混合、和料成团的作用，并且其粉料混合的均匀程度更高，采用湿混合机械改性替代挤出成型法中粉料混合、和料成团这两步骤，既可以提升粉料混合的均匀程度，又不会使得工艺流程繁琐，生产效率高，极具工业化应用前景。
19、(3)本专利技术提出的方法结合湿混合机械改性的挤出成型法，相较于普通的挤出成型法，其生产出的钙基吸附剂颗粒具有更好的碳捕集性能和循环稳定性，该高性能钙基吸附剂颗粒十五循环累计co2吸附容量相较于普通钙基吸附剂颗粒可提升12.14-24.22％。
20、(4)本专利技术结合湿混合机械改性的挤出成型法，仍保留了挤出成型法的简易步骤，只是将原先的粉料混合和和料成团工艺替换为湿混合机械改性工艺，并未对工艺流程进行过度复杂化，相较于球化法、包壳法、挤出滚圆法和铸造法，其生产效率最高，最具工业化应用前景；三、湿混合机械改性工艺，相较于酸改性、高温预烧结、水蒸气活化、惰性骨架掺杂、碱金属盐改性、溶胶凝胶法、火焰合成法等改性手段，操作简单，产量高，耗时短，且可以与挤出成型法完美耦合，极具工业化应用基础。
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1.一种湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述钙基粉料与支撑体材料的质量比为9:(1-3)。
3.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，步骤(1)中，水的质量比上钙基粉料与支撑体材料的质量之和为10:(4-25)。
4.如权利要求1-3任意一项所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述支撑体材料为拟薄水铝石、堇青石、铝矾土、高岭土或膨润土。
5.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述球磨的转速为150-250r/min，球料比为5：(1-25)，球磨的时间为0.5-2h。
6.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为700-900℃。
7.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述干燥的温度为80-110℃。p>
8.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述颗粒的直径为5-6mm，长度为5-6mm。
9.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述球磨使用的球磨机为行星式球磨机。
10.如权利要求1-9任意一项方法制备得到的钙基吸附剂颗粒。
...【技术特征摘要】
1.一种湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述钙基粉料与支撑体材料的质量比为9:(1-3)。
3.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，步骤(1)中，水的质量比上钙基粉料与支撑体材料的质量之和为10:(4-25)。
4.如权利要求1-3任意一项所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述支撑体材料为拟薄水铝石、堇青石、铝矾土、高岭土或膨润土。
5.如权利要求1所述的湿混合机械改性批量制备钙基吸附剂颗粒的方法，其特征在于，所述球磨的转速为150-2...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗聪，杨鹏晖，张立麒，杜振，李小姗，邬凡，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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