工业废气中CO2的分离技术研究

我国每年CO2排放量超过60亿吨。随着经济发展，CO2排放量还会继续增加，因此，分离回收利用工业废气中的CO2具有重大的经济意义和环境意义，将CO2这一化学惰性物质加以循环利用，也具有重要的科学意义。变压吸附法工艺简单、自动化程度高、能耗低、成本低、适用于多种含CO2的气源，可以用于多种工业用途，是很有前途的分离、回收工业废气中CO2的方法。本申请书提出综合利用工业废气的研究内容，利用改性分子筛或沸石，采用变压吸附法，将CO、CO2、N2、SOx、NOx、H2O分离，得到的CO用做燃料，CO2用做化工合成如合成二甲醚，N2可作为商品出售，SOx、NOx用来制酸。这样就可将工业废气无害化高附加值的加以利用。

（1）分子筛和沸石的制备及性能研究. 以廉价的粉煤灰为原料用水热合成法合成微孔分子筛。X型分子筛对水的吸附量最大数值为35.6%；13X型分子筛对CO2吸附量达到19.72%，5A型分子筛在对CO2吸附量达到15.15%。.以无机硅源和廉价的锐钛矿为原料经水热反应合成分子筛ETS-4和ETS-10。分别对粉煤灰制备钛硅分子筛ETS-4与ETS-10的合成机理进行了研究。 .以粉煤灰为原料采用碱融-水热法制备了沸石A及沸石A+X，对制备的沸石样品进行了表征分析。90°C时变压吸附分离CO2所得产品CO2的纯度和产率比商业沸石13X的高，且能耗也较商业沸石13X低，因此粉煤灰制备的沸石A和沸石A+X可作为一种分离和回收烟道气中二氧化碳的优良吸附剂。 .研究了通过对沸石13X表面进行改性，增加其表面疏水性制备疏水型沸石13X的工艺。氟硅烷硅烷化处理后的13X@mSiO2(fs)保持了很强CO2吸附能力。 .（2）采用分子筛吸附分离二氧化碳的研究. 设计了双级VSA 工艺。第一级工艺以活性炭为吸附剂，第二级工艺以.13X 为吸附剂。在不需要增加冲洗等复杂操作步骤的情况下不但解决了工业废气中的水蒸气问题，而且获得了纯度为大于99%的CO2，并且CO2回收率可以高达90%以上，满足了碳的捕获与存储的要求，具有很好的工业应用前景。.（3）二氧化碳加氢制备二甲醚和其它有机物的研究.研制了几种由CO2加氢制备二甲醚的催化剂，并对其进行了表征，研究了其合成工艺和反应机理。添加助剂ZrO2的催化剂，催化剂粒径约300nm，比表面积达160.46m2/g，催化剂的寿命长达120h。二氧化碳的转化率达20.00%，二甲醚和甲醇的总收率达17.41%。.添加助剂SrO的催化剂，催化剂粒径较小，约200nm，比表面积达153.21m2/g，催化剂的寿命长达150h。二氧化碳的转化率达30.30%，二甲醚和甲醇的总收率达27.80%。.关键词：沸石；粉煤灰；吸附; 二甲醚；二氧化碳；