CN105032164B - 一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂及制备方法，属于用于密闭空间环境的二氧化碳清除领域。以所述吸收剂配方总质量为100％计：氧化镁：80～85％，单水氢氧化锂：12～17％，质量百分数为5～10％的氢氧化钠水溶液：3～5％；氧化镁为将碱式碳酸镁在320～400℃下焙烧1～3h后得到；所述吸收剂密度为1.5～1.9g/cm3，粒径为2～6mm。通过将氧化镁、单水氢氧化锂和氢氧化钠溶液混合均匀后压制为药板，再破碎为颗粒，最后烘干得到所述吸收剂。所述吸收剂吸收前后颗粒大小不变，在吸收过程中床层阻力不变，产生水汽较少，吸收性能良好稳定，生产成本较小；所述方法简单，所需设备少。
Description
技术领域
本发明涉及一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂及制备方法，属于用于密闭空间环境的二氧化碳清除领域。
背景技术
二氧化碳吸收剂是用于密闭空间吸收清除二氧化碳的一种非再生型药剂，广泛应用于舰艇、航空航天、矿山安全舱、安全硐室等密闭空间的供氧领域。
目前市场上的二氧化碳吸收剂一般是碱石灰和氢氧化锂药剂，其中，碱石灰的主要成分是氢氧化钙和氢氧化钠，所述二氧化碳吸收剂的使用方法如下：
将二氧化碳吸收剂装入吸收罐中，利用泵或风机作动力使含有二氧化碳的空气通过吸收罐，二氧化碳被吸收罐中的碱石灰或氢氧化锂床层吸收，干净的空气从吸收罐排出至环境大气中。
其中，每克碱石灰大约可吸收0.35g二氧化碳，其优点是价格便宜，缺点是在吸收二氧化碳后，碱石灰颗粒变大，使吸收罐的阻力逐渐变大，导致吸收罐的吸收效率降低，且碱石灰中含有约20％的水分，使用过程中水分蒸发出来，使环境湿度增加；每克氢氧化锂药剂大约可吸收0.9g二氧化碳，吸收效率较高，吸收罐阻力在吸收过程中几乎不变，但其缺点是价格较贵，应用成本高。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂性能稳定。
本发明的目的之二在于提供一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法，所述方法生产成本低，步骤简单，设备较少，制得的二氧化碳吸收剂性能稳定。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，以所述二氧化碳吸收剂配方的总体质量为100％计，其中，各组成成分及其质量百分数如下：
氧化镁 80％～85％，
单水氢氧化锂 12％～17％，
氢氧化钠水溶液 3％～5％；
所述氧化镁为将碱式碳酸镁在320℃～400℃下焙烧1h～3h后得到的产物；
所述氢氧化钠水溶液的质量百分数为5％～10％；
所述二氧化碳吸收剂的密度为1.5g/cm3～1.9g/cm3，粒径为2mm～6mm。
一种本发明所述的以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法，所述方法步骤如下：
将氧化镁、单水氢氧化锂和氢氧化钠溶液混合均匀得到药剂，将药剂压制为密度为1.5g/cm3～1.9g/cm3的药板，将药板破碎制粒，筛选得到粒径为2mm～6mm药剂颗粒，将药剂颗粒在100℃～140℃下烘干3h～6h，得到本发明所述二氧化碳吸收剂。
有益效果
1.本发明提供了一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂中的氧化镁为将碱式碳酸镁在320℃～400℃下焙烧1h～3h后得到的产物，氧化镁是影响所述二氧化碳吸收剂吸收性能的重要因素，采用其他方法制备的氧化镁制成的二氧化碳吸收剂的吸收性能较低；所述氢氧化钠水溶液的质量百分数为5％～10％，氢氧化钠水溶液的浓度会影响氧化镁的羟基活化性；所述二氧化碳吸收剂的密度为1.5g/cm3～1.9g/cm3，密度会影响二氧化碳吸收剂的强度、多孔性和吸收效率，所述成型密度会使二氧化碳吸收剂既保证强度，又具有很好的多孔性和吸收效率；颗粒直径为2mm～6mm，影响药剂的吸收效率和床层阻力，一般来说，颗粒直径越小，吸收效率越好，药剂床层阻力越大；
2.本发明提供了一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂与氢氧化锂药剂相比生产成本小；
3.本发明提供了一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂与碱石灰相比吸收二氧化碳后吸收剂颗粒大小不变，在吸收过程中床层阻力不变；吸收过程中产生水汽较少，对环境湿度影响小；
4.本发明提供了一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，每克所述二氧化碳吸收剂完全吸收时可吸收约0.5克二氧化碳；
5.本发明提供了一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法，所述方法中烘干温度为100℃～140℃，烘干温度会影响氧化镁与氢氧化锂复合时羟基的形成，会影响二氧化碳吸收剂的吸收性能；所述烘干时间为3h～6h，烘干时间会影响氧化镁与氢氧化锂复合时羟基的形成，会影响二氧化碳吸收剂的吸收性能；
6.本发明提供了一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法，所述方法简单，所需设备少。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，以所述二氧化碳吸收剂的总体质量为100％计，其中，各组成成分及其质量百分数如下：氧化镁：85％，单水氢氧化锂：12％，质量百分数为10％的氢氧化钠水溶液：3％；其中，所述氧化镁为将1000g碱式碳酸镁装入马弗炉，在365℃下焙烧2h后得到的产物；所述二氧化碳吸收剂的密度为1.6g/cm3，粒径为2mm～6mm。
一种本实施例所述的以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法步骤如下：
将氧化镁、单水氢氧化锂和氢氧化钠溶液混合均匀得到药剂，将药剂装入模具压制成密度为1.6g/cm3的药板，将药板破碎制粒，筛选得到粒径为2mm～6mm药剂颗粒，将药剂颗粒在120℃下烘干4h，得到所述二氧化碳吸收剂。
将50g所述二氧化碳吸收剂装入直径30mm的吸收罐，通入二氧化碳，可吸收二氧化碳24.6g。吸收前床层阻力830Pa，吸收后床层阻力833Pa，吸收过程中床层阻力几乎没有变化，吸收过程中几乎没有水汽产生，肉眼观察吸收后的药剂，其颗粒大小几乎没有变化。
实施例2
一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，以所述二氧化碳吸收剂的总体质量为100％计，其中，各组成成分及其质量百分数如下：氧化镁：80％，单水氢氧化锂：15％，质量百分数为8％的氢氧化钠水溶液：5％；其中，所述氧化镁为将1000g碱式碳酸镁装入马弗炉，在320℃下焙烧3h后得到的产物；所述二氧化碳吸收剂的密度为1.9g/cm3，粒径为2mm～6mm。
一种本实施例所述的以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法步骤如下：
将氧化镁、单水氢氧化锂和氢氧化钠溶液混合均匀得到药剂，将药剂装入模具压制成密度为1.9g/cm3的药板，将药板破碎制粒，筛选得到粒径为2mm～6mm药剂颗粒，将药剂颗粒在140℃下烘干3h，得到所述二氧化碳吸收剂。
将50g所述二氧化碳吸收剂装入直径30mm的吸收罐，通入二氧化碳，可吸收二氧化碳25.6g。吸收前床层阻力750Pa，吸收后床层阻力756Pa，吸收过程中床层阻力几乎没有变化，吸收过程中几乎没有水汽产生，肉眼观察吸收后的药剂，其颗粒大小几乎没有变化。
实施例3
一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，以所述二氧化碳吸收剂的总体质量为100％计，其中，各组成成分及其质量百分数如下：氧化镁：80％，单水氢氧化锂：17％，质量百分数为5％的氢氧化钠水溶液：3％；其中，所述氧化镁为将1000g碱式碳酸镁装入马弗炉，在400℃下焙烧1h后得到的产物；所述二氧化碳吸收剂的密度为1.5g/cm3，粒径为2mm～6mm。
一种本实施例所述的以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法步骤如下：
将氧化镁、单水氢氧化锂和氢氧化钠溶液混合均匀得到药剂，将药剂装入模具压制成密度为1.5g/cm3的药板，将药板破碎制粒，筛选得到粒径为2mm～6mm药剂颗粒，将药剂颗粒在100℃下烘干6h，得到所述二氧化碳吸收剂。
将50g所述二氧化碳吸收剂装入直径30mm的吸收罐，通入二氧化碳，可吸收二氧化碳24.2g。吸收前床层阻力855Pa，吸收后床层阻力861Pa，吸收过程中床层阻力几乎没有变化，吸收过程中几乎没有水汽产生，肉眼观察吸收后的药剂，其颗粒大小几乎没有变化。
Claims (2)
1.一种以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂，其特征在于：以所述二氧化碳吸收剂配方的总体质量为100％计，各组成成分及其质量百分数如下：
氧化镁 80％～85％，
单水氢氧化锂 12％～17％，
氢氧化钠水溶液 3％～5％；
所述氧化镁为将碱式碳酸镁在320℃～400℃下焙烧1h～3h后得到的产物；
所述氢氧化钠水溶液的质量百分数为5％～10％；
所述二氧化碳吸收剂的密度为1.5g/cm3～1.9g/cm3，粒径为2mm～6mm。
2.一种如权利要求1所述的以氧化镁为主材料的二氧化碳吸收剂的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
将氧化镁、单水氢氧化锂和氢氧化钠水溶液混合均匀得到药剂，将药剂压制为密度为1.5g/cm3～1.9g/cm3的药板，将药板破碎制粒，筛选得到粒径为2mm～6mm药剂颗粒，将药剂颗粒在100℃～140℃下烘干3h～6h，得到所述二氧化碳吸收剂。
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