RU2104774C1 - Chemical carbon dioxide absorbent - Google Patents
Chemical carbon dioxide absorbent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104774C1 RU2104774C1 RU96117988A RU96117988A RU2104774C1 RU 2104774 C1 RU2104774 C1 RU 2104774C1 RU 96117988 A RU96117988 A RU 96117988A RU 96117988 A RU96117988 A RU 96117988A RU 2104774 C1 RU2104774 C1 RU 2104774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- naoh
- licl
- chemical
- absorber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения сорбентов - химических поглотителей диоксида углерода и может быть использовано на предприятиях химической промышленности для его удаления из выхлопных и отходящих газов, а также в приборах для регенерации и кондиционирования воздуха. The invention relates to the field of producing sorbents - chemical absorbers of carbon dioxide and can be used at chemical enterprises to remove it from exhaust and exhaust gases, as well as in devices for regeneration and air conditioning.
Известно, что для поглощения углекислого газа используется химический поглотитель известковый (ХПИ). Стандартный материал, предназначенный для использования в народном хозяйстве и для снаряжения средств химической защиты, изготовлен из маломагнезиальной извести и гидроксида и содержит не менее 96% гидроксида кальция и 4% гидроксида натрия (ГОСТ 6755-88. Поглотитель химический известковый ХП-И. М.: Издательство стандартов, 1988 г.). Стандартный химический поглотитель используется в увлажненном состоянии (16-21%) при T = 35oC и концентрации CO2 = 4 об.% и не может быть использован при более высоких температурах и концентрации диоксида углерода.It is known that for the absorption of carbon dioxide, a chemical lime absorber (KhPI) is used. The standard material, intended for use in the national economy and for equipping chemical protective equipment, is made of low-magnesium lime and hydroxide and contains at least 96% calcium hydroxide and 4% sodium hydroxide (GOST 6755-88. Chemical lime scavenger HP-I. M. : Standards Publishing House, 1988). The standard chemical absorber is used in a humidified state (16-21%) at T = 35 o C and a concentration of CO 2 = 4 vol.% And cannot be used at higher temperatures and concentrations of carbon dioxide.
В зависимости от назначения ХПИ его состав варьируется. Анализ технической и патентной литературы показал, что в состав хемосорбента могут вводиться различные модифицирующие добавки, например гидроокиси натрия или калия, хлориды щелочных или щелочноземельных металлов. Массовая доля модификатора составляет 4 мас.%, влажность ХПИ = 18%, время защитного действия данных ХПИ определялась при T = 20oC и концентрации CO2 = 2 об.% (В.В.Самонин, И.В.Кругликова, Н.Ф.Федоров. ЖПХ, 1994 г., т. 67, вып. 2).Depending on the purpose of the HPI, its composition varies. An analysis of the technical and patent literature showed that various modifying additives, for example, sodium or potassium hydroxides, alkali or alkaline earth metal chlorides, can be introduced into the chemisorbent. The mass fraction of the modifier is 4 wt.%, Humidity CPI = 18%, the protective effect of these CPI was determined at T = 20 o C and a concentration of CO 2 = 2 vol.% (V.V. Samonin, I.V. Kruglikova, N .F. Fedorov. Housing and communal services, 1994, v. 67, issue 2).
Наиболее близким к качественному и количественному составу к предлагаемому изобретению являются известковый химический поглотитель углекислого газа, используемый при подводном погружении (патент Канады N 1151633, опубликованный 09.08.83 г., кл. B 01J 20/04). Он имеет следующий состав компонентов (мас.%):
Ca(OH)2 - 75-85
CaCl2 - 0,1-1,0
KOH - 1,0-2,0
NaOH - 2,0-3,0
H2O - 15-20
Однако поглотитель данного состава, исходя из его рецептуры, не может быть использован для очистки выхлопных газов, например, которые характеризуются повышенной температурой и высоким содержанием диоксида углерода, ввиду отсутствия в их составе компонента, обладающего хорошими влагоудерживающими свойствами.Closest to the qualitative and quantitative composition of the present invention are the calcareous chemical carbon dioxide absorber used for scuba diving (Canadian Patent No. 1151633, published 09.08.83,
Ca (OH) 2 - 75-85
CaCl 2 - 0.1-1.0
KOH - 1.0-2.0
NaOH - 2.0-3.0
H 2 O - 15-20
However, the absorber of this composition, based on its formulation, cannot be used for purification of exhaust gases, for example, which are characterized by an elevated temperature and a high content of carbon dioxide, due to the lack of a component with good water-holding properties in their composition.
Задача, поставленная авторами предлагаемого изобретения, состоит в разработке рецептуры состава химического поглотителя диоксида углерода, сохраняющего хорошие эксплуатационные характеристики и обладающего высокой защитной мощностью при условии его использования в газовоздушном потоке с концентрацией диоксида углерода до 20 об.% и при повышенной (до 70oC) температуре.The task posed by the authors of the present invention is to develop a formulation of a chemical carbon dioxide absorbent that maintains good performance and has high protective power when used in a gas stream with a concentration of carbon dioxide up to 20 vol.% And at high (up to 70 o C ) temperature.
Для решения этой задачи в состав известного химического поглотителя промышленной рецептуры вводят в качестве модифицирующей добавки хлорид лития при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Ca(OH)2 - 83,0-78,0
NaOH - 0,1-3,7
LiCl - 3,7-0,1
H2O - 13,2-18,2
Сущность изобретения состоит в том, что вводимая модифицирующая добавка обладает высокой гигроскопичностью и низкой вязкостью. Влагопоглотительная и влагоудерживающая способность модификатора LiCl сообщает химическому поглотителю высокую хемосорбционную активность в условиях повышенной (до 70oC) температуры, а NaOH обеспечивает щелочность ХП, необходимую для интенсивного поглощения диоксида углерода (его концентрация может достигать 20 об.%).To solve this problem, lithium chloride is introduced into the composition of a known chemical absorber of an industrial formulation as a modifying additive in the following ratio of components (wt.%):
Ca (OH) 2 - 83.0-78.0
NaOH - 0.1-3.7
LiCl - 3.7-0.1
H 2 O - 13.2-18.2
The essence of the invention lies in the fact that the introduced modifying additive has high hygroscopicity and low viscosity. The moisture-absorbing and water-holding ability of the LiCl modifier gives the chemical absorber high chemisorption activity under conditions of elevated (up to 70 o C) temperature, and NaOH provides the alkalinity of CP necessary for intensive absorption of carbon dioxide (its concentration can reach 20 vol.%).
Влагоудерживающие характеристики химического поглотителя с содержанием модификаторов LiCl-NaOH при T = 70oC показаны в табл. 1 и характеризуются процентом массовым влагопотерь.The moisture-retaining characteristics of the chemical absorber with the content of LiCl-NaOH modifiers at T = 70 o C are shown in table. 1 and are characterized by the percentage of mass loss.
Данные табл. 1 показывают оптимальность сочетания двух модификаторов NaOH-LiCl, равную 2,5-1,5 мас.%, при увеличении продолжительности термовоздействия. The data table. 1 show the optimality of the combination of two NaOH-LiCl modifiers, equal to 2.5-1.5 wt.%, With an increase in the duration of thermal exposure.
Вязкость раствора модификатора, образующего водную пленку на активной поверхности ХПИ, влияет на время защитного действия хемосорбента и связана с ним обратной зависимостью (см. табл. 2). Испытания, результаты которых приведены в данной таблице, проводились при нормальных условиях (T = 20oC, концентрация CO2 = 2 об.%).The viscosity of the modifier solution forming an aqueous film on the active surface of CPI affects the time of the protective action of chemisorbent and is inversely related to it (see table 2). The tests, the results of which are given in this table, were carried out under normal conditions (T = 20 o C, concentration of CO 2 = 2 vol.%).
Гранулы формованного химического поглотителя предлагаемого состава получают смешением гашеной извести с растворами гидроксида натрия и хлорида лития 40%-ной концентрации. При замесе в пасту добавляют воду для создания необходимой влажности (20-40%). Материал формуют, сушат при температуре 150oC в течение 20-22 ч, затем ломают, рассеивают и увлажняют.The granules of a molded chemical absorber of the proposed composition are obtained by mixing slaked lime with solutions of sodium hydroxide and lithium chloride of 40% concentration. When kneading, water is added to the paste to create the necessary humidity (20-40%). The material is molded, dried at a temperature of 150 o C for 20-22 hours, then break, disperse and moisturize.
Пример 1. (нижняя граница заявляемого интервала по NaOH). Example 1. (lower limit of the claimed interval for NaOH).
К 85 г порошка гидроксида кальция, содержащего 2 г воды (сухого гидроксида кальция 83 г), приливают 0,25 г 40%-ного раствора NaOH (сухого NaOH 0,1 г), 9,25 г 40%-ного раствора LiCl (сухого LiCl 3,7 г) и воду для получения массы влажностью 31-38% в зависимости от качества приходящей на производство извести. Массу тщательно гомогенизируют, формуют в гранулы, термообрабатывают 2 ч при температуре 150oC до влажности 2%, вновь увлажняют до влажности 13,2%, герметично упаковывают. Состав готового поглотителя: 83% Ca(OH)2, 0,1% NaOH, 3,7% LiCl, 13,2% H2O.To 85 g of calcium hydroxide powder containing 2 g of water (dry calcium hydroxide 83 g), 0.25 g of a 40% NaOH solution (0.1 g dry NaOH) is added, 9.25 g of a 40% LiCl solution ( dry LiCl 3.7 g) and water to obtain a mass with a moisture content of 31-38%, depending on the quality of the lime coming into production. The mass is thoroughly homogenized, formed into granules, heat treated for 2 hours at a temperature of 150 o C to a moisture content of 2%, moistened again to a moisture content of 13.2%, hermetically packed. The composition of the finished absorber: 83% Ca (OH) 2 , 0.1% NaOH, 3.7% LiCl, 13.2% H 2 O.
Пример 2. (середина заявляемого интервала по NaOH). Example 2. (the middle of the claimed interval for NaOH).
К 81,5 г порошка гидроксида кальция, содержащего 2 г воды (сухого гидроксида кальция 79,5 г), приливают 4,75 г 40%-ного раствора NaOH (сухого NaOH 1,9 г), 4,75 г 40%-ного раствора LiCl (сухого LiCl 1,9 г) и воду для получения массы влажностью 31-38% в зависимости от качества приходящей на производство извести. Массу тщательно гомогенизируют, формуют в гранулы, термообрабатывают 2 ч при температуре 150oC до влажности 2%, вновь увлажняют до влажности 16,7%, герметично упаковывают. Состав готового поглотителя: 79,5% Ca(OH)2, 1,9% NaOH, 1,9% LiCl, 16,7% H2O.To 81.5 g of calcium hydroxide powder containing 2 g of water (dry calcium hydroxide 79.5 g), 4.75 g of a 40% NaOH solution (dry NaOH 1.9 g) are added, 4.75 g of 40% - solution of LiCl (dry LiCl 1.9 g) and water to obtain a mass with a moisture content of 31-38%, depending on the quality of the lime coming into production. The mass is thoroughly homogenized, formed into granules, heat treated for 2 hours at a temperature of 150 o C to a moisture content of 2%, moistened again to a moisture content of 16.7%, hermetically packed. The composition of the finished absorber: 79.5% Ca (OH) 2 , 1.9% NaOH, 1.9% LiCl, 16.7% H 2 O.
Пример 3. (верхняя граница заявляемого интервала по NaOH). Example 3. (the upper limit of the proposed interval for NaOH).
К 80 г порошка гидроксида кальция, содержащего 2 г воды (сухого гидроксида кальция 78 г), приливают 9,25 г 40%-ного раствора NaOH (сухого NaOH 3,7 г), 0,25 г 40%-ного раствора LiCl (сухого LiCl 0,1 г) и воду для получения массы влажностью 31-38% в зависимости от качества приходящей на производство извести. Массу тщательно гомогенизируют, формуют в гранулы, термообрабатывают 2 ч при температуре 150oC до влажности 2%, вновь увлажняют до влажности 18,2%, герметично упаковывают. Состав готового поглотителя: 78% Ca(OH)2, 3,7% NaOH, 0,1% LiCl, 18,2% H2O.To 80 g of calcium hydroxide powder containing 2 g of water (dry calcium hydroxide 78 g), 9.25 g of a 40% NaOH solution (dry NaOH 3.7 g), 0.25 g of a 40% LiCl solution are added ( dry LiCl 0.1 g) and water to obtain a mass with a moisture content of 31-38%, depending on the quality of the lime coming into production. The mass is thoroughly homogenized, formed into granules, heat treated for 2 hours at a temperature of 150 o C to a moisture content of 2%, moistened again to a moisture content of 18.2%, hermetically packed. The composition of the finished absorber: 78% Ca (OH) 2 , 3.7% NaOH, 0.1% LiCl, 18.2% H 2 O.
Испытания образцов проводились на специальной установке с возможностью создания температуры слоя ХПИ и очищаемого газа до 100oC, концентрации CO2 в потоке от 0,1 до 100,0 об.%, влажности газа от 0,1 до 100,0 отн.%. Чувствительность детектора позволяет фиксировать концентрацию CO2 за слоем хемосорбента от 0,01 об.%. При исследовании полученных образцов использовались динамические трубки с площадью сечения 3 см2, высота слоя ХПИ составляла 20 см, линейная скорость газа достигала 0,05 м/с.The tests of the samples were carried out on a special installation with the possibility of creating a temperature of the KhPI layer and the gas to be purified up to 100 o C, the concentration of CO 2 in the stream from 0.1 to 100.0 vol.%, The humidity of the gas from 0.1 to 100.0 rel.% . The sensitivity of the detector allows you to record the concentration of CO 2 behind the chemisorbent layer from 0.01 vol.%. In the study of the samples obtained, dynamic tubes with a cross-sectional area of 3 cm 2 were used , the height of the CPI layer was 20 cm, and the linear gas velocity reached 0.05 m / s.
Данные табл. 3 характеризуют хемосорбционную емкость предлагаемого поглотителя (дм3/кг) по сравнению с составами промышленной и лабораторной рецептуры (без использования хлорида лития в качестве модифицирующей добавки) в условиях высоких значений температур и содержания диоксида углерода в газовоздушном потоке до 27 об.% (сравнить с показателями рецептуры прототипа в данных условиях не представляется возможным).The data table. 3 characterize the chemisorption capacity of the proposed absorber (dm 3 / kg) compared with the compositions of industrial and laboratory formulations (without the use of lithium chloride as a modifying additive) at high temperatures and the content of carbon dioxide in the gas stream up to 27 vol.% (Compare with indicators of the formulation of the prototype in these conditions is not possible).
Сравнение свойств разных рецептур ХПИ показывает, что при низком содержании диоксида углерода в газовоздушном потоке разработанный поглотитель незначительно (на 8%) превосходит лабораторный образец. Повышение содержания CO2 до 20 об.% при T = 70oC приводит к резкому различию в емкости образцов. Материал, модифицированный хлоридом лития, уже значительно (на 30%) превосходит аналогичный образец по хемосорбционной емкости. При повышении содержания CO2 в газовоздушном потоке до 27 об.% емкость модифицированного ХП превышает характеристику аналога почти на 40%.A comparison of the properties of different HPI formulations shows that, at a low carbon dioxide content in the gas-air flow, the developed absorber slightly (by 8%) exceeds the laboratory sample. An increase in the CO 2 content to 20 vol% at T = 70 ° C leads to a sharp difference in the sample capacitance. The material modified with lithium chloride already significantly (by 30%) surpasses a similar sample in chemisorption capacity. With an increase in the CO 2 content in the gas stream to 27 vol.%, The capacity of the modified CP exceeds the analogue characteristic by almost 40%.
Таким образом, предложенный химический поглотитель, содержащий значительное количество модификатора LiCl, сохраняет большую влажность, позволяющую ему более длительное время осуществлять процесс хемосорбции, обладает высокими эксплуатационными характеристиками и не разрушается в жестких условиях. Thus, the proposed chemical absorber containing a significant amount of LiCl modifier retains high humidity, allowing it to carry out the chemisorption process for a longer time, has high performance characteristics and does not deteriorate in harsh conditions.
Claims (1)
NaOH 0,1 3,7
LiCl 3,7 0,1
H2O 13,2 18,2нCa (OH) 2 83.0 78.0
NaOH 0.1 3.7
LiCl 3.7 0.1
H 2 O 13.2 18.2 H
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117988A RU2104774C1 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | Chemical carbon dioxide absorbent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117988A RU2104774C1 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | Chemical carbon dioxide absorbent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2104774C1 true RU2104774C1 (en) | 1998-02-20 |
| RU96117988A RU96117988A (en) | 1998-11-20 |
Family
ID=20185267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96117988A RU2104774C1 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | Chemical carbon dioxide absorbent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2104774C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7744678B2 (en) | 2005-06-28 | 2010-06-29 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Powdered lime composition, method of preparing same and use thereof |
| RU2451542C2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Carbon dioxide absorbent, method of making said absorbent (versions) and method of using said absorbent |
| RU2547483C1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of producing carbon dioxide chemisorbent |
| RU2685294C1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИНОН" (ООО "ДИНОН") | Absorbing compound, method for preparation thereof (versions) and method of removing carbon dioxide from gas mixtures |
| WO2024002724A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | Elementar Analysensysteme Gmbh | Absorbent for quantitatively removing carbon dioxide from a gas stream, and use of same |
-
1996
- 1996-09-10 RU RU96117988A patent/RU2104774C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7744678B2 (en) | 2005-06-28 | 2010-06-29 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Powdered lime composition, method of preparing same and use thereof |
| RU2451542C2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Carbon dioxide absorbent, method of making said absorbent (versions) and method of using said absorbent |
| RU2547483C1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of producing carbon dioxide chemisorbent |
| RU2685294C1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИНОН" (ООО "ДИНОН") | Absorbing compound, method for preparation thereof (versions) and method of removing carbon dioxide from gas mixtures |
| WO2024002724A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | Elementar Analysensysteme Gmbh | Absorbent for quantitatively removing carbon dioxide from a gas stream, and use of same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4855276A (en) | Solid filtration medium incorporating alumina and carbon | |
| Davini et al. | An investigation of the influence of sodium chloride on the desulphurization properties of limestone | |
| US20090007785A1 (en) | Method for removing mercury vapor in gas | |
| RU2008102986A (en) | POWDERED LIME COMPOSITION, METHOD FOR ITS PREPARATION AND ITS APPLICATION | |
| Bai et al. | Rice husk-based adsorbents for removing ammonia: Kinetics, thermodynamics and adsorption mechanism | |
| WO2014126749A1 (en) | Enhanced sorbent formulation for removal of mercury from flue gas | |
| EP2611533A1 (en) | Improved sorbents for removing mercury from emissions produced during fuel combustion | |
| CA2737281A1 (en) | Bromine chloride compositions for removing mercury from emissions produced during fuel combustion | |
| US6352653B1 (en) | Acid component-removing agent, method for producing it and method for removing acid components | |
| Majchrzak et al. | Separation characteristics as a selection criteria of CO2 adsorbents | |
| RU2104774C1 (en) | Chemical carbon dioxide absorbent | |
| US3557011A (en) | Co2 sorption material | |
| JP2581642B2 (en) | Etching exhaust gas abatement agent and exhaust gas treatment method | |
| JPS602086B2 (en) | How to remove carbon dioxide | |
| Saad et al. | An experimental and kinetic study of the sorption of carbon dioxide onto amine-treated oil fly ash | |
| US2423689A (en) | Soda lime composition | |
| Zhao et al. | Simultaneous removal of SO2 and NO from flue gas using “oxygen-enriched” highly reactive absorbent | |
| JPH044015B2 (en) | ||
| RU2414291C1 (en) | Method of producing adsorbent | |
| Li et al. | Effect of doped alkali metal ions on the SO2 capture performance of MnO2 desulfurization materials at low temperature | |
| CN112107992A (en) | Harmful gas removing medium and preparation method thereof | |
| RU2008085C1 (en) | Gas scrubber | |
| SU1057085A1 (en) | Adsorbent for drying gas | |
| CN1009993B (en) | Absorbent for greasy flue gas and its preparation method | |
| JPH04243910A (en) | Carbon dioxide recovering material and method for recovering carbon dioxide utilizing the same |