二氧化碳吸附剂简介
二氧化碳的捕捉-物理吸附简述
二氧化碳的捕捉-物理吸附简述二氧化碳的捕捉是指将二氧化碳从大气中或工业排放中捕获并储存起来，以减少其对全球气候变化的影响。
物理吸附是一种常用的二氧化碳捕捉技术之一，它基于气体分子与吸附剂之间的吸附相互作用，通过吸附剂表面的吸附位点将二氧化碳分离出来。
物理吸附是一种非化学反应的捕捉过程，它主要依靠分子之间的吸引力和排斥力。
在物理吸附过程中，吸附剂通常是多孔性材料，例如活性炭、硅胶等。
这些材料具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够提供大量的吸附位点供二氧化碳分子吸附。
物理吸附的主要机制是范德华力吸引。
二氧化碳和吸附剂之间的范德华力相互作用会使二氧化碳分子被吸附在吸附剂表面。
范德华力是一种短程作用力，当二氧化碳分子靠近吸附剂表面时，它们受到吸附剂分子间的吸引力，从而被固定在吸附位点上。
当吸附剂饱和时，二氧化碳分子会停止吸附。
物理吸附的吸附量与压力和温度有关。
一般来说，较高的压力和较低的温度有利于物理吸附的进行。
在较高的压力下，二氧化碳分子与吸附剂表面的接触机会增加，从而增加了吸附量。
而较低的温度会减缓二氧化碳分子的运动速度，使其更容易被吸附在吸附剂表面。
物理吸附具有许多优点。
首先，它是一种成熟的技术，已经得到广泛应用。
其次，物理吸附过程不需要引入其他化学物质，因此不会产生其他污染物。
此外，物理吸附可以与其他捕捉技术结合使用，提高二氧化碳的捕获效率。
然而，物理吸附也存在一些限制。
首先，物理吸附只能在较低的温度下进行，这限制了其应用范围。
其次，吸附剂的再生过程需要消耗能量，因此会增加整个捕捉系统的能耗。
此外，物理吸附对二氧化碳的选择性较低，往往会与其他气体同时吸附，从而降低了捕捉的效率。
为了克服物理吸附的局限性，研究人员正在不断改进吸附剂的性能。
他们通过调整吸附剂的孔隙结构和表面化学性质，提高二氧化碳的吸附选择性和吸附容量。
此外，一些新型吸附剂，如金属有机框架材料和多孔有机聚合物，也被广泛研究和应用于二氧化碳捕捉中。
二氧化碳吸收剂
复合型吸收剂
醇胺-碱金属盐复合型吸 收剂
将醇胺和碱金属盐按一定比例混合，可得到 具有协同作用的复合型吸收剂。这类吸收剂 结合了醇胺和碱金属盐的优点，具有更高的 吸收能力和更好的热稳定性。
离子液体-有机溶剂复合 型吸收剂
将离子液体与有机溶剂按一定比例混合，可 得到具有较低粘度和较高二氧化碳吸收能力 的复合型吸收剂。这类吸收剂易于在工业中
碳酸钠
氢氧化锂
氢氧化锂具有较高的反应活性和吸收 能力，但价格昂贵且腐蚀性较强。
碳酸钠的吸收能力较碳酸钾低，但价 格更便宜，适用于一些经济性要求较 高的场合。
离子液体类吸收剂
咪唑类离子液体
咪唑类离子液体具有较高的二氧化碳 吸收能力和良好的热稳定性，且不易 挥发，适用于高温高压条件。
季铵盐类离子液体
季铵盐类离子液体具有较高的二氧化 碳吸收能力和较低的粘度，易于在工 业中应用。
市场需求
随着全球气候变化问题的日益严重，各国政府对减少温室气体排放的要求越来越高。因此，二氧化碳吸收剂的市 场需求也在不断增加。同时，随着环保意识的普及和绿色技术的发展，市场对高效、环保、低成本的二氧化碳吸 收剂的需求也在不断增加。
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PART 02
二氧化碳吸收剂原理及性 能
REPORTING
吸收原理
化学吸收
二氧化碳吸收剂通过化学反应将二氧化碳转化为其他物质， 从而达到吸收的目的。常见的吸收剂包括碱液、胺类等，它 们能与二氧化碳发生化学反应，生成相应的盐类或其他化合 物。
物理吸收
某些物质具有对二氧化碳的高溶解度或高吸附能力，因此可 以用作物理吸收剂。物理吸收过程中，二氧化碳通过溶解或 吸附作用被固定在吸收剂中，不涉及化学反应。
REPORTING
二氧化碳吸附剂参数及使用方法
二氧化碳吸附剂参数：
比重：0.89x10³ kg/m³ 吸收CO2放热：700KJ/kg（指吸附剂重量） 吸附效率：68.3% 粉尘率：1.8%
二氧化碳吸附剂参数及使用方法
该吸附剂含有丰富的内部气孔，可与空气充分接触而 起化学反应，滤除空气中的CO2气体，吸附效率超过 60%。与空气中的CO2起反应时，生成碳酸锂和水 ，并放出热量。
每公斤CO2被吸附时，约放出1400KJ的热量。 新鲜的吸附剂呈粉红色，反应失效后的吸附剂 呈纯白色。出厂时真空包装；平时注意密封保 存，防止吸附剂与空气接触，缓慢失效。
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二氧化碳吸附剂特点：
不含氢氧化钠，不含氢氧化钾成份。能确保在低流量麻醉过程中 有效地吸收二氧化碳，而不会降解合物A等副产物 。 颗粒大小十分均匀，其无尘化设计，高硬度颗粒可 以减少运输中粉尘的产生，而且对皮肤没有腐蚀性 。
二氧化碳收集方法
二氧化碳收集方法
一、吸附和吸附剂：
吸附是指将二氧化碳与某种材料之间的物理或化学吸附作用结合起来，将二氧化碳从气相转移到吸附剂中。
常见的吸附剂包括活性炭、分子筛、金属有机骨架材料等。
通过调节吸附剂的性质和工艺条件，可以实现二氧化碳的高效吸附和解吸。
二、化学反应法：
利用化学反应将二氧化碳转化成其他有用的化学品是一种常见的二氧化碳收集方法。
例如，通过催化剂催化，将二氧化碳和氢气反应生成甲酸、甲醇等有机物，或者将二氧化碳与碳酸氢盐反应生成碳酸钾、碳酸氢钠等化合物。
三、生物固定化：
利用生物体（如微生物或植物）将二氧化碳转化成有机物是一种有效的二氧化碳收集方法。
例如，利用微生物中的催化酶，将二氧化碳还原成有机物，如葡萄糖、乳酸等。
此外，一些植物如树木也能吸收二氧化碳，将其固定在植物体内，起到了一定的环境净化作用。
四、气体分离与捕获：
通过物理方法对混合气体进行分离，将二氧化碳单独捕获出来，也是一种常见的二氧化碳收集方法。
常用的分离技术包括膜分
离、吸附剂选择性吸附、低温分馏等。
五、人工光合作用：
利用太阳能和人工光合作用系统，通过光能将二氧化碳转化为有机物。
这一方法模仿了自然界中植物的光合作用过程，是一种利用清洁能源将二氧化碳转化为可利用化学品的可持续发展方式。
六、地下封存：
将二氧化碳收集后，通过压缩和液化等技术，将其封存在地下的地质层中。
地下封存技术主要利用地质层的隔离性和固体介质，以防止二氧化碳渗漏到大气中。
这是一种适用于大规模气体收集的方法，但也面临地质层选择和监测管理等问题。
二氧化碳吸附剂的原理是什么？
二氧化碳吸附剂的原理是什么？
关键词：（UOP，二氧化碳吸收剂）
二氧化碳吸附剂也称二氧化碳吸收剂，吸附剂，吸收剂，氢氧化钙。
从市场上看，二氧化碳吸附剂的颜色有白色、粉红色、浅绿色。
白色颗粒，吸收二氧化碳后变为淡紫色。
粉红色圆柱形条状颗粒，吸收二氧化碳后变成淡黄色（白色）。
通常在水处理领域见到的比较多。
在医学领域，二氧化碳吸附剂是用在全封闭低流量吸入全麻手术中，吸附麻醉回路中的二氧化碳，防止患者重复吸入二氧化碳而威胁患者生命。
但如果二氧化碳吸附剂的质量较差，那很多可能对患者生命造成威胁。
我们知道二氧化碳通常是无色无臭，略带酸味的气体，产生二氧化碳的工业生产部门主要石油化工、水泥、发酵、钢铁和电力企业。
在号召节能减排的的今天，减少温室气体排放——二氧化碳吸附剂应运而生了。
二氧化碳吸附剂通常在天然气、空气分离、石化产品、石油炼化、中空玻璃、涂料、制冷等领域应用较大，以UOP为例，他的分子筛和氧化铝吸附剂在世界上很多地方都有广泛应用，UOP吸附剂可以用低成本手段消除污染物。
随着全球对二氧化碳减排的要求日益迫切，对二氧化碳分离技术提出了挑战，更多的二氧化碳吸附剂得到青睐。
二氧化碳的高温吸附剂及其吸附过程
1 CO2的特性 来源及吸附过程
CO2 在通常情况下是无色无臭 略带酸味的气 体 熔点 56.2 正常升华点 78.5 在常温 下加压到 7.4 106 Pa 就变成液态 将液态 CO2 的温 度继续降低会变成雪花状的固体 CO2 产生 CO2 的 主要工业生产部门有石油化工 水泥 发酵 钢铁 和电力等企业[5] 据统计 在 2000 年煤的燃烧产生 的 CO2 就占到所有化石燃料的 37.8% 而燃煤电厂 主要以烟道气将 CO2 释放到大气中 从电厂排放的 烟道气中通常含有 13% CO2 73% N2 10% H2O 3% O2 和少于 1%的各种污染物质[6] 烟道气的温度 因所在煤炉的位置不同在几百至上千摄氏度之间变 化 一般都在 350 以上 电厂烟道气是 CO2 长期 稳定集中的排放源 因此 由电厂烟道气中回收 CO2 不仅是减排的最直接有效的手段 同时还能通过副 产 CO2 降低减排成本 然而由于电厂烟道气[7]的气 体流量大 出口温度高 CO2 分压低等特点 使现 有的溶剂吸收法等回收工艺成本大大提高
2 物理吸附剂
2.1 活性炭类吸附剂 活性炭是一种最常见的黑色大比表面孔性吸
附剂 其主要成分为无定型碳 还有少量的氢 氧 氮 硫及灰分 不同的制备工艺和活化方法制得的 活性炭的理化性质和表面化学性质都会有差异 决 定活性炭吸附能力大小的主要是比表面大小 孔结 构特点 表面性质和吸附质的吸附 Song和Yong 等[13 14]研究了几种活性炭类吸附剂在高温下对 CO2的吸附性能 表1为吸附剂的主要物理性质 图 1为吸附剂在不同温度下的吸附等温线
二氧化碳的高温吸附剂及其吸附过程
二氧化碳的高温吸附剂及其吸附过程温室气体与气候变化是当前全球变化研究的核心问题之一。
温室气体主要有水汽、CO2、CH4、N2O、O3、氯氟烃等。
它们在大气中性质稳定，留存时间长，几乎吸收地面发出的所有长波辐射，并将其中的一部分再反射到地球表面，从而维持着地球表面温暖舒适的温度。
温室效应主要是因为人类活动增加了温室气体的数量和品种，使本应返还给宇宙空间的热量下降，从而使地球变暖。
CO2是引起温室效应的主要气体之一，同时也是一种潜在的碳资源。
大气中的CO2主要是使用化石燃料等工业过程、生物物质燃烧及动物新陈代谢的产物。
19世纪前大气中CO2的质量浓度保持在550mg/m3，2000年时达到了722.9 mg/m3，2021年增至746.4 mg/m3，按此速度推算，预计到21世纪末，CO2的含量将翻倍。
根据美国能源部的预测，在全球范围内必须减少60%的CO2排放才能真正防止气候变化。
目前，要求我国减排CO2的国际压力和环境压力越来越大，而且温室气体的减排直接影响到一个时期国民经济的发展，因此，我国必须保持适当的减排率，充分发挥科技进步在经济发展和气候保护方面的作用，以技术创新控制CO2的排放。
同时，CO2作为化工原料、致冷剂、油田增产剂、惰性介质、溶剂和压力源等在国民经济各部门有着广泛的用途。
为了保护环境和充分利用资源，各国科学家都开始了CO2的减排和利用的研究工作。
1 CO2的特性、来源及吸附过程CO2在通常情况下是五色无臭，略带酸味的气体，熔点－56.2℃，正常升华点－78.5℃，在常温下加压到7.4×106Pa就变成液态，将液态CO2的温度继续降低会变成雪花状的固体CO2。
产生CO2的主要工业生产部门有石油化工、水泥、发酵、钢铁和电力等企业。
据统计，在2000年煤的燃烧产生的CO2就占到所有化石燃料的37.8%，而燃煤电厂主要以烟道气将CO2释放到大气中。
从电厂排放的烟道气中通常含有13% CO2、73% N2，10% HO2、3% O2和少于1%的各种污染物质。
气固流化床新型CO2吸附剂的制备及吸附性能
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第 ３ ２卷 第 １ 期 青 岛 科 技 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ） Ｖｏ． ２Ｎｏ １ １ ． ３ ２１ ０ １年 ２月 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＱｉｇ ａ ｉｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ｉｏ ） ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｄ ｏ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ （ ｔ ｒ ｌ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ Ｆｅ ． ０ １ Ｓ ｉ ｂ ２ １
含 熔 融 碳 酸 锂 的 吸 附 剂 颗 粒 之 间 的 接 触 ， 而 减 从 少 颗 粒 粘 合 聚 集 现 象 的发 生 。 图 ２是 硅 酸 锂 吸 附 剂 颗 粒 的 结 构 示 意 图 。理
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１２ 数 值 方 法 ． 用 Ｆ ｕｎ ． ｌｅ ｔ６ ２进 行 模 拟 计 算 ， 用 Ｅ ｌｒ ｎ 采 ｕｅｉ ａ 模 型 ， 体 黏 度 方 程 采 用 层 流 模 型 ， 流 化 床 内 的 流 对 气 固两 相 流 动 进 行 数 值 模 拟 。压 力 速 度 耦 合 采 用
源， 因此 制备 高温 下 直接 吸收 Ｃ 高效 吸 附剂 Ｏ 的 已经成为 重 要 的研 究 课 题『３。 日本 东 芝 公 司的 】＿ ＿
Ｋ．Ｎａ ａ ａ 等 人 从 １ ９ ｋ ｇ ｗａ ４ ９ ７年 开 始 研 究 高 温 下
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钙丰二氧化碳吸附剂
二氧化碳吸附剂简介
二氧化碳吸附剂，也称二氧化碳吸收剂，吸附剂，吸收剂，氢氧化钙。
化学成分：氢氧化钙。
执行标准: 国家MT 454-2008。
颜色：有白色、粉红色、浅绿色。
白色颗粒，吸收二氧化碳后变为淡紫色。
粉红色圆柱形条状颗粒，吸收二氧化碳后变成淡黄色（白色）
形状：有片圆状、柱状、球状等形态颗粒。
圆柱形条状颗粒：断面直径3±0.5mm,长度4-7mm. 多孔疏松状结构，吸附表面积大，透气性好。
其中，圆球状二氧化碳吸附剂，可增加二氧化碳吸附剂接触空气的表面积，从而更充分的吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。
圆球状颗粒无落粉不容易被人体呼吸入肺，可以起到保护操作工人健康的作用。
用途：圆球状颗粒二氧化碳吸附剂（二氧气化碳吸收剂），广泛用于氧气呼吸器中吸收人体呼出二氧化碳，以及化学，机械，电子，工矿，医药，实验室等需要吸收二氧化碳的环境。
在隔绝式（闭路循环气路）呼吸保护器中，为了净化呼吸空气，吸收掉人体呼出的CO2气体，需要设置清净罐。
在罐内装入专用于吸收CO2的化学物质，就是CO2吸收剂。
由于它处在人呼吸的系统中，所以必须保证无毒无味（刺激性气味），能高效吸收CO2，同时还应有一定的强度，不产生过多的粉尘以增加呼吸阻力。
自人类使用闭路型呼吸保护器以来，所用过的CO2吸收剂有氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁等几种，由于氢氧化钠极易结块而增加呼吸阻力，氢氧化锂成本较高且易产生特别呛人嗓子的粉尘，氢氧化镁又极易吸水聚结于表面从而阻止内部吸收CO2吸收率变低，因此，使用最多、最普遍的CO2吸收剂是氢氧化钙，其次是氢氧化钠，再次是氢氧化锂。