ПОГЛОТИТЕЛЬ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И СПОСОБ ПОГЛОЩЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
CARBON DIOXIDE ABSORBENT AND METHOD OF ABSORBING CARBON DIOXIDE USING SAID ABSORBENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к поглотителю диоксида углерода и к способу поглощения диоксида углерода, использующему поглотитель диоксида углерода. Более конкретно, настоящее изобретение относится к повторно используемому поглотителю диоксида углерода, который может эффективно поглощать диоксид углерода при высоких температурах и десорбировать диоксид углерода в особых условиях, и к способу поглощения диоксида углерода, использующему поглотитель диоксида углерода.
Предпосылки создания изобретения
Обычно многослойные керамические электронные компоненты, такие как многослойные керамические конденсаторы, изготавливаются, например, формованием керамических сырых листов (диэлектрических листов) из керамического жидкого теста, состоящего, главным образом, из порошкообразного керамического материала, такого как титанат бария, печатанием электродов на керамических сырых листах, штампованием керамических сырых листов в заданную форму и складыванием штампованных листов в пакет.
Излишние части, оставшиеся после штампования керамических сырых листов, могут быть повторно использованы в качестве керамического исходного материала. Однако излишние части часто не могут быть повторно использованы, потому что неоднородное распределение частиц по размеру повторно диспергированного керамического исходного материала может вызвать колебания диэлектрических свойств после обжига, или электродные компоненты, оставшиеся на керамических сырых листах, могут иметь ухудшающее воздействие на диэлектрические свойства как загрязнения.
Таким образом, было исследовано эффективное повторное использование отработанных титанатных керамических материалов, главным образом, состоящих из титаната бария.
x
y
z
2
Поглотитель диоксида углерода, содержащий, по меньшей мере, один представитель выбранный из группы, состоящей из силикатов лития, имеющих общую формулу LiSiO, предлагается в качестве поглотителя диоксида углерода для извлечения диоксида углерода (СО), выделяемого энергетическими установками, использующими углеводородное топливо, и автомобилями при высоких температурах (смотри патентный документ 1).
Указанный поглотитель диоксида углерода является легковесным и поглощает диоксид углерода при температуре выше примерно 500°С.
4
4
Более конкретно, силикат лития (LiSiO) поглощает диоксид углерода при высокой температуре выше 500°С в реакции, представленной химическим уравнением (1).
4
4
2
2
3
3
LiSiO + СО → LiSiO + LiСO (1)
Однако объем силиката лития значительно меняется с поглощением и десорбцией диоксида углерода. Таким образом, прочность поглотителя постепенно снижается благодаря повторному напряжению со временем. В частности, поглощение диоксида углерода увеличивает объем силиката лития примерно в 1,4 раза. Таким образом, повторное поглощение и десорбция диоксида углерода снижает прочность поглотителя, в конце концов раздробляя поглотитель. Отсюда поглотитель, выполненный из силиката лития, имеет низкую долговечность.
Хотя силикат лития предназначен поглощать диоксид углерода в высокотемпературном газообразном продукте сгорания, фактически трудно удалить диоксид углерода из отработанного газа, имеющего высокую температуру (700°С или выше).
Использование силиката лития также исследуется для отделения диоксида углерода перед сгоранием в способе получения водорода, например, используемом в топливных элементах. Однако в фактическом способе получения водорода, включающем конверсию природного газа с водяным паром, реакция имеет место при температуре, по меньшей мере, 700°С. Таким образом, трудно удалить диоксид углерода силикатом лития при такой высокой температуре.
Кроме того, поскольку карбонат лития становится жидкостью при высокой температуре, состав поглотителя со временем становится неоднородным.
2
4
2
4
3
3
В таком случае предлагается способ поглощения диоксида углерода с помощью BaTiO (предварительная заявка 1 - заявка Японии № 2004-348990). BaTiO получают обжигом титаната бария (BaTiO) в присутствии карбоната бария (BaСO) согласно химическому уравнению (2).
3
3
2
4
2
BaTiO + BaСO → BaTiO+ СО↑ (2)
2
4
3
BaTiOпоглощает диоксид углерода с получением BaTiO согласно химическому уравнению (3) в особых условиях.
2
4
2
3
3
BaTiO+ СО → BaTiO + BaСO (3)
3
2
4
Полученный BaTiO десорбирует диоксид углерода и снова превращается в BaTiO согласно химическому уравнению (2) при особом давлении (сниженное давление 1000 Па или менее) и особой температуре (по меньшей мере, 750°С).
3
3
2
4
2
BaTiO + BaСO → BaTiO+ СО↑ (2)
2
4
2
4
Таким образом, согласно химическим уравнениям (3) и (2) поглотитель диоксида углерода BaTiO может быть использован для поглощения диоксида углерода при высоких температурах и может быть регенерирован при десорбции диоксида углерода в особых условиях. Поэтому поглотитель диоксида углерода BaTiO может быть использован повторно для эффективного поглощения диоксида углерода.
2
4
2
4
Однако для улучшения гибкости рабочих условий и эффективности поглощения и десорбции диоксида углерода требуется поглотитель диоксида углерода, который может поглощать и десорбировать диоксид углерода при температуре ниже, чем для поглотителя, главным образом, состоящего из BaTiO, или поглотитель диоксида углерода, который может поглощать больше диоксида углерода, чем поглотитель, главным образом, состоящий из BaTiO.
Патентный документ 1: публикация нерассмотренной заявки Японии № 2000-262890.
Сущность изобретения
Задачи, решаемые изобретением
2
4
Для решения вышеуказанных проблем задачей настоящего изобретения является создание поглотителя диоксида углерода, который может поглощать диоксид углерода при температуре ниже, чем для традиционного поглотителя, главным образом, состоящего из BaTiO, а также при высокой температуре, по меньшей мере, 700°С, и десорбировать диоксид углерода при температуре ниже, чем для традиционного поглотителя. Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению не расширяется значительно при поглощении диоксида углерода и проявляет высокую долговечность. Другой задачей настоящего изобретения является создание способа поглощения диоксида углерода, использующего поглотитель диоксида углерода.
Средства решения проблем
Для решения вышеуказанных задач поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению (п.1 формулы изобретения), главным образом, состоит из оксида, который содержит Ва, Са и Ti, в котором мольное соотношение Са:(Ва+Са) составляет от 0,25:1 до 0,65:1 и мольное соотношение (Ва+Са):Ti составляет от 2,2:1 до 4,0:1.
3
2
2
9
Согласно п.2 формулы изобретения поглотитель диоксида углерода по п.1 имеет главную кристаллическую фазу BaCaTiO.
Согласно п.3 формулы изобретения, по меньшей мере, один представитель из сырого листа, отработанного сырого листа, ламината отработанного сырого листа и предшественника сырого листа, используемого в способе получения электронных компонентов, используется как, по меньшей мере, часть исходных материалов поглотителя диоксида углерода по п.1 или 2.
Способ поглощения диоксида углерода по п. 4 формулы изобретения включает стадию поглощения диоксида углерода при температуре в интервале от 600°С до 1000°С с использованием поглотителя диоксида углерода по любому из пп.1-3.
Способ поглощения диоксида углерода по п. 5 формулы изобретения включает стадию поглощения диоксида углерода при температуре в интервале от 700°С до 850°С с использованием поглотителя диоксида углерода по любому из пп.1-3.
Преимущества
Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению (п.1 формулы изобретения), главным образом, состоит из оксида, который содержит Ва, Са и Ti, в котором мольное соотношение Са:(Ва+Са) составляет от 0,25:1 до 0,65:1 и мольное соотношение (Ва+Са):Ti составляет от 2,2:1 до 4,0:1. Поглотитель диоксида углерода может эффективно поглощать диоксид углерода при высокой температуре, по меньшей мере, 700°С.
Поскольку поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может использоваться для поглощения диоксида углерода при высокой температуре, по меньшей мере, 700°С, при которой трудно поглощать диоксид углерода традиционными поглотителями, диоксид углерода может быть непосредственно отделен от высокотемпературного отработанного газа. Таким образом, поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может использоваться для отделения диоксида углерода перед сжиганием в способе получения водорода.
Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может быть регенерирован при десорбировании диоксида углерода в особых условиях. Поэтому поглотитель диоксида углерода может использоваться повторно для поглощения и десорбирования диоксида углерода.
Кроме того, поглощение диоксида углерода увеличивает объем поглотителя диоксида углерода только примерно на 10%, образуя сниженное повторное напряжение. Таким образом, поглотитель диоксида углерода проявляет высокую долговечность.
2
4
2
4
Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может поглощать диоксид углерода при температуре ниже, чем для традиционного поглотителя, главным образом, состоящего из BaTiO, а также при высокой температуре, по меньшей мере, 700°С, и десорбировать диоксид углерода при температуре ниже, чем для поглотителя, главным образом, состоящего из BaTiO.
2
4
Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может поглощать большее количество диоксида углерода, чем поглотитель, главным образом, состоящий из BaTiO. Таким образом, диоксид углерода может быть эффективно удален меньшим количеством поглотителя диоксида углерода согласно настоящему изобретению.
Поэтому поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может использоваться для отделения диоксида углерода эффективно и последовательно.
Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может быть получен из титаната бария или титаната кальция, которые могут быть отработанным диэлектрическим керамическим материалом.
3
2
2
9
Поглотитель диоксида углерода по п.2 формулы изобретения, который представляет собой поглотитель диоксида углерода по п.1 формулы изобретения, имеющий главную кристаллическую фазу BaCaTiO, поглощает диоксид углерода в соответствии с уравнением (4).
3
2
2
9
2
3
3
BaCaTiO + 3СО → 3ВаСО + 2CaTiO (4)
3
2
2
9
Поглотитель диоксида углерода, который поглощал диоксид углерода, нагревается с десорбированием диоксида углерода в соответствии с уравнением (5), регенерируя BaCaTiO.
3
3
3
2
2
9
2
3ВаСО + 2CaTiO → BaCaTiO + 3СО (5)
Таким образом, поглотитель диоксида углерода может повторно поглощать и десорбировать диоксид углерода и поэтому отделять диоксид углерода непрерывно и эффективно при температуре, по меньшей мере, 700°С.
Кроме того, в поглотителе диоксида углерода согласно настоящему изобретению реакция поглощения диоксида углерода имеет место в твердой фазе. Таким образом, поглотитель диоксида углерода может последовательно поглощать диоксид углерода в течение длительного периода времени.
3
2
2
9
3
2
2
9
2
3
3
Если поглотитель диоксида углерода, полностью состоящий из BaCaTiO, поглощает диоксид углерода в соответствии с уравнением (4): BaCaTiO + 3СО → 3ВаСО + 2CaTiO, поглотитель может поглощать диоксид углерода стехиометрически в количестве, равном примерно 18 мас.% поглотителя диоксида углерода.
2
4
2
4
2
3
3
3
2
2
9
2
4
Если поглотитель диоксида углерода, полностью состоящий из BaTiO, поглощает диоксид углерода в соответствии с уравнением (3): BaTiO + СО → BaTiO + BaСO, поглотитель может поглощать диоксид углерода стехиометрически в количестве, составляющем примерно 11 мас.% поглотителя диоксида углерода. Таким образом, поглотитель диоксида углерода, полностью состоящий из BaCaTiO, поглощает намного большее количество диоксида углерода, чем поглотитель диоксида углерода, полностью состоящий из BaTiO. Отсюда поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может эффективно поглощать диоксид углерода и поэтому может преимущественно снизить размеры оборудования.
3
2
2
9
3
3
3
Поглотитель диоксида углерода, главным образом, состоящий из BaCaTiO, может быть синтезирован при нагревании титаната бария (BaTiO), карбоната бария (BaСO) и карбоната кальция (СaСO) в соответствии с уравнением (6).
3
3
3
3
2
2
9
2
2BaTiO+ BaСO + 2СaСO → BaCaTiO + 3СО (6)
3
3
Альтернативно поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может быть синтезирован при нагревании титаната кальция (СaTiO) и карбоната бария (BaСO) в соответствии с уравнением (5).
3
3
3
2
2
9
2
3ВаСО + 2CaTiO → BaCaTiO + 3СО (5)
В соответствии с п.3 формулы изобретения, по меньшей мере, один представитель из сырого листа, отработанного сырого листа, ламината отработанного сырого листа и предшественника сырого листа, используемого в способе получения электронных компонентов, используется как, по меньшей мере, часть исходных материалов поглотителя диоксида углерода по п.1 или 2. Таким образом, поглотитель диоксида углерода, имеющий превосходную характеристику поглощения диоксида углерода, может быть получен эффективно при повторном использовании отходов.
Способ поглощения диоксида углерода по п.4 формулы изобретения включает стадию поглощения диоксида углерода при температуре в интервале от 600°С до 1000°С с использованием поглотителя диоксида углерода по любому из пп.1-3. Данный способ может использоваться для поглощения диоксида углерода эффективно при высоких температурах, при которых поглотитель, состоящий из силиката лития, не может поглощать диоксид углерода. Таким образом, способ может использоваться для отделения диоксида углерода перед сжиганием в способе получения водорода, например, используемого для топливных элементов.
Способ поглощения диоксида углерода по п.5 формулы изобретения включает стадию поглощения диоксида углерода при температуре в интервале от 700°С до 850°С с использованием поглотителя диоксида углерода по любому из пп.1-3. Данный способ может использоваться для поглощения диоксида углерода эффективно при температуре, при которой парциальное давление диоксида углерода является низким, таким образом, придавая дополнительное преимущество настоящему изобретению.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена рентгенограмма кристаллической фазы поглотителя диоксида углерода согласно примеру настоящего изобретения.
На фиг.2 представлена ТГА-ДТА-кривая поглотителя диоксида углерода согласно примеру настоящего изобретения.
2
4
На фиг.3 представлена ТГА-ДТА-кривая поглотителя диоксида углерода, главным образом, состоящего из BaTiO.
На фиг.4 представлена схема сепаратора диоксида углерода согласно примеру настоящего изобретения.
Ссылочные номера
1 - сосуд
2 - нагреватель
3 - поглотитель диоксида углерода
А и В - установки
С - селекторный клапан
Наилучшие варианты осуществления изобретения
Настоящее изобретение будет дополнительно описано в следующих примерах настоящего изобретения.
Пример 1
3
3
3
Порошок BaTiO, порошок BaСO и порошок СaСO при мольном соотношении 2:1:2 и воду смешивают в шаровой мельнице в течение двух часов. Полученную суспензию сушат при 120°С в течение 10 час.
Полученный порошок обжигают при 1000°С в течение двух часов с получением поглотителя диоксида углерода (керамический порошок) согласно примеру настоящего изобретения.
3
2
2
9
Керамический порошок анализируют методом рентгенографии. Как показано на фиг.1, керамический порошок, главным образом, состоит из вещества, имеющего структуру BaCaTiO.
2
2
Керамический порошок также анализируют термогравиметрическим анализом-дифференциальным термическим анализом (ТГА-ДТА) в смешанной газовой атмосфере СО и N.
Условия измерений
Скорость нагревания: 10°С /мин.
2
2
Атмосфера: N/СО = 80/20 (объемное соотношение).
Как показано на фиг.2, увеличение массы благодаря поглощению диоксида углерода наблюдается при температуре выше 500°С. Максимальное поглощение диоксида углерода составляет 12,5 мас.ч. на 100 мас.ч. керамического порошка (поглотителя диоксида углерода) (12,5% увеличение массы поглотителя диоксида углерода).
3
2
2
9
Поглотитель диоксида углерода десорбирует диоксид углерода при высоких температурах и снова превращается в BaCaTiO.
2
4
Для сравнения на фиг.3 показана ТГА-ДТА-кривая поглотителя диоксида углерода, главным образом, состоящего из BaTiO, определенная по существу в одинаковых условиях.
2
4
2
4
На фиг.2 и 3 показано, что поглотитель диоксида углерода согласно настоящему примеру начинает поглощать диоксид углерода при температуре ниже, чем поглотитель диоксида углерода, главным образом, состоящий из BaTiO, и заканчивает десорбирование диоксида углерода при температуре ниже, чем поглотитель диоксида углерода, главным образом, состоящий из BaTiO.
2
4
Другими словами, поглотитель диоксида углерода согласно настоящему примеру поглощает и десорбирует диоксид углерода в температурном интервале ниже, чем поглотитель диоксида углерода, главным образом, состоящий из BaTiO. Поглотитель диоксида углерода согласно настоящему примеру может поэтому использоваться для поглощения диоксида углерода эффективно и последовательно.
Пример 2
3
3
3
Керамический порошок синтезируют, как в примере 1, за исключением того, что мольное соотношение между порошком BaTiO, порошком ВaСO и порошком СaСO составляет 1:1:1.
3
2
2
9
Рентгенографический анализ керамического порошка показывает, что, хотя частично образуется гетерофаза, керамический порошок, главным образом, состоит из вещества, имеющего структуру BaCaTiOв качестве главной кристаллической фазы.
Керамический порошок поглощает и десорбирует диоксид углерода по существу таким же образом, как поглотитель диоксида углерода в примере 1.
Пример 3
3
3
Керамический порошок синтезируют, как в примере 1, за исключением того, что мольное соотношение между порошком BaTiO и порошком СaСO составляет 3:4.
3
2
2
9
Рентгенографический анализ керамического порошка показывает, что, хотя частично образуется гетерофаза, керамический порошок, главным образом, состоит из вещества, имеющего структуру BaCaTiOв качестве главной кристаллической фазы.
Керамический порошок поглощает и десорбирует диоксид углерода по существу таким же образом, как поглотитель диоксида углерода в примере 1.
Пример 4
3
3
Отработанный керамический сырой лист, главным образом, состоящий из BaTiO, полученный при изготовлении многослойного керамического конденсатора, обезжиривают при 500°С и перерабатывают в керамический порошок, содержащий 85 мас.% BaTiO.
3
3
3
3
3
3
Керамический порошок BaTiOсмешивают с порошком BaСO и порошком СaСO при мольном соотношении между BaTiO, BaСO и СaСO 2:1:2 и обжигают при 1000°С в течение двух часов.
3
2
2
9
Рентгенографический анализ керамического порошка показывает, что, хотя частично образуется гетерофаза, керамический порошок, главным образом, состоит из вещества, имеющего структуру BaCaTiO в качестве главной кристаллической фазы.
ТГА-ДТА-анализ керамического порошка в атмосфере диоксида углерода в таких же условиях, как в примере 1, показывает, что наблюдается увеличение массы, как в примере 1, и что максимальное увеличение массы в результате поглощения диоксида углерода составляет 11,2%.
Обсуждение поглотителя диоксида углерода согласно примерам 1-4
3
2
2
9
В BaCaTiO, главном компоненте поглотителя диоксида углерода согласно настоящему изобретению, часть Ва или Са образует устойчивый карбонат при температуре 800°С или ниже. Рентгенография кристаллической фазы после поглощения диоксида углерода свидетельствует об образовании карбоната бария, указывая на то, что поглощение диоксида углерода, главным образом, способствует карбонизации Ва.
Было установлено, что поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению поглощает диоксид углерода даже при нормальной температуре. ТГА-ДТА-кривая на фиг.2 показывает, что реакция поглощения может быть промотирована увеличением температуры.
3
3
3
3
2
2
9
3
3
3
2
2
9
Хотя BaTiO, BaСO и СaСOбыли использованы для синтеза BaCaTiO, ВаСО и CaTiO также могут быть использованы для синтеза BaCaTiO, как в примерах 1-4, как показано в уравнении (5).
3
3
3
2
2
9
2
3ВаСО + 2CaTiO → BaCaTiO + 3СО (5)
3,
3
3
3
2
2
9
Как показано в уравнении (6), BaTiO BaСO и СaСOтакже могут быть использованы для синтеза BaCaTiO, как в примерах 1-4.
3
3
3
3
2
2
9
2
2BaTiO + BaСO + 2СaСO → BaCaTiO + 3СО (6)
3
2
2
9
3
2
2
9
3
2
2
9
Состав исходных материалов может слегка отличаться от состава BaCaTiOдля синтеза BaCaTiO. Даже если образуется гетерофаза, получаемое снижение содержания BaCaTiO дает только снижение поглощения диоксида углерода. Таким образом, незначительные изменения в составе исходных материалов не оказывают значительного воздействия на основные характеристики поглощения.
Пример 5
На фиг.4 представлена схема сепаратора диоксида углерода, который использует способ поглощения диоксида углерода согласно примеру настоящего изобретения.
В сепараторе диоксида углерода поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению поглощает диоксид углерода в отработанном газе - продукте сгорания (газ, содержащий диоксид углерода) с десорбированием и извлечением диоксида углерода. Сепаратор диоксида углерода включает установку поглощения диоксида углерода А (В), установку десорбирования диоксида углерода В (А) и селекторный клапан С для переключения потока отработанного газа - продукта сгорания.
На фиг.4 селекторный клапан С выбран для подачи газа, содержащего диоксид углерода (исходный газообразный материал) в левую установку А, которая действует как установка поглощения диоксида углерода. Правая установка В действует как установка десорбирования диоксида углерода.
Каждая из установок А и В включает сосуд 1, нагреватель 2 и поглотитель диоксида углерода 3 согласно настоящему изобретению (поглотитель диоксида углерода согласно примеру 1), загруженный в сосуд 1.
2
Как показано на фиг.4, когда селекторный клапан С выбран для подачи отработанного газа - продукта сгорания в левую установку А, установка А (установка поглощения диоксида углерода) поглощает диоксид углерода в отработанном газе - продукте сгорания (в данном примере 5 отработанный газ - продукт сгорания имеет нормальное давление и температуру примерно 700°С и содержит 20 об.% диоксида углерода (СО)).
Установка В (установка десорбирования диоксида углерода) откачивается через выпуск сосуда 1 до давления 10 кПа или ниже (например, 1000 Па). Поглотитель диоксида углерода 3, поглощающий диоксид углерода в сосуде 1 установки В, нагревается до 800°С нагревателем 2 с десорбированием диоксида углерода. Таким образом, диоксид углерода может быть извлечен с высокой концентрацией и поглотитель диоксида углерода 3 регенерируется для повторного использования.
Реакция поглощения диоксида углерода в поглотителе диоксида углерода в сепараторе диоксида углерода представлена химическим уравнением (4).
3
2
2
9
2
3
3
BaCaTiO + 3СО → 3ВаСО + 2CaTiO (4)
Реакция десорбции диоксида углерода в поглотителе диоксида углерода представлена химическим уравнением (5).
3
3
3
2
2
9
2
3ВаСО + 2CaTiO → BaCaTiO + 3СО (5)
Когда характеристики поглощения диоксида углерода поглотителя диоксида углерода 3 в установке А (установка поглощения диоксида углерода) ухудшаются, селекторный клапан С выбирается для подачи отработанного газа - продукта сгорания в правую установку В. Таким образом, поглотитель диоксида углерода 3 в установке (установка поглощения диоксида углерода) поглощает диоксид углерода в отработанном газе - продукте сгорания.
Установка А откачивается через выпуск сосуда 1 до давления 10 кПа или ниже (например, 1000 Па). Поглотитель диоксида углерода 3, поглощающий диоксид углерода в сосуде 1 установки А, нагревается до 800°С нагревателем 2 с десорбированием диоксида углерода. Таким образом, диоксид углерода извлекается и поглотитель диоксида углерода 3 регенерируется.
Указанные операции могут быть осуществлены повторно для извлечения диоксида углерода последовательно в течение длительного периода времени.
Когда установка А и установка В поочередно переключаются между установкой поглощения диоксида углерода и установкой десорбирования диоксида углерода, потоки газов, выходящие из установок А и В, могут быть легко переключены дополнительным селекторным клапаном.
Как описано выше, в сепараторе диоксида углерода согласно примеру 5 поглотитель диоксида углерода согласно примеру 1 поглощает диоксид углерода в отработанном газе - продукте сгорания, который имеет нормальное давление и температуру примерно 700°С и содержит 20 об.% диоксида углерода. Поглотитель диоксида углерода, поглощающий диоксид углерода, нагревается при заданной температуре (800°С) при пониженном давлении (1000 Па) с десорбированием диоксида углерода. Таким образом, установка поглощения диоксида углерода может надлежащим образом поглощать диоксид углерода при высокой температуре, и установка десорбирования диоксида углерода может надлежащим образом десорбировать диоксид углерода (регенерировать поглотитель диоксида углерода). Таким образом, отделение и извлечение диоксида углерода при высокой температуре может осуществляться экономично, последовательно и эффективно.
Хотя поглотитель диоксида углерода является порошком в примерах, описанных выше, поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может быть до некоторой степени крупными зернами, прессованным материалом некоторой формы, такой как куб, прямоугольный параллелепипед или сфера, листоподобным прессованным материалом или их комбинацией.
Настоящее изобретение не ограничивается указанными примерами. Различные модификации и изменения могут быть внесены в тип исходных материалов, специальный способ синтеза и условия синтеза поглотителя диоксида углерода согласно настоящему изобретению и условия поглощения диоксида углерода поглотителем диоксида углерода без отступления от объема настоящего изобретения.
Применимость в промышленности
Как описано выше, поглотитель диоксида углерода, главным образом, состоит из оксида, который содержит Ва, Са и Ti, в котором мольное соотношение Са:(Ва+Са) составляет от 0,25:1 до 0,65:1 и мольное соотношение (Ва+Са):Ti составляет от 2,2:1 до 4,0:1. Поглотитель диоксида углерода может эффективно поглощать диоксид углерода при высокой температуре, по меньшей мере, 700°С.
Поскольку поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может использоваться для поглощения диоксида углерода при температуре, по меньшей мере, 700°С, диоксид углерода может быть непосредственно отделен от высокотемпературного отработанного газа. Таким образом, поглотитель диоксида углерода согласно настоящему изобретению может быть использован для отделения диоксида углерода перед сжиганием в способе получения водорода.
Таким образом, настоящее изобретение может быть широко применено для отделения диоксида углерода от различных газов, содержащих диоксид углерода, включая отделение диоксида углерода перед сжиганием в способе получения водорода, удаление диоксида углерода из отработанного газа - продукта сгорания, получаемого на заводах, и удаление диоксида углерода из выхлопного газа автомобильных двигателей.