一种采用工业废弃物强化海水脱除烟道气CO2的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用工业碱性废弃物强化海水脱除烟道气中CO2的方法，其包括以下步骤：1)在混合器中，将含有金属氧化物的工业废弃物和海水混合成浆料；2)将步骤1)所得浆料送入吸收塔上部，将烟道气送入吸收塔下部，使浆料与烟道气进行逆流接触，烟道气中的CO2被浆液吸收后排出，吸收了CO2的浆液送入分离器；3)在分离器中，步骤2)所得浆液中的CO2与金属氧化物形成碳酸盐混合物并与海水分离，海水循环使用。本发明专利技术可有效降低烟道气脱除CO2的成本，减少烟道气脱除CO2的投资。

【技术实现步骤摘要】
一种采用工业废弃物强化海水脱除烟道气CO2的方法
本专利技术属于环境保护和循环工业交叉
，尤其涉及烟道气的净化，具体涉及一种采用工业废弃物强化海水脱除烟道气CO2的方法。
技术介绍
全球气候变暖日益严重，给人们的生产和生活造成严重影响，其中温室气体CO2的排放是造成全球气候变暖的一个主要因素(ClimateChange2014:SynthesisReport.和CO2emissionsfromfuelcombustion:highlights.)。如何从电厂、钢铁厂、水泥厂或碱厂排放的烟道气中捕集、分离CO2极为重要。碳捕集、碳运输和碳封存(CCS)被认为是应对温室气体减排的有效措施，其中碳捕集成本占整个CCS成本的2/3(MakingdeepreductionsinCO2emissionsfromcoal-firedpowerplantusingcaptureandstorageofCO2)，因而需要寻找低成本的CO2捕集技术。CO2捕集方法包括吸收法、吸附法、膜法、低温分离法等，其中吸收法是比较成熟的CO2捕集方法。常用的化学吸收法有醇胺法、热钾碱法(CN201210246607.9)、氨基酸盐法(CN201080044392.1)、氨水洗涤法、联碱法等，这些方法存在解吸能耗高、设备腐蚀强等问题。比较成熟的物理吸收法有低温甲醇洗(国外称为Rectisol，CN92100475.3)、聚乙二醇二甲醚(国外称为Selexol，CN200710015805)、碳酸丙烯酯(国外称为Flour，CN91101928)、N-甲基吡咯烷酮等，这些方法存在溶剂损失大、溶剂成本高等问题。因而，CO2捕集方法研究的关键是寻找低成本、廉价易得、环境友好且可持续发展的CO2吸收剂。为合理进行CO2减排工作，很多专家学者对我国的CO2排放源进行研究(CO2pointemissionandgeologicalstoragecapacityinChina，中国CO2集中排放源调查及其分布特征和RegionalOpportunitiesforCarbonDioxideCaptureandStorageinChina:AComprehensiveCO2StorageCostCurveandAnalysisofthePotentialforLargeScaleCarbonDioxideCaptureandStorageinthePeople’sRepublicofChina)，从我国1620个大型CO2排放源的分布图中可以看出，CO2排放源主要集中在我国北方和沿海地区。从CO2排放类型可以看出，火电厂是首要的CO2排放源，约占我国CO2总排放量的63％，其次是水泥厂、钢铁厂，三者共占我国CO2总排放量的92％以上，是三大主要的CO2排放源。因而对我国沿海地区火电厂、钢铁厂和水泥厂进行CO2的减排尤为重要。本申请结合我国CO2排放源沿海分布的特点，提出海水捕集CO2的方法。海水资源丰富，以海水为CO2吸收剂，溶剂成本极大地降低，同时海水中含有丰富的钙离子、镁离子，可与CO2形成碳酸盐沉淀，可继续用作水泥等工业原料，而且将CO2以碳酸盐的形式固定下来，可实现碳捕集与封存一体化，降低CCS成本。同时，火电厂、钢铁厂、水泥厂排放的废弃物中含有多种金属氧化物，包括氧化钙、氧化镁、氧化铁等，具有很强的碱性，可以用于强化海水对CO2的吸收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种采用工业废弃物强化海水脱除烟道气中CO2的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将钢铁厂、水泥厂、碱厂排放的含有多种金属氧化物，包括氧化钙、氧化镁、氧化铁在内的混合物，在混合器中和海水混合成浆料；2)将步骤1)所得浆料送入吸收塔的上部，将电厂、钢铁厂、水泥厂或碱厂排放的烟道气送入吸收塔下部，使浆料与烟道气进行逆流接触。烟道气中的CO2被脱碳浆料吸收后排出，吸收了CO2的浆液送入分离器；3)在分离器中，CO2与金属氧化物形成包括碳酸钙和碳酸镁等的混合物与脱碳后海水分离，海水循环使用，分离后的碳酸盐混合物可作为制砖厂的原料。本专利技术的有益效果是：利用工业碱性废弃物和海水作为脱碳的原料，大幅降低脱碳的成本。脱碳后形成的碳酸盐可用作制砖厂的原料，不仅简化脱碳流程，而且具备循环工业的特征。附图说明图1为本专利技术采用工业废弃物强化海水脱除烟道气中CO2的方法示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的原理和特征进行详细描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1、钢铁厂碱性废弃物脱碳含有CO2的混合气体，温度为50℃，压力为1atm，组成如表1所示：表1烟气组成钢渣组成如表2所示：表2钢渣的组成海水(30℃，1atm,1900000t/h)与钢渣(30℃，1atm,750t/h)进行混合制浆后，从吸收塔的顶部加入，烟气(50℃，1atm,2805t/h)从吸收塔的底部加入，海水从上往下喷淋，与烟气逆流接触，对烟气中的CO2进行吸收，脱除了CO2的烟气从吸收塔顶部排出(CO2脱除率达到90％)，吸收了CO2的海水富液从吸收塔底部排出，海水富液中含有碳酸盐沉淀，对其进行固液分离，其中分离后的海水达标排放(海水中碳酸和碳酸氢根离子增加，但pH＝7.025，符合《海水水质标准》(GB3097-1997)第三类标准限值)，分离后的固体中含有大量的碳酸盐等物质可进一步作水泥或砖厂的原料(碳酸钙占固体产物的64％，其次是氢氧化铁27.38％、氧化硅6.79％和氢氧化铝1.41％)。实施例2、碱厂碱性废弃物脱碳含有CO2的混合气体，温度为50℃，压力为1atm，组成如表3所示：表3烟气组成碱厂白泥的组成如表4所示：表4碱厂白泥的组成海水(30℃，1atm,1900000t/h)与白泥(30℃，1atm,750t/h)进行混合制浆后，从吸收塔的顶部加入，烟气(50℃，1atm,2805t/h)从吸收塔的底部加入，海水从上往下喷淋，与烟气逆流接触，对烟气中的CO2进行吸收，脱除了CO2的烟气从吸收塔顶部排出(CO2脱除率达到90％)，吸收了CO2的海水富液从吸收塔底部排出，海水富液中含有碳酸盐沉淀，对其进行固液分离，其中分离后的海水达标排放(海水中碳酸和碳酸氢根离子增加，但pH＝6.828，符合《海水水质标准》(GB3097-1997)第三类标准限值)，分离后的固体中含有大量的碳酸盐等物质可进一步作水泥或砖厂的原料(碳酸钙占固体产物的48.61％，其次是氧化硅38.20％和氢氧化铁13.19％)。实施例3、水泥厂碱性废弃物脱碳含有CO2的混合气体，温度为50℃，压力为1atm，组成如表5所示：表5烟气组成水泥厂废弃混凝土的组成如表7所示：表6水泥厂废弃混凝土的组成海水(30℃，1atm,1900000t/h)与废弃混凝土(30℃，1atm,750t/h)进行混合制浆后，从吸收塔的顶部加入，烟气(50℃，1atm,2805t/h)从吸收塔的底部加入，海水从上往下喷淋，与烟气逆流接触，对烟气中的CO2进行吸收，脱除了CO2的烟气从吸收塔顶部排出(CO2脱除率达到90％)，吸收了CO2的海水富液从吸收塔底部排出，海水富液中含有碳酸盐沉淀，对其进行固液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用工业废弃物强化海水脱除烟道气中CO2的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在混合器中，将含有金属氧化物的工业废弃物和海水混合成浆料；2)将步骤1)所得浆料送入吸收塔上部，将烟道气送入吸收塔下部，使浆料与烟道气进行逆流接触，烟道气中的CO2被浆液吸收后排出，吸收了CO2的浆液送入分离器；3)在分离器中，步骤2)所得浆液中的CO2与金属氧化物形成碳酸盐混合物并与海水分离，海水循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种采用工业废弃物强化海水脱除烟道气中CO2的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在混合器中，将含有金属氧化物的工业废弃物和海水混合成浆料；2)将步骤1)所得浆料送入吸收塔上部，将烟道气送入吸收塔下部，使浆料与烟道气进行逆流接触，烟道气中的CO2被浆液吸收后排出，吸收了CO2的浆液送入分离器；3)在分离器中，步骤2)所得浆液中的CO2与金属氧化物形成碳酸盐混合物并与海水...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤志刚，毛献忠，李红伟，郭栋，宋笑非，沈怡君，刘雨冰，
申请(专利权)人：清华大学，清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：北京,11