二氧化碳捕获方法技术

本发明专利技术提供的二氧化碳捕获方法，包括：(a)于碳酸化炉中，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，并形成CaCO3，且碳酸化炉的温度介于200℃至350℃之间；(b)将步骤(a)的CaCO3输送至煅烧炉，将CaCO3煅烧成CaO；(c)将步骤(b)的CaO输送至水合反应器，使CaO与H2O反应形成Ca(OH)2；以及(d)将步骤(c)的Ca(OH)2输送至碳酸化炉，再进行步骤(a)。本发明专利技术的二氧化碳捕获方法可以有效减缓温室效应的恶化。

Carbon dioxide capture methods

The method for capturing carbon dioxide provided by the invention includes: (a) capturing carbon dioxide from the carbon dioxide-containing gas source with Ca(OH)2 in a carbonation furnace and forming CaCO_3, and the temperature of the carbonation furnace is between 200 and 350 degrees C; (b) transporting the CaCO_3 of step (a) to the calciner and calcining the CaCO_3 into CaO; (c) transporting the CaO of step (b) to hydration. In the reactor, CaO reacts with hydrogen peroxide to form Ca (OH) 2; and (d) the Ca (OH) 2 of step (c) is transported to the carbonating furnace, and then the step (a) is carried out. The carbon dioxide capture method of the invention can effectively slow down the deterioration of the greenhouse effect.

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳捕获方法本申请为申请日为2014年11月13日、申请号为201410642339.1、名称为“二氧化碳捕获装置与方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术是关于二氧化碳捕获装置与方法，更特别关于避免Ca(OH)2于捕获二氧化碳前，即发生去水合反应(Ca(OH)2→CaO+H2O)的装置与方法。
技术介绍
全球能源需求持续成长，预估未来仍需仰赖化石能源的供应，国际能源署于「能源技术展望2010」(InternationalEnergyAgency,2010)中强调，为了维持能源安全、促进经济发展、以及降低与能源相关的二氧化碳排放量，应致力提升发电效率、能源使用效率、以及发展碳捕获及封存技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二氧化碳捕获装置，以有效减缓温室效应的恶化。本专利技术的另一目的在于提供一种二氧化碳捕获方法，以有效减缓温室效应的恶化。本专利技术一实施例提供的二氧化碳捕获装置，包括：碳酸化炉，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，形成CaCO3；煅烧炉，以第一管线连接至碳酸化炉以接收CaCO3，使CaCO3煅烧形成CaO；水合反应器，以第二管线连接至煅烧炉以接收CaO，使CaO与H2O反应形成Ca(OH)2。其中水合反应器以第三管线连接至碳酸化炉，以输送Ca(OH)2至碳酸化炉。含二氧化碳的气体源，以第四管线连接至碳酸化炉，提供含二氧化碳的气体至碳酸化炉；并以第五管线连接至第三管线，以含二氧化碳的气体将Ca(OH)2自水合反应器输送至碳酸化炉。本专利技术一实施例提供的二氧化碳捕获方法，包括：(a)于碳酸化炉中，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，并形成CaCO3，且碳酸化炉的温度介于200℃至350℃之间；(b)将步骤(a)的CaCO3输送至煅烧炉，将CaCO3煅烧成CaO；(c)将步骤(b)的CaO输送至水合反应器，使CaO与H2O反应形成Ca(OH)2；以及(d)将步骤(c)的Ca(OH)2输送至碳酸化炉，再进行步骤(a)。本专利技术一实施例提供的二氧化碳捕获方法，包括：(a)于碳酸化炉中，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，并形成CaCO3；(b)将步骤(a)的CaCO3输送至煅烧炉，将CaCO3煅烧成CaO；(c)将步骤(b)的CaO输送至水合反应器，使CaO与H2O反应形成Ca(OH)2；以及(d)以含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体，将步骤(c)的Ca(OH)2输送至碳酸化炉，再进行步骤(a)。本专利技术的二氧化碳捕获装置与方法可以有效减缓温室效应的恶化。附图说明图1是本专利技术一实施例中，二氧化碳捕获装置的示意图；图2是本专利技术另一实施例中，二氧化碳捕获装置的示意图；其中：10A、10B、10C、10D、10E管线；11碳酸化炉；13煅烧炉；15水合反应器；17含二氧化碳的气体源；100、200二氧化碳捕获装置。具体实施方式如图1所示，是本专利技术一实施例的二氧化碳捕获装置100，其碳酸化炉11与煅烧炉13之间具有管线10A，煅烧炉13与水合反应器15之间具有管线10B，且水合反应器15与碳酸化炉11之间具有管线10C，以组成钙基吸附剂的循环系统。含二氧化碳的气体源17与碳酸化炉11之间具有管线10D，以输送含二氧化碳的气体至碳酸化炉11，使碳酸化炉11中的Ca(OH)2捕获含二氧化碳气体中的二氧化碳，并形成CaCO3如式1。Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O(式1)值得注意的是，本专利技术亟欲避免Ca(OH)2在捕获CO2之前，即先发生去水合反应，形成CaO，上述去水合反应(如式2)会降低吸附剂中Ca(OH)2的比例，及该吸附剂的二氧化碳捕获效率。Ca(OH)2→CaO+H2O(式2)在本专利技术一实施例中，含二氧化碳的气体源17与管线10C之间具有管线10E，以含二氧化碳的气体源17提供的含二氧化碳气体，将水合反应器15产生的Ca(OH)2粉体输送至碳酸化炉11中。若在不含二氧化碳的环境下进行粉体输送，则无法避免Ca(OH)2输送至高温的碳酸化炉(比如350℃至600℃之间)后，因去水合反应(如式2)而减少Ca(OH)2含量。藉由管线10E使含二氧化碳的气体输送Ca(OH)2，对应的碳酸化炉11的温度可介于200℃至650℃之间。若碳酸化炉11的温度过高，则会使已捕获CO2的CaCO3脱去二氧化碳形成CaO。接着以管线10A，将碳酸化炉11中的CaCO3输送至煅烧炉13，煅烧成CaO与CO2如式3。CaCO3→CaO+CO2(式3)上述煅烧炉13产生的高浓度CO2可封存、再利用或作为其他用途。在本专利技术一实施例中，可将新鲜的CaCO3加入煅烧炉13中，并自碳酸化炉11移除失活的CaCO3。在本专利技术一实施例中，煅烧炉13的温度介于850℃至1200℃之间。若煅烧炉13的温度过低，将无法使CaCO3的CO2有效脱除。若煅烧炉13的温度过高，会使吸附剂因烧结而失活，且在无法有效改善脱CO2效率的情况下，只会增加制程成本。接着以管线10B将煅烧炉13产生的CaO输送至水合反应器15，使CaO与水反应形成Ca(OH)2如式4。CaO+H2O→Ca(OH)2(式4)在本专利技术一实施例中，式4中的H2O可为蒸汽态或液态，端视水合反应器的温度压力而定。在本专利技术一实施例中，若水合反应器15为溶液水合反应器，且CaO于室温的水溶液中转化为Ca(OH)2的转化率大于95％。在本专利技术一实施例中，若水合反应器15为蒸汽水合反应器。在本专利技术一实施例中，蒸汽水合反应器中水蒸汽的相对湿度介于40％至80％，蒸汽温度大于或等于100℃且小于300℃之间，CaO于水蒸汽中转化为Ca(OH)2的转化率大于95％。若水蒸汽的温度过高，或水蒸汽的相对湿度过低，都可能会降低CaO转化为Ca(OH)2的转化率。接着以管线10C将水合反应器15产生的Ca(OH)2输送至碳酸化炉11。如前所述，含二氧化碳的气体源17可经由管线10E输送含二氧化碳的气体，将Ca(OH)2粉体自水合反应器15输送至碳酸化炉11，以避免Ca(OH)2在捕获CO2之前发生去水合反应。上述含二氧化碳的气体源17所提供的含二氧化碳的气体，除了二氧化碳以外，可能含有其他气体如氮气或其他惰性气体。在本专利技术一实施例中，含二氧化碳的气体可能进一步含有酸、碱、硫、或其他污染物。若上述污染物会影响Ca(OH)2的循环，比如会腐蚀管线10C、10D、或10E与碳酸化炉11，或者在碳酸化炉中与Ca(OH)2、CaCO3、或CO2产生难以处理的副产物，则需先处理含二氧化碳的气体中的污染物，再将其输送至管线10D与10E中。举例来说，可先过滤、吸附、或酸/碱处理气体中的污染物。本专利技术亦提供二氧化碳捕获方法，包含：(a)于碳酸化炉11中，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源17提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，并形成CaCO3，如式1所示。(b)将步骤(a)的CaCO3输送至煅烧炉13，将CaCO3煅烧成CaO，如式3所示。(c)将步骤(b)的CaO输送至水合反应器15，使CaO与H2O反应形成Ca(OH)2，如式4所示。(d)以含二氧化碳的气体源17提供的含二氧化碳的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳捕获方法，包括：(a)于碳酸化炉中，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，并形成CaCO3，且所述碳酸化炉的温度介于200℃至350℃之间；(b)将步骤(a)的CaCO3输送至煅烧炉，以煅烧CaCO3并形成CaO；(c)将步骤(b)的CaO输送至水合反应器，使CaO与H2O反应形成Ca(OH)2粉体；以及(d)将步骤(c)的Ca(OH)2粉体输送至所述碳酸化炉，再进行步骤(a)。

【技术特征摘要】
2014.10.27 TW 1031369681.一种二氧化碳捕获方法，包括：(a)于碳酸化炉中，以Ca(OH)2捕获含二氧化碳的气体源提供的含二氧化碳的气体中的二氧化碳，并形成CaCO3，且所述碳酸化炉的温度介于200℃至350℃之间；(b)将步骤(a)的CaCO3输送至煅烧炉，以煅烧CaCO3并形成CaO；(c)将步骤(b)的CaO输送至水合反...

【专利技术属性】
技术研发人员：周扬震，陈瑞燕，张名惠，徐恒文，童迁祥，沈政宪，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，台湾水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71