一种封存二氧化碳的方法技术

本发明专利技术公开了一种封存二氧化碳的方法，利用无机碱捕集吸收二氧化碳后直接应用于草酸盐的生产，将草酸盐作为洗涤剂助剂用于衣物洗涤剂中，在洗衣过程中草酸盐与水中的钙离子形成草酸钙晶体，从而实现二氧化碳的利用与矿化封存。本发明专利技术通过碳酸盐吸收二氧化碳并直接用于草酸盐的生产，避免了吸附剂再生过程中大量的能源损耗，且整个流程可实现零排放；将由二氧化碳生产制得的草酸盐作为洗涤剂助剂，通过衣物洗涤过程中草酸根与钙离子结合形成草酸钙沉淀的方式，最终实现二氧化碳的矿化封存，缓解温室效应。

【技术实现步骤摘要】
一种封存二氧化碳的方法
本专利技术涉及一种利用并封存二氧化碳的方法，具体涉及一种以二氧化碳为原料制备草酸盐并将草酸盐用于洗涤剂助剂，在洗涤剂使用过程中生成草酸钙而达到二氧化碳利用并封存的目的。
技术介绍
全球变暖的主要原因是温室气体的排放，排放的温室气体中CO2贡献量超过60%。其中，化石燃料发电，占了CO2排放量的1/4。为了满足日常生活的电力需求，对燃煤电厂排放的CO2加以捕集利用，是一个重要的问题。针对燃煤电厂的CO2问题，人们提出了不同的CO2的捕集方法，包括物理吸附、化学吸附、膜分离、生物固定和低温分离等。膜分离很难平衡二氧化碳分离量与分离纯度；低温分离的运行能耗高，且只适用于高纯度二氧化碳的场合；物理吸附处理规模偏小，受温度和压力的影响很大，尤其在二氧化碳分压低时很难有好的吸附性能；生物固定技术不成熟等缺陷。化学吸附法具有在低二氧化碳分压条件下，吸附性能优良、易于规模化操作、能够与大型电厂CO2捕集规模相匹配等优点，被认为是目前最有可能达到工业规模应用的方法。但是这个方法有吸附剂再生耗能高、吸附剂在再生过程中有损失的缺点，实际上减少二氧化碳排放的效果并不明显。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种二氧化碳捕集、利用与封存的整套工艺流程，首先以碳酸钠为化学吸收剂，直接将吸收完二氧化碳的碳酸氢盐用于草酸盐的生产，避免了吸附剂再生造成的大量能源消耗。同时在碳化塔后增加无机碱塔，用于吸收未转化二氧化碳，获得的碳酸盐可以实现循环捕集利用，实现工业上二氧化碳的零排放。本专利技术提出了一种二氧化碳捕捉、利用及矿化的方法。在捕捉之后直接利用吸附有二氧化碳的吸附剂，从而避免了大量的能量消耗，生产过程为循环闭路，实现了“零排放”。同时，将草酸盐作为洗涤剂助剂添加如洗衣粉中，在洗涤过程中可与水中的钙离子形成稳定的草酸钙沉淀从而达到二氧化碳封存的效果。本专利技术提供了一种封存二氧化碳的方法，利用无机碱捕集吸收二氧化碳后直接应用于草酸盐的生产，将草酸盐作为洗涤剂助剂用于衣物洗涤剂中，在洗衣过程中草酸盐与水中的钙离子形成草酸钙晶体，从而实现二氧化碳的利用与矿化封存。进一步地，所述二氧化碳的封存方法包括以下步骤：步骤一：以二氧化碳为原料制备草酸盐：（1）将净化过的电厂尾气通入盛有润湿碳酸盐的反应床上，发生如下化学反应：X2CO3+CO2+H2O→2XHCO3；后接氢氧化物溶液，吸收未反应的二氧化碳，发生如下化学反应：2XOH+CO2→X2CO3+H2O；其中X代表钾或钠；（2）将步骤（1）中生产出的碳酸氢盐加入水与氢气在贵金属Pd/C催化剂下发生化学反应：XHCO3+H2→HCOOX+H2O；该步骤中，碳酸氢盐与水的质量比为1~1.3；（3）对甲酸盐进行蒸发、离心及干燥后，使用工业常用的方法，将甲酸盐加热320~440℃进行脱氢反应得到草酸盐，脱除的氢气收集并返回到步骤（2）中循环利用；步骤二：将草酸盐用于洗涤助剂制备洗涤剂：（1）在配料锅中加入去离子水，加热至50-60℃，启动搅拌；（2）依次往配料锅中加入阴离子表面活性剂、草酸盐、碳酸钠、硅酸钠、无水硫酸钠；（3）待配料锅内混合物搅拌均匀后，再依次加入非离子表面活性剂及抗再沉积剂；（4）搅拌均匀后，将浆液转移至托盘中，放入100℃烘箱干燥；（5）干燥10h-14h后，将固体取出，在研钵中研磨，过100目筛，制得粉末洗涤剂；步骤三：所得洗涤剂在洗衣过程中，草酸盐与水中的钙离子形成粒径为1~5μm的草酸钙晶体，实现了二氧化碳的利用与矿化封存。上述方法中，所述的洗涤剂，包括以下组分：非离子表面活性剂0.1~10.0%阴离子表面活性剂1.0~30.0%草酸盐1.0~30.0%硅酸盐1.0~15.0%碳酸钠0~10.0%抗再沉积剂0.5~5.0%硫酸钠余量。进一步地，所述的洗涤剂，包括以下组分：非离子表面活性剂2.0~8.0%阴离子表面活性剂3.0~20.0%草酸盐10.0~25.0%硅酸盐3.0~6.0%碳酸钠3.0~10.0%抗再沉积剂1.0~3.0%硫酸钠余量。进一步地，所述非离子表面活性剂选自：C12~C18的脂肪醇聚氧乙烯醚、C12~C18醇与环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的缩合物中的任意一种。进一步地，所述阴离子表面活性剂选自：C12~C18烷基苯磺酸盐、α-烯基磺酸钠、C12~16仲烷基磺酸盐中的任意一种。进一步地，所述的草酸盐为：草酸钠、草酸钾中的任一种。进一步地，所述的硅酸盐选自：层状硅酸钠、硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠中的任一种。进一步地，所述的抗再沉积剂选自：丙烯酸聚合物及其钠盐、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、丙烯酸-马来酸酐共聚物及其钠盐、聚乙烯醇、苯乙烯丙烯酸共聚物中的任一种。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术通过碳酸盐吸收二氧化碳并直接用于草酸盐的生产，避免了吸附剂再生过程中大量的能源损耗，且整个流程可实现二氧化碳的零排放；（2）将由二氧化碳生产制得的草酸盐作为洗涤剂助剂，通过衣物洗涤过程中草酸根与钙离子结合形成草酸钙沉淀的方式，实现二氧化碳的矿化封存，缓解温室效应；（3）提供了一种性价比高、环境友好的无磷助洗剂。附图说明图1为实施例1~6中洗涤完成后收集固体的XRD图；图2为实施例1~6中洗涤完成后收集固体的SEM图。具体实施方式将净化过的电厂尾气通入盛有润湿碳酸钠的反应床上，在40℃下反应生成碳酸氢钠；将碳酸氢钠中加入等质量的水，5%的Pd/C（Pd在C上的负载量为10%），进行搅拌，通入氢气，反应器中氢气压力保持在1个大气压，待溶液固体消失pH保持恒定不变时反应完成，对溶液进行蒸发、离心及干燥得到甲酸钠固体；将得到的甲酸钠固体在350℃下反应35min，即完成甲酸钠脱氢制草酸钠。将上述所得草酸钠用于不同的洗衣粉配方中，所述的洗衣粉制备过程如下：按照表1组分及含量，进行原料称取。（1）在配料锅中加入去离子水，加热至50-60℃，启动搅拌；（2）依次往配料锅中加入阴离子表面活性剂、助洗剂、碳酸钠、硅酸钠、无水硫酸钠；（3）待配料锅内混合物搅拌均匀后，再依次加入非离子表面活性剂及抗再沉积剂；（4）搅拌均匀后，将浆液转移至托盘中，放入100℃烘箱干燥；（5）干燥10h-14h后，将固体取出，在研钵中研磨，过100目筛，制得粉末洗涤剂。1、去污评价测试为验证本专利技术所属的草酸盐作为洗剂助剂配制而成的洗衣粉组合的去污力，进行去污力测试。去污力测试方法，参照GB/T13174-2008《衣物用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》标准，采用国标炭黑油污布JB-01、国标蛋白污布JB-02、国标皮脂污布JB-03三种污布进行测试。实验条件为：采用250ppm硬水、洗涤剂浓度2g/L、洗涤时间20min、温度30℃、采用国标规定的RQHL-Ⅲ型立式去污机、转速为120转/分。2、草酸钙形成验证为了验证在洗涤过程中确实能将草酸根以草酸钙的形式沉淀出来，将上述实施例洗涤后的溶液取出300ml，用高速离心机，以8000r/min的转速离心10min，倒出上层液体，将固体收集，用真空干燥在40℃下干燥24h。用PXRD扫描范围2θ为5-50°，4°/min扫描及扫描电镜进行表征。如图1所示，结合图1进行说明：收集的固体在2Theta为14.320°、20.073o、32.231o及32.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封存二氧化碳的方法，其特征在于：利用无机碱捕集吸收二氧化碳后直接应用于草酸盐的生产，将草酸盐作为洗涤剂助剂用于衣物洗涤剂中，在洗衣过程中草酸盐与水中的钙离子形成草酸钙晶体，从而实现二氧化碳的利用与矿化封存。

【技术特征摘要】
1.一种封存二氧化碳的方法，其特征在于：利用无机碱捕集吸收二氧化碳后直接应用于草酸盐的生产，将草酸盐作为洗涤剂助剂用于衣物洗涤剂中，在洗衣过程中草酸盐与水中的钙离子形成草酸钙晶体，从而实现二氧化碳的利用与矿化封存。2.根据权利要求1所述的封存二氧化碳的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：以二氧化碳为原料制备草酸盐：（1）将净化过的电厂尾气通入盛有润湿碳酸盐的反应床上，发生如下化学反应：X2CO3+CO2+H2O→2XHCO3；后接无机碱：氢氧化物溶液，吸收未反应的二氧化碳，发生如下化学反应：2XOH+CO2→X2CO3+H2O；其中X代表钾或钠；（2）将步骤（1）中生产出的碳酸氢盐加入水与氢气在贵金属Pd/C催化剂下发生化学反应：XHCO3+H2→HCOOX+H2O；该步骤中，碳酸氢盐与水的质量比为1~1.3；（3）对甲酸盐进行蒸发、离心及干燥后，使用工业常用的方法，将甲酸盐加热320~440℃进行脱氢反应得到草酸盐，脱除的氢气收集并返回到步骤（2）中循环利用；步骤二：将草酸盐用于洗涤助剂制备洗涤剂：（1）在配料锅中加入去离子水，加热至50-60℃，启动搅拌；（2）依次往配料锅中加入阴离子表面活性剂、草酸盐、碳酸钠、硅酸钠、无水硫酸钠；（3）待配料锅内混合物搅拌均匀后，再依次加入非离子表面活性剂及抗再沉积剂；（4）搅拌均匀后，将浆液转移至托盘中，放入100℃烘箱干燥；（5）干燥10h-14h后，将固体取出，在研钵中研磨，过100目筛，制得粉末洗涤剂；步骤三：所得洗涤剂在洗衣过程中，草酸盐与水中的钙离子形成粒径为1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晋湘，李琛，徐红，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14