一种固碳方法和磷石膏制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固碳方法及磷石膏制品及其制备方法。固碳方法为：将捕获的二氧化碳气体在一定温度和压力作用下转变为溶于水的碳酸液体，并在持续的温度和压力作用下，将碳酸液体直接加入半水磷石膏中，高速搅拌，使半水磷石膏在水化反应过程中还原成二水磷石膏时，将二氧化碳以碳酸形式固定在磷石膏的游离水中，再将生成的二水磷石膏直接制备成磷石膏制品，完成二氧化碳以液态形式固定在磷石膏制品中。本发明专利技术固碳方法不仅能在磷石膏制品中实现三种方式的碳封存，还能实现磷石膏的回收利用，并进一步提升磷石膏制品的保温、隔热、隔音功能。该方法简单可控，成本低，效率高，存碳量大，并能使废渣磷石膏变废为宝，具有良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种固碳方法和磷石膏制品及其制备方法
本专利技术涉及碳封存
，特别是涉及一种固碳方法和磷石膏制品及其制备方法。
技术介绍
二氧化碳(CO2)是空气中常见的化合物，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。由于人类活动影响，目前地球上二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等现象发生。近100年，全球气温升高0.6℃，海平面上升14cm。到21世纪中叶，全球气温继续升高，海平面继续上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将大部分融化，所有这些变化对野生动植物而言无异于灭顶之灾。碳捕获、利用与封存(CarbonCapture，UtilizationandStorage)技术早在20世纪70年代，就有人提出该想法。碳捕获是将工业生产过程中产生的二氧化碳收集起来，防止其进入大气，从而助力碳减排。碳封存是将捕获到的二氧化碳封存起来，现有的碳储藏技术主要有深海储藏、碱性土壤储藏和煤层、天然气、石油层储藏。但是，现有的把集中收集到的二氧化碳浓缩液化、固化后深埋地下、深海的方法，一是从长远来说，只是“鸵鸟政策”，并不能很好的解决碳封存问题，二是储藏的碳量有限，成本巨大，三是会留下严重的生态危机隐患。还有利用金属和金属化合物与二氧化碳再反应生成金属固化物封存的办法，反应过程还能释放热量，是一种另类的燃烧过程，通常需要在2000℃以上或更高的温度下实现，但该方法会产生其他更复杂的污染物情况。虽然二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，一定范围内，二氧化碳的浓度越高，植物的光合作用也越强。还有，二氧化碳可作为非常良好的灭火剂。但该些方法用量均较少，对大量收集的二氧化碳封存量来说，只是杯水车薪。磷石膏是磷化工企业湿法生产磷酸的工业副产物，每制造1吨的磷酸，就会产生5吨的磷石膏废渣。目前我国每年新增磷石膏排放量达1亿吨，大量的磷石膏堆放，不仅占用土地资源，给企业增加巨大经济负担，而且还会对环境造成严重污染。由此可见，上述现有的固碳方法仍存在有不便与缺陷，磷石膏废渣排放存在日益严重的问题，均需要得以改进。如何能创设一种新的固碳方法和磷石膏制品及其制备方法，使其在合适的封存条件下，使液态二氧化碳代替磷石膏中的游离水，并利用磷石膏的孔隙结构进一步封存二氧化碳气体，还通过对磷石膏的回收利用，有效的实现将二氧化碳封存在磷石膏制品中的目的，既达到长久大量的封存二氧化碳的效果，又实现磷石膏制品保温、隔热、隔音的效果，经济效益和社会效益良好。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种固碳方法，使其在合适的封存条件下，使液态二氧化碳代替磷石膏中的游离水，并利用磷石膏的孔隙结构进一步封存二氧化碳气体，还通过对磷石膏的回收利用，有效的实现将二氧化碳封存在磷石膏制品中的目的，既达到长久大量的封存二氧化碳的效果，又实现磷石膏制品保温、隔热、隔音的效果，经济效益和社会效益良好。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种固碳方法，所述固碳方法为：将捕获的二氧化碳气体在一定温度和压力作用下转变为液态的碳酸液体，并在持续的温度和压力作用下，将碳酸液体直接加入半水磷石膏中，高速搅拌，使半水磷石膏在水化反应过程中还原成二水磷石膏时，将二氧化碳以碳酸形式固定在磷石膏的游离水中，再将生成的二水磷石膏直接制备成磷石膏制品，完成二氧化碳以液态形式固定在磷石膏制品中。进一步改进，所述固碳方法中二氧化碳气体所受的压力为5～30MPa，温度为0～20℃，所述碳酸液体按质量比0.5～1.0:1的比例与半水磷石膏混合，且高速搅拌过程中的转速为1200～1600r/min。进一步改进，所述固碳方法中二氧化碳气体所受的压力为5MPa，温度为10℃，所述碳酸液体按质量比0.7:1的比例与半水磷石膏混合，且高速搅拌过程中的转速为1400r/min。进一步改进，所述固碳方法还包括被封存在制备成的磷石膏制品内部的磷石膏闭孔孔隙中二氧化碳气体。进一步改进，所述固碳方法还包括被封存在制备成的磷石膏制品中的碳酸盐惰性物质。作为本专利技术的又一改进，本专利技术还提供一种磷石膏制品，所述磷石膏制品中封存有液态或气态形式的二氧化碳，其中，液态形式的二氧化碳以替换磷石膏游离水的方式存在，气态形式的二氧化碳被封存在磷石膏的闭孔孔隙中。作为本专利技术的又一改进，本专利技术还提供一种磷石膏制品的制备方法，所述制备方法为：将二氧化碳气体在一定温度和压力作用下转变为液态的碳酸液体，并在持续的温度和压力作用下，将碳酸液体直接加入半水磷石膏中，高速搅拌，使半水磷石膏在水化反应过程中还原成二水磷石膏时，将二氧化碳以碳酸形式固定在磷石膏的游离水中，再将生成的二水磷石膏直接成型，即得所述磷石膏制品。进一步改进，所述制备方法中二氧化碳气体所受的压力为5～30MPa，温度为0～20℃，所述碳酸液体按质量比0.5～1.0:1的比例与半水磷石膏混合，且高速搅拌过程中的转速为1200～1600r/min。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：1.本专利技术固碳方法通过将溶于水的液态二氧化碳与半水磷石膏混合，并进行高速搅拌，使半水磷石膏在水化反应过程中还原成二水磷石膏时，能将二氧化碳以碳酸形式固定在磷石膏的游离水中，并通过将生成的二水磷石膏直接制备成磷石膏制品，则达到二氧化碳以液态形式固定在磷石膏制品中的效果。又由于经过水化反应后的二水磷石膏制成的制品具有较高的强度，其中磷石膏的闭孔结构还会对部分释放出来的二氧化碳气体进行封存，在牢固的石膏制品中二氧化碳不会出现渗漏和蒸发，则进一步达到二氧化碳以液态和气态形式永久保存于石膏制品之中。该固碳方法简单方便，成本低，不仅能有效实现二氧化碳的封存，还能实现磷石膏的回收利用，并且经过该固碳方法制备得到的磷石膏由于二氧化碳的存在，进一步加强了磷石膏制品的保温、隔热、隔音的功能。2.本专利技术磷石膏制品以半水磷石膏为原料，采用固碳方法制备得到，不仅通过水化反应增强了磷石膏制品的强度，使其磷石膏制品可替代水泥建筑制品或木材装修制品，减少河沙黏土的开采或森林的破坏，并提高废渣磷石膏的回收利用，经济效益和社会效益可观；而且能使二氧化碳以液态或气态形式封存于其中，提升磷石膏制品的保温、隔热、隔音功能，且无毒、无甲醛，健康环保，安全可靠。3.本专利技术固碳方法简单可控，成本低，效率高，一个标准厂每天封存二氧化碳的量约为：15260000dm3/天，年封存量可达4578000000dm3/年，存储量大，并能同时回收利用磷石膏，变废为宝，具有良好的经济效益和社会效益。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术固碳方法的结构原理图。具体实施方式磷石膏为二水磷石膏(CaSO4.2H2O)，经煅烧后成为半水磷石膏(CaSO4.1/2H2O)加水高速搅拌后，会发生水化反应再生成二水磷石膏(CaSO4.2H2O)，本专利技术就是利用半水磷石膏的水化反应过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固碳方法，其特征在于，所述固碳方法为：将捕获的二氧化碳气体在一定温度和压力作用下转变为液态的碳酸液体，并在持续的温度和压力作用下，将碳酸液体直接加入半水磷石膏中，高速搅拌，使半水磷石膏在水化反应过程中还原成二水磷石膏时，将二氧化碳以碳酸形式固定在磷石膏的游离水中，再将生成的二水磷石膏直接制备成磷石膏制品，完成二氧化碳以液态形式固定在磷石膏制品中。/n

【技术特征摘要】
1.一种固碳方法，其特征在于，所述固碳方法为：将捕获的二氧化碳气体在一定温度和压力作用下转变为液态的碳酸液体，并在持续的温度和压力作用下，将碳酸液体直接加入半水磷石膏中，高速搅拌，使半水磷石膏在水化反应过程中还原成二水磷石膏时，将二氧化碳以碳酸形式固定在磷石膏的游离水中，再将生成的二水磷石膏直接制备成磷石膏制品，完成二氧化碳以液态形式固定在磷石膏制品中。


2.根据权利要求1所述的固碳方法，其特征在于，所述固碳方法中二氧化碳气体所受的压力为5～30MPa，温度为0～20℃，所述碳酸液体按质量比0.5～1.0:1的比例与半水磷石膏混合，且高速搅拌过程中的转速为1200～1600r/min。


3.根据权利要求2所述的固碳方法，其特征在于，所述固碳方法中二氧化碳气体所受的压力为5MPa，温度为10℃，所述碳酸液体按质量比0.7:1的比例与半水磷石膏混合，且高速搅拌过程中的转速为1400r/min。


4.根据权利要求1所述的固碳方法，其特征在于，所述固碳方法还包括被封存在制备成的磷石膏制品内部的磷石膏闭孔孔隙中二氧化碳气体。


5.根据权利要求1所述的固碳方法，其特征在于，所述固碳方法还包括被封存在制备成的磷石膏制品中的碳酸盐惰性物质。


6.一种磷石膏制品，其特征在于，所述磷石膏制品中封存有液态或气态形式的二氧化碳，其中，液态形式的二氧化碳以替换磷石膏游离水的方式存在，气态形...

【专利技术属性】
技术研发人员：何幼根，刘勇军，张震龙，张城玮，李燕山，
申请(专利权)人：何幼根，刘勇军，张震龙，张城玮，李燕山，
类型：发明
国别省市：北京;11