【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及co2处理，尤其涉及一种矿化气体中co2的方法。
技术介绍
1、为减少大气中的co2，直接空气捕捉技术（dac）的主流方法是采用溶液吸收与固体吸附。以乙醇胺有机胺溶液为基础的化学吸收工艺已在烟气捕集领域得到广泛应用，但直接空气捕集的高气体处理量和低液气比，使得有机胺吸收技术存在胺液大量挥发、气相损失大、捕集成本显著增加等问题。固体吸附技术可有效解决胺挥发、水损失的问题，固体吸附剂主要包括碱/碱土金属基吸附剂、金属有机框架类吸附剂、负载胺基吸附剂、变湿吸附剂等，但仍存在高能耗、高成本等问题。而且dac技术仅仅是完成了空气中co2的捕集，若要实现co2的稳定封存，即达到“碳中和”的目标，目前的做法是将捕集的二氧化碳运输，然后注入特定的地质结构中封存起来，然而这样的操作存在监控难度大，地质层下的地下水有被污染的风险，且对地质构造的破坏存在引发地震活动及高浓度co2二次泄露的风险。
2、直接空气矿化（direct air mineralization，dam）是由含钙、镁等矿化原料直接将空气中的co2矿化成稳定的碳酸盐结构，空气中的 co2无需经过捕集、提浓过程。例如现有技术公开了可以采用工业固废矿化空气中的co2等，但是，目前公开的方法中，工业固废或者碱金属矿物等原料的利用率较低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种矿化气体中co2的方法，本专利技术提供的方法直接采用矿化原料直接将气体中的co2直接空气矿化为稳定的碳酸盐结构，而且能够提高矿化原料中
2、本申请提供了一种矿化气体中co2的方法，包括以下步骤：
3、采用矿化原料对气体中的co2进行矿化，在矿化过程中按照预定的更新频率对所述矿化原料进行表面更新；
4、所述更新频率按照所述矿化原料的物理性能参数与所述气体的物理性能参数之间的函数关系确定；
5、所述矿化原料的物理性能参数包括矿化原料的含水率、矿化原料中可固定co2组分的含量、矿化原料的堆积密度和矿化原料的粒径d中的至少一种；
6、所述气体的物理性能参数包括co2在气体中的分压和气体的绝对湿度中的至少一种。
7、申请人在研究中发现，矿化原料的物理性能参数，包括矿化原料的含水率、矿化原料中可固定co2组分的含量、矿化原料的堆积密度和矿化原料的粒径d等以及待矿化气体的物理性能参数，包括co2在气体中的分压和气体的绝对湿度等会影响矿化原料对co2的吸收速率，进而影响矿化原料中可固定co2组分的利用率，基于此，申请人建立上述性能参数与矿化原料的表面更新频率之间的函数关系，并按照计算获得的频率对矿化原料进行表面更新，从而提高矿化原料对co2的吸收速率，提高矿化原料中可固定co2组分的利用率。
8、本申请采用直接空气矿化法对气体中的co2进行矿化，具体为将矿化原料与含co2的气体接触，矿化原料中的ca、mg等与co2反应生成稳定的碳酸盐，实现co2的吸收和稳定固定，其一个典型的反应过程如下：
9、2ca(mg)xn(oh)m+2co2= 2ca(mg)co3+ x2no(m+4)+ m h2o；
10、其中，x为硅、铁、铝等矿化原料中的其他元素。
11、基于此，本申请所述的矿化原料为含镁钙矿化原料，包括但不限于电石渣、钢渣、赤泥、混凝土等工业固废或者蛇纹石、镁橄榄石、玄武岩、火山灰、硅灰石等天然矿物。在一些具体的实现方式中，所述矿化原料中可矿化co2组分主要为氢氧化镁、氢氧化钙、氧化镁或氧化钙等碱土金属化合物，以氢氧化钙计，可矿化co2组分的含量不低于5%，优选为10wt%~95wt%，更优选为20wt%~90wt%，最优选为30wt%~85wt%。在一些具体的实现方式中，所述矿化原料的干重为10 kg/m2~50kg/m2，优选为15 kg/m2~45kg/m2，更优选为20kg/m2~40kg/m2。在一些具体的实现方式中，所述矿化原料的含水率为2wt%~40wt%，优选为5wt%~35wt%。在一些具体的实现方式中，所述矿化原料的粒径为20目~2000目，优选为50目~1000目，更优选为80目~500目。
12、本专利技术提供的方法可以矿化空气中的co2，也可以矿化废气，包括工业废气，例如火电厂、水泥厂、钢铁厂、化工厂烟气中的co2。基于此，本申请所述的气体，即待矿化气体，可以为空气或者含co2废气。在一些具体的实现方式中，所述气体的含水量为2 g/kg干气体~40g/kg干气体，优选为5 g/kg干气体~35g/kg干气体。
13、本申请对采用矿化原料对气体中的co2进行矿化的具体方式没有特殊限制，直接将矿化原料与气体进行接触即可。在一些具体的实现方式中，为了提高矿化效率，可以在矿化原料移动的条件下通入气体。本申请对所述矿化原料移动的方式没有特殊限制，例如可以将矿化原料负载在载体，例如传动带等上，通过载体的往复运动实现矿化原料的移动。在一些具体的实现方式中，所述矿化原料的移动为平移，所述矿化原料的移动速度优选为0.05m/s~1m/s，优选为0.1m/s~0.8m/s。在矿化原料移动的同时，通入气体与矿化原料接触，例如将气体以与矿化原料呈一定角度，例如90°的方向通入。在一些具体的实现方式中，所述气体的流速为0.20m/s~4.00m/s，优选为0.50m/s~3.50m/s。
14、本申请在矿化过程中按照预定的更新频率对所述矿化原料进行表面更新，使得气体中的co2能与矿化原料充分接触并快速发生反应。具体而言，所述表面更新是指将矿化原料与气体接触的表面进行更新。在一些具体的实现方式中，所述表面更新的方式包括但不限于翻滚、搅拌、平刮、震动、吹扫、摇摆、滑动和流化中的至少一种，只要能够使矿化原料与气体接触的表面发生变化即可。
15、在一些具体的实现方式中，本申请按照预定的更新频率对所述矿化原料进行表面更新。如上所述，所述更新频率按照所述矿化原料的物理性能参数与所述气体的物理性能参数之间的函数关系确定；所述矿化原料的物理性能参数包括矿化原料的含水率、矿化原料中可固定co2组分的含量、矿化原料的堆积密度和矿化原料的粒径d中的至少一种；所述气体的物理性能参数包括co2在气体中的分压和气体的绝对湿度中的至少一种。本申请对所述矿化原料的含水率、矿化原料中可固定co2组分的含量、矿化原料的堆积密度、矿化原料的粒径d、co2在气体中的分压和气体的绝对湿度的测定方法没有特殊限制，本领域技术人员熟知的方法即可。例如，所述矿化原料的含水率可以按照以下方法测定：
16、烘干法：将矿化原料在一定温度下加热，使水分蒸发，通过称量样品质量的变化来计算含水率。常用的烘干温度为105°c，烘干至矿化原料的质量基本恒定不变。
17、所述矿化原料中可固定co2组分的含量可以按照以下方法测定：
18、蔗糖法：这种方法的基本原理是利用蔗糖与氢氧化钙在水中的反应性，通过滴定法测定反应生成的钙的含本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿化气体中CO2的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在矿化过程中，在所述矿化原料移动的条件下通入气体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矿化原料的物理性能参数包括矿化原料的含水率、矿化原料中可固定CO2组分的含量、矿化原料的堆积密度、矿化原料的粒径d和矿化原料的移动速度；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矿化原料的物理性能参数与所述气体的物理性能参数之间的函数关系满足公式（1）：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，、、和满足公式（2）：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照以下方法获得：
7.根据权利要求1~6任意一项所述的方法，其特征在于，所述矿化原料选自电石渣、钢渣、赤泥、蛇纹石、镁橄榄石、玄武岩、火山灰、混凝土或硅灰石。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述矿化原料的干重为10 kg/m2~50kg/m2；所述矿化原料中可矿化CO2组分的含量不低于5%；所述矿化原料的含水率为2wt%~40wt%；所
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述气体为空气或者含CO2废气；
10.根据权利要求1~6任意一项所述的方法，其特征在于，所述表面更新的方式为翻滚、搅拌、平刮、震动、吹扫、摇摆、滑动和流化中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种矿化气体中co2的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在矿化过程中，在所述矿化原料移动的条件下通入气体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矿化原料的物理性能参数包括矿化原料的含水率、矿化原料中可固定co2组分的含量、矿化原料的堆积密度、矿化原料的粒径d和矿化原料的移动速度；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矿化原料的物理性能参数与所述气体的物理性能参数之间的函数关系满足公式（1）：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，、、和满足公式（2）：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照以下方法获得：...
【专利技术属性】
技术研发人员：于常军，魏巍，吴雪怡，
申请(专利权)人：原初科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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