CN101553430A - 用于降低流体的co2浓度的方法和设备 - Google Patents

用于降低流体的co2浓度的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101553430A
CN101553430A CNA2007800397512A CN200780039751A CN101553430A CN 101553430 A CN101553430 A CN 101553430A CN A2007800397512 A CNA2007800397512 A CN A2007800397512A CN 200780039751 A CN200780039751 A CN 200780039751A CN 101553430 A CN101553430 A CN 101553430A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
equipment
fluid
ion
reaction chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800397512A
Other languages
English (en)
Inventor
B·伯科威茨
I·德罗尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yeda Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Yeda Research and Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yeda Research and Development Co Ltd filed Critical Yeda Research and Development Co Ltd
Publication of CN101553430A publication Critical patent/CN101553430A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/181—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/60—Preparation of carbonates or bicarbonates in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B01D2252/103—Water
    • B01D2252/1035—Sea water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明旨在降低CO2浓度。本发明利用流体和用于降低流体的CO2浓度的设备。

Description

用于降低流体的CO2浓度的方法和设备
技术领域
本发明旨在降低CO2浓度。本发明利用流体和用于降低流体的CO2浓度的设备。
背景技术
气候变化显著影响地球的岩石圈。影响气候变化的主要因素之一是多种温室气体排放到大气中，加剧了全球变暖。排放的大部分温室气体源于人类活动，主要是化石燃料(例如，煤、油、汽油、天然气)燃烧的副产物，排放的主要气体是CO2。在可以利用替代能源之前，或可以利用其他便宜的、清洁的且充裕的技术之前，必须减少CO2排放。
化石燃料是本世纪的主导能源，因为还没有替代能源供应可以在没有其他限制的情况下大量代替化石燃料能源。此外，在世界的很多地方，伴随着全球生活水平的提高，全球能源消耗正在显著增大。为了防止，或至少缓和大规模全球气候变化，开发减小或稳定大气CO2浓度的有效方法至关重要；提高能源生产和利用效率，开发可再生能源不能完全解决由目前(和将来)的温室气体排放引起的问题。
大气中CO2的增加将影响地球的水圈。在水中，CO2处于碳酸氢盐(HCO3 -)和碳酸(H2CO3)的化学平衡(等式1)中。改变该平衡中的组分之一的浓度将相应地改变pH。
Figure A20078003975100131
pH和CO2浓度还影响水中的化学过程和矿物的形成。例如，当碱性条件占主导时，平衡条件偏向于碳酸氢盐和碳酸基团以碳酸盐矿物沉淀。另一方面，酸性条件则通过碳酸盐的溶解和分解而释放CO2。
显然，减少CO2排放对于避免对生物圈潜在的有害变化是必要的。CO2螯合是已知的用于减少排放到大气的CO2的方法。例如，位于北海的Sleipner油气田用于储存压缩的CO2，在海床下约1000米压缩的CO2被泵入200米厚的砂石层中。每年在Sleipner螯合了约1百万吨的CO2(相当于挪威每年CO2排放总量的约3％)。
这种螯合的长期效率有待深入研究和讨论。特别地，储存寿命(由于渗漏)的不确定性，地震的不稳定性，由于压力和/或由储存的CO2参加和/或引起和/或催化的化学反应引起的层结构的变化，和具有浮力的CO2的潜在迁移，引起了对这种系统的长期完整性的重大怀疑。
矿物螯合涉及CO2反应形成地质稳定的碳酸盐，即，矿物碳酸盐化。已提出多种方法实现碳酸盐化，主要基于CO2和各种硅酸盐之间的酸碱反应。在105℃和90atm的压力下进行的地下注入设计中，CO2用于测试CO2俘获矿物的有效性。该注入设计因反应的动力学过程缓慢而失败。然而，人们相信，将CO2注入蓄水层材料，随着地质年代的相互作用，可能实现预期结果。
CO2俘获和存储是艰巨的任务，仍存在许多挑战。矿物碳酸盐化是一种有前景的方法，因为通过矿物碳酸盐化而降低CO2浓度存在很多优点。一个优点是形成的碳酸盐的长期稳定性，所述碳酸盐在地质时间范围内是环境安全和稳定的材料。另一个优点是可得到大量用于螯合CO2的原材料。矿物碳酸盐化的另一个优点是潜在的经济可行性，因为整体过程放热。此外，在碳酸盐化过程期间产生增值副产物的可能性可进一步补偿其成本。矿物碳酸盐化方法的另一个优点还在于有大量可实施螯合的位点。
因此，目前缺乏可行的CO2螯合方法，以在实际可用的时间尺度上充分降低大气和水中的CO2浓度。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供降低流体中CO2浓度的方法，所述方法包括将包含痕量或不含CO2的第一气体流和CO2浓度高于空气-水平衡中的CO2浓度的第二气体流施加到包含盐和液体的流体中，从而在所述流体中形成固体碳酸盐，且所述流体中的CO2浓度降低。
在一个实施方案中，本发明提供包含加压的第一气体、第二气体，和盐的流体，所述第一气体包含痕量或不含CO2，所述第二气体的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体中CO2浓度的方法，其包括下列步骤：
将CO2流施加至包含盐的液体，在溶液中形成碳酸；并
将(i)中的所述碳酸溶液和碱混合，使得在(ii)中所述混合物的pH在9-12之间；并
形成固体碳酸盐且在所述流体样品中的CO2浓度降低。
在一个实施方案中，本发明提供用于降低流体的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入包含痕量或不含CO2的第一气体的第一传送器；
-用于引入CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度的第二气体的第二传送器；和
-反应室；
向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述第一气体引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述第二气体引入所述反应室，在所述反应室中形成固体碳酸盐，且放出CO2浓度降低的未反应气体。
在另一个实施方案中，本发明提供降低流体的CO2浓度的方法，其中所述方法包括将所述流体施加至本发明的设备。
在一个实施方案中，本发明提供用于降低流体样品中的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入碱的第一传送器；
-用于引入包含CO2的流体样品的第二传送器；
-反应室；并且
向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述碱引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述流体样品引入所述反应室，使得在所述反应室中形成固体碳酸盐并放出未反应的气体。
在另一个实施方案中，本发明提供降低流体样品的CO2浓度的方法，其中所述方法包括将流体样品施加至本发明的设备，以降低流体的CO2浓度。
附图说明
本发明的主题内容在说明书的总结部分特别指出并明确说明。然而，通过参考下列详细说明，并阅读附图，可以最好地理解本发明，包括构造和操作方法，及其目的、特点和优势。
图1示意性地地描绘了实施本发明方法的一个实施方案的设备的元件。传送器(1-10)从外部供应源向反应室供水，在本实施方案中所述反应室是贮水池(reservoir)(1-20)。应用压力或泵，使水从室传送出(1-30)并可循环。注入压缩的CO2传导气体(1-40)。空气，或含有一种或多种添加剂以进一步提高/控制pH的空气，或气相中的碱或室中的基础溶液(basic solution)(1-90)和固体碳酸盐沉淀(1-20A)。所述设备可包含用于释放空气或CO2的出口(1-100)，所述空气或CO2可分别通过进口(1-40)和(1-90)回收到所述室中。可使用管道和其他相似类型的设备将气体循环至所需的位置。任意开口均可引入(或另外引入)悬浮于水中的矿物颗粒(或胶体)和/或任何其他固体基质材料(作为促进碳酸盐沉淀的成核材料)(1-50)和(1-70)；和/或盐源，比如钙盐或镁盐(1-60)和(1-80)。
图2是实验性的流通池(flow cell)的示意图。所述流通池分成三个区域：贮水池(2-110)、位于两端的流入源(2-50)和流出流(2-60)。设置连续工作的蠕动泵(2-70和2-80)使水循环。用于注入空气(2-100)和CO2(2-90)的传送器位于流通池内。所述流通池中填充沙子并任选地部分用粘土盖元件覆盖。所述传送器与控制空气(2-100A)和CO2(2-90A)的流量和压力的阀门连通。将4个样品放置在流通池中，以在不同区域，在由A、B或C描述的不同高度处取样。
图3是图2的流通池的示意图，取样区域根据它们与传送器(3-100；3-110)的接近度而显示。
图4是地下的，双井系统(well doublet system)的简图。二氧化碳(富集的，浓缩的气体形式，纯CO2或和其他气体混合的CO2)和空气(或其他气体或气体混合物)分别通过进口(4-100)和(4-50)传送，分别经注入井(4-80)和(4-30)，再分别经过滤(分别通过4-90和4-40)使CO2和空气通过井，并进入例如蓄水层(4-10)。所述蓄水层通过抽吸或通过注入井，或通过天然梯度，可提供地下水流。将其他进口(4-110)和(4-60)引入各个井(分别为4-80和4-30)，以任选地加入盐(比如钙盐、或镁盐)和/或悬浮在水中的矿物颗粒(或胶体)和/或任何其他固体基质材料。过量的CO2和/或空气通过任选的出口(4-70)释放并可分别循环回进口(4-100)和(4-50)。随着CO2和空气引入蓄水层，固体碳酸盐形成(4-20)。
可以理解，为了图示的简洁和清晰，附图中显示的元件未必按比例描绘。例如，为了清楚，一些元件的尺寸相对于其他元件可能被夸大了。另外，当认为合适时，在附图中可重复附图标记，以表示相应或类似的元件。
具体实施方式
在下列详细说明中，为了彻底理解本发明，阐述了大量细节。然而，本领域技术人员可以理解，本发明可在这些细节之外的条件下实施。在其他情况下，对公知方法、过程和组件未作详细描述，从而不会使本发明不明确。
在一些实施方案中，本发明提供减小大气CO2浓度的方法、流体和设备。在一些实施方案中，这些流体、方法和设备可用于处理任何环境周围的空气。在另一实施方案中，这样的流体、方法和设备可用于在释放到周围环境之前处理作为工业过程的副产物的空气。因而，根据本发明使用的方法、流体和设备是环境友好的。在一些实施方案中，所述大气CO2是来自于任何被高CO2水平污染的区域的空气。在一些实施方案中，将CO2流连同另外的空气流注入包含金属离子的水溶液的贮水池，其中所述金属离子和CO2沉淀形成固体碳酸盐，从而通过形成沉淀物固体碳酸盐降低大气CO2浓度，并防止CO2逃逸至大气。在一些实施方案中，将CO2流注入包含金属离子的水溶液中，并在所述水溶液中加碱，其中所述金属离子和CO2沉淀形成固体碳酸盐，从而通过形成沉淀物固体碳酸盐降低大气CO2浓度，并防止CO2逃逸至大气。
在一些实施方案中，本发明提供用于降低流体的CO2浓度的方法、流体和设备。在一些实施方案中，所述流体是水溶液。在一些实施方案中，本发明提供用于降低水溶液中的CO2浓度的方法、流体和设备。在一些实施方案中，将CO2流连同空气流注入包含金属离子的水溶液中，在所述水溶液中形成高浓度的CO2，其中CO2和金属离子形成沉淀，从而降低水溶液中的CO2浓度。在一些实施方案中，将CO2流注入包含金属离子的水溶液中并在所述水溶液中加碱，其中所述金属离子和CO2沉淀形成固体碳酸盐，从而通过形成沉淀物固体碳酸盐降低大气CO2浓度，并防止CO2逃逸至大气。
在一些实施方案中，所述水溶液来自于自然界。在另一实施方案中，本发明利用自然资源减少CO2浓度。在另一实施方案中，所述自然资源是海洋、湖水、河流、海水、贮水池、地下水或富含Ca离子的微咸水。在另一实施方案中，所述水溶液是来自淡化装置的流出物。在一个实施方案中，这样的方法、流体和设备可用于含高CO2水平的空气的处理。在另一实施方案中，CO2可源于废物、塑料、碳氢化合物、木材、化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯和/或它们的任意组合的燃烧。
在另一实施方案中，这样的方法、流体和设备可用于作为人为过程的副产物而产生的CO2的处理。在另一实施方案中，这样的方法、流体和设备可用于减少温室效应。在另一实施方案中，这样的方法、流体和设备可用于减少全球变暖。在另一实施方案中，这样的方法、流体和设备可用于减少水力传导性，例如防止盐水或其他污染物的侵入。
在一个实施方案中，本发明提供减小任何气体或液体污染物的浓度的方法，其通过将气体或液体污染物结合或储存于地层中，形成毒性较小的产物。在一个实施方案中，这样的层包含离子和/或多孔材料。
在一个实施方案中，可以用本发明的方法、流体和设备进行处理的气体可包含温室气体，比如包含CO、CO2、NOx、SOx和/或甲烷(其中，x是1-2的整数)。在另一实施方案中，大气SO2或溶于水中的SO2的浓度可通过形成固体硫酸盐(例如硫酸钙或硫酸镁)而降低。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体的CO2浓度的方法，所述方法包括将包含痕量或不含CO2的第一气体施加到包含第二气体、盐和液体的流体中，所述第二气体包含的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度，从而在所述流体中形成碳酸盐，并减小所述流体中的CO2浓度。
在一些实施方案中，所述方法和设备利用包含第一气体的流体，其中所述第一气体是空气、氮气、氩气、氧气、CO、NOx、SOx、甲烷或它们的任意组合。在另一实施方案中，在所述第一气体中的痕量CO2指的是CO2在所述第一气体中在0-0.04％v/v的范围。在另一实施方案中，所述第一气体源于化工厂。在另一实施方案中，所述第一气体源于商业来源。在另一实施方案中，所述第一气体源于大气。
在一些实施方案中，所述方法和设备利用包含第二气体的流体，所述第二气体包含的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度，其中，目前影响空气-水平衡的大气CO2浓度约为350ppm(0.035％v/v)。在另一实施方案中，在空气-水平衡中发现的CO2浓度在200-1000ppm的范围内，取决于环境条件，比如pH、盐度、温度和压力。
在一个实施方案中，所述方法和设备利用包含第二气体的流体，所述第二气体包含浓度至少为0.1％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体包含浓度至少为0.5％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体包含浓度至少为1％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体包含浓度至少为10％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体包含浓度至少为20％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体包含浓度至少为30％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体包含浓度至少为50％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述第二气体是纯CO2。
在一个实施方案中，术语“纯”指的是CO2浓度在90-100％v/v之间的CO2、气体和/或液体的混合物的第二气体。在另一实施方案中，CO2浓度范围在约95-100％v/v之间。在另一实施方案中，CO2浓度范围在约99-100％v/v之间。在另一实施方案中，CO2浓度范围在约70-100％v/v之间。在另一实施方案中，术语“纯”指的是不含其他气体的CO2。在一个实施方案中，用于所述方法、设备和流体的所述第二气体在水溶液中。
在另一实施方案中，所述水溶液是CO2的过饱和溶液。
在一个实施方案中，将用于本发明的方法、设备和流体中的第一气体和第二气体注入流体。根据这个方面，且在一个实施方案中，注入第一气体的流速足有降低流体中的CO2浓度。在另一实施方案中，第一气体的流速使第二气体比第一气体的比值在约20∶1到1∶500的范围内。在另一实施方案中，注入第一气体的流速使第二气体比第一气体比值在约2∶1到1∶200的范围内。在另一实施方案，注入第一气体的流速使第二气体比第一气体比值在在约10∶1到1∶10,000的范围内。
在另一实施方案中，所述方法、流体和设备利用第二气体，其中向流体或溶液施加或引入所述第二气体的体积流速足以增大所述流体或溶液中的CO2浓度。在另一实施方案中，所述体积流速取决于处理区的尺寸。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备利用第一气体，其中在第二气体的溶解、引入或注入之前，将第二气体施加、注入或引入流体或溶液。在另一实施方案中，所述方法、流体和设备包括或使用第一气体，所述第一气体可在第二气体的溶解、引入或注入之后施加、注入或引入所述流体或溶液。在另一实施方案中，所述方法、流体和设备包括或使用第一气体，所述第一气体可在第二气体的溶解、引入或注入的同时施加、注入或引入流体或溶液。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备利用第一气体，所述第一气体除去或减少水溶液中的CO2，同时增大溶液的pH。在另一实施方案中，所述水溶液在引入第一气体的1-100m的区域内的pH在9-12之间。在一个实施方案中，所述水溶液在引入第一气体的0.1-100m区域中的pH在9-12之间。在另一实施方案中，所述水溶液在引入第一气体的50-100m区域中的pH在9-12之间。在另一个实施方案中，所述水溶液在引入第一气体的1-10m区域中的pH在9-12之间。在另一实施方案中，所述水溶液在引入第一气体的0.1-1m区域中的pH在9-12之间。在另一实施方案中，所述水溶液的pH在9-12之间，其中有效区域取决于第一气体的流速。在另一实施方案中，该方法促进固体碳酸盐沉淀，因此所述第二气体的CO2结合成碳酸盐。在一个实施方案中，所述固体碳酸盐沉淀物保持在流体中。在另一实施方案中，进一步将固体碳酸盐沉淀物分离。在另一实施方案中，沉淀物的分离通过过滤和/或离心，或它们的组合进行。在另一实施方案中，回收沉淀物，或者在另一实施方案中，再循环，或者在在另一实施方案中，再生或重复使用。
在另一实施方案中，所述方法、流体和设备利用第二气体，其中所述第二气体是人为过程的结果、自然过程的结果或作为人为过程的副产物产生的气体。在另一实施方案中，所述方法、流体和设备利用第二气体，其中所述第二气体释放至大气，并通过管道传送至流体。在另一实施方案中，所述方法、流体和设备利用第二气体，其中所述第二气体从排出CO2的工厂排气系统通过管道传送至流体，从而防止CO2释放至大气。
在一些实施方案中，所述方法和设备利用包含第二气体的流体，所述第二气体包含的CO2浓度至少高于在空气-水平衡中发现的CO2浓度，其中所述第二气体是作为人为过程的副产物产生的气体并排放至大气，从而形成被CO2污染的空气。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备利用CO2。在另一实施方案中，CO2源于CO2浓度至少高于在空气-水平衡中发现的CO2浓度的第二气体，用于形成固体碳酸盐。在另一实施方案中，CO2源于包含痕量CO2的第一气体，用于形成固体碳酸盐。在另一实施方案中，CO2源于水，用于形成固体碳酸盐。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备利用流体或水溶液，其中在第二气体之前或后施加或引入第一气体时引起pH增大。在另一实施方案中，在引入第一气体时所述pH是碱性pH。在另一实施方案中，引入第一气体形成的碱性pH在7-9的范围内。在另一实施方案中，引入第一气体形成的碱性pH在7-8的范围内。在另一实施方案中，引入第一气体形成的碱性pH在7-10的范围内。在一个实施方案中，所述方法、设备和流体包含和/或使用碱性pH的流体和/或水溶液。
在一个实施方案中，将所述第二气体与第一气体接触时，在盐溶液存在下形成固体碳酸盐。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体的CO2浓度的方法，所述方法包括下列步骤：
将CO2流施加至包含盐的液体，在溶液中形成碳酸；并
将(i)中的所述碳酸溶液和碱混合，
(ii)中的所述混合物的pH在9-12之间；并形成固体碳酸盐且所述流体中的CO2浓度降低。
在一个实施方案中，将步骤(i)的碳酸溶液加至碱中，从而增大所述碳酸溶液的pH，形成固体碳酸盐。在另一实施方案中，所述碳酸溶液包含碳酸、碳酸氢盐、盐和CO2。在另一实施方案中，将碱加至碳酸溶液。
在一些实施方案中，将用于所述方法、设备和流体中的CO2以足以增大所述液体中的CO2浓度的流速注入包含盐的液体中。在另一实施方案中，所使用的CO2是包含CO2的气体的混合物。在另一实施方案中，所述气体混合物是富含CO2的空气。在另一实施方案中，所述流速取决于处理区的尺寸。在另一实施方案中，较高的流速减小形成固体碳酸盐的产率，根据实施例35。在另一实施方案中，在环境压力下注入CO2。在另一实施方案中，使用12％CO2/空气，因此CO2分压将是0.12大气压。在另一实施方案中，使用12％CO2/空气，根据实施例31-37。在另一实施方案中，术语“环境压力”指的是大气压。在另一实施方案中，发出的富含CO2空气处于环境/大气压。在另一实施方案中，在大气压下使用100％CO2。
在一些实施方案中，本发明的方法、设备和流体利用包含盐的液体，其中施加和/或注入了CO2。在一个实施方案中，所述液体中的所述CO2的浓度足以形成固体碳酸盐。在另一实施方案中，所述液体被CO2饱和。
在一些实施方案中，本发明的方法、设备和流体利用碳酸。在一个实施方案中，所述碳酸在将CO2施加和/或注入所述水溶液中时在包含金属盐的水溶液中形成。在另一实施方案中，所述碳酸在3-6的pH范围在所述水溶液中形成。在另一实施方案中，所述碳酸在3.5-5.5的pH范围形成。在另一实施方案中，所述碳酸在4-5的pH范围形成。
在一些实施方案中，将用于所述方法、设备和流体中的CO2施加或注入液体。在另一实施方案中，所述CO2是CO2气体和/或液体的混合物。在另一实施方案中，所述混合物包含CO2和空气。在另一实施方案中，所述混合物是大气。在另一实施方案中，所述混合物至少包含0.1％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述混合物至少包含0.5％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述混合物至少包含1％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述混合物至少包含10％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述混合物至少包含20％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述混合物至少包含30％v/v的CO2。在另一实施方案中，所述混合物至少包含50％v/v的CO2。在一个实施方案中，所述CO2是纯气体。
在一些实施方案中，本发明的方法、设备和流体使用碱。在一个实施方案中，所述碱包含NH3(g)、NH3(aq)、NaOH、石灰水、Ca(OH)2、煤灰或它们的任意组合。在另一实施方案中，石灰水由氯化钙和氢氧化钠新鲜制备。在另一实施方案中，石灰水根据实施例4-8和16由氯化钙和氢氧化钠新鲜制备。在另一实施方案中，使用市售石灰水。在另一实施方案中，使用市售固体Ca(OH)2。在另一实施方案中，使用NaOH的水溶液。在另一实施方案中，使用NaOH颗粒。在一个实施方案中，NH3(g)或NH3(aq)来自于人工合成的氨气源。在另一实施方案中，NH3(g)或NH3(aq)来自于家养或野外的鸟粪源，来自于家禽农场或矿床。在另一实施方案中，NH3(g)或NH3(aq)来自于牛、猪、羊、马尿和/或粪便。在另一实施方案中，NH3(g)或NH3(aq)来自于渔场或海生哺乳动物的废水。在另一实施方案中，NH3(g)或NH3(aq)来自于尿。在一个实施方案中，动物粪肥用作所述碱源。在另一实施方案中，动物粪肥来自于猪或鸡。
在一个实施方案中，将碳酸溶液加至碱，从而将pH增大至8.5-12.5之间。在另一实施方案中，将所述pH增大至9-12之间。在另一实施方案中，将所述pH增大至9-11之间。在另一实施方案中，将所述pH增大至10-11之间。
在另一实施方案中，将碳酸溶液在惰性气氛下加至碱。在另一实施方案中，在氩气氛下加入碳酸溶液。
在一个实施方案中，将CO2、碳酸和碳酸氢盐溶液加入碱中，从而所述碳酸/CO2/碳酸氢盐与碱的比值在1∶100到1∶1的摩尔比范围内。在一个实施方案中，所述碳酸/CO2/碳酸氢盐与碱的比值在1∶100到1∶80的摩尔比范围内。在一个实施方案中，所述碳酸/CO2/碳酸氢盐与碱的比值在1∶80到1∶60之间的摩尔比范围内。在一个实施方案中，所述碳酸/CO2/碳酸氢盐与碱的比值在1∶60到1∶40之间的摩尔比范围内。在一个实施方案中，所述碳酸/CO2/碳酸氢盐与碱的比值在1∶40到1∶20之间的摩尔比范围内。在一个实施方案中，所述碳酸/CO2/碳酸氢盐与碱的比值在1∶20到1∶10之间的摩尔比范围内。
在另一实施方案中，在将碳酸溶液加入碱中时形成固体碳酸盐。在另一实施方案中，在pH至少为9下沉淀固体碳酸盐提高了产率。在另一实施方案中，在pH在9-12的范围内沉淀固体碳酸盐提高了产率。在另一实施方案中，在pH至少为10下沉淀固体碳酸盐提高了产率。在另一实施方案中，pH增至12.5以上减小了固体碳酸盐的产率，但提高了固体氢氧化物的产率。
在另一实施方案中，在固体碳酸盐形成后进一步加入金属盐和/或碱，从而提高固体碳酸盐的产率。
在一些实施方案中，本发明的方法、设备和流体的使用提供固体碳酸盐。在一个实施方案中，进一步将固体碳酸盐沉淀物分离。在另一实施方案中，沉淀物的分离通过过滤和/或离心，或它们的组合进行。在另一实施方案中，将沉淀物回收，或在另一实施方案中再循环，或在另一实施方案中再生，或重复使用。在另一实施方案中，将滤液回收，或在另一实施方案中再循环，或在另一实施方案中再生，或重复使用。在另一实施方案中，将滤液回收并加至碱和/或将金属离子加至滤液，以提供固体碳酸盐的进一步沉淀。在另一实施方案中，将滤液回收并加至碱和/或将金属离子、CO2、或它们的任意组合加至滤液，以提供固体碳酸盐的进一步沉淀。
在另一实施方案中，本发明的方法、流体和设备使用CO2气体，其中所述CO2气体由人为过程释放，是自然过程的结果或作为人为过程的副产物产生的气体。在另一实施方案中，所述方法、流体和设备利用CO2气体，其中所述CO2气体释放至大气，并通过导管传送至流体。在另一实施方案中，所述方法、流体和设备利用CO2气体，其中所述CO2气体从排出CO2的工厂排气系统通过管道传送至流体。
在一个实施方案中，术语“流体”指的是任何流动或移动的材料或物质。在一个实施方案中，术语“流体”指的是任何以半固体存在的材料或物质，或在另一实施方案中任何以液体存在的材料或物质，或在另一实施方案中任何以淤泥存在的材料或物质，或在另一实施方案中任何以蒸气存在的材料或物质，或在另一实施方案中任何以气体存在的材料或物质，或在另一实施方案中任何以任何其他形式或状态存在的材料或物质，它们流动或在另一实施方案中移动。
本发明的流体，或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含水溶液。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含盐溶液。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含地下贮水池。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含天然水体。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含来自淡化装置的流出物。
在一个实施方案中，术语“天然水体”可包含海水、来自淡化装置的流出物、富含Ca离子的微咸水、湖泊、海洋、河流或地下水。
在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含气体。在一个实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含注入气体的水溶液。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含溶于水溶液的气体。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含液体。在另一实施方案中，本发明的流体或用于本发明方法和/或设备的流体尤其包含蓄水层。
在一个实施方案中，术语“减小”指的是降低。在另一实施方案中，术语“减小”指的是下降、减少或废除。在本发明的一个实施方案中，“降低CO2浓度”指的是螯合CO2作为固体碳酸盐。在另一实施方案中，术语“降低CO2浓度”指的是减缓大气CO2浓度的上升。
在一些实施方案中，通过本发明的方法、流体和设备降低流体的CO2浓度尤其利用固体碳酸盐的形成，从而减少CO2。
在一个实施方案中，术语“大气”指的是气体。在另一实施方案中，术语“大气”指的是空气。在另一实施方案中，术语“大气”指的是大气的一部分。在另一实施方案中，术语“大气”指的是任何限定的环境，例如作为副产物产生CO2的工厂外，或在作为副产物产生CO2的工厂的10km半径内，或乡村中心或工业区等。
在一个实施方案中，所述大气因人为过程而含有高CO2水平。根据该方面，在一个实施方案中，所述过程尤其包含CO2的释放，例如通过废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材燃料、化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的任意组合的燃烧。
在另一实施方案中，至少部分地通过本发明的方法、流体和设备处理的含有高CO2水平的空气由自然生物过程产生。在一个实施方案中，所述过程是例如有机材料的分解或作为农牧(例如，牲畜，农业残余的田间燃烧)的产物，以直接或间接方式(例如，甲烷的释放)产生CO2，将污染物释放到周围空气。例如，在牲畜的消化过程中产生甲烷。在另一实施方案中，动物农业甲烷排放由大的“污水池”释放，所述大的“污水池”用于储存未处理的家畜废物。在另一实施方案中，CO和包括甲烷的碳氢化合物在大气中氧化成CO2。存在多种甲烷来源，包括由细菌、森林、来自牲畜、或来自油气工业中进行的处理产生或释放。在另一实施方案中，增大的CO2水平由砍伐森林而产生。糖和淀粉的发酵(由酵母催化)产生乙醇和气态CO2。在另一实施方案中，大规模工业过程产生CO2。在另一实施方案中，所述大规模工业过程包括产生环氧乙烷和二氧化碳的乙烯的受控氧化；通过使用碳酸钙(一般通称石灰石)进行的对来自工业处理的废液中存在的酸的中和。CO2因酸碱反应而产生。大量的副产物二氧化碳由用于产生氢或氨气的工厂产生。这些工厂将天然气、液化石油气(LPG)或石脑油通过蒸汽重整形成合成气体的混合物(即，氢、一氧化碳和二氧化碳)，然后通过水煤气变换反应催化除去一氧化碳形成另外的二氧化碳。此外，使用碳氢化合物(比如乙炔)的工业过程是已知的CO2源。其他的工业源包括：(i)磷酸盐岩的处理，可释放二氧化碳；(ii)用于发电机中通过碳氢化合物和氧气的反应产生能量的燃烧过程。
应当理解，通过任何方法产生的被CO2污染的流体的任何过程均可通过本发明的方法、流体和设备进行处理。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备使用盐，其中所述盐是金属盐。在另一实施方案中，所述盐尤其可包含钙离子、钠离子、钾离子、镁离子、钡离子、锰离子、铁离子、锶离子、锌离子、铝离子、铵离子、阳离子、或其他任何形成固体碳酸盐的阳离子，或它们的任意组合。在另一实施方案中，所述盐是Ca2+离子。在另一实施方案中，本发明的盐和用于本发明的盐尤其可包含氯化钙、氢氧化钙、红海盐(Red Sea Salt)、CaSO4、氧化钙、氢氧化镁、微咸水、除盐流出物或它们的任意组合。在另一实施方案中，所述盐是矿物。在另一实施方案中，所述矿物是方解石、霰石、球霰石、石膏、菱镁矿、橄榄石、蛇纹石或它们的任意组合。在另一实施方案中，所述盐是无机盐。在另一实施方案中，所述盐是有机盐。
在另一实施方案中，在本发明所述流体中所述金属离子的浓度在0.05M到5M之间的范围内，其中当增大金属盐/离子浓度时沉淀增加。在另一实施方案中，在所述流体中的所述金属离子的浓度在0.1M到3M之间的范围内。在另一实施方案中，所述流体中的所述金属离子的浓度在0.1M到1M之间的范围内。在另一实施方案中，在所述流体中的所述金属离子的浓度在0.1M到2M之间的范围内。在另一实施方案中，金属盐的饱和溶液减少固体碳酸盐的产率。
在一个实施方案中，本发明的流体中的本发明盐的浓度＜0.01％w/w。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在0.01-20％w/w之间。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在0.01-0.1％w/w之间。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在0.1-1％w/w之间。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在0.01-1％w/w之间。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在1-3％w/w之间。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在3-10％w/w之间。在另一实施方案中，所述流体中的所述盐的浓度约在10-20％w/w之间。
在一个实施方案中，所述盐的选择取决于所形成的固体碳酸盐(通过使所述盐和二氧化碳反应)的溶解度常数(KSp)。在另一实施方案中，优选的盐是和二氧化碳一起产生固体碳酸盐的盐，所述固体碳酸盐在水溶液中具有低溶解度常数(KSp)。例如，优选的盐是基于钙的盐(氯化钙、氢氧化钙、硫酸钙)，其和二氧化碳一起在水溶液中形成碳酸钙作为沉淀，碳酸钙具有低溶解度常数。
在一个实施方案中，本发明的方法包括形成固体碳酸盐沉淀层、固体碳酸盐小颗粒和/或所述固体碳酸盐可形成孔隙填充物。在另一实施方案中，所述固体碳酸盐沉淀层、小颗粒和/或孔隙填充物是分离层，其中在一个实施方案中，CO2可进一步注入其下方和/或CO2可进一步在所述固体碳酸盐沉淀层、小颗粒和/或孔隙填充物下复原(restored)。
在另一实施方案中，术语“过饱和”指的是包含CO2的浓度高于其溶解度的水溶液。在另一实施方案中，CO2在水中在室温下的溶解度约为33mM。CO2在水中的平衡浓度与温度、压力、pH和盐度有关。在一个实施方案中，CO2在溶液中的溶解度取决于CO2的压力和溶液的平衡，其中溶解度随着压力的增大而增大。在另一实施方案中，CO2的溶解度取决于温度，其中溶解度随着温度的升高而减小。在另一实施方案中，CO2的溶解度随着盐度的增大而减小。在另一实施方案中，CO2的溶解度取决于pH，其中CO2的溶解度随着pH的增大而增大。
在一个实施方案中，术语“约”指的是偏离所指定的数字或数字范围0.0001-5％之间。在一个实施方案中，术语“约”指的是偏离所指定的数字或数字范围1-10％之间。在一个实施方案中，术语″约″指的是偏离所指定的数字或数字范围最多25％。
在一个实施方案中，此处使用的术语″a″或″an″指的是至少一个或多个指定的元素，其可以任何所需的数量级存在，以适应特定的用途，熟练技术人员可以理解。在一个实施方案中，术语“气体”指的是两种或更多种气体，它们的组成不同。在一些实施方案中，本发明的流体、设备和方法可包含和/或利用多种气体用于降低CO2浓度。
在一个实施方案中，在本发明中施加、引入或注入的气体的压力的选择取决于地面上的贮水池的尺寸，或在另一个实施方案中，取决于是否向地下系统(比如在另一个实施方案中为蓄水层)施加气体。
CO2解吸是已知的技术术语，在一些实施方案中指除去CO2、减少或减小释放至大气的流体的CO2含量。在一些实施方案中，被解吸的CO2可在反馈系统中重复使用，所述系统将CO2转移至本发明的流体和/或反应室。
在一些实施方案中，所述方法、流体和设备可包括增大引入的流体的压力或流速以提高固体碳酸盐沉淀的速率。在一些实施方案中，所述方法、流体和设备可包括改变流体以提高固体碳酸盐沉淀的速率。在一些实施方案中，所述方法、流体和设备可包括改变反应室的尺寸以提高固体碳酸盐沉淀的速率。在一些实施方案中，所述方法、流体和设备可包括改变pH以提高固体碳酸盐的速率。在一些实施方案中，所述方法、流体和设备可包括改变注入气体和/或流体的时间以提高固体碳酸盐沉淀的速率。在一些实施方案中，所述方法、流体和设备可包括改变引入的气体和/或流体的相对流速以提高固体碳酸盐的速率。在一个实施方案中，引入的气体和/或流体是包含CO2、空气、气相中的碱、碱溶液、或本发明任何气体的气体。
在一些实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量可以与本发明中引入的气体的流量有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与第二气体、CO2气体或碱的流量有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与第一气体的流量相对于第二气体的流量的比值有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与盐浓度有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与盐和成核材料的浓度之间的比值有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与温度有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与pH有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与时间有关。在另一实施方案中，固体碳酸盐沉淀的量与流体中其他化合物的浓度有关。
应当理解，螯合CO2，和固体碳酸盐的形成以及在任何后续应用中的任何后续浓缩、分离、回收和重复使用均应视为是本发明的一部分。这样的回收和重复使用对于本领域熟练技术人员而言很容易理解，并可包括例如进行过滤离心分离，或在水流的出口设置半渗透膜(semi-permeablebarrier)，其中传送水，而固体碳酸盐则不能被传送从而得以浓缩或分离。
在一个实施方案中，可通过同位素测量来分析衍生出所述碳酸盐的CO2，其中存在原子质量数为12和13的两种稳定的碳的同位素，和原子质量数为14的放射性同位素。由于生物地球化学化合物中同位素组成的天然差别，相同元素的任意两种同位素的相对量不同。由于同位素分馏，生物地球化学研究者可利用在多种陆地、海洋和大气系统中发现的化合物的同位素比值的测量来研究多种过程。在另一实施方案中，可通过气体色谱质谱(GCMS)、质谱(MS)和/或分光光度法(比如红外线(IR))分析CO2。
根据这个方面，在一些实施方案中，检测CO2的衍生并用于估计CO2浓度的减小。在另一实施方案中，所述检测用于在引入第一气体前估计溶液中的CO2浓度。在另一实施方案中，所述检测用于估计固体碳酸盐中的CO2的量。
在一些实施方案中，基于注入本发明的流体的CO2的量计算形成固体碳酸盐的产率。在另一实施方案中，基于液体中的金属离子的量计算形成固体碳酸盐的产率。在另一实施方案中，基于液体中的金属离子的量根据实施例30和33计算形成固体碳酸盐的产率。在另一实施方案中，基于注入的CO2的量根据实施例32计算形成固体碳酸盐的产率。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体的CO2浓度的方法，所述方法包括将包含痕量或不含CO2的第一气体流和包含的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度的第二气体流施加至包含盐和液体的流体中，从而在所述流体中形成固体碳酸盐，且所述流体中的所述CO2的浓度降低。根据这个方面，在一个实施方案中，所述流体是蓄水层并进一步包含具有充满或未充满盐水的孔隙的岩石。在另一实施方案中，CO2储存在所述孔隙中和/或与所述孔隙中的盐水的盐形成固体碳酸盐。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体样品的CO2浓度的方法，其包括下列步骤：
将CO2流施加至包含盐的液体，在溶液中形成碳酸；并
将(i)中的所述碳酸溶液和碱混合，
使得(ii)中的所述混合物的pH在9-12之间；并
形成固体碳酸盐，且在所述流体样品中的CO2浓度降低。
根据这个方面，在一个实施方案中，所述流体是蓄水层并进一步包含具有充满或未充满盐水的孔隙的岩石。在另一实施方案中，CO2储存在所述孔隙中和/或与所述孔隙中的盐水中的盐形成固体碳酸盐。
根据这个方面，在一个实施方案中，所述方法产生固体碳酸盐、碳酸氢盐、碳酸或它们的任意组合作为终产物。在一个实施方案中，所述固体碳酸盐或碳酸氢盐可包含钙、钠、钾、镁、钡、锰、铁、锶、锌、铵或铝离子、或形成固体碳酸盐的任何其他阳离子、或它们的任意组合。
依据这个方面，在一个实施方案中，所述降低流体的CO2浓度的方法产生固体碳酸盐作为沉淀物，或在另一实施方案中产生碳酸盐作为悬浮物，或在另一实施方案中产生可溶解的碳酸盐，或在另一实施方案中产生碳酸，或在另一实施方案中产生碳酸氢盐，或它们的任意组合。依据这个方面，在一个实施方案中，所述流体是蓄水层，且CO2进一步储存在所述蓄水层的多孔岩石中。
在一些实施方案中，所述方法、流体和设备在环境条件下进行。在一个实施方案中，术语“环境条件”指的是本地条件。在另一实施方案中，这种条件指的是温度，例如，当所需的流体最主要在室温下时，则用于本发明方法、流体和设备的环境条件将在室温下进行。在另一实施方案中，术语“环境条件”指的是流体在自然界中的条件，比如在海水、贮水池、海洋、湖泊、河流、土地、陆地、云层(cloud)、北极、沙漠、海床等。在一些实施方案中，环境条件近似于对希望施加或引入第一气体和/或第二气体的流体所发现的那样，例如，在诸如海水、淡水供给中发现的流体将在和海水相似的条件下，包括盐浓度、温度、压力等，使用根据本发明的方法、流体和设备。根据这个方面，在一个实施方案中，本发明的方法、流体和设备在温度、压力、盐浓度和pH方面接近于在海水、贮水池、海洋、湖泊、或河流中的条件的环境条件下进行。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备在室温下进行。在另一实施方案中，进行所述方法、流体和设备的温度取决于进行所述方法的环境。
在一个实施方案中，所述方法、流体和设备利用作为在流体中形成碳酸盐的成核点的材料。在一个实施方案中，所述材料是矿物或胶体颗粒。在另一实施方案中，所述成核材料悬浮在水中和/或嵌入固体基质材料。
下述实施例2表示本发明用于降低流体的CO2浓度并螯合CO2作为碳酸盐沉淀物的方法的一些实施方案。在一个实施方案中，碳酸钙在空气注入区中形成，由此确认了实施例2的系统通过碳酸盐沉淀螯合CO2的用途。
下述实施例3表示本发明方法的一些实施方案，包括通过同位素分析测量和分析固体碳酸盐。
在一个实施方案中，本发明提供用于降低流体的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入包含痕量或不含CO2的第一气体的第一传送器；
-用于引入第二气体的第二传送器，所述第二气体包含的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度；和
-反应室；
向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述第一气体引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述第二气体引入所述反应室，在所述反应室中形成固体碳酸盐，且放出CO2浓度降低的未反应气体。
在一个实施方案中，本发明提供用于降低流体样品中的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入碱的第一传送器；
-用于引入包含CO2的流体样品的第二传送器；
-反应室；并
在向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述碱引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述流体样品引入所述反应室，使得在所述反应室中形成固体碳酸盐并放出未反应的气体。
应当理解，在此描述的任何实施方案，例如，就流体、第一气体、第二气体、CO2气体、碱、碳酸盐、成核材料等而言，适用于本发明的任何方面，包括方法、设备或流体，及其代表实施方案。
在一个实施方案中，本发明的设备包括多个用于引入盐、水、第一气体和/或第二气体的进口。在另一实施方案中，本发明的设备任选地包含水、第一气体和/或第二气体的出口。在一些实施方案中，所述设备包括用于将各种盐、水、第一气体和/或第二气体传送到反应室的一系列沟道。在一些实施方案中，所述设备包括传送各个水、第一气体和/或第二气体以从设备排出的一系列沟道。在另一实施方案中，所述设备进一步包含用于从反应室释放气体的传送器。在一些实施方案中，这样的沟道构造促进引入的材料之间的接触。在一些实施方案中，所述设备包括促进传送材料进入反应室和/或使材料接触的泵。在一些实施方案中，出口通过例如管道布线，以将气体传送至进口，进行另一轮CO2螯合。
在一个实施方案中，本发明的设备包括多个用于引入盐、水、CO2气体和/或碱的进口。在另一实施方案中，本发明的设备任选地包含水、CO2气体或任何其他未反应的气体的出口。在一些实施方案中，所述设备包括用于将各种盐、水、CO2气体和/或碱传送到反应室的一系列沟道。在一些实施方案中，所述设备包括传送各种盐、水、CO2气体和/或碱以从设备排出的一系列沟道。在另一实施方案中，所述设备进一步包含从反应室释放气体的传送器。在一些实施方案中，这样的沟道构造促进引入的材料之间的接触。在一些实施方案中，所述设备包括促进传送材料进入反应室和/或使所述材料接触。在一些实施方案中，出口通过例如管道布线以将气体传送至进口，进行另一轮CO2螯合。
在一些实施方案中，本发明的设备进一步包含水源(aqueous source)，在一个实施方案中，水源于自来水、地下水、海水、淡化装置、富含Ca的微咸水、海洋水、河流和/或湖泊。
在一个实施方案中，本发明的设备进一步包含从水源到反应室的传送器。在另一实施方案中，所述设备进一步包含从反应室到所述水源的传送器。在另一实施方案中，所述设备进一步包含用于在设备中循环水的泵。在另一实施方案中，所述设备进一步包含用于从反应室到水源循环水的泵，反之亦然。在另一实施方案中，所述反应室包括水源。在另一实施方案中，所述设备进一步包含用于在反应室中循环水的泵。
在一个实施方案中，所述设备进一步包含盐源。在另一实施方案中，所述设备进一步包含从所述盐源到所述水源的传送器。
在一个实施方案中，第一传送器、第二传送器或它们的组合传送第一气体、算二气体或它们的组合至地下水源。
在一个实施方案中，第一传送器、第二传送器或它们的组合传送碱、CO2气体或它们的组合至地下水源。
在一个实施方案中，本发明的设备包括使得含盐的水溶液可流过设备的流动系统，在一个实施方案中，所述流动系统可使反应进行更长时间，从而就螯合CO2的百分比而言，或在一些实施方案中就沉淀物的量而言，所述方法效率更高。在一些实施方案中，时间范围是数周到数月。在一些实施方案中是数月到数年。在另一实施方案中，本发明的设备包括使得包含盐和CO2的水溶液可流过所述设备的流动系统，在一个实施方案中，其可使所述水溶液与碱反应，从而在数分钟的时间范围内形成固体碳酸盐。在另一实施方案中，所述时间范围是数秒。在另一实施方案中，所述时间范围是数小时。在另一实施方案中，所述碱是NaOH、石灰水、或氨。
在另一实施方案中，本发明的设备可包含搅拌器。在一些实施方案中，所述搅拌器位于反应室中。在一个实施方案中，所述设备可进一步包含超声系统(sonication system)。在一个实施方案中，所述设备包括将磁场施加至所述设备的装置，其在一些实施方案中设置为在多个方向施加这样的磁场，其在一些实施方案中可在反应室内移动或混合磁性颗粒。熟练技术人员可以理解，在一些实施方案中，本发明的设备模块化设计以适应多种混合机械或器具，应认为是本发明的一部分。
在一个实施方案中，在所述第二气体进入之前将所述第一气体传送至反应室。在一个实施方案中，在所述第二气体溶解之前将所述第一气体传送至反应室。在另一实施方案中，将第一气体注入反应室。
在一个实施方案中，在所述第二气体进入之后将所述第一气体传送至反应室。在一个实施方案中，在所述第二气体在流体中溶解之后将所述第一气体传送至反应室。在一个实施方案中，将所述第二气体注入反应室中的流体。
在一个实施方案中，将所述第一气体和第二气体同时传送至反应室。
在一个实施方案中，在碱进入之前将CO2气体传送至反应室。在一个实施方案中，在CO2在流体中溶解之前将碱传送至反应室。
在一些实施方案中，本发明的设备包括可施压的开口或阀，或在其他实施方案中，可对流体施加特定的压力。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在1atm的外加压力下。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在1-10atm的外加压力下。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在10-20atm的外加压力下。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在20-30atm的压力下。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在30-40atm的压力下。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在40-50atm的压力下。在一个实施方案中，引入所述设备的流体在50-100atm的压力下。
在另一实施方案中，将包含盐的流体引入反应室。在另一实施方案中，先将流体引入反应室，进一步将盐引入反应室。在另一实施方案中，将包含盐和成核材料的流体引入反应室。在另一实施方案中，将包含盐的流体先引入反应室，然后将成核材料引入反应室。在另一实施方案中，将包含成核材料的流体先引入反应室，进一步将盐引入反应室。在另一实施方案中，先将流体引入反应室，盐和成核材料随后或同时引入反应室。
在一个实施方案中，这种传送通过所述设备内的多个单独的室或沟道，将各种材料传送至反应室。在另一实施方案中，所述室/沟道的构造使各种组分在所需的时间和特定的所需条件下混合。
在一个实施方案中，本发明的设备可进一步包括环境控制元件，其控制温度、压力、pH或它们的任意组合。在另一实施方案中，所述设备进一步包含至少一个环境控制器。在另一实施方案中，所述设备进一步包含用于在受控压力下将流体引入反应室的泵。在一个实施方案中，本发明的设备可包括磁场源，和使施加至设备的材料进行磁性控制的流化的混合器。在另一实施方案中，所述设备可包括机械搅拌器、监测器、注入控制器、加热器、光源、紫外或超声源、或它们的任意组合。
在一个实施方案中，所述反应室由人造材料组成。在另一实施方案中，所述反应室由天然元件组成，其产生被视为反应室的边界或隔间。在另一实施方案中，所述反应室是贮水池。在另一实施方案中，所述反应室是蓄水层。
在一个实施方案中，管道、传送器、管路、阀门和进口由人造材料组成。在另一实施方案中，人造材料包括不锈钢、金属合金、纤维、橡胶、聚氯乙烯(PVC)、塑料、铜、Teflon、玻璃、混凝土、铝、kevlar、或它们的任意组合。
在另一实施方案中，所述反应室是蓄水层，其中第一气体和第二气体通过两个单独的注入井注入其中，然后形成固体碳酸盐，任选地过量的气体通过出口除去，如图4所示。
在一个实施方案中，本发明的设备包括作为用于将大气传送至反应室的导管的传送器。在另一实施方案中，所述大气包含具有CO2污染物的气体，其因人为过程或自然过程释放至空气，或者所述气体作为人为过程的副产物而形成并释放至大气。
在另一实施方案中，本发明的设备包括作为用于将气体传送至反应室的导管的传送器。在另一实施方案中，所述气体包含CO2污染物，所述CO2污染物因人为过程产生或作为人为过程的副产物而产生，并从工厂排气系统或化工厂的排气系统通过封闭系统传送至本发明的设备。
在一个实施方案中，所述设备进一步包含从CO2源(例如工厂排气系统、烟道、化工厂、发电厂、或它们的任意组合)到所述设备的开口的管道、管路或传送器。在另一实施方案中，所述管道、管路或传送器进一步包括闸门、阀门、调压器、泵或它们的任意组合。
根据这个方面，在一个实施方案中，本发明的设备包括将含有CO2的气体从化工厂出口传送至反应室的传送器，从而防止大气被CO2污染。在另一实施方案中，所述传送器在包含泵、管道、沟道、管路、井、管或隧道的封闭系统中引导气体。在另一实施方案中，所述传送器可进一步包括压力控制器，其控制引入反应室的气体的压力。
在另一实施方案中，本发明的设备包括用作出口的管道，所述出口使过量的第一气体和/或第二气体从反应室到传送器以再次将气体注入反应室。在另一实施方案中，所述传送器和用于将第一气体或第二气体引入流体的传送器相同或不同。
在一个实施方案中，本发明的设备进一步包含管道、导管、传送器、管路、泵、井、阀门或它们的任意组合，用于将气体送达反应室，或从反应室送达环境，或再循环气体系统的流动。在另一实施方案中，管道、导管、传送器、管路、泵、井、阀门或它们的任意组合可影响气流的压力、时间或速率。
在另一实施方案中，将第二气体或CO2气体送至反应室的传送器进一步包含位于传送器进口和出口之间的过滤器。在另一实施方案中，所述过滤器可过滤小颗粒，比如，灰尘、盐、沙子、或它们的任意组合，并防止其引入反应室。
在一些实施方案中，本发明的设备非常靠近主要的CO2发出设备，比如发电厂和混凝土工厂。在一个实施方案中，所述设备产生大量CO2排放物，而本发明的设备具有相应的容量以将CO2溶于水并沉淀碳酸盐。
在一个实施方案中，本发明的设备是非原位(ex-situ)的(在地面上)，其中具有一对用于注入空气和CO2的进口的系统位于不同的进口，如图1所示。在另一实施方案中，本发明的设备是非原位的(在地面上)，其中具有一对用于注入CO2和碱溶液的进口的系统位于不同的进口，如图1所示。在另一实施方案中，所述贮水池包含海水、除盐流出物或任选地加入了钙源的淡水。在另一实施方案中，所述设备沿海岸建设，或在湖泊或河流边。在另一实施方案中，来自贮水池的水可流入保持在碱性条件(pH9-12)的相邻贮水池中。两个贮水池的两种溶液的混合物引起碳酸钙沉淀。
在一个实施方案中，本发明的设备是原位(in-situ)的(在地面下)，其中注入空气和CO2的双井系统(well-doublet system)处于不同的进口，如图4所示。在另一实施方案中，本发明的设备是原位的(在地面下)，其中注入CO2和碱溶液的双井系统处于不同的进口，如图4所示。在另一实施方案中，所述贮水池包含海水、除盐流出物或任选地加入了钙源的淡水。在另一实施方案中，所述贮水池离岸或沿着海岸建设，或在湖泊或河流边，其中将可能直接来自于烟道气的CO2或含有CO2的空气鼓泡以溶解CO2。在另一实施方案中，来自贮水池的水可流入保持碱性条件(pH9-12)的相邻贮水池中。两个贮水池的两种溶液的混合物引起碳酸钙沉淀。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体的CO2浓度的方法，其中所述方法包括将所述流体施加至用于降低流体的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入包含痕量或不含CO2的第一气体的第一传送器；
-用于引入第二气体的第二传送器，所述第二气体的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度；和
-反应室；
向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述第一气体引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述第二气体引入所述反应室，在所述反应室中形成固体碳酸盐，并放出CO2浓度降低的未反应气体。
在一个实施方案中，本发明提供降低流体的CO2浓度的方法，其中所述方法包括将所述流体施加至用于降低流体样品中的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入碱的第一传送器；
-用于引入包含CO2的流体样品的第二传送器；
-反应室；并
在向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述碱引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述流体样品引入所述反应室，使得在所述反应室中形成固体碳酸盐并放出未反应的气体。
实施例1在此提供了本发明所包括的降低CO2浓度的方法、进行该方法的设备和流体、以及流体的实施方案，其中，注入空气和CO22星期后，估计形成111g的碳酸钙。
实施例33在此提供了本发明所包括的降低CO2浓度的方法，和进行该方法的设备和流体，以及流体的一些实施方案，其中估计溶液中总Ca2+的72.5％以碳酸钙沉淀，且估计总注入的CO2的68.6％沉淀成碳酸盐。在一个实施方案中，估计产率为根据实施例30的溶液中总Ca2+的97.8％。
在一个实施方案中，本发明提供包含加压的第一气体、第二气体和盐的流体，所述第一气体包含痕量或不含CO2，所述第二气体的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度。
在一个实施方案中，本发明提供包含碱、CO2、和盐的流体，所述CO2的浓度至少高于在空气-水平衡中发现的CO2浓度。
可以理解，本发明的流体和在此就流体而言所述的任何实施方案均适用于本发明的任何方面，包括方法、设备及其代表实施方案。
本发明的方法、流体和设备的预想的应用的一个实施方案描述于图1中。在一个实施方案中，这样的设置对于使用所述方法和/或地面上的设备降低CO2浓度可能是理想的，其中，将任选地含有溶解的钙、镁和/或其他阳离子的流入水溶液(任选地含有一些溶解的CO2)(1-10)通过含有(任选的)矿物材料的贮水池(1-20)传送，所述矿物材料通过开口传送至贮水池并作为成核点促进碳酸盐沉淀。所述液流(flow)将水导出贮水池，随即可以将水(1-30)循环回贮水池(1-20)。将包含纯CO2或高浓度CO2的气体或和其他气体混合后注入(1-40)所述流体。空气、或含有一种或多种添加剂的空气进一步提高/控制pH，或气相或基础溶液中的碱(1-90)，形成固体碳酸盐(1-20A)。
在另一实施方案中，所述设备包括释放过量的气体或CO2的出口(1-100)，且释放的气体可通过进口(1-40)或(1-90)再循环至反应室。在一些实施方案中，这样的设置可进一步包含引入悬浮在水中的矿物颗粒(或胶体)和/或任何其他固体基质材料(作为促进碳酸盐沉淀的成核材料)的开口(1-50)和(1-70)。在一些实施方案中，盐源(比如钙或镁盐)通过开口(1-60)和(1-80)引入。在另一实施方案中，这样的设置可使碳酸盐在贮水池内随着时间积累。在另一实施方案中，这样的设置可使形成的固体碳酸盐分离并重复使用。
本发明的方法、流体和/或设备的设想的应用的一个实施方案显示于图4中。在一个实施方案中，这样的设置对于使用所述方法和/或地下设备降低CO2浓度可能是理想的，其中CO2(经富集、浓缩的气体形式，纯CO2或和其他气体混合的CO2)和空气(或其他气体或气体混合物)分别通过进口(4-100)和(4-50)传送，分别经过注入井(4-80)和(4-30)，并进一步通过井区域(4-90)和(4-40)，并经过滤，使CO2和空气从井中进入蓄水层(4-10)。所述蓄水层包含通过天然设施，通过泵送或通过提供地下水流的注入井获得的水。在另一实施方案中，分别向各个井(4-80)和(4-30)引入其他进口(4-110)和(4-60)，以任选地加入盐(比如钙，或镁盐)和/或悬浮在水中的矿物颗粒(或胶体)和/或任何其他固体基质材料。在一个实施方案中，过量的CO2和/或空气通过任选的出口(4-70)释放并可分别循环回进口(4-100)和(4-50)。在另一实施方案中，随着CO2和空气引入蓄水层，固体碳酸盐形成(4-20)。
在另一实施方案中，这样的设置对于螯合CO2作为固体碳酸盐可能是理想的，其中固体碳酸盐保留在蓄水层内。
提供下列实施例以更充分地说明本发明的优选实施方案。然而，它们不应以任何方式理解为限制本发明的宽泛范围。
实施例
材料和方法：
设备：
按照图2所示构造流通池。所述流通池包含20mm厚的丙烯酸片。所述流通池的内部尺寸是86.5cm长×10cm宽×48cm高。所述流通池设计用于使流体沿着长度流动。所述流通池分成三个区域：含有沙子的主流动单元，和位于两端的流入和流出贮水池。流入和流出贮水池均长3.5cm，通过栅格支持体(lattice support)和水力传导性大于沙子的细孔滤网与所述主流通池分隔。使用可调的流出烧瓶在端部贮水池保持不同的恒定水头(constantheads)。通过测量在给定的间隔内流出的水量确定流出贮水池的排放。在各个端部贮水池持续操作蠕动泵以确保完全混合。0.5cm(内径)空气注入管和0.5cm(内径)CO2注入管置于所述流通池内。所述管相隔40cm，然后当所述流通池被填充后，所述管被沙子包围。将所述管分别连接至以500L/h的体积流速供给空气和以1.5L/h的体积流速供给CO2的阀门。空气和CO2流量通过流通池和压力计调节。
材料：
将下列成分加至所述设备：筛目(mesh size)为30/40，粒径为0.532mm，孔隙度为0.35的Accusand；膨润土[Fisher Sci.Co.]；4.12mM Cl-、1.17mMNO3 -、3.89mM Ca2+、1.2mM Mg2+、0.06mM K+、0.01mM F-、0.89mM SO4 2-、2.46mM Na+、3.69mM HCO3 -、0.76mM CO3 2-(自来水)的水溶液；CO2由Gordon Gas[以色列]提供。
CO2螯合：
将所述设备填充Accusand 30/40至36cm的总高度，部分用膨润土(如图2所示)覆盖，使用膨润土是为了通过强制形成特定的流动通道增大CO2的停留时间和扩散。在该实施方案中，粘土尺寸为43cm长×4cm宽×(28-32)cm高。所述流通池充满pH＝7.5的自来水。供给流入室(inlet chamber)的自来水的离子组成通过使用大的自来水供给贮水池而保持恒定。在空气流下，使所述水流隔夜稳定，之后加入CaCl2(328g/120L)并开始注入CO2。注入空气和CO2两周，并在7小时后、一周后和两周后分别测量pH。
分析典型水样，确定pH和碳酸钙形成的关系。具有酸性pH(5-6.5)的样品和较高的CO2溶解浓度相关，而具有碱性pH(7.5-8)的样品和碳酸钙的形成相关。
通过同位素分析进行沉淀的碳酸盐样品的分析。CO2具有特定的同位素特征。存在于停留的水中的CO2来自于δ13C≈-1‰--2‰的无机源(但可在+2‰--4‰的范围内)，而在注入的空气中含有的CO2的δ13C≈-7‰--8‰。来自于有机源的注入的CO2的同位素特征为δ13C≈-25‰--35‰。
实施例1：
流通池设备激发的依赖于CO 2 的pH变化。
分析来自于流通池(如图2所示)中的不同高度和位置的样品并测量它们的pH。pH测量值作为CO2含量的指示。低pH对应于高CO2浓度。对碳酸盐沉淀的增强的促进在短时间(在流通池内几分钟到几小时)内发生，通过pH的上升明显可见(表1)。
表1：7小时、一周和两周后的pH样品
  样品   7小时后的pH   一周后的pH   两周后的pH
  2-10A   -   7.5-8   7.5
  2-10B   6.5   7.5-8   7.5
  2-10C   6.5   7.5-8   7.5
  2-20A   7.5   6   6-6.5
  2-20B   -   5.5-6   5.5
  2-20C   5.5-6   5-5.5   5-5.5
  2-30A   8   6-6.5   7
  2-30B   -   -   7.5-8
  2-30C   6   5.5   5.5
  2-40A   8.5   7.5-8   7.5
  2-40B   8.5   7.5-8   7.5
  2-40C   8.5   7.5-8   7.5
表1表明了样品pH的变化趋势，其中取自CO2注入区域的样品显示了酸性较强的pH，而取自空气注入区域的样品显示碱性较强的pH。
流速的小幅变化也可部分影响pH随时间的变化。
实施例2：
流通池设备激发的CO 2 螯合。分析五个典型样品(沙子和沉淀的碳酸盐)，通过在酸性溶液中溶解沉积的碳酸盐并分析释放的气体的成分，将碳酸盐沉淀物以沙子样品的重量百分比进行测量，其中1g沉淀的碳酸钙相当于0.44g的CO2。分析的样品位于两个注入井之间的区域。样品的位置显示于图3中。
样品3-20在沙子样品中引起～0.2％-～0.3％w/w的碳酸钙；样品3-30在沙子样品中引起～0.2％w/w的碳酸钙；
样品3-40在沙子样品中引起～0.4％w/w的碳酸钙；
样品3-50在沙子样品中引起～1.2-～1.3％w/w的碳酸钙；
样品3-60在沙子样品中引起～0.4％w/w的碳酸钙。
因此接近于空气注入的样品(例如样品3-50)具有较高的碳酸钙浓度，证明了碳酸钙的形成，证实了该系统通过碳酸盐沉淀螯合CO2的用途，其中注入空气和CO22周后形成了111g碳酸钙。
实施例3：
由注入的CO 2 形成碳酸盐沉淀。
CO2同位素特征值因气体形成的环境而不同。对图3所示的样品区域进行了同位素分析：
样品3-20：-19.4‰
样品3-30：-17.6‰
样品3-40：-10.5‰
样品3-50：-5.5‰
样品3-60：-9.6‰
样品3-10：-18.2‰
样品3-70：-21.1‰
样品3-80：-21.6‰
样品3-90：-4.8‰
基于所述同位素分析结果，碳酸盐的形成和注入的CO2明显相关，因为CO2同位素特征同时受注入的空气中含有的CO2和注入的来自于有机源的CO2的影响。
实施例4：
通过离心收集的来自氯化钙(10g/L)和石灰水的碳酸盐沉淀
在环境压力下用CO2对氯化钙溶液(500mL，10g/L)鼓泡30分钟。pH为4.0。此时，将所述溶液加至饱和氢氧化钙溶液(pH＝12.2)，所述饱和氢氧化钙溶液之前通过使氢氧化钠(0.1M)和氯化钙(0.09M)溶液反应而制备。立即形成沉淀。倾析所述溶液并通过离心收集产物。倾析的溶液的pH为7.8，并因从空气中分离CO2至所述溶液而降至6.4。在室温下真空干燥固体，分离得到0.71克。
结论：石灰水可用于沉淀碳酸钙。
实施例5：
通过过滤收集的来自氯化钙(10g/L)和来自CO 2 洗涤器的石灰水的碳酸 盐沉淀
在环境压力下用CO2对氯化钙溶液(500mL，10g/L)鼓泡30分钟。pH为3.8。此时，将所述溶液加至饱和氢氧化钙溶液(pH＝12.1)，所述饱和氢氧化钙溶液之前通过使氢氧化钠(0.1M)和氯化钙(0.09M)溶液反应而制备，并已用作空气洗涤器。立即形成沉淀。过滤溶液并分离得到1.11克。滤液的pH为8.7。
结论：来自洗涤器的石灰水能和新鲜制备的石灰水一样有效地使用。
实施例6：
通过过滤收集的来自氯化钙(10g/L)、石灰水和NaOH的碳酸盐沉淀
在环境压力下用CO2对氯化钙溶液(500mL，10g/L)鼓泡30分钟。pH为3.8。此时，将所述产物加至之前通过使氢氧化钠(0.1M)和氯化钙(0.09M)溶液反应制备的饱和氢氧化钙溶液(pH＝12.2)。立即形成沉淀。倾析溶液并通过0.2微米过滤膜过滤收集产物(分离得到0.24克)。滤液的pH为7.8。加入固体NaOH将pH提高至11，引起更多的沉淀。通过过滤分离得到另外的1.24克。收集的产物总量为1.48克。
结论：将NaOH加入滤液，增大了碳酸盐沉淀物的产率。
实施例7：
在氩气下过滤得到的来自氯化钙(10/L)、石灰水和NaOH的碳酸盐沉淀
在环境压力下用CO2对氯化钙溶液(500mL，10g/L)鼓泡30分钟。pH为3.7。将所述溶液加至饱和氢氧化钙溶液(pH＝12.2)，所述饱和氢氧化钙溶液之前通过使氢氧化钠(0.1M)和CaCl2(0.09M)溶液反应而制备。立即形成沉淀。通过0.2微米过滤膜过滤溶液(分离得到1.08克)。用固体NaOH使pH7的滤液碱化至pH10.7。在氩气保护气氛下通过过滤分离得到另外的1.30克CaCO3。滤液的pH为11.0且稳定。收集的产物总量为2.38克。
结论：在暴露于来自空气的CO2时pH下降。氩气保护气氛在过滤期间防止pH下降并增大分离得到的CaCO3的量。这里表明，氩气保护气氛的加入显著提高了产率：2.38g vs.1.48g(61％)。
实施例8：
在20℃氩气下来自氯化钙(10g/L)、石灰水和NaOH的碳酸盐沉淀
制备氯化钙溶液(500mL，10g/L)，在20℃下的pH为5.7。使二氧化碳鼓泡通过所述混合物45分钟，pH降至5.3。将新鲜制备的石灰水(饱和氢氧化钙，0.2M NaOH和0.09M CaCl2500mL，pH12.4)加至该溶液。形成沉淀并通过过滤收集沉淀(分离得到1.16g)。滤液的pH为7.4，并用氢氧化钠升高至10.4。通过过滤再次获得固体(收集另外的0.51g)。滤液的pH为10.3。分离得到的固体总量为1.67g。
结论：碳酸盐沉淀物的产率在20℃下比在较低的温度(1℃)高，且在使用较高的氯化钙浓度(10g/L)时比在较低的浓度(1g/L)时高。
实施例9：
在20℃氩气保护气氛下来自氯化钙(20g/L)、石灰水(来自颗粒)和NaOH 的碳酸盐沉淀
制备氯化钙溶液(500mL，20g/L)，在20℃下的pH为8.5。使二氧化碳鼓泡通过所述混合物35分钟，pH降至3.8。向所述二氧化碳饱和溶液加入由固体氢氧化钙制备的石灰水溶液(500mL)。形成沉淀并在氩气保护气氛下通过过滤收集沉淀(分离得到1.19g)。滤液的pH为7.0，并通过加入氢氧化钠升高至10.4。通过过滤再次获得固体(收集另外的0.33g)。滤液的pH为10.3。分离得到的固体总量为1.52g。
结论：室温下的20g/L氯化钙产生和室温下的10g/L氯化钙产生大致相同的碳酸盐沉淀产率。由颗粒制备或新鲜制备的氢氧化钙溶液同样提供大致相同的碳酸盐沉淀产率(分别是1.52g vs.1.67g)。
实施例10：
在20℃氩气保护气氛下来自氯化钙(10g/L)、石灰水(来自颗粒)和NaOH 的碳酸盐沉淀
制备氯化钙溶液(500mL，10g/L)，在20℃的pH为5.8。使二氧化碳鼓泡通过所述混合物100分钟，pH降至3.9。将该溶液加至由固体氢氧化钙制备的石灰水。形成沉淀并通过过滤收集(分离得到1.00g)。滤液的pH为6.8。用氢氧化钠将pH升至11.1以沉淀更多的氢氧化钙。通过过滤再次获得固体(收集另外的0.44g)。滤液的pH为11.1。分离得到的固体总量为1.44g。
结论：使用Ca(OH)2颗粒时，使用室温下的10g/L氯化钙和使用室温下的20g/L氯化钙产生大致相同的碳酸盐沉淀产率(分别为1.44g vs.1.52g)。
实施例11：
在20℃氩气下来自在过滤前加入的氯化钙(10g/L)、石灰水(来自颗粒) 和NaOH的碳酸盐沉淀
制备氯化钙溶液(500mL，10g/L)，在20℃下的pH为6.8。使二氧化碳鼓泡通过所述混合物100分钟，pH降至4.2。加入两毫升约20％NaOH(6M)，然后加入500mL由固体氢氧化钙制备的石灰水溶液(pH＝12)。形成沉淀并通过过滤收集(分离得到1.05g)。滤液的pH为6.7。用氢氧化钠将pH升至11.1以沉淀更多的碳酸钙。通过过滤再次获得固体(收集另外的0.91g)。滤液的pH为11.0。分离得到的固体总量为1.96g。
结论：在过滤前加入另外的碱增大CaCO3的产率。
实施例12：
在Ar气氛下，使用石灰水作为碱，来自红海盐(Rss)和氯化钙(10g/L) 的碳酸盐沉淀
将红海盐(RSS)加至氯化钙溶液，以确定海水中大量的NaCl是否会阻止CaCO3沉淀，因为，根据Solvay法：2NaCl+CaCO3→Na2CO3+CaCl2。
所述红海盐包含下列离子，基于1L水中的30g RSS。
Na+：10692ppm
Ca2+：380ppm
Mg2+：1200ppm
Cl-：16,811ppm
S2-：785.5ppm
碱度为2.3meq/1[HCO3 -]+[CO3 2-]
将红海盐(15g)加至CaCl2溶液(500mL，10g/L)获得pH7.8的溶液。固体盐未完全溶解。CO2鼓泡通过所述混合物10分钟，pH降至4.6。大部分固体溶解，且在另外的一小时后不再出现进一步溶解。倾析所述溶液。向所述溶液加入石灰水(饱和的Ca(OH)2，500mL，pH12.3)，形成沉淀，在氩气保护气氛下通过0.2微米过滤膜过滤。滤液的pH为8.7。烘干固体，分离得到1.26g。滤液的pH不再升高，因此没有再次获得CaCO3。
结论：红海盐对碳酸盐沉淀无害。
实施例13：
在22℃Ar气氛下，来自红海盐(RSS)和氯化钙(1g/L)的碳酸盐沉淀
制备红海盐(30g/L)和氯化钙(1.0g/L)的溶液(500mL)，pH为8.1。在环境压力下使二氧化碳鼓泡通过所述混合物30分钟，pH降至4.7。向该溶液加入新鲜制备的石灰水溶液(饱和氢氧化钙，0.2M NaOH加0.09M CaCl2500mL，pH12.4)。形成沉淀。所述混合物保持在氩气保护气氛下，通过0.2微米过滤膜过滤。过滤同样在氩气保护气氛下完成。滤液的pH为9.5。烘干固体，分离得到0.92g CaCO3。
结论：较低的钙离子含量降低了碳酸钙产率。
实施例14：
在20℃Ar气氛下，使用石灰水和NaOH作为碱，来自煤灰水(coal ash water)和氯化钙(10g/L)的碳酸盐沉淀
通过将浆料置于旋转混合器上15分钟将未干燥、未筛分的南非炉底灰(500g)悬浮于500mL去离子水中。通过过滤除去水相，用水清洗灰饼(ashcake)。得到的滤液的pH为12.7。将500mL氯化钙(10g CaCl2/1.0L H2O)放入2000mL量筒中。向所述溶液鼓泡二氧化碳，pH降至3.83。鼓泡持续1小时。将煤灰水(590mL)加至CO2饱和的氯化钙溶液，组合后的溶液的pH为5.5。此时未形成沉淀。然后加入500mL石灰水溶液(饱和的Ca(OH)2)形成沉淀，pH升至8.5。进一步通过加入20mL 50％NaOH(pH12.7)增大碱度。过滤沉淀，干燥后的产量为2.39g。
结论：煤灰本身对pH的提高不足以沉淀碳酸钙，然而，加大碱量(Ca(OH)2和NaOH)增大了获得的产物量。
实施例15：
在20℃Ar气氛下，使用石灰水和NaOH，来自煤灰水和氯化钙(10g/L) 的碳酸盐沉淀
将500mL氯化钙溶液(10g CaCl2/1.0L H2O)放入2000mL量筒。初始的pH为4.7。向所述溶液鼓泡二氧化碳，pH降至3.9。鼓泡持续40分钟。然后加入Ca(OH)2饱和，pH为12.2的石灰水500mL，形成沉淀，pH升至8.6。将实施例14中制备的煤灰水(650mL，pH12.9)加至该混合物，组合后的溶液的pH增至9。通过加入11mL 50％NaOH(pH12.2)进一步增大碱度。过滤并干燥沉淀，得到2.46g产物。
结论：煤灰水的加入顺序不影响分离的产物量(2.46g vs实施例14中的2.39g)。
实施例16：
在1℃Ar气氛下，来自红海盐(30g/L)和氯化钙(1g/L)的碳酸盐沉淀
制备红海盐(30g/L)和氯化钙(1.0g/L)的溶液(500mL)，pH为8.1。用冰/水浴将所述溶液冷却至1℃。在环境压力下使二氧化碳鼓泡通过所述混合物30分钟，pH降至4.7。将所述溶液保持在1℃的冰浴中。向该溶液加入在20℃新鲜制备的石灰水溶液(饱和氢氧化钙，0.2M NaOH加0.09M CaCl2500mL，pH12.4)。形成沉淀。将所述混合物保持在氩气保护气氛下，通过0.2微米过滤膜过滤。过滤也在氩气保护气氛下完成。滤液的pH为7.8。烘干固体，分离得到0.09g CaCO3。
结论：较低的温度减少了碳酸钙的产率(0.09g vs.实施例13中的0.92g)
实施例17：
在1℃Ar气氛下，使用石灰水和NaOH作为碱，来自氯化钙(10g/L)的 碳酸盐沉淀
制备氯化钙溶液(500mL，10g/LH2O；9.09％，d＝1.005g/mL)，在20℃的pH为5.7。将溶液冷却至5℃，pH升至5.9。向置于1.0L量筒中的溶液鼓泡二氧化碳。pH在30分钟内降至4.1，温度为1℃。将石灰水溶液(500mL)加至氯化钙/二氧化碳溶液。形成沉淀，pH升至8.7。pH开始下降，因此加入氢氧化钠溶液(20mL，d1.2g/mL)。过滤所述混合物。滤液的pH为12.7。在烘箱中干燥滤饼，分离得到4.06g。
结论：降低温度减少了获得的CaCO3的产率，然而，通过用NaOH调节pH，碳酸盐沉淀的产率增大。
实施例18：
在1℃Ar气氛下，使用石灰水和NaOH作为碱，来自氯化钙(20g/L)的 碳酸盐沉淀
将氯化钙溶液(500mL，20g/L)放入冰/水浴中的1L量筒中。初始pH为7.8。使二氧化碳鼓泡通过所述溶液1小时后，pH为3.8，温度＜1℃。加入石灰水溶液(500mL)，形成沉淀。然后加入50％NaOH(6mL，d-1.50g/mL)，过滤溶液。滤液的pH为～13。分离并烘干固体，分离得到5.28g。
结论：较高的钙离子浓度增大碳酸盐沉淀的产率。
实施例19：
通过半流动系统(Semi Flow System)在Ar气氛下，使用石灰水和 NaOH(50％)作为碱，来自氯化钙(20g/L)的碳酸盐沉淀
制备初始pH为7.5的氯化钙溶液(2.0L H2O中含40g)。将所述溶液放入底部装有活塞的锥形瓶。向其中鼓泡CO2一小时，形成pH为3.8的饱和溶液。通过重力流将该CO2饱和的CaCl2溶液加至装有500mL pH为12.9的石灰水的反应烧瓶。流速为2.7mL/min，持续15分钟并增大至15mL/min。用pH电极监测含有石灰水和沉淀的碳酸钙的所述反应烧瓶的pH。通过逐滴加入50％w/w NaOH将pH调至10和11之间。在反应过程中加入总共6.0mL NaOH。在氩气保护气氛下通过Whatman 50滤纸过滤所述混合物。滤液的pH为10.8。分离并烘干固体CaCO3；分离得到6.40g。
结论：使用二氧化碳饱和溶液的重力流的半流动系统是有效的。分离得到的碳酸钙的量(6.40g/2L)和实施例9(1.52g/0.5L)相当。
实施例20：
通过半流动系统，在Ar气氛下，使用石灰水作为碱，来自氯化钙(20g/L) 的碳酸盐沉淀
制备氯化钙溶液(2.0L H2O中含40g)。使用和实施例19相同的设备。向所述溶液(初始pH为8.2)鼓泡二氧化碳两小时，使pH降至3.8。通过重力流将该CO2饱和的CaCl2溶液加至装有500mL pH为12.9的石灰水的反应烧瓶。流速为8.8mL/min，持续34分钟，此时pH为10.4。使用蠕动泵以9mL/min将石灰水泵入反应烧瓶。调节加入石灰水的速率，从而保持pH在10和11之间。将所述石灰水和沉淀的碳酸钙的混合物在氩气保护气氛下过滤。滤液的pH为10.5，总质量为5299g。取19.1g样品干燥，所述样品含有0.16g(0.835％)固体，相当于44.2克溶解的固体(氯化钙和氢氧化钙)。分离得到总共6.31g CaCO3(经烘干)。
结论：石灰水比NaOH更易使用，并得到相似量的碳酸钙。
实施例21：
通过半流动系统在Ar气氛下，使用石灰水作为碱，来自自来水的碳酸 盐沉淀
将pH为7.2的Standard Rehovot(以色列)市政自来水(2.0L)放入烧瓶内并用CO2鼓泡。1小时后pH降至5.1。将该溶液加至500mL石灰水(pH12.5)中。通过保持将pH电极浸入反应混合物来连续监测反应溶液的pH。将石灰水加至反应混合物以保持pH在10以上。当加入所有的CO2饱和的自来水后，过滤混合物。滤液体积为4910mL，pH为11.1；分离得到5.68g CaCO3。
结论：石灰水是CaCO3的主要钙源。
实施例22：
通过半流动系统，使用石灰水作为碱，来自再循环的实施例21的最终 滤液的碳酸盐沉淀
将来自实施例21的滤液(2.0L，pH10.9)用CO2饱和。pH降至5.0。通过常用重力流将此加入500mL石灰水(pH12.3)中。另外加入石灰水以保持pH在10以上，从而仅使用初始2.0L中的1150mL。总共使用了5.1L石灰水。最终的pH为11.2；分离得到4.02g CaCO3。
结论：使用再循环的滤液螯合的CO2较多，但需要较大量的石灰水。
实施例23：
通过半流动系统，使用NaOH作为碱，来自红海盐(30g/L)的碳酸盐沉 淀
在5.0L烧瓶中装入60.0g红海盐和2.0L蒸馏水。将pH8.7的所述溶液用CO2饱和，pH降至4.5。在反应容器中装入NaOH(500mL 0.01M，pH12.1)，并通过重力加入所述红海盐/CO2溶液，将pH降至9。将另外的0.25M NaOH泵入所述反应，但沉淀直到加入至少500mL所述红海盐溶液后才产生。pH保持在约11.5。缓慢过滤沉淀的固体。通过真空过滤分离并烘干，得到5.98g产物。产物的X射线衍射显示其部分为晶体，部分为非晶体。它既不是方解石、霰石、球霰石，也不是方解石单水合物。
结论：NaOH代替石灰水用作碱。钙源仅来自RSS，产生碳酸盐沉淀。
实施例24：
通过半流动系统，使用NaOH作为碱，来自石膏的碳酸盐沉淀
向5.0L烧瓶装入2.0L含有CaSO4·2H2O(2.0g/L)的蒸馏水。pH为7.7。CO2鼓泡通过所述溶液，pH降至3.8。向反应烧瓶装入500mL 2.0g/LCaSO4·2H2O，使用NaOH(0.350mL，0.25M)将pH升至10.1。通过重力将所述CO2饱和的溶液加入所述反应烧瓶，用NaOH(0.25M)将pH保持在10和10.5之间。加入500mL CO2饱和溶液后产生沉淀。最终的pH为10.3。反应混合物过滤后，产物的产率非常低。因此，用NaOH将滤液的pH调至11.7，引起更多的固体沉淀。该固体通过真空过滤分离并烘干，得到1.49克产物，所述产物经X射线衍射检验后确认获得球霰石和方解石形晶体。
结论：石膏可用于以碳酸钙的形式沉淀CO2。
实施例25：
通过半流动系统，使用NaOH作为碱，来自石膏(2.0g/L)和红海盐水的 碳酸盐沉淀
制备红海盐(RSS)(60g，2.0L H2O)和CaSO4·2H2O(2.0g/L)的溶液。用CO2使所述溶液饱和。鼓泡CO22小时后pH由8.6降至4.6。用NaOH(0.1M)将烧瓶中含有CaSO4·2H2O(2.0g/L)和30g/L RSS(30g/L)的500mL水的pH调至10.4。通过重力流加入所述CO2饱和的溶液，pH保持在接近最终pH10.4。通过真空过滤分离并烘干产物(分离得到3.43g)。
结论：通过组合红海盐和石膏可获得较高的碳酸盐产率(3.43g vs实施例24中的1.49g)。
实施例26：
通过半流动系统，使用NaOH作为碱，来自再循环的实施例25的滤液 和红海盐水的碳酸盐沉淀
向2.8L来自实施例25的滤液加入5.46g CaSO4·2H2O。将800mL放入烧瓶，用0.2M NaOH调节pH至10.3。将溶液的其余2.0L用CO2饱和(pH5.9)。然后通过重力流将其加入碱性溶液。用0.2M NaOH将pH保持在10.0和10.6之间。通过过滤和烘干收集固体材料，得到5.64g产物。
结论：碳酸盐可从和再循环水的反应获得，尽管其他离子的浓度较高。
实施例27：
通过半流动系统，使用NaOH作为碱，来自再循环的实施例26的滤液 和红海盐水的碳酸盐沉淀
第三次循环来自实施例26的滤液(3.6L)以确定累积的盐是否可能对CO2和碳酸盐的沉淀产生什么影响。将1.6L放入含有CaSO4·2H2O(3.2g)的烧瓶中。过滤溶液以除去未溶解的材料，得到的溶液含有1.3gCaSO4·2H2O。另一烧瓶含2.0L再循环的滤液，加入CaSO4·2H2O(4.0g)。将该溶液用CO2饱和。该溶液的pH从10.3降至6.0，然后通过重力加入碱性溶液中。使用NaOH(0.2M)将pH保持在10.5。产物通过过滤和烘干分离，得到2.65g产物。
结论：碳酸盐可从具有较高的离子浓度的再循环水获得。但碳酸盐的产率较低。
实施例28：
使用NaOH作为碱，来自石膏和红海盐水的碳酸盐沉淀
制备红海盐(75g，2.5L H2O)和CaSO4·2H2O(2.0g/L)的溶液。用CO2使两升所述溶液(pH8.8)饱和(最终pH为4.6)。用NaOH(1M)将另外500mLCaSO4·2H2O溶液的pH调至10.3，并在加入所述CO2饱和溶液时保持在此pH。形成CaCO3沉淀，通过XRD确定为方解石，分离得到2.73g。
再循环2.6L滤液以重复实验。在2.1L所述再循环的滤液(pH9.8)中加入CaSO4·2H2O(4.2g)并用CO2饱和(最终pH为5.8)。将此溶液通过重力供给含有500mL滤液的烧瓶，所述滤液含有0.2g CaSO4·2H2O，pH预先调至10。用1M NaOH将pH保持在10.0和10.6之间。通过过滤和烘干收集固体材料，得到5.68g。
再次循环第二步的滤液(2.6L)。将含有2.1L滤液和CaSO4·2H2O(7.9g，pH9.9)的烧瓶用CO2饱和(pH6.0)。在另一烧瓶中装入0.5L滤液和0.15gCaSO4·2H2O(pH9.9)。将所述CO2饱和溶液通过重力供给碱性溶液，pH保持在10.3和10.4之间。通过过滤和烘干收集固体材料，所述固体材料经XRD确定为碳酸钙单水合物，得到6.10g。
结论：当使用再循环水时，可从所述反应获得方解石和碳酸钙单水合物的形式的碳酸盐，尽管其他离子的浓度较高。
实施例29：
在步骤1通过空气吹脱，使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水 的碳酸盐沉淀
步骤1：初始溶液：溶液A：向5.0L烧瓶装入60.0g红海盐、8.00gCaSO4·2H2O和2.0L去离子水。使CO2鼓泡通过所述溶液将pH由8.5降至4.7。通过该溶液鼓泡空气，使pH增至8.1。此为溶液A。
溶液B：向另一烧瓶装入500mL含有15g红海盐和1.0g CaSO4·H2O的溶液，pH为8.7。此为溶液B。在搅拌下通过重力将溶液A供给溶液B。同时向溶液B加入NH4OH(25％，13.4M，d0.91，约5mL)以保持pH在10和11之间。通过真空过滤和烘干分离得到沉淀的固体(1.04g)。得到的产物具有和实施例23相同的XRD光谱。结晶较差。显示了弱的霰石和方解石X射线衍射线和宽的与氢氧镁石Mg(OH)2的X射线吸收相应的吸附。
步骤2，滤液的第一次再循环：溶液A′：向5.0L烧瓶装入3.2gCaSO4·2H2O和2.0L来自步骤1的滤液。使CO2鼓泡通过所述溶液将pH从10.4降至6.0。此为溶液A′。溶液B′：向另一烧瓶装入500mL来自步骤1的滤液和0.2g CaSO4·2H2O。pH为10.3。在持续搅拌下将溶液A′通过重力供给溶液B′。将NH4OH(25％，13.4M，d0.91，65mL)加至所述反应混合物以保持pH在10.2和10.4之间。沉淀的固体通过过滤和烘干收集(6.23g)。滤液的pH为10.3。X射线衍射证实所述产物为方解石和霰石的混合物。
步骤3，滤液的第二次再循环：溶液A″：向5.0L烧瓶装入2.0L来自步骤2的滤液。初始pH为10.4。搅拌所述混合物，隔夜，发现极少固体溶解。使二氧化碳鼓泡通过所述混合物，pH从10.4降至7.1。此为溶液A″。溶液B″：向另一烧瓶装入500mL来自步骤2的滤液。pH为10.4。持续搅拌下将溶液A″通过重力供给溶液B″。将NH4OH(25％，d0.91，13.4M，265mL)加至所述反应混合物以保持pH在10.2和10.4之间。在这些条件下，无沉淀。将120g固体红海盐加至所述混合物。通过过滤分离不溶固体，悬浮于1.0L去离子水中，通过过滤收集。在烘干前再次悬浮和收集滤饼。分离得到11.65g不溶固体。
结论：a)当除去过量二氧化碳后，从石膏饱和的人工海水中分离的产物和从没有石膏的人工海水中分离的相同，b)氢氧化铵可俘获较多二氧化碳。
实施例30：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水的碳酸盐沉淀。
步骤1，初始溶液：溶液A：向5.0L烧瓶装入60.0g红海盐、8.00gCaSO4·2H2O和2.0L去离子水。使CO2鼓泡通过所述溶液将pH从8.6降至4.7。此为溶液A。溶液B：向另一烧瓶装入500mL含有15g红海盐和1.0g CaSO4·2H2O的溶液，使用NH4OH(13.4M)将pH调至10.5。此为溶液B。通过重力流直接将溶液A加入溶液B。进料管的端部位于溶液B的表面以下。反应混合物的pH保持在10.3，但偶而在10.2和10.4之间变化。将25％NH4OH(13.4M)泵入溶液以保持pH。在将约500mL溶液A加至反应之前未产生大量沉淀。pH在10.3非常稳定。使用了40mL NH4OH，总共分离了2.82g。通过XRD确定所述产物为方解石，推测还含有少量共结晶的单水合方解石。
步骤2，滤液的第一次再循环：溶液A′：向烧瓶中装入来自步骤1的全部滤液(2540mL)和另外的2.5g CaSO4·2H2O。使CO2鼓泡通过所述溶液将pH由10.3降至6.6。此为溶液A′。溶液B′：向500mL CaSO4·2H2O储备溶液(2.0g/L)中加入15g红海盐。使用NH4OH将pH升至10.4。如上所述通过重力将溶液A供给加入溶液B。初始pH在10.1和10.5之间波动，使用另外的370mL 25％NH4OH将pH保持在非常接近于10.3。通过过滤收集沉淀的固体，再次悬浮于去离子水中，再次过滤，用200mL H2O清洗，然后烘干。分离得到7.16g。产物通过XRD确定为方解石单水合物。
步骤3，滤液的第二次再循环：据推测，过量的氢氧化铵和二氧化碳一起得到碳酸铵或碳酸氢铵，沉淀的限制因素是钙离子量。将滤液(总体积3370mL)中的100mL试样量(aliquot)和400mL CaSO4·2H2O(2.0g/L)溶液混合。形成沉淀。过滤并烘干。分离得到0.274克。另外的CaSO4·2H2O溶液不再由滤液的该试样量引起沉淀。基于该测量计算得到，总共可从滤液中沉淀9.23g碳酸钙。分离的产物经XRD确定为方解石。
结论：使用CaSO4·2H2O和NH4OH比其他系统俘获了更多的CO2。仅在步骤1和2中，基于石膏和红海盐中存在的钙量的产率为98％。
碳酸盐沉淀的产率可根据例如下列步骤计算。
步骤1：8.0g CaSO4·2H2O(23.3％Ca)＝1.86g Ca2+离子
2L H2O中的RSS，380ppmCa＝0.76g Ca2+离子
因此，步骤1的溶液A中含2.62g Ca2+
1.0g CaSO4·2H2O(23.3％Ca)＝0.233g Ca2+离子
0.5L RSS H2O，380ppmCa＝0.190g Ca2+离子
因此，步骤1的溶液B中含0.423g Ca2+
步骤1中Ca离子的总克数为(2.62+0.423)＝3.04g Ca2+。
在步骤1中可用的Ca2+的总摩尔数为3.04g/40g/mol＝0.0760mol Ca2+。
一摩尔CaCO3可形成一摩尔Ca2+；CaCO3的分子量为100g/mol，因此0.0760mol Ca2+为7.60g CaCO3。因此，步骤1中可形成7.60g CaCO3。
因此，步骤1的产率为(分离得到2.82g/7.60×100)＝37.1％
步骤2：再循环来自步骤1的滤液。其中(7.60-2.82)＝4.78g CaCO3未回收。CaCO3的分子量为100g/mol，因此0.0478摩尔Ca2+存在于滤液中，Ca的原子量为40g/mol，因此：(0.0478)(40)＝1.91g Ca2+存在于滤液中。
溶液A′中加入了2.5g CaSO4·2H2O(23.3％Ca)，因此加入了另外的0.583g Ca离子。
步骤2的溶液B′包含1.0g CaSO4·2H2O(23.3％Ca)，因此存在0.233gCa2+，且0.5LRSS在水中(即，380ppm Ca2+，0.190g)。
步骤2中可用的Ca2+总量为：(1.91+0.583+0.233+0.190)＝2.92g Ca2+
因此，2.92/40＝在步骤2中0.0730摩尔Ca2+可以形成至多7.30gCaCO3。
由于在步骤2中分离了7.16g，因此产率：(回收的7.16g CaCO3/可能的回收量7.30g)×100＝98.1％产率。
实施例30的总产率由加入的钙化合物计算：
步骤1
9.0g CaSO4·2H2O(23.3％Ca)＝2.10g Ca离子
2.5L RSS H2O(380ppm)＝0.95g Ca离子
步骤2
3.5g CaSO4·2H2O(23.3％Ca)＝0.82g Ca2+离子
0.5L RSS H2O(380ppm)＝0.19g Ca2+离子
步骤1和步骤2的总量＝4.06g Ca2+离子可用于反应，0.102molCa2+(MW＝40g/mol)可用于获得10.2g CaCO3(MW＝100g/mol)。
由于在两个步骤中分离得到2.82+7.16＝9.98g碳酸盐，总产率为：(2.82+7.16)/10.2×100＝97.8％。
实施例31：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水，及12％CO 2 的碳酸盐沉 淀
步骤1，初始溶液：用12％CO2/空气的气流吹扫红海盐(30g/L，2L)和CaSO4·2H2O(2g/L)的溶液150分钟，所述气流的平均流速为52mL/min。通过重力将该溶液(pH6.9)供给(4L/hr；67mL/min)500mL含有30g/L红海盐和2g/L CaSO4·2H2O的溶液(pH10.3)。在实验期间用浓缩的NH4OH将pH保持在10.3。沉淀的固体(方解石和霰石的混合物)通过过滤和烘干收集，分离得到1.00g。基于加入的来自海水和石膏的钙量，CaCO3的产率为19％。基于从气瓶中释放的CO2的量，CaCO3的产率为26％。
步骤2，滤液的第一次再循环：用12％CO2/空气吹扫来自步骤1的滤液(2.5L，pH10.3)145分钟，所述气流的平均流速为47.0mL/min。通过重力将该溶液(pH9.8)供给500mL的红海盐(30g/L)和CaSO4·2H2O(2g/L)的溶液(pH10.3)。在实验期间用浓缩的NH4OH将pH保持在10.3。沉淀的固体是方解石和霰石的混合物，通过过滤和烘干收集，分离得到2.29g。基于加入到溶液中和留在步骤1的滤液中的钙量，CaCO3的产率为43％。基于从气瓶释放的CO2的量，CaCO3的产率为67％。
步骤3，滤液的第二次再循环：用CaSO4·2H2O(3.0g)平衡来自步骤2的滤液(3.0L，pH10.3)17.3hr，同时用12％CO2/空气吹扫，所述气流的平均流速为45.6mL/min。大部分CaSO4·2H2O不溶解。通过重力将该溶液(pH9.1)供给500mL含有红海盐(30g/L)和CaSO4·2H2O(2g/L)的溶液(pH10.3)。在实验期间用浓缩的NH4OH将pH保持在10.3。将沉淀的固体通过过滤和烘干收集，分离得到1.25g。将滤液(总计3.5L，pH10.3)的500mL加至1.0L CaCl2溶液(10g/L)，分离得到另外的0.874g。该固体的99％以上为方解石。因此，基于全部3.5L，还可从滤液分离得到6.12g CaCO3，在本实验的最后一步中可分离得到的CaCO3总量为7.37g。这占了步骤3中使用的CO2的31％。
结论：
基于所释放的CO2，步骤1和2的总产率为45％。包括步骤3的总产率为34％。
如果在步骤1中，CO2鼓泡通过基础溶液，则产率可增大。
在步骤2中，如果Ca2+浓度或总量可以提高，则产率可以更高。这可通过将滤液和等体积的“石膏水”混合而实现。
在步骤3中，如果已知最佳的鼓泡持续时间，则可获得更高的产率。
碳酸盐的产率可根据例如下列步骤计算：
以石膏和海盐的形式加入的钙
步骤1
RSS2L×0.380＝0.760g钙，来自顶部RSS
石膏2L×2.0g/L×0.233＝0.932g Ca，来自顶部石膏
RSS0.5L×0.380＝0.190g Ca，来自底部RSS
石膏0.5L×2.0g/L×0.233＝0.233g Ca，来自底部石膏
步骤1加入的钙总量＝2.115g钙
步骤1的钙总摩尔量：2.115g/40.08g/mol＝0.05277摩尔钙
步骤2
RSS0.5L×0.380＝0.190g Ca，来自底部RSS
石膏0.5L×2.0g/L×0.233＝0.233g Ca，来自底部石膏
步骤2加入的钙总量＝0.423g钙
步骤2的钙总摩尔量＝0.423/40.08g/mol＝0.01055摩尔钙
步骤3
石膏3.0g×0.233＝0.699g钙，顶部
RSS0.5L×0.380＝0.190g Ca，来自底部RSS
石膏0.5L×2.0g/L×0.233＝0.233g Ca，来自底部石膏
步骤3加入的钙总量：1.122g
步骤3中的钙总摩尔量：1.122/40.08g/mol＝0.02799
在步骤1、2和3中加入的钙总摩尔量：加入了0.09131摩尔钙
基于加入的Ca2+的CaCO3产率：
(1.00g+2.29g+1.25g)/100)/0.09131×100＝49.7％
加入的CO2(以空气中的12％市售混合物加入)
步骤1
(52mL/min)(150min)(0.12)(273K/292K)(1mol/22.4L)(1L/1000mL)＝0.03907摩尔CO2
步骤2
(47.0mL/min)(145min)(0.12)(273K/292K)(1mol/22.4L)(1L/1000mL)＝0.03413摩尔CO2
步骤3
(45.6mL/min)(60mm/h)(17.3h)(0.12)(273K/292K)(1mol/22.4L)(1L/1000mL)＝0.2371摩尔CO2。
CO2总摩尔数：0.03917+0.03413+0.2371＝总计0.3104摩尔CO2
基于CO2，仅步骤1和2的产率：45％。
实施例32：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水，和鼓泡进入基础溶液的 12％CO 2 的碳酸盐沉淀
步骤1.用浓缩(25％)的NH4OH将含有红海盐(30g/L，2L)和CaSO4·2H2O(2g/L)的溶液调至pH10.5。在此pH下，溶液超过30分钟无沉淀，此后，由于吸收环境CO2，产生了一些轻微的浑浊。用12％CO2/空气气流吹扫该溶液92分钟，所述气流的平均流速为66.5mL/min。碳酸盐沉淀立即开始，在此期间，用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。将沉淀的固体(1.62g)通过过滤和烘干分离。
步骤2.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤1的澄清滤液(pH10.3)150分钟，平均流速为68.8mL/min。和步骤1不同，碳酸盐沉淀在几分钟后开始。用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。将沉淀的固体(1.60g)通过过滤和烘干分离。
步骤3.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤2的澄清滤液(pH10.3)60分钟，所述气流的平均流速为70.3mL/min。和本实验的之前部分不同，在45分钟后未发生沉淀。用浓缩(25％)的NH4OH将pH升至10.7并发生沉淀。通过过滤收集固体。滤饼开裂，该性质在较低的pH形成的材料中并未发现。在实验22中注意到这样的性质。将滤饼再次悬浮于H2O(100mL)中并再次过滤以除去过量的NH4OH。烘干洗涤后的滤饼，得到1.89g固体。结晶较差且具有一些氢氧镁石(Mg(OH)2)的XRD特征。
结论：
基于通过溶液的CO2的量，基于下述计算，碳酸盐的总体产率为39％。
在步骤1和2中收集的材料和在步骤3中收集的材料不同。如果在前两个步骤中的材料为CaCO3，则基于CO2的产率为39％，并引起了钙的去除。
碳酸盐沉淀的产率可根据例如下列步骤来完成。
以石膏和海盐的形式加入的钙，仅一次。
RSS2L×0.380＝0.760g钙，来自RSS
石膏2L×2.0g/L×0.233＝0.932g Ca，来自石膏
步骤1加入的钙总量＝1.692g钙
步骤1的钙总摩尔数：1.692g/40.08g/mol＝0.04222摩尔钙
在步骤1和2中收集了(1.62+1.60)＝3.22g CaCO3。
这是0.0322摩尔CaCO3。
基于加入的Ca2+的CaCO3产率：((1.60g+1.62g)/100)/0.0422×100＝76.3％。
以12％CO2/88％空气的市售气体加入的CO2
步骤1：
66.5mL/min×92min×0.12(273K/292K)(1mol/22.4L)(1L/1000mL)＝0.03064摩尔CO2
步骤2：
68.8mL/min×150min×0.12(273K/292K)(1mol/22.4L)(1L/1000mL)＝0.05169摩尔CO2。
CO2的总摩尔数：(0.03064+0.05169)＝0.08233摩尔CO2
基于CO2的产率＝(0.0322mol碳酸盐/0.08233mol CO2)×100＝39.1％。
实施例33：
使用氢氧化铵作为碱，将12％CO 2 鼓泡进入基础溶液，来自石膏的碳 酸盐沉淀
步骤1：用浓缩(25％)的NH4OH将CaSO4·2H2O(2g/L，2L，0.023摩尔，0.0115M Ca2+)的溶液调至pH10.3。用12％CO2/空气气流吹扫所述溶液80分钟，所述气流的平均流速为58.9mL/min。15分钟后溶液开始变浑浊。在实验过程中，用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。将沉淀的固体(0.8g)通过过滤和烘干分离。
步骤2.再次用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤1的澄清滤液(pH10.3)90分钟，所述气流的平均流速为57.1mL/min。用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。沉淀的固体(1.13g)通过过滤和烘干分离。将滤液的pH升至11.0，仍然没有大量沉淀形成。15小时后，通过20微米过滤器过滤滤液，得到另外0.17g碳酸钙。
步骤3.将2.0L含有2g/L CaSO4·2H2O(0.023摩尔，0.0115M Ca2+)的溶液加入滤液。5分钟后溶液变浑浊，45分钟后过滤，得到另外的1.28gCaCO3。滤液pH为10.7。
结论：
总共分离得到3.38g CaCO3。
使用石膏和氨水的溶液螯合了引入系统的CO2的至少69％。通过更快地关闭CO2供给源，该数值可以更高。
超过90％的开始以含水CaSO4加入的Ca2+沉淀成CaCO3。
使用溶于海水的石膏可获得更高的Ca2+浓度，并分离更多的CaCO3，如实验31，在实验31中两倍的溶解的钙产生了两倍的CaCO3。
碳酸盐沉淀的产率可根据例如下列步骤计算。
初始溶液：
(2.00L溶液)(2.00g/L)＝4.00g CaSO4·2H2O，MW 172g/mol
4.00g/172g/mol＝0.0233mol CaSO4·2H2O，因此，0.0233mol Ca2+。
在步骤3中，加入了另外的0.0233mol Ca2+。加入的Ca2+的总摩尔数为0.0466。
引入系统的二氧化碳的量。
步骤1：
a平均气体流速为58.9mL/min：
(58.9mL/min)(80min)＝4710mL 12％CO2，来自气球(balloon)
(4710mL)(0.12)＝565mL CO2，19℃
b对理想温度273K的校正(得到较小的体积)
(273K/292K)(565mL)＝529mL
c CO2的摩尔数
1.0mol理想气体/22.4L＝x摩尔CO2/0.529L
x＝0.0236mol CO2。
d在步骤1中俘获的CO2百分比
0.796 CaCO3/100g/mol＝0.00796mol CaCO3
0.0078/0.0236＝33.7％
步骤2：
a平均气体流速为57.1mL/min：
(57.1mL/min)(90min)＝5140mL 12％CO2，来自气球
(5140mL)(0.12)＝617mL CO2，19℃
b对理想温度273K的校正(得到较小的体积)
(273K/292K)(617mL)＝577mL
c CO2的摩尔数
1.0mol理想气体/22.4L＝x摩尔CO2/0.577L
x＝0.0257mol CO2。
d在步骤1中俘获的CO2百分比
1.130 CaCO3/100g/mol＝0.0113mol CaCO3
0.0113/0.0257＝44.0％
总产率：隔夜在pH＝11收集到另外的0.171g。
因此，步骤1和2的总产率：
(0.796+1.130+0.171)＝2.10g CaCO3
2.10g/100g/mol＝0.0210mol CaCO3
0.0210mol/(0.0493)＝42.6％
在步骤3中，分离得到另外的1.282g CaCO3。
现在，CaCO3的总摩尔数为0.0210+0.0128＝0.0338。
基于石膏的产率为0.0338/0.0466＝0.725＝72.5％
因此基于CO2的产率为：0.0338/0.0493＝0.686＝68.6％。
实施例34：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水，及鼓泡进入基础溶液的 12％CO 2 ，和在沉淀后另外加入的石膏的碳酸盐沉淀
步骤1.用浓缩(25％)的NH4OH将含有红海盐(30.00g/L，2.0L)和CaSO4·2H2O(2.00g/L)的溶液调至pH10.5。溶液无沉淀。用12％CO2/空气吹扫所述溶液60分钟，所述气流的平均流速为54.2mL/min。用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(1.07g)。XRD显示为＞99％霰石。
步骤2.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤1的澄清滤液(pH10.3)90分钟，所述气流的平均流速为63.7mL/min。碳酸盐不立即开始沉淀，仅在数分钟后开始沉淀。用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(1.50g)。XRD显示为99％以上为霰石。
步骤3.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤2的澄清滤液(pH10.3)90分钟，所述气流的平均流速为65.1mL/min。用浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。总共使用了50mL的25％NH4OH。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.54g)。XRD显示为99％以上为霰石。
步骤4.将4.00g CaSO4·H2O加至来自步骤3的滤液。在旋转混合器上强力混合20小时，然后过滤和烘干。XRD显示固体(1.77g)为霰石和方解石的混合物。
结论：沉淀得到3.11g碳酸钙。在三个步骤中除去的钙的百分比为73％。基于所使用的CO2，步骤1产生CaCO3的产率为66％。
碳酸盐沉淀的产率可根据例如下列步骤计算。
溶液中的钙量：
来自石膏：
(2.00L溶液)(2.00g/L)＝4.00g CaSO4·2H2O，MW 172g/mol
4.00g/172g/mol＝0.0233mol CaSO4·2H2O，因此0.0233mol Ca2+
来自海水：
(2.00L)(380mg Ca2+/L)(1g/103mg)(1mol Ca2+/40g)＝0.0190mol Ca2+
溶液中的总Ca2+：0.0423摩尔Ca2+
在各个步骤中使用的CO2的摩尔数：
步骤1：
(54.2mL/min)(60min)(0.12)(273K/292K)(1mol/22.4L)(1L/1000mL)＝0.0163mol CO2
步骤2：
(63.7mL/min)(90min)(0.12)(273K/292K)(STP下的1mol气体/22.4L)(1L/1000mL)＝0.0287mol CO2
步骤3：
(65.1mL/min)(90mm)(0.12)(273K/292K)(STP下的1mol气体/22.4L)(1L/1000mL)＝0.0294mol CO2
基于Ca2+的产率：
(1.073g+1.498g+0.535g)/100g CaCO3/mol)/0.0423mol CO2×100＝73.4％
基于CO2的产率：
步骤1：1.073g＝0.01073mol CaCO3＝0.01073mol CO2被俘获
               0.01073/0.0163×100＝65.8％
步骤2：1.498g＝0.01498mol CaCO3＝0.01498mol CO2被俘获
               0.01498/0.0287×100＝52.2％
步骤3：0.535g＝0.00535mol CaCO3＝0.00535mol CO2被俘获
               0.00535/0.0294×100＝18.2％
基于CO2的总产率：
(0.03106mol CaCO3)/(使用的0.0744mol CO2)＝41.7％
实施例35：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水，及以30分钟间隔鼓泡进 入基础溶液的12％CO 2 的碳酸盐沉淀
步骤1.用浓缩(25％)的NH4OH将含有红海盐(30.00g/L，2.0L)和CaSO4·2H2O(2.00g/L)的溶液调至pH10.3。用12％CO2/空气气流吹扫所述溶液30分钟，所述气流的平均流速为73.8mL/min。碳酸盐沉淀在20分钟后才开始。用7mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.414g)。XRD显示为53％霰石和47％方解石的混合物。
步骤2.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤1的澄清滤液(pH10.3)30分钟，所述气流的平均流速为76.5mL/min。碳酸盐沉淀在约9分钟后开始。用6mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.535g)。XRD显示几乎为纯霰石。
步骤3.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤2的澄清滤液(pH10.3)30分钟，所述气流的平均流速为77.9mL/min。用7mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.436g)。XRD显示几乎为纯霰石。
步骤4.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤3的澄清滤液(pH10.3)30分钟，所述气流的平均流速为79.5mL/min。用6mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.313g)。XRD显示为带有一些方解石的霰石。
步骤5.反应序列完成后从反应烧瓶内壁获得另外的材料(0.409g)。XRD显示为70％霰石和30％方解石。
结论：
步骤1以37.3％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为8.4。
步骤2以46.5％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为7.0。
步骤3以37.0％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为7.9。
步骤4以26.2％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为6.7。
基于CO2，CaCO3的总产率为45.5％。
NH3/CO2的总摩尔比为7.4。
49.8％的Ca2+被沉淀。
较快的气体流速使产率较低。
实施例36：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏和红海盐水，及以30分钟间隔鼓泡进 入基础溶液的12％CO 2 的碳酸盐沉淀
步骤1.用0.5mL浓缩(25％)的NH4OH将CaSO4·2H2O(2.0L，2.0g/L)的溶液调至pH10.3。用12％CO2/空气气流吹扫所述溶液30分钟，所述气流的平均流速为80.1mL/min。碳酸盐沉淀在20分钟后才开始。用8mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.319g)。XRD显示为48％霰石和52％方解石。
步骤2.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤1的澄清滤液(pH10.3)30分钟，所述气流的平均流速为80.4mL/min。用11mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.502g)。XRD显示到86％霰石和14％方解石。
步骤3.用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤2的澄清滤液(pH10.3)30分钟，所述气流的平均流速为80.8mL/min。用12mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.526g)。XRD显示几乎为纯霰石。
步骤4用12％CO2/空气气流吹扫来自步骤3的澄清滤液(pH10.3)30分钟，所述气流的平均流速为81.1mL/min。用16mL浓缩的NH4OH将pH保持在10.2和10.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.521g)。XRD显示几乎为纯霰石。
步骤5.反应序列完成后从反应烧瓶内壁获得另外的材料(0.091g)。XRD显示为霰石和方解石的混合物。
结论：
步骤1以26.5％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为8.9。
步骤2以41.5％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为12.2。
步骤3以43.3％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为13.2。
步骤4以42.7％的产率产生CaCO3。所使用的NH3/CO2的摩尔比为17.5。
基于CO2，CaCO3的总产率为40.4％。
NH3/CO2的总摩尔比为13.1。
84.1％的Ca2+被沉淀。
含有溶解的石膏的淡水比含有相当量的溶解的石膏的海水从气流中除去的CO2少。
含有溶解的石膏的淡水比含有相当量的溶解的石膏的海水需要更多的NH4OH以将pH保持在10.3。
实施例37：
使用氢氧化铵作为碱，来自石膏，及鼓泡进入基础溶液(pH＝9.3)的12％ CO 2 的碳酸盐沉淀
步骤1.用浓缩(25％)的NH4OH将CaSO4·2H2O(2.0L，2.0g/L)的溶液调至pH9.3。用12％CO2/空气气流吹扫所述溶液60分钟，所述气流的平均流速为79.5mL/min。碳酸盐沉淀在20分钟后才开始。用2.9mL浓缩的NH4OH将pH保持在9.2和9.4之间。通过过滤和烘干分离沉淀的固体(0.864g)。XRD显示为霰石、方解石和球霰石的混合物。
结论：
在本实验中收集的CaCO3的量(0.864g)在实验误差范围内近似于在实施例36的步骤1和2中获得的碳酸盐(0.821g)。
基于CO2，CaCO3的产率为36％。(实施例36中的步骤1和2的平均产率为34％)。
NH3/CO2的比值＝2.9(上述步骤1和2的比值为10.6)。
在pH9.3CO2可被成功俘获。
实施例38：
使用氢氧化铵作为碱，来自红海盐水，及鼓泡进入基础溶液的12％CO 2 的碳酸盐沉淀
使用浓缩(25％，d＝0.91)的NH4OH使红海盐溶液(4.5L，135.0g RSS，30.0g/L，380ppm Ca2+，pH8.8)的pH为9.6。以85.3mL/min的平均速率使CO2鼓泡通过所述溶液120分钟。pH保持在9.350分钟，但在此期间无CaCO3沉淀产生。此时加入另外的135.0g固体红海盐。全部溶解后，在110分钟后才形成极少量沉淀。用NH4OH将pH升至10.3，所述反应混合物变浑浊。鼓泡CO2总共120分钟后通过0.2微米过滤器过滤。将分离的固体烘干(0.739g)，XRD显示为霰石。结论：
基于CO2，CaCO3的产率为14％。这在前述实验的约1/3以下，可能是新的实验条件的结果。
基于溶液中存在的Ca2+总量，CaCO3的产率为8.6％。
NH3/CO2比值为5.5。
Ca2+在海水中的浓度不够高，不足以在实施例37中成功使用石膏的条件下引起CaCO3沉淀。这是因为在所使用的条件下未超过碳酸钙的溶度积，即，在海水中的钙浓度较低，没有钙补充，因此碳酸盐浓度也低。
通过加入固体红海盐(在本实施例情况下)或通过除去水(在反渗透脱盐中)增大在海水中所有盐(包括Ca2+)的浓度可引起CaCO3沉淀，伴随CO2的俘获。
实施例39：
使用氢氧化铵作为碱，来自红海盐水，和鼓泡进入基础溶液的12％CO 2 的碳酸盐沉淀
使用浓缩(25％，d＝0.91)的NH4OH使红海盐溶液(4.50L，135.0g，30.0g/L，380ppm Ca2+，pH8.8)的pH为10.0。以83.6mL/min的平均速率使CO2鼓泡通过所述溶液180分钟。使用浓缩的氢氧化铵将pH保持在10.0 180分钟。在约60分钟后CaCO3开始沉淀并在实验期间持续沉淀。通过Whatman1滤纸过滤分离固体并烘干(2.236g)。XRD显示为霰石。
结论：
基于CO2用量，CaCO3的产率为30％。
基于可用的Ca2+，CaCO3的产率为52％。
NH3/CO2比值为3.2。
如果CO3 2-浓度可以提高，则海水中Ca2+的浓度足以沉淀CaCO3。
在NH3(aq)存在下延长鼓泡CO2的时间将增大可形成CaCO3的CO3 2-的量。

Claims (117)

1.降低流体的CO2浓度的方法，所述方法包括将包含痕量CO2或不含CO2的第一气体流和CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度的第二气体施加到包含盐和液体的流体中，从而在所述流体中形成固体碳酸盐，且所述流体中的CO2浓度降低。
2.权利要求1的方法，其中所述液体是水溶液。
3.权利要求1的方法，其中所述液体是地下贮水池。
4.权利要求1的方法，其中所述液体是天然水体。
5.权利要求4的方法，其中所述天然水体是海水、微咸水或海洋。
6.权利要求1的方法，其中所述液体包含来自淡化装置的流出物。
7.权利要求1的方法，其中所述第二气体是大气。
8.权利要求7的方法，其中所述大气被人为过程污染。
9.权利要求8的方法，其中所述人为过程包括废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的组合的燃烧。
10.权利要求7的方法，其中所述大气被自然过程污染。
11.权利要求1的方法，其中所述第二气体是人为过程的副产物。
12.权利要求11的方法，其中所述人为过程包括废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的组合的燃烧。
13.权利要求1的方法，其中所述盐包含钙离子、钠离子、钾离子、镁离子、钡离子、锰离子、铁离子、锶离子、锌离子、铝离子、或它们的任意组合。
14.权利要求13的方法，其中所述盐包含钙离子。
15.权利要求1的方法，其中所述盐是矿物。
16.权利要求15的方法，其中所述矿物是方解石、霰石、球霰石、菱镁矿、石膏、橄榄石、蛇纹石或它们的任意组合。
17.权利要求1的方法，其中所述第二气体由纯CO2组成。
18.权利要求1的方法，其中所述流体是所述CO2的过饱和水溶液。
19.权利要求1的方法，其中所述第二气体流的体积流速可以有效地提高所述流体的CO2浓度。
20.权利要求1的方法，其中在所述第二气体溶解之前施加所述第一气体。
21.权利要求1的方法，其中在所述第二气体溶解之后施加所述第一气体。
22.权利要求1的方法，其中所述第一气流的体积流速可以有效地引起CO2的解吸。
23.权利要求1的方法，其中所述流体pH为碱性。
24.权利要求23的方法，其中在引入所述第一气体0.1-100m的区域内所述pH在9-12之间。
25.权利要求1的方法，其中所述第一气体是空气。
26.权利要求1的方法，其中所述方法在环境温度条件下进行。
27.权利要求1的方法，其还包括向所述流体中加入作为所述固体碳酸盐的成核点的材料。
28.权利要求27的方法，其中所述材料是矿物颗粒或胶体颗粒。
29.用于降低流体的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入包含痕量CO2或不含CO2的第一气体的第一传送器；
-用于引入CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度的第二气体的第二传送器；和
-反应室；
向所述反应室加入包含盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述第一气体引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述第二气体引入所述反应室，在所述反应室中形成固体碳酸盐，且放出的未反应气体包含的CO2浓度降低。
30.权利要求29的设备，其还包括水源。
31.权利要求30的设备，其还包括由所述水源到所述反应室的传送器。
32.权利要求30的设备，其还包括使所述水源在所述设备中循环的泵。
33.权利要求29的设备，其还包括从所述反应室释放气体的传送器。
34.权利要求30的设备，其还包括盐源。
35.权利要求34的设备，其还包括由所述盐源到所述水源的传送器。
36.权利要求29的设备，其中所述反应室包括人造材料。
37.权利要求29的设备，其中所述反应室由天然元件形成，所述天然元件形成被视为反应室的边界或隔间。
38.权利要求29的设备，其中所述第二传送器传送大气。
39.权利要求29的设备，其中所述第二传送器还包含位于所述第二气体的气源和所述反应室之间的过滤器。
40.权利要求29的设备，其还包括至少一个环境控制器。
41.权利要求40的设备，其中所述环境控制器控制温度、压力、pH或它们的组合。
42.权利要求29的设备，其在所述反应室中还包含搅拌器。
43.权利要求29的设备，其还包括用于在受控压力下将流体引入所述反应室的泵。
44.权利要求29的设备，其中所述包含盐的溶液是水溶液。
45.权利要求29的设备，其中所述第一传送器、第二传送器或它们的组合将所述第一气体或第二气体或它们的组合传送至地下水源。
46.权利要求29的设备，其中所述流体是天然水体。
47.权利要求46的设备，其中所述天然水体是海水、微咸水或海洋。
48.权利要求29的方法，其中所述液体包含来自淡化装置的流出物。
49.权利要求29的设备，其中所述第一气体是空气。
50.权利要求29的设备，其中所述反应室还包含作为所述固体碳酸盐的成核点的材料。
51.权利要求50的设备，其中所述材料是矿物颗粒或胶体颗粒。
52.降低流体中CO2浓度的方法，其中所述方法包括将所述流体施加至权利要求29的设备。
53.权利要求52的方法，其中所述固体碳酸盐是可分离的沉淀物。
54.流体，其包含加压的第一气体、第二气体和盐，所述第一气体包含痕量CO2或不含CO2，所述第二气体的CO2浓度至少高于空气-水平衡中的CO2浓度。
55.权利要求54的流体，其中所述流体是水溶液。
56.权利要求54的流体，其中所述第二气体是大气。
57.权利要求56的流体，其中所述大气被人为过程污染。
58.权利要求57的流体，其中所述过程包括废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的组合的燃烧。
59.权利要求56的流体，其中所述大气被自然过程污染。
60.权利要求54的流体，其中所述第二气体是人为过程的副产物。
61.权利要求60的流体，其中所述过程包括废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的组合的燃烧。
62.权利要求54的流体，其中所述盐包含钙离子、钠离子、钾离子、镁离子、钡离子、锰离子、铁离子、锶离子、锌离子、铝离子、或它们的任意组合。
63.权利要求62的流体，其中所述盐包含钙离子。
64.权利要求54的流体，其中所述盐是矿物。
65.权利要求64的流体，其中所述矿物是方解石、霰石、球霰石、石膏、菱镁矿、橄榄石、蛇纹石或它们的任意组合。
66.权利要求54的流体，其中所述第二气体由纯CO2组成。
67.权利要求54的方法，其中所述流体是所述CO2的过饱和水溶液。
68.权利要求54的流体，其中所述第一气体是空气。
69.权利要求54的流体，其还包含作为所述固体碳酸盐的成核点的材料。
70.权利要求69的流体，其中所述材料是矿物颗粒或胶体颗粒。
71.降低流体样品的CO2浓度的方法，其包括下列步骤：
(i)将CO2流施加至包含盐的液体，在溶液中形成碳酸；并
(ii)将(i)中的所述碳酸溶液和碱混合，使得(ii)中的所述混合物的pH在9-12之间；形成固体碳酸盐且所述流体样品中的CO2浓度降低。
72.权利要求71的方法，其中所述液体是水溶液。
73.权利要求71的方法，其中所述液体是地下贮水池。
74.权利要求71的方法，其中所述液体是天然水体。
75.权利要求74的方法，其中所述天然水体是海水、微咸水或海洋。
76.权利要求71的方法，其中所述液体包含来自淡化装置的流出物。
77.权利要求71的方法，其中所述流体样品包含受人为过程污染的空气。
78.权利要求77的方法，其中所述人为过程包括废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的组合的燃烧。
79.权利要求71的方法，其中所述流体样品包含受自然过程污染的空气。
80.权利要求71的方法，其中所述流体样品包含作为人为过程的副产物的CO2。
81.权利要求80的方法，其中所述人为过程包括废物、塑料、聚合物、碳氢化合物、含碳材料、木材化石燃料、煤、褐煤、石脑油、油、汽油、柴油燃料、煤油、石油、液化石油气(LPG)、天然气、罐装液化气、甲烷、丁烷、丙烷、汽油添加剂、乙醇、甲醇、生物柴油、单烷基酯或它们的组合的燃烧。
82.权利要求71的方法，其中所述盐包含钙离子、钠离子、钾离子、镁离子、钡离子、锰离子、铁离子、锶离子、锌离子、铝离子、或它们的任意组合。
83.权利要求82的方法，其中所述盐包含钙离子。
84.权利要求83的方法，其中所述钙离子是CaCl2、Ca(OH)2、或CaSO4的离子。
85.权利要求71的方法，其中所述盐是矿物。
86.权利要求85的方法，其中所述矿物是方解石、霰石、球霰石、石膏、菱镁矿、橄榄石、蛇纹石或它们的任意组合。
87.权利要求71的方法，其中所述碳酸溶液是所述CO2的过饱和水溶液。
88.权利要求71的方法，其中所述CO2流处于环境压力下。
89.权利要求71的方法，其中所述碱包含NH3、NH4OH、NaOH或石灰水或它们的任意组合。
90.权利要求89的方法，其中所述NH3或NH4OH来自于人工合成的氨气源、家养或野外的鸟粪源、家禽农场、矿床、牛、猪、羊、马尿或粪便、养鱼场、海洋哺乳动物、动物尿或动物粪肥或它们的任意组合。
91.权利要求71的方法，其中在步骤(ii)中向所述混合物中加入另外的盐。
92.权利要求91的方法，其中所述盐包含钙离子、钠离子、钾离子、镁离子、钡离子、锰离子、铁离子、锶离子、锌离子、铝离子、或它们的任意组合。
93.权利要求92的方法，其中所述盐包含钙离子。
94.权利要求71的方法，其中所述方法在环境温度条件下进行。
95.用于降低流体样品中的CO2浓度的设备，所述设备包括：
-用于引入碱的第一传送器；
-用于引入包含CO2的流体样品的第二传送器；
-反应室；并
在向所述反应室加入含有盐的溶液时，通过所述第一传送器将所述碱引入所述反应室，并通过所述第二传送器将所述流体样品引入所述反应室，使得在所述反应室中形成固体碳酸盐并放出未反应的气体。
96.权利要求95的设备，其还包括含有盐的水源。
97.权利要求96的设备，其还包括由所述水源到所述反应室的传送器。
98.权利要求96的设备，其还包括使所述水源在所述设备中循环的泵。
99.权利要求98的设备，其还包括使所述包含盐的溶液在所述反应室中循环的泵。
100.权利要求95的设备，其还包括用于从所述反应室释放未反应的气体的传送器。
101.权利要求96的设备，其还包括盐源。
102.权利要求101的设备，其还包括由所述盐源到所述水源的传送器。
103.权利要求101的设备，其还包括由所述盐源到所述反应室的传送器。
104.权利要求95的设备，其中所述第二传送器传送大气。
105.权利要求95的设备，其中所述第二传送器还包含位于所述第二气体的气源和所述反应室之间的过滤器。
106.权利要求95的设备，其还包括至少一个环境控制器。
107.权利要求106的设备，其中所述环境控制器控制温度、压力、pH或它们的组合。
108.权利要求107的设备，其中所述环境控制器控制所述反应室中的所述流体样品的pH。
109.权利要求95的设备，其还包括在所述反应室中的搅拌器。
110.权利要求95的设备，其还包括用于在受控压力下将所述碱、流体样品或它们的组合引入所述反应室的泵。
111.权利要求95的设备，其中所述包含盐的溶液是水溶液。
112.权利要求95的设备，其中所述第一传送器、第二传送器或它们的组合传送所述碱或流体样品或它们的组合至地下水源。
113.权利要求95的设备，其中所述包含盐的溶液在天然水体的一部分中形成。
114.权利要求113的设备，其中所述天然水体是海水、微咸水或海洋。
115.降低流体样品的CO2浓度的方法，其中所述方法包括将所述流体样品施加至权利要求95的设备。
116.权利要求115的方法，其中所述固体碳酸盐是可分离的沉淀物。
117.权利要求115的方法，其中过滤所述固体碳酸盐，并将滤液回收至所述设备。
CNA2007800397512A 2006-08-29 2007-08-21 用于降低流体的co2浓度的方法和设备 Pending CN101553430A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US84070806P 2006-08-29 2006-08-29
US60/840,708 2006-08-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100286546A Division CN102718246A (zh) 2006-08-29 2007-08-21 用于降低流体的co2浓度的方法和设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101553430A true CN101553430A (zh) 2009-10-07

Family

ID=39136362

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100286546A Pending CN102718246A (zh) 2006-08-29 2007-08-21 用于降低流体的co2浓度的方法和设备
CNA2007800397512A Pending CN101553430A (zh) 2006-08-29 2007-08-21 用于降低流体的co2浓度的方法和设备

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100286546A Pending CN102718246A (zh) 2006-08-29 2007-08-21 用于降低流体的co2浓度的方法和设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9346684B2 (zh)
EP (2) EP2074063A4 (zh)
JP (1) JP2010502420A (zh)
CN (2) CN102718246A (zh)
BR (1) BRPI0714903A2 (zh)
RU (1) RU2449828C2 (zh)
WO (1) WO2008026201A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102701822A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 葛文宇 以海水为原料生产植物氮肥营养液的方法及设备
CN111214938A (zh) * 2018-11-27 2020-06-02 韩国能源技术研究院 二氧化碳的矿化反应装置及二氧化碳的固定化方法

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7735274B2 (en) 2007-05-24 2010-06-15 Calera Corporation Hydraulic cements comprising carbonate compound compositions
CN101743046A (zh) 2007-06-28 2010-06-16 卡勒拉公司 包括碳酸盐化合物沉淀的脱盐方法和系统
US7753618B2 (en) 2007-06-28 2010-07-13 Calera Corporation Rocks and aggregate, and methods of making and using the same
US7887694B2 (en) 2007-12-28 2011-02-15 Calera Corporation Methods of sequestering CO2
US7754169B2 (en) 2007-12-28 2010-07-13 Calera Corporation Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
US7749476B2 (en) 2007-12-28 2010-07-06 Calera Corporation Production of carbonate-containing compositions from material comprising metal silicates
US20100239467A1 (en) 2008-06-17 2010-09-23 Brent Constantz Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
JP5194944B2 (ja) * 2008-03-28 2013-05-08 東京電力株式会社 二酸化炭素の鉱物固定システム
CN101984749B (zh) 2008-07-16 2015-02-18 卡勒拉公司 使用二氧化碳气体的低能量4-电池电化学系统
JP5373079B2 (ja) 2008-07-16 2013-12-18 カレラ コーポレイション 電気化学システム中でのｃｏ２の利用
US7993500B2 (en) 2008-07-16 2011-08-09 Calera Corporation Gas diffusion anode and CO2 cathode electrolyte system
US7966250B2 (en) 2008-09-11 2011-06-21 Calera Corporation CO2 commodity trading system and method
US7815880B2 (en) 2008-09-30 2010-10-19 Calera Corporation Reduced-carbon footprint concrete compositions
TW201026597A (en) 2008-09-30 2010-07-16 Calera Corp CO2-sequestering formed building materials
US8869477B2 (en) 2008-09-30 2014-10-28 Calera Corporation Formed building materials
US7939336B2 (en) 2008-09-30 2011-05-10 Calera Corporation Compositions and methods using substances containing carbon
CA2694980C (en) 2008-10-31 2011-09-20 Calera Corporation Non-cementitious compositions comprising co2 sequestering additives
US9133581B2 (en) 2008-10-31 2015-09-15 Calera Corporation Non-cementitious compositions comprising vaterite and methods thereof
US7790012B2 (en) 2008-12-23 2010-09-07 Calera Corporation Low energy electrochemical hydroxide system and method
EP2245215A4 (en) 2009-02-10 2011-04-27 Calera Corp LOW VOLTAGE ALKALINE PRODUCTION USED BY HYDROGEN AND ELECTROCATALYTIC ELECTRODES
US8883104B2 (en) 2009-03-02 2014-11-11 Calera Corporation Gas stream multi-pollutants control systems and methods
US8137444B2 (en) 2009-03-10 2012-03-20 Calera Corporation Systems and methods for processing CO2
US7993511B2 (en) 2009-07-15 2011-08-09 Calera Corporation Electrochemical production of an alkaline solution using CO2
US20110030957A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Brent Constantz Carbon capture and storage
WO2011038076A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 Calera Corporation METHODS AND SYSTEMS FOR UTILIZATION OF HCl
US8114214B2 (en) 2009-12-31 2012-02-14 Calera Corporation Methods and compositions using calcium carbonate
US8906156B2 (en) 2009-12-31 2014-12-09 Calera Corporation Cement and concrete with reinforced material
US8951419B2 (en) 2010-12-17 2015-02-10 Burnett Lime Company, Inc. Method and apparatus for water treatment
WO2012082139A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Burnett Lime Company, Inc. Method and apparatus for water treatment
KR101078602B1 (ko) * 2011-04-20 2011-11-01 한국지질자원연구원 입도조절이 가능한 방해석의 제조방법
US8691175B2 (en) 2011-04-28 2014-04-08 Calera Corporation Calcium sulfate and CO2 sequestration
US8936773B2 (en) 2011-04-28 2015-01-20 Calera Corporation Methods and compositions using calcium carbonate and stabilizer
US9200375B2 (en) 2011-05-19 2015-12-01 Calera Corporation Systems and methods for preparation and separation of products
SA112330516B1 (ar) 2011-05-19 2016-02-22 كاليرا كوربوريشن انظمة وطرق هيدروكسيد كهروكيميائية مستخدمة لأكسدة المعدن
US20130089482A1 (en) * 2011-10-11 2013-04-11 Phillips 66 Company Water recovery and acid gas capture from flue gas
PT2695661T (pt) 2012-08-08 2018-01-10 Omya Int Ag Método de redução da quantidade de co2 utilizando um material de troca de iões regenerável
TWI633206B (zh) 2013-07-31 2018-08-21 卡利拉股份有限公司 使用金屬氧化物之電化學氫氧化物系統及方法
CN107109672B (zh) 2014-09-15 2019-09-27 卡勒拉公司 使用金属卤化物形成产物的电化学系统和方法
CN105712452B (zh) * 2014-12-05 2019-03-19 中国石油化工股份有限公司 一种去除环氧氯丙烷废水中钙离子的方法
KR101761133B1 (ko) * 2015-03-25 2017-07-26 한국지질자원연구원 탄산칼슘 막 코팅방법
EP3767011A1 (en) 2015-10-28 2021-01-20 Calera Corporation Electrochemical, halogenation, and oxyhalogenation systems and methods
CA3011636C (en) * 2016-01-21 2023-10-31 Squaretail Pty Ltd Method and apparatus for removing carbon dioxide from flue gas
US10619254B2 (en) 2016-10-28 2020-04-14 Calera Corporation Electrochemical, chlorination, and oxychlorination systems and methods to form propylene oxide or ethylene oxide
US10556848B2 (en) 2017-09-19 2020-02-11 Calera Corporation Systems and methods using lanthanide halide
KR101860331B1 (ko) 2017-09-29 2018-05-24 한국지질자원연구원 해수 담수화 농축수 처리방법
US10590054B2 (en) 2018-05-30 2020-03-17 Calera Corporation Methods and systems to form propylene chlorohydrin from dichloropropane using Lewis acid
EP3883904A1 (en) * 2018-11-21 2021-09-29 Knauf Gips KG Use of co2 as water demand reducer in gypsum stucco rehydration mortars
CN112752730A (zh) * 2019-08-29 2021-05-04 反町健司 二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法以及固定化二氧化碳的制造装置
CN113141772A (zh) * 2019-11-20 2021-07-20 反町健司 二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法以及固定化二氧化碳的制造装置
US20220008865A1 (en) * 2019-11-20 2022-01-13 Kenji SORIMACHI Method for fixing carbon dioxide, method for producing fixed carbon dioxide, and fixed carbon dioxide production apparatus
JP6878666B2 (ja) * 2020-09-30 2021-06-02 健司 反町 二酸化炭素の固定方法、固定化二酸化炭素の製造方法、および固定化二酸化炭素の製造装置

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1545789A (en) * 1975-06-04 1979-05-16 Ici Ltd Manufacture of calcium carbonate magnesium bicarbonate magnesium carbonate and calcium sulphate
SU704900A1 (ru) * 1977-10-03 1979-12-25 Предприятие П/Я А-7815 Способ получени нерастворимой углекислой соли щелочно-земельного или т желого металла
SU1361107A1 (ru) 1986-07-11 1987-12-23 Украинский заочный политехнический институт им.И.З.Соколова Способ получени карбоната кальци
NZ225964A (en) * 1987-09-16 1991-11-26 Passamaquoddy Tribe Scrubbing acid gases from exhaust stream using slurry of ash
SU1717541A1 (ru) 1989-12-05 1992-03-07 С.Г.Фрейдзон и А.И.Ва сильченко Способ получени химически осажденного мела
JPH04190831A (ja) * 1990-11-22 1992-07-09 Hitachi Ltd 炭酸ガス再資源化リサイクルシステム
CN1085188A (zh) 1992-09-29 1994-04-13 李维家 工业烟气用于生产轻质碳酸钙及氯化钙工艺
JP2744580B2 (ja) * 1993-08-17 1998-04-28 日本ジェット株式会社 湿式洗浄ろ過逆洗連続スクラバー
US5705140A (en) * 1995-07-18 1998-01-06 Transformation Technologies, Ltd. Process for the transformation of halogenated refrigerant gases
US6180012B1 (en) * 1997-03-19 2001-01-30 Paul I. Rongved Sea water desalination using CO2 gas from combustion exhaust
CA2237960A1 (en) * 1997-06-18 1998-12-18 Goldcorp Inc. Manufacture of precipitated calcium carbonate of improved colour with stable crystalline form
AU5568099A (en) * 1998-08-18 2000-03-14 United States Department Of Energy Method and apparatus for extracting and sequestering carbon dioxide
US6451268B1 (en) * 1999-04-16 2002-09-17 Minerals Technologies Inc. Method and apparatus for continuous gas liquid reactions
CN1276787C (zh) * 1999-07-19 2006-09-27 株式会社荏原制作所 酸性气体洗涤装置及其方法
AU2002247049A1 (en) * 2001-02-01 2002-08-12 Yale University Osmotic desalination process
NO317918B1 (no) * 2002-02-15 2005-01-03 Sargas As Fremgangsmate for fremstilling av ferskvann og rensing av karbondioksyd
US6749825B2 (en) * 2002-05-02 2004-06-15 Battelle Memorial Institute Mesoporous carbonates and method of making
US7132090B2 (en) * 2003-05-02 2006-11-07 General Motors Corporation Sequestration of carbon dioxide
US7604787B2 (en) * 2003-05-02 2009-10-20 The Penn State Research Foundation Process for sequestering carbon dioxide and sulfur dioxide
US7252703B2 (en) * 2003-06-30 2007-08-07 Honeywell International, Inc. Direct contact liquid air contaminant control system
US20050215150A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Elkcorp Fire resistant composite material and fabrics therefrom
US7947239B2 (en) 2004-05-04 2011-05-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Carbon dioxide capture and mitigation of carbon dioxide emissions
FI118629B (fi) * 2005-06-15 2008-01-31 Metso Power Oy Menetelmä ja laitteisto hiilidioksidin poistamiseksi rikkidioksidipitoisista savukaasuista
CA2732002A1 (en) * 2006-04-27 2008-02-14 President And Fellows Of Harvard College Carbon dioxide capture and related processes
US7735274B2 (en) * 2007-05-24 2010-06-15 Calera Corporation Hydraulic cements comprising carbonate compound compositions
US7887694B2 (en) * 2007-12-28 2011-02-15 Calera Corporation Methods of sequestering CO2
US7753618B2 (en) * 2007-06-28 2010-07-13 Calera Corporation Rocks and aggregate, and methods of making and using the same
CN101743046A (zh) * 2007-06-28 2010-06-16 卡勒拉公司 包括碳酸盐化合物沉淀的脱盐方法和系统
US7749476B2 (en) * 2007-12-28 2010-07-06 Calera Corporation Production of carbonate-containing compositions from material comprising metal silicates
US7754169B2 (en) * 2007-12-28 2010-07-13 Calera Corporation Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
US20100239467A1 (en) * 2008-06-17 2010-09-23 Brent Constantz Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
US20100144521A1 (en) * 2008-05-29 2010-06-10 Brent Constantz Rocks and Aggregate, and Methods of Making and Using the Same
JP5373079B2 (ja) * 2008-07-16 2013-12-18 カレラ コーポレイション 電気化学システム中でのｃｏ２の利用
CN101984749B (zh) * 2008-07-16 2015-02-18 卡勒拉公司 使用二氧化碳气体的低能量4-电池电化学系统
US7993500B2 (en) * 2008-07-16 2011-08-09 Calera Corporation Gas diffusion anode and CO2 cathode electrolyte system
US7966250B2 (en) * 2008-09-11 2011-06-21 Calera Corporation CO2 commodity trading system and method
US7815880B2 (en) * 2008-09-30 2010-10-19 Calera Corporation Reduced-carbon footprint concrete compositions
US7939336B2 (en) * 2008-09-30 2011-05-10 Calera Corporation Compositions and methods using substances containing carbon
TW201026597A (en) * 2008-09-30 2010-07-16 Calera Corp CO2-sequestering formed building materials
CA2694980C (en) * 2008-10-31 2011-09-20 Calera Corporation Non-cementitious compositions comprising co2 sequestering additives
CN101896425A (zh) * 2008-12-11 2010-11-24 卡勒拉公司 利用再循环溶液处理co2
US7790012B2 (en) * 2008-12-23 2010-09-07 Calera Corporation Low energy electrochemical hydroxide system and method
US20100258035A1 (en) * 2008-12-24 2010-10-14 Brent Constantz Compositions and methods using substances containing carbon
AU2010200978A1 (en) * 2009-02-03 2010-08-19 Calera Corporation CO2 sequestering soil stabilization composition
US7993511B2 (en) * 2009-07-15 2011-08-09 Calera Corporation Electrochemical production of an alkaline solution using CO2

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102701822A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 葛文宇 以海水为原料生产植物氮肥营养液的方法及设备
CN102701822B (zh) * 2012-06-07 2014-12-10 葛文宇 以海水为原料生产植物氮肥营养液的方法及设备
CN111214938A (zh) * 2018-11-27 2020-06-02 韩国能源技术研究院 二氧化碳的矿化反应装置及二氧化碳的固定化方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008026201A3 (en) 2009-05-07
BRPI0714903A2 (pt) 2013-05-28
WO2008026201A2 (en) 2008-03-06
EP2535314A1 (en) 2012-12-19
US20100258506A1 (en) 2010-10-14
RU2009111244A (ru) 2010-10-10
JP2010502420A (ja) 2010-01-28
EP2074063A2 (en) 2009-07-01
EP2074063A4 (en) 2012-03-28
US9346684B2 (en) 2016-05-24
CN102718246A (zh) 2012-10-10
RU2449828C2 (ru) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101553430A (zh) 用于降低流体的co2浓度的方法和设备
CN101687648B (zh) 封存co2的方法
US20110091955A1 (en) Methods and systems for treating industrial waste gases
US20120291675A1 (en) Methods and products utilizing magnesium oxide for carbon dioxide sequestration
US20120211421A1 (en) Systems and methods for processing co2
US20100230830A1 (en) Systems and Methods for Processing CO2
EP1899043A1 (en) Preparation and use of cationic halides, sequestration of carbon dioxide
de Luna et al. Operating pH influences homogeneous calcium carbonate granulation in the frame of CO2 capture
US20120111189A1 (en) Method and system for gas capture
Liu et al. CO2 capture and mineral storage: State of the art and future challenges
CN116328510A (zh) 自给自足的二氧化碳捕捉和封存系统
WO2012005867A1 (en) Methods and systems using natural gas power plant
CN112912163A (zh) 二氧化碳的永久储存
Al-Harahsheh et al. Carbon dioxide storage in Dead Sea water
JP2010082526A (ja) 炭酸ガスの処理方法
TWI842483B (zh) 自給自足的二氧化碳捕捉和封存系統及其方法
Antia Carbon capture using NaCl (halite)
KR20130037803A (ko) 이산화탄소 해양저장을 위한 관형 흐름 변환 농축 반응기
Hamzah Effect of Different CO2Flow Rate and Calcium Chloride Concentration on CO2Sequestration using Immobilized Carbonic Anhydrase
Constanz et al. Methods of sequestering CO2
AU2022356281A1 (en) Gaseous co2 capture systems for improving capture performace, and methods of use thereof
AU2006265694B2 (en) Preparation and use of cationic halides, sequestration of carbon dioxide
WO2022175885A1 (en) Apparatus and method for accelerated dissolution of carbonates with buffered ph
Farsad et al. Systems and methods for processing CO 2

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20091007