CN102847426B

CN102847426B - 一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法

Info

Publication number: CN102847426B
Application number: CN201210365138.2A
Authority: CN
Inventors: 孙志国; 谢洪勇; 杨雷; 朱有天
Original assignee: Shanghai Polytechnic University
Current assignee: Shanghai Polytechnic University
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: CN102847426A

Abstract

本发明涉及一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：1）将腐植酸盐和氨水溶解于水中，充分搅拌后，获得混合液；2）将步骤1）所得的混合物加入到吸收塔中，向其中通入含有二氧化碳的气体，生成含有碳酸氢铵和腐植酸铵的吸收液；3）步骤2）所得的吸收液流入机械脱水装置中，脱水后获得含有碳酸氢铵和腐植酸铵的混合物。本发明的方法对二氧化碳的吸收和固定效率高，能耗低，生产的副产物碳酸氢铵和腐植酸铵的混合物可作为复合肥的原料，同时实现了环境保护和资源化利用。

Description

一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法

技术领域

本发明涉及一种温室气体二氧化碳的固定技术，更具体的说，涉及一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法。

背景技术

由温室气体二氧化碳导致的温室效应已引起了国际社会的广泛关注，其中大量石化能源的使用是引起大气中二氧化碳浓度增加的主要原因。为了尽快能减少二氧化碳等温室气体的排放，缓解全球变化趋势，近年来，二氧化碳固定技术成为各国竞相研究的热点。

目前的二氧化碳的固定技术主要有地质固定、海洋封存、生物固定、碳酸化固定等。与其它固定技术相比，二氧化碳碳酸化技术因其环境风险小、可实现永久固定二氧化碳等优势而备受青睐。其中用氨水实现对二氧化碳的吸收和固定方法具有成本低，吸收效率高，吸收能力强，对吸收塔的腐蚀小以及再生能耗低等优点。现有关氨水吸收二氧化碳的脱除率的研究表明，在适当条件下，烟气中二氧化碳的脱除率可保持在95%至99%之间。如在中国专利文献CN101423214A和CN201333374Y中有使用氨水吸收烟气中二氧化碳的报道，另外，中国专利申请，其申请号为：201110093838.6，发明名称为：“氨水细喷雾捕集烟气中二氧化碳的方法及其设备”，公开了一种用氨水吸收二氧化碳的方法，该方法氨水细雾在吸收塔中吸收二氧化碳，然后含碳富液在解吸塔中解析，解析后的混合气在水洗塔中水洗除掉NH₃，再经冷凝器除水后得到高浓度的二氧化碳气体，得到的氨水溶液被浓缩后、再调配浓度后循环吸收二氧化碳。该方法氨和水循环利用，可节约原料成分，但是该工艺过程复杂，解析、浓缩过程都需要耗费能量，限制了该工艺的推广应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定温室气体二氧化碳的方法，本发明的方法工艺简单，能耗低，且对二氧化碳的吸收效率高。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：

1）将腐植酸盐和氨水溶解于水中，充分搅拌后，获得腐植酸盐和氨的混合水溶液；

2）将步骤1）所得的混合水溶液加入到吸收塔中，向其中通入含有二氧化碳的气体，生成含有碳酸氢铵和腐植酸铵的吸收液；

3）步骤2）所得的吸收液流入机械脱水装置中，脱去大部分的水，获得含有碳酸氢铵和腐植酸铵的混合物；

其中步骤2）的化学反应方程式为：

其中HA-Na、HA-NH4分别代表腐植酸钠和腐植酸铵。

在本发明的一优选实施例中，所述腐植酸盐是腐植酸钠，腐植酸钾或腐植酸钙中的一种或一种以上的混合物。

在本发明的一优选实施例中，步骤1）中，所述混合液中氨的质量百分含量为5％～20％，腐植酸盐的质量百分含量为0.5％～8％,其余为水。

在本发明的一优选实施例中，步骤2）中，所述含有二氧化碳的气体中二氧化碳的体积百分含量为5%～100%。

在本发明的一优选实施例中，步骤2）中，所述反应温度是20-40℃。

本发明的方法是利用腐植酸盐的强吸附性能，提高了氨水对温室气体二氧化碳的吸收和固定效率，同时，生成的产物中主要是含有碳酸氢铵和腐植酸铵的混合物，可作为无机-有机混合复合肥的原料，从而实现了废气的资源化利用，并且本发明的方法所使用的设备简单、因而其成本也较低。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明,本发明的实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，首先，配制腐植酸钠和氨的混合水溶液，其中氨的质量百分含量为5%，腐植酸钠的质量百分含量为0.5%；然后，将该混合水溶液加入到吸收塔中，在40℃下，向其中通入含有二氧化碳的气体，其中二氧化碳的体积百分含量为99.99%，生成含有碳酸氢铵和腐植酸铵的吸收液；最后，吸收液机械脱水后得到以碳酸氢铵和腐植酸铵为主要成分的混合物，该混合物可作为复合肥的原料。本实施例中，对二氧化碳的吸收率可达30%。

实施例2

如图1所示，首先，配制腐植酸钾和氨的混合水溶液，其中氨的质量百分含量为12%，腐植酸钾的质量百分含量为4%；然后，将该混合水溶液加入到吸收塔中，在30℃下，向其中通入含有二氧化碳的气体，其中二氧化碳的体积百分含量为50%，生成含有碳酸氢铵和腐植酸铵的吸收液，最后，吸收液机械脱水后得到以碳酸氢铵和腐植酸铵为主要成分的混合物，该混合物可作为复合肥的原料。本实施例中，对二氧化碳的吸收率可达38%。

实施例3

如图1所示，首先，配制腐植酸钾和氨的混合水溶液，其中氨的质量百分含量为20%，腐植酸钠的质量百分含量为8%；然后，将该混合水溶液加入吸收塔内，在20℃下，向其中通入含有二氧化碳的气体，其中二氧化碳的体积百分含量为5%，生成含碳酸氢铵和腐植酸铵的吸收液，最后，吸收液机械脱水后得到以碳酸氢铵和腐植酸铵为主要成分的混合物，得到以碳酸氢铵和腐植酸铵为主要成分的混合物，该混合物可作为复合肥的原料。本实施例中，对二氧化碳的吸收率可达45%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将腐植酸盐和氨水溶解于水中，充分搅拌后，获得腐植酸盐和氨的混合水溶液；

2)将步骤1)所得的混合水溶液加入到吸收塔中，向其中通入含有二氧化碳的气体，生成含有碳酸氢铵和腐植酸铵的吸收液；

3)步骤2)所得的吸收液流入机械脱水装置中，脱水后获得含有碳酸氢铵和腐植酸铵的混合物。

2.根据权利要求1所述的利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，其特征在于，所述腐植酸盐是腐植酸钠，腐植酸钾或腐植酸钙中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，其特征在于，步骤1)中，所述混合水溶液中氨的质量百分含量为5％～20％，腐植酸盐的质量百分含量为0.5％～8％,其余为水。

4.根据权利要求1所述的利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，其特征在于，步骤2)中，所述含有二氧化碳的气体中二氧化碳的体积百分含量为5％～100％。

5.根据权利要求1所述的利用腐植酸盐和氨水吸收和固定二氧化碳的方法，其特征在于，步骤2)中，反应温度是20-40℃。