CN103347815A

CN103347815A - 涉及基于两种盐的散热方法的二氧化碳封存

Info

Publication number: CN103347815A
Application number: CN2011800427730A
Authority: CN
Inventors: 乔·大卫·琼斯; 艾·亚布隆斯基
Original assignee: Skyonic Corp
Current assignee: Skyonic Corp
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-10-09
Also published as: EP2590729A2; SG186956A1; AR084119A1; ES2865074T3; CN107673352A; TWI522163B; GEP201706661B; EP2590729B1; CL2013000047A1; MX2013000265A; CO6670560A2; AU2011274391B9; KR20130041180A; NZ606203A; AU2011274391B2; EA023492B1; EA201390076A1; WO2012006601A3; HUE054293T2; TW201213002A

Abstract

本发明涉及节能二氧化碳封存方法，采用允许从一个步骤到另一个步骤的热量和化学品循环的两种盐散热方法，由此2族硅酸盐矿物和CO₂转化成石灰岩和沙子。

Description

涉及基于两种盐的散热方法的二氧化碳封存

发明背景

本申请要求2010年7月8日提交的第61/362,607号、2010年8月2日提交的第61/370,030号、2010年10月25日提交的第61/406,536号、2011年3月9日提交的第61/451,078号的美国临时专利申请的优先权,每个美国临时专利申请通过引用整体并入本文。

I.发明领域

本发明一般地涉及从诸如发电厂的废物流(例如，废气)的来源中除去二氧化碳的领域，由此2族硅酸盐矿物转化成2族氯化盐和SiO₂，2族氯化盐转化成2族氢氧化物和/或2族羟基氯化物盐。任选地在催化剂存在下，这些转而可能与二氧化碳反应以形成2族碳酸盐。可以组合这些步骤以形成循环，其中二氧化碳以碳酸盐的形式被封存，而且来自一个或多个步骤的诸如热量和化学物质的副产物，在一个或多个其他步骤中被重新使用或回收。

II.相关领域描述

相当多的国内和国际已经越来越关注空气中的CO₂排放。特别地，关注已经集中在该气体对大气中的太阳热量的保留效果上，产生“温室效应”。尽管对于效果的大小有一些争议，所有人肯定从点排放源去除CO₂(和其他化学品)将是有益的，尤其是这样做的成本足够小。

温室效应气体主要由二氧化碳组成并且通过市政发电厂和位于发电厂的大规模的工业而产生，尽管它们也通过任何正常的碳燃烧而产生(如汽车、雨林清除、简单燃烧等)。不过它们大部分集中的点排放在整个地球的发电厂发生，从那些固定位置吸引点使其减少或者去除以产生去除技术。由于发电是温室气体排放的主要原因，通过各种手段诸如减少碳浓度(carbon intensity)、提高效率和从发电厂的废气中封存碳的方法已经在研究而且比过去30年研究力度更大。

封存碳的尝试(以原始形式气态CO₂)已经产生许多不同的技术，其通常可分类为地质学系统、地球学系统或海洋系统。这类技术的综述在“碳封存第一次全国会议记录(2001)”提供。到目前为止，许多，如果不是全部的话，这些技术能量消耗太大因此经济上不划算，在很多实例中消耗二氧化碳比产生二氧化碳所获得的能量的能量更多。克服一个或多个这种缺点的替代方法将是有利的。

所指出的缺点并非意图穷举，而仅是可能损害用于从废物流中去除二氧化碳的先前已知技术的效益中的许多；但是，这里提到的那些缺点足以证明现有技术中的方法还不是完全令人满意而且目前存在对本公开中描述和要求保护的技术的巨大需求。

发明概述

本文公开的是用于二氧化碳封存的方法和设备，包括从废物流中去除二氧化碳。一方面提供了封存通过由源产生的二氧化碳的方法，包括：

(a)在适合的条件下，将第一混合物中的基于第一阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或者其水合物与水反应以形成第一产物混合物，所述第一产物混合物包括包含基于第一阳离子的氢氧化物盐、基于第一阳离子的氧化物盐和/或基于第一阳离子的羟基氯化物盐的第一步骤(a)产物以及包含HCl、H₂SO₄或HNO₃的第二步骤(a)产物；

(b)在适合的条件下，将第二混合物中的一些或全部的所述第一步骤(a)产物与基于第二阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或者其水合物和由所述源产生的二氧化碳混合以形成第二产物混合物，所述第二产物混合物包括包含基于第一阳离子的卤化物、硫酸盐和/或硝酸盐或者其水合物的第一步骤(b)产物，包含基于第二阳离子的碳酸盐的第二步骤(b)产物以及包含水的第三步骤(b)产物；以及

(c)从所述第二产物混合物中分离一些或全部的基于第二阳离子的碳酸盐，

由此，将所述二氧化碳封存为矿物产物形式。

在一些实施方案中，步骤(a)中的基于第一阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或其水合物是基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物，而且第二步骤的(a)产物是HCl。在一些实施方案中，步骤(b)中的基于第一阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或其水合物是基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物。

在一些实施方案中，步骤(a)中的基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物是MgCl₂。在一些实施方案中，步骤(a)中的基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物是水合物形式的MgCl₂。在一些实施方案中,步骤(a)中的基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物是MgCl₂·6H₂O。在一些实施方案中，步骤(a)中的基于第一阳离子的氢氧化物盐是Mg(OH)₂。在一些实施方案中，步骤(a)中的基于第一阳离子的羟基氯化物盐是Mg(OH)Cl。在一些实施方案中，第一步骤的(a)产物主要包括Mg(OH)Cl。在一些实施方案中，第一步骤的(a)产物包括大于90%重量比的Mg(OH)Cl。在一些实施方案中，第一步骤的(a)产物是Mg(OH)Cl。在一些实施方案中，步骤(a)中的基于第一阳离子的氧化物盐是MgO。

在一些实施方案中，步骤(b)中的基于第二阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或其水合物是基于第二阳离子的氯化物盐或其水合物，例如CaCl₂。在一些实施方案中,步骤(b)中的基于第一阳离子的氯化物盐是MgCl₂。在一些实施方案中，步骤(b)中的基于第一阳离子的氯化物盐是水合物形式的MgCl₂。在一些实施方案中，步骤(b)中的基于第一阳离子的氯化物盐是MgCl₂·6H₂O。

在一些实施方案中，在步骤(a)中的一些或全部的水以蒸汽或超临界水的形式存在。在一些实施方案中，步骤(a)中的一些或全部的水从步骤(b)中的水来获得。在一些实施方案中，步骤(b)还包括在第二混合物中混合氢氧化钠盐。

在一些实施方案中，方法还包括：

(d)在适合的条件下，将2族硅酸盐矿物与HCl混合以形成包含2族氯化物盐、水和二氧化硅的第三产物混合物。

在一些实施方案中，步骤(d)中的一些或全部的HCl从步骤(a)中获得。在一些实施方案中，步骤(d)的方法还包括将2族硅酸盐矿物与HCl搅拌。在一些实施方案中，将在步骤(d)中产生的一些或全部的热量回收。在一些实施方案中,步骤(b)中的一些或全部的基于第二阳离子的氯化物盐是步骤(d)中的2族氯化物盐。在一些实施方案中，方法还包括分离步骤，其中将二氧化硅从步骤(d)中形成的2族氯化物盐中去除。在一些实施方案中,步骤(a)中的一些或全部的水从步骤(d)中的水中获得。

在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括2族链硅酸盐。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括CaSiO₃。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括MgSiO₃。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括橄榄石(Mg₂[SiO₄])。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括蛇纹石(Mg₆[OH]₈[Si₄O₁₀])。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括海泡石(Mg₄[(OH)₂Si₆O₁₅]·6H₂O)、顽辉石(Mg₂[Si₂O₆])、透辉石(CaMg[Si₂O₆])和/或透闪石Ca₂Mg₅{[OH]Si₄O₁₁}₂。在一些实施方案中，2族硅酸盐还包括铁和/或硅酸锰。在一些实施方案中，硅酸铁是铁橄榄石(Fe₂[SiO₄])。

在一些实施方案中，步骤(b)中形成的一些或全部的基于第一阳离子的氯化物盐是在步骤(a)中使用的基于第一阳离子的氯化物盐。

在一些实施方案中，二氧化碳是以废气的形式，其中废气还包括N₂和H₂O。

在一些实施方案中，步骤(a)的适合的反应条件包括温度约200°C-约500°C。在一些实施方案中，温度是约230°C至约260°C。在一些实施方案中，温度是约250°C。在一些实施方案中，温度是约200°C至约250°C。在一些实施方案中，温度是约240°C。

在一些实施方案中，步骤(a)的适合的反应条件包括温度约50°C至约200°C。在一些实施方案中，温度是约90°C至约260°C。在一些实施方案中，温度是约90°C至约230°C。在一些实施方案中，温度是约130°C。

在一些实施方案中，步骤(a)的适合的反应条件包括温度约400°C-约550°C。在一些实施方案中，温度是约450°C至约500°C。

在一些实施方案中，步骤(a)的适合的反应条件包括温度约20°C至约100°C。在一些实施方案中，温度是约25°C至约95°C。

在一些实施方案中，步骤(a)的适合的反应条件包括温度约50°C-约200°C。在一些实施方案中，温度是约90°C至约150°C。

另一方面，本发明提供封存通过由源产生的二氧化碳的方法，包括：

(a)在适合的条件下，将在第一混合物中的氯化镁盐和水混合以形成(i)氢氧化镁、氧化镁和/或Mg(OH)Cl以及(ii)盐酸；

(b)在适合的条件下，将在第二混合物中的(i)氢氧化镁、氧化镁和/或Mg(OH)Cl，(ii)CaCl₂和(iii)由源产生的二氧化碳混合以形成(iv)碳酸钙、(v)氯化镁盐和(vi)水；以及

(c)从第二混合物中分离碳酸钙，由此，将二氧化碳被封存为矿物质产物形式。

在一些实施方案中，步骤(a)中的一些或全部的盐酸与水混合以形成盐酸。在一些实施方案中，一些或全部的氢氧化镁、氧化镁和/或步骤(b)(i)中的Mg(OH)Cl从步骤(a)(i)中获得。在一些实施方案中，步骤(a)中的一些或全部的水以氯化镁盐水合物的形式存在。在一些实施方案中，步骤(a)在一个、两个或三个反应器发生中。在一些实施方案中，步骤(a)在一个反应器中发生。在一些实施方案中，氢氧化镁、氧化镁和/或步骤(a)(i)中的Mg(OH)Cl大于Mg(OH)Cl的90重量%。在一些实施方案中，氯化镁盐大于MgCl₂·6(H₂O)重量的90%。

在一些实施方案中，方法还包括：

(d)在适合的条件下，将2族硅酸盐矿物与盐酸混合以形成2族氯化物盐、水和二氧化硅。

在一些实施方案中，一些或全部的步骤(d)中的盐酸从步骤(a)中获得。在一些实施方案中，步骤(d)还包括搅拌2族硅酸盐矿物与盐酸。在一些实施方案中，一些或全部的步骤(a)中的氯化镁盐从步骤(d)中获得。在一些实施方案中，方法还包括分离步骤，其中二氧化硅从步骤(d)中形成的2族氯化物盐中去除。在一些实施方案中，一些或全部的步骤(a)中的水从步骤(d)中的水中获得。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括2族链硅酸盐。

在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括CaSiO₃。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括MgSiO₃。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括橄榄石。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括蛇纹石。在一些实施方案中，步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括海泡石、顽辉石、透辉石和/或透闪石。在一些实施方案中，2族硅酸盐还包括矿化的铁和/或锰。

在一些实施方案中，步骤(b)还包括使CaCl₂和水混合到第二混合物。

从下面详细的描述中，本公开的其他目的、特征和优点将变得显而易见。但是应当理解，虽然指明本发明的具体实施方案，但详细描述和具体实施例仅以例示的形式给出，这是因为对本领域的技术人员而言，从这些具体的描述中，在本发明精神和范围内的各种变化和修改将变得显而易见。

附图简述

包括来自部分本发明说明书的下列附图以进一步证明本公开的特定方面。参考这些附图之一并结合本文提出的具体实施方案的详细描述，可以更好地理解本发明。

图1是根据本发明的一些实施方案，用于基于2族氢氧化物的方法来将CO₂作为2族碳酸盐封存的系统的框图。

图2是根据本发明的一些实施方案，其中Mg²⁺在将CO₂作为碳酸钙封存中起到催化剂功能的系统的框图。

图3是根据本文提供的方法的一些实施方案的简化工艺流程图。所示为基于II族氢氧化物的方法，其中将CO₂作为石灰岩(组成主要为矿物方解石,CaCO₃)封存。术语“道路用盐”在本图中指的是II族氯化物，如CaCl₂和/或MgCl₂,两者之一或两者都任选地含水。在包括MgCl₂的实施方案中，可使用热量以推动道路用盐和水(包含水合物的水)的反应以形成HCl和氢氧化镁、Mg(OH)₂和/或氢氧根氯化镁Mg(OH)Cl。在包括CaCl₂的实施方案中，可使用热量以推动道路用盐和水的反应以形成氢氧化钙和HCl。HCl与例如链硅酸钙岩石(任选地地点)反应以形成另外的诸如CaCl₂的道路用盐，和沙子(SiO₂)。

图4是对应于本发明的一些实施方案的简化工艺流程图。在本发明的一些实施方案中，硅酸盐岩石可用来将CO₂作为CaCO₃封存。术语“道路用盐”在本图中指的是II族氯化物，如CaCl₂和/或MgCl₂,两者之一或两者都任选地含水。在道路用盐锅炉中，可使用热量以推动道路用盐例如MgCl₂·6H₂O和水(包含水合物的水)的反应以形成HCl和II族氢氧化物、氧化物和/或混合的氢氧化物-氯化物，包括例如氢氧化镁、Mg(OH)₂和/或氢氧根氯化镁、Mg(OH)Cl。在包括CaCl₂的实施方案中，可使用热量以推动道路用盐和水的反应以形成氢氧化钙和HCl。HCl可以出售或者与硅酸盐岩石例如链硅酸盐反应以形成另外的例如CaCl₂的道路用盐和沙子(SiO₂)。在一些这样的实施方案中，可以允许采用Mg²⁺和Ca²⁺之间的离子交换反应，例如Mg²⁺离子循环。

图5是工艺流程图，表示来自使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果。在这个实施方案中，35%MgCl₂、65%H₂O溶液加热至536°F(280°C)，然后物料流留在标有“H₂O-MgOH,”的物料流中，其包括MgCl₂溶液和固体Mg(OH)₂。典型地，当Mg(OH)Cl溶于水时形成Mg(OH)₂(固体)和MgCl₂(溶解的)。这里，MgCl₂不直接用于吸收CO₂，而是将其回收。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、CaCl₂和水形成CaCO₃。模拟的结果表明，将MgCl₂流再循环然后将其与H₂O反应加热形成Mg(OH)₂是有效的。然后一个或多个前述化合物与CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应以最终形成CaCO₃，从物流中过滤掉。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重复该过程。

图6是工艺流程图，表示来自使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、CaCl₂和水形成CaCO₃。在这个实施方案中，六水合物在三个单独的室(chamber)脱水并且在第四个室分解，分解形成的HCl再循环回到第三个室以阻止任何的副反应。在这些室中发生的反应包含下列：

第一室:MgCl₂·6H₂O→MgCl₂·4H₂O+2H₂O 100°C

第二室:MgCl₂·4H₂O→MgCl₂·2H₂O+2H₂O 125°C

第三室:MgCl₂·2H₂O→MgCl₂·H₂O+H₂O 160°C

(存在HCl蒸汽)

第四室:MgCl₂·H₂O→Mg(OH)Cl+HCl 130°C

HCl再循环至第三室。

室	反应	模式温度	优选温度范围	注释
					第一	MgCl₂·6H₂O→MgCl₂·4H₂O+2H₂O	100°C	90°C-120°C
第二	MgCl₂·4H₂O→MgCl₂·2H₂O+2H₂O	125°C	160°C-185°C
					第三	MgCl₂·2H₂O→MgCl₂·H₂O+H₂O	160°C	190°C-230°C	*
第四	MgCl₂·H₂O→Mg(OH)Cl+HCl	130°C	230°C-260°C	**

*存在HCl蒸汽

**HCl蒸汽再循环至第三室

以上的前三个反应特征可在于脱水，而第四个反应特征可在于分解。模拟的结果在实施例2中更详细的解释，表明在较低温度(130-250°C)下MgCl₂·6H₂O的分解产生形成Mg(OH)Cl而不是MgO。然后Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成CaCO₃，从物流中过滤掉CaCO₃。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。

图7是工艺流程图，其表示来自使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、CaCl₂和水形成CaCO₃。在这个实施方案中,镁六水合物在两个独立的室中脱水并在第三个室中分解。脱水和分解反应发生在第三个室中。这里没有再循环HCl。在这些室中发生的反应包含下列：

第一室:MgCl₂·6H₂O→MgCl₂·4H₂O+2H₂O 100°C

第二室:MgCl₂·4H₂O→MgCl₂·2H₂O+2H₂O 125°C

第三室:MgCl₂·2H₂O→Mg(OH)Cl+HCl+H₂O 130°C

第四室:MgCl₂·2H₂O→MgCl₂·H₂O+H₂O 130°C

*没有再循环HCl

以上的第一、第二和第四个反应特征可在于脱水，而第三个反应特征可在于分解。如图6的实施方案中，在这个实施方案中所用的温度导致从MgCl₂·6H₂O形成Mg(OH)Cl而不是MgO。然后Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成CaCO₃，从物流中过滤掉CaCO₃。产生的形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例3中提供。

图8是工艺流程图，表示来自使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、CaCl₂和水形成CaCO₃。这个模拟的结果表明加热MgCl₂·6H₂O来形成MgO是有效的。然后MgO与H₂O反应形成Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成CaCO₃，从物流中过滤掉CaCO₃。产生的形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中,镁六水合物在450°C下在一个室中同时脱水并分解。这是模型温度范围。在某些实施方案中优选的范围是450°C–500°C。因此分解完全产生MgO。发生在这个室中的主反应可如下表达：

MgCl₂·6H₂O→MgO+5H₂O+2HCl 450°C

有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例4中提供。

图9是工艺流程图，表示来自使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果。该流程类似于图8的实施方案，除了MgCl₂·6H₂O在一个室中在更低的250°C温度下分解成中间化合物Mg(OH)Cl。然后Mg(OH)Cl溶解于水中形成MgCl₂和Mg(OH)₂,其随后与CaCl₂和CO₂完成相同的反应以形成CaCO₃和MgCl₂。发生在这个室中的主反应可如下表达：

MgCl₂·6H₂O→Mg(OH)Cl+HCl+5H₂O 250°C

在250°C下模仿该反应。在某些实施方案中优选的温度范围是230°C-260°C。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例5中提供。

图10表示加热的MgCl₂·6H₂O样品的质量百分比的图表。样品的初始质量大约是70mg并设为100%。在实验过程中，当样品被热分解时测量其的质量。温度迅速升至150°C，然后以每分钟0.5°C缓慢增加。在大约220°C，重量变得恒定，与形成的Mg(OH)Cl相一致。

图11表示对应于实施例7的产物的X-射线衍射数据。

图12表示对应于实施例8的Mg(OH)₂反应的产物的X-射线衍射数据。

图13表示对应于实施例8的Mg(OH)Cl反应的产物的X-射线衍射数据。

图14表示温度和压力对MgCl₂·(H₂O)的分解的作用。

图15是本文所描述的Ca/Mg方法的实施方案的工艺流程图。

图16是不同的方法的工艺流程图，由此仅使用镁化合物。在这个实施方案中，不发生Ca²⁺–Mg²⁺转换反应。

图17是在前面两个实施方案之间不同的各种方法的工艺流程图。一半的Mg²⁺被Ca²⁺取代，从而产生矿化的碳酸盐MgCa(CO₃)₂或白云石。

图18–CaSiO₃-Mg(OH)Cl方法，实例10和11。本图表示使用AspenPlus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、CaSiO₃、CO₂和水形成SiO₂和CaCO₃。这个模拟的结果表明使用来自HCl与CaSiO₃反应的热量和使用通过天然气和燃煤发电厂排放废气的热量来进行MgCl₂·6H₂O的分解以形成Mg(OH)Cl是有效的。然后Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成CaCO₃，从物流中过滤掉CaCO₃。将所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中，六水合氯化镁在第一个的室中、使用来自HCl和CaSiO₃反应的热量被脱水成水合氯化镁MgCl₂·2H₂O，并在第二个的室中、在250°C下使用来自废气的热量被分解。因此分解部分地产生Mg(OH)Cl。发生在这个室中的主反应可如下表达：

反应	ΔH**kJ/摩尔	反应温度范围
			MgCl₂·6H₂O→Mg(OH)Cl+5H₂O+HCl	433	230°C–260°C
2HCl(g)+CaSiO₃→CaCl₂(aq)+H₂O+SiO₂↓	-259	90°C–150°C
			2Mg(OH)Cl+CO₂+CaCl₂→2MgCl₂+CaCO₃↓+H₂O	-266	25°C–95°C

**焓基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例10和11中提供。

图19–CaSiO₃-MgO方法，实例12和13。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、CaSiO₃、CO₂和水形成SiO₂和CaCO₃。这个模拟的结果表明使用来自HCl与CaSiO₃反应的热量和通过天然气和燃煤发电厂排放废气的热量来进行MgCl₂·6H₂O的分解以形成MgO是有效的。然后MgO与H₂O反应形成Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成CaCO₃，从物流中过滤掉CaCO₃。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中，六水合氯化镁在第一个室中使用来自HCl和CaSiO₃反应的热量脱水成水合氯化镁MgCl₂·2H₂O并在第二个的室中在450°C下使用来自废气的热量分解。因此分解完全产生MgO。发生在这个室中的主反应可如下表达：

反应	ΔH kJ/摩尔**	反应温度范围
			MgCl₂·6H₂O→MgO+5H₂O+2HCl	560	450°C–500°C
2HCl(g)+CaSiO₃→CaCl₂(aq)+H₂O+SiO₂↓	-264	90°C–150°C
			MgO+CO₂+CaCl₂(aq)→MgCl₂(aq)+CaCO₃↓	-133	25°C–95°C

**焓基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例12和13中提供。

图20–MgSiO₃-Mg(OH)Cl方法，实例14和15。本图表示使用AspenPlus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、MgSiO₃、SiO₃、CO₂和水形成SiO₂和MgCO₃。这个模拟的结果表明使用来自HCl与MgSiO₃反应的热量和通过天然气和燃煤发电厂排放废气的热量来实施MgCl₂·2H₂O的分解以形成Mg(OH)Cl是有效的。然后Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成MgCO₃，从物流中过滤掉MgCO₃。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中，在250°C下使用来自废气的热量分解之前，氯化镁由于来自HCl和MgSiO₃反应的热量而保持二水合的形式MgCl₂·2H₂O。因此分解部分地产生Mg(OH)Cl。发生在这个室中的主反应可如下表达：

反应	ΔHkJ/摩尔**	反应温度范围
			MgCl₂·2H₂O→Mg(OH)Cl+H₂O(g)+HCl(g)	139.8	230°C–60°C
2HCl(g)+MgSiO₃→MgCl₂+H₂O+SiO₂↓	-282.8	90°C–150°C
			2Mg(OH)Cl+CO₂→MgCl₂+MgCO₃↓+H₂O	-193.1	25°C–95°C

**焓基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例14和15中提供。

图21–MgSiO₃-MgO方法，实例16和17。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、MgSiO₃、CO₂和水形成SiO₂和MgCO₃。这个模拟的结果表明使用来自HCl与MgSiO₃反应的热量和通过天然气和燃煤发电厂排放废气的热量来实施MgCl₂·2H₂O的分解以形成MgO是有效的。然后MgO与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与废气中的CO₂反应形成MgCO₃，从物流中过滤掉MgCO₃。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中，在450°C下使用来自废气的热量分解之前，氯化镁由于来自HCl和MgSiO₃反应的热量而保持二水合的形式MgCl₂·2H₂O。因此分解完全产生MgO。发生在这个室中的主反应可如下表达：

反应	ΔH kJ/摩尔**	反应温度范围
			MgCl₂·2H₂O→MgO+H₂O(g)+2HCl(g)	232.9	450°C–500°C
2HCl(g)+MgSiO₃→MgCl₂(aq)+H₂O(g)+SiO₂↓	-293.5	90°C–150°C
			MgO+CO₂→MgCO₃↓	-100	25°C–95°C

**焓基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例16和17中提供。

图22–透辉石-Mg(OH)Cl方法，实例18和19。本图表示使用AspenPlus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、透辉石MgCa(SiO₃)₂、CO₂和水形成SiO₂和白云石MgCa(CO₃)₂。这个模拟的结果表明使用来自HCl与MgCa(SiO₃)₂反应的热量和通过天然气和燃煤发电厂排放废气的热量来实施MgCl₂·6H₂O的分解以形成Mg(OH)Cl是有效的。然后Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成MgCa(CO₃)₂，从物流中过滤掉MgCO₃。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中，六水合氯化镁在第一个室中使用来自HCl和CaSiO₃反应的热量脱水成二水合氯化镁MgCl₂·2H₂O并且在第二个室中在250°C下使用来自废气的热量分解成Mg(OH)Cl。发生在这个室中的主反应可如下表达：

**焓基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例18和19中提供。

图23–透辉石-MgO方法，实例20和21。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。该净反应是从废气中捕集CO₂，采用廉价的原材料、透辉石MgCa(SiO₃)₂、CO₂和水形成SiO₂和白云石MgCa(CO₃)₂。这个模拟的结果表明使用来自HCl与MgCa(SiO₃)₂反应的热量和通过天然气和燃煤发电厂排放废气的热量来进行MgCl₂·6H₂O的分解以形成MgO是有效的。然后MgO与H₂O反应形成Mg(OH)₂，然后Mg(OH)₂再与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和废气中的CO₂反应形成MgCa(CO₃)₂，从物流中过滤掉MgCa(CO₃)₂。所得形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。在这个实施方案中，六水合氯化镁在第一个室中使用来自HCl和CaSiO₃反应的热量脱水成二水合氯化镁MgCl₂·2H₂O并且在第二个室中在450°C下使用来自废气的热量分解成MgO。发生在这个室中的主反应可如下表达：

反应	ΔH kJ/摩尔**	反应温度范围
			MgCl₂·6H₂O→MgO+5H₂O+2HCl	560	450°C–500°C
2HCl(g)+MgCa(SiO₃)₂→CaCl₂(g)+MgSiO₃↓+SiO₂↓+H₂O	-240	90°C–150°C
			2HCl(aq)+MgSiO₃→MgCl₂(aq)+SiO₂↓+H₂O	-288	90°C–150°C
2MgO+2CO₂+CaCl₂(aq)→MgCa(CO₃)₂↓+MgCl₂(aq)	-258	25°C–95°C

**焓基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。有关这个模拟的另外的细节在下面的实施例20和21中提供。

图24说明对于不同CO₂废气浓度、不同的温度，不论废气源于煤或者天然气、也不论其方法是否依赖全部或者部分地分解，捕集的CO₂百分比。参见实施例10-13的CaSiO₃-Mg(OH)Cl和CaSiO₃-MgO方法。

图25说明对于不同CO₂废气浓度、不同的温度，不论废气源于煤或者天然气、也不论其方法是否依赖全部或者部分地分解，捕集的CO₂百分比。参见实施例14-17的MgSiO₃-Mg(OH)Cl和MgSiO₃-MgO方法。

图26说明对于不同CO₂废气浓度、不同的温度，不论废气源于煤或者天然气、也不论其方法是否依赖全部或者部分地分解，捕集的CO₂百分比。参见实施例18-21的透辉石-Mg(OH)Cl和透辉石-MgO方法。

图27是对应于本发明的一些实施方案的简化工艺流程图，其中两种不同的盐例如Ca²⁺和Mg²⁺，用于分解和碳化作用。

图28-29表示加热的样品MgCl₂·6H₂O的质量百分比的图表。样品的初始质量每个大约70mg并将每个设定为100%。在实验过程中，当样品被热分解时测量其的质量。温度迅速升至200°C，然后进一步增加运行12小时。分解的材料的鉴别可通过与提供的理论平台相比较来确认。图28是两个图的叠加，第一个是实线，其为时间(分钟)对温度(°C)的作图。该线表明温度随着时间的升高；第二个虚线图是重量%(100%=样品原始重量)对时间的作图，其表明样品的重量通过脱水或分解而随着时间的减少。图29也是两个图的叠加，第一个(实线)是重量%对温度(°C)的作图，表明样品的重量随着温度的增加而降低；第二个图(虚线)是重量%相对于温度的导数(wt.%/°C)对于温度°C的作图。当该数值高时，表明对每个变化/温度的高的重量损失速率。如果数值是零，则尽管温度增加样品的重量保持相同，表明不存在脱水或分解。注意图28和29是同样的样品。

图30–MgCl₂·6H₂O在500°C一小时后的分解。该图表示4个测试的MgCl₂·6H₂O在500°C加热一小时后的标准化的最终和初始重量。一致的最终重量证实MgO通过在该温度下的分解而制成。

图31–三室分解。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。在这个实施方案中，使用来自冷废气(室1)的热量、来自矿物溶解反应器(室2)的热量和外部的天然气(室3)作为热量来源。本工艺流程图说明用于分解成Mg(OH)Cl的三室方法。第一室通过200°C的废气加热以提供一些初始热量约所需要总热量的～8.2%；第二室依赖从矿物溶解反应器回收的热量以提供分解所需83%的热量，其中28%来自盐酸/矿物硅酸盐反应和55%来自盐酸的冷凝和形成；以及最后的第三室使用天然气作为剩余热量的外部来源，其占总热量的8.5%。CO₂来自复合循环的天然气发电厂，所以非常少的来自发电厂的热量可供使用以供能给分解反应。

图32–四室分解。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。在这个实施方案中，使用来自冷废气(室1)的热量、来自另外的蒸汽(室2)的热量、来自矿物溶解反应器(室3)的热量和外部的天然气(室4)作为热量来源。本工艺流程图说明用于分解成Mg(OH)Cl的四室方法。第一室通过200°C的废气加热以提供约为总所需要热量的～8.2%的一些初始热量；第二室以额外蒸汽的形式提供所需总热量的0.8%；第三室依赖从矿物溶解反应器回收的热量以提供83%的分解所需热量，其中28%来自盐酸/矿物硅酸盐反应和55%来自盐酸的冷凝和形成；以及最后的第四室使用天然气作为剩余热量的外部来源，其占总热量的8.0%。CO₂来自复合循环的天然气发电厂，所以非常少的热量能够由发电厂提供以为分解反应供能。

图33–双室分解。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。在这个实施方案中，使用来自矿物溶解反应器(室1)的热量和外部的天然气(室2)的热量。本工艺流程图说明用于分解成Mg(OH)Cl的双室方法，第一室依赖从矿物溶解反应器回收的热量以提供分解所需热量的87%，其中28%来自盐酸/矿物硅酸盐反应且59%来自盐酸的冷凝和形成；以及第二室使用天然气作为剩余热量的外部来源，其占总热量的13%。CO₂来自复合循环的天然气发电厂，所以非常少的热量能够由发电厂提供以为分解反应供能。

图34–双室分解。本图表示使用Aspen Plus方法软件的过程模拟的参数和结果的工艺流程图。在这个实施方案中，使用来自矿物溶解反应器(室1)的热量和外部的天然气(室2)的热量。本工艺流程图说明用于分解成Mg(OH)Cl的双室方法，第一室依赖从矿物溶解反应器回收的热量以提供分解所需热量的87%，其中28%来自盐酸/矿物硅酸盐反应且59%来自盐酸的冷凝和形成；以及第二室使用天然气作为剩余热量的外部来源，其占总热量的13%。CO₂来自开放式循环天然气发电厂，因此大量的来自发电厂的以600°C废气形式的热量可供使用以给分解反应供能。

图35表示可用于盐分解反应的螺旋钻反应器的示意图，包括MgCl₂·6H₂O分解成Mg(OH)Cl或MgO。该反应器可包括有效热量利用的内部加热、有效热量利用的外部加热、用于充足的固体运输的螺旋机构(当固体存在时)、用于去除HCl的充足的排出。该反应器已被用于制备～1.8kg的～90%Mg(OH)Cl。

图36表示用于使用螺旋钻反应器制备Mg(OH)Cl的两个独立的流量的优化指标。优化指标=%转化×%效率。

图37表示模拟CaSiO₃-Mg(OH)Cl方法的Aspen模型的工艺流程图。

示例实施方案的描述

本发明涉及二氧化碳封存，包括节能方法，其中将2族氯化物转化为2族氢氧化物和氯化氢，然后其被用于从废物流中去除二氧化碳。在一些实施方案中，氯化氢可进一步与2族硅酸盐反应以产生另外的2族氯化物起始材料和二氧化硅。

在一些实施方案中，本发明的方法和设备包括一个或多个的下列一般组成部分：(1)2族硅酸盐矿物与氯化氢转化为2族氯化物和二氧化硅，(2)2族氯化物转化为2族氢氧化物和氯化氢，(3)含水的脱碳酸作用，由此吸收气体CO₂到包含2族氢氧化物的含水苛性混合物以形成2族碳酸盐和/或碳酸氢盐产物和水，(4)分离过程，由此碳酸盐和/或碳酸氢盐产物从液体混合物中分离，(5)包括能量的副产物从一个或多个步骤或工艺流程到另外的一个或多个步骤或工艺流程的重新使用和循环。这些普通组成部分中的每一个在下面进一步详细解释。

尽管本发明的许多实施方案消耗一些能量以实现CO₂和废气流中的其他化学品的吸收并且实现在此描述的本发明的实施方案的其他目的。本发明的某些实施方案的一个优点是他们提供优于现有的其他技术的生态效率，而吸收大部分或全部的特定来源如发电厂所排放的CO₂。

本发明的某些实施方案的区别于其他去除CO₂的方法的另一个附加利益是在一些市场条件下，产物的价值比所需要的反应物或净-功率或工厂折旧费高出很多。换句话说，当完成相当多的CO₂去除和附带的重要的污染物的同时，某些实施方案是产生有价值的氯-氢-碳酸盐产物的工业方法。

I.定义

本文所用术语“碳酸盐”或“碳酸盐产物”通常解释为包含碳酸盐基团[CO₃]^2-的矿物成分。因此，术语包括碳酸盐/碳酸氢盐混合物和包含单独的碳酸盐离子的实施方式。术语“碳酸氢盐”和“碳酸氢盐产物”通常解释为包含碳酸氢盐基团[HCO₃]^1-的矿物成分。因此，术语包括碳酸氢盐/碳酸氢盐混合物和包含单独的碳酸氢盐离子的实施方式。

本文所用术语“Ca/Mg”表示任一独自的Ca、独自的Mg或Ca和Mg两者的混合物。Ca:Mg的比例可以为0:100-100:0，包括例如1:99、5:95、10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:40、70:30、80:20、90:10、95:5和99:1。符号“Ca/Mg”、“Mg_xCa_(1-x)”和“Ca_xMg_(1-x)”的含义相同。相反，“CaMg”或“MgCa”指的是这两种离子的1:1比例。

本文所用术语“生态效率”与术语“热力学效率”同义使用并定义为：每一消耗的能量通过本发明的某些实施方案所封存的CO₂的量(通过反应式“

”表达)，该数值的适合的单位是kWh/吨CO₂。CO₂封存被称作总的工厂CO2的百分比；类似地，能量损耗被称作总的工厂能量功耗。

术语“II族”和“2族”可交换使用。

“六水合物”指的是MgCl₂·6H₂O。

在采用本发明的某些实施方案的碳酸氢盐和碳酸盐的生成中，术语“离子比率”指的是产物中的阳离子除以产物中存在的碳数目的比率。因此，形成的碳酸氢钙(Ca(HCO₃)₂)产物流可说是具有0.5的“离子比率”(Ca/C)，反之形成的纯碳酸钙(CaCO₃)产物流可说是具有1.0的“离子比率”(Ca/C)。引申开来，无限数目的一价、二价和三价阳离子的碳酸盐和碳酸氢盐连续混合物可说是具有变化在0.5-3.0之间的离子比率。

基于上下文，缩写词“MW”意思是分子量或百万瓦特。

缩写词“PFD”是工艺流程图。

缩写词“Q”是热量(或热负荷)，而且热量是一种能源。这不包括任何其他类型的能源。

本文所用术语“封存”通常用于指技术或操作，该技术或操作部分或全部的作用是从点排放源去除CO₂并以某种形式储存CO₂以防止其返回大气中。该术语的使用并非将所描述的任何形式的实施方案排除在被考虑的“封存”技术之外。

在化学式的上下文中，缩写词“W”指的是H₂O。

辉石类是在许多火成岩和变质岩中发现的一组硅酸盐矿物。它们具有共同的包含单链的二氧化硅四面体的结构并且它们在单斜晶体和正交晶系统中结晶。辉石类具有通式XY(Si,Al)₂O₆，其中X代表钙、钠、铁(II)和镁和更稀少的锌、锰、锂，并且Y代表小尺寸的离子，如铬、铝、铁(III)镁、锰、钪、钛、钒乃至铁(II)。

此外，组成本发明的化合物的原子旨在包括此类原子的所有的同位素形式。本文所用的同位素包括那些具有相同的原子数但不同的质量数的原子。当做普通的例子而非限制，氢的同位素包括氚和氘，碳的同位素包括¹³C和¹⁴C。

单词“一(a)”或“一(an)”的使用，当与权利要求和/或说明书中的术语“包含(comprising)”连同使用时意思可以是“一个”，但也可以与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”意思一致。

贯穿本申请，术语“大约”用于表明包括设备误差的内在变化，采用方法以确定数值或存在于研究主题中的变化的数值。

术语“包含(comprise)”、“含有(have)”和“包括(include)”是开放式的连接动词。一个或多个这些动词的任何形式或时态如“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“含有(has)”、“含有(having)”、“包括(includes)”和“包括(including)”也是开放式的。例如，任何的方法“包括(comprises)”、“含有(has)”或“包括(includes)”一个或多个步骤不限于仅仅拥有这些一个或多个步骤而且也覆盖其他未列出的步骤。

如在说明书和/或权利要求中使用的术语“有效的”，意思是能够完成所期望的、预期的或有意的结果。

上述定义替代在任何合并入本文的参考中的任何不一致的定义。某些术语被定义是事实，但是不非暗示将任何未定义的术语视为不明确的。恰恰相反，相信使用的所有的术语明确地来描述本发明以使普通的技术人员可以领会本发明的范围和操作。

II.使用II族金属盐的二氧化碳封存

图1描述简化的工艺流程图，阐述本公开设备和方法的一般的、典范的实施方案。图表仅提供示范性目的，因此只描述本发明的特别的实施方案而且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。

在图1所示的实施方案中，反应器10(例如道路用盐锅炉)使用热源如外部热源和/或再捕集热源(例如来自热废气或外源热量如太阳能浓缩或燃烧的热量)，以驱动化学式1表示的反应。

(Ca/Mg)Cl₂+2H₂O→(Ca/Mg)(OH)₂+2HCl (1)

该反应中所用的水可以是液体、蒸汽、诸如MgCl₂·6H₂O、CaCl₂·2H₂O的晶体水合物的形式或是超临界水。在一些实施方案中，反应采用MgCl₂来形成Mg(OH)₂和/或Mg(OH)Cl(参见例如图2)。在一些实施方案中，反应采用CaCl₂来形成Ca(OH)₂。一些或全部的化学式1中的2族氢氧化物或羟基氯化物(未表示)可以传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的2族氢氧化物和/或2族羟基氯化物以水溶液的形式传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的2族氢氧化物以水溶液的形式传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的2族氢氧化物以固体的形式传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的氯化氢(例如以蒸汽的形式或以盐酸的形式)可以传送至反应器30(例如岩石熔化器)。在一些实施方案中，产生的2族氢氧化物进一步加热以去除水而且形成相应的2族氧化物。在一些变体中，一些或全部的这些2族氧化物可以随后传送至反应器20。

来自诸如废气的来源的二氧化碳进入反应器20的反应过程(例如流化床反应器、喷雾塔脱碳器或脱二氧化碳起泡器)，可能在与废热/DC生成系统最初交换的废热之后。在一些实施方案中，废气的温度至少125°C。一些或全部的2族氢氧化物可从反应器10来获得，根据化学式2表示的反应，2族氢氧化物与反应器20中的二氧化碳反应。

(Ca/Mg)(OH)₂+CO₂→(Ca/Mg)CO₃+H₂O (2)

从这个反应中产生的水可以传送回反应器10。2族碳酸盐典型地从反应混合物中分离。2族碳酸盐具有非常低的K_sp(溶度积常数)。所以它们作为固体与其他的、更加可溶的可保留在溶液中的化合物分离。在一些实施方案中，反应通过2族碳酸氢盐进行。在一些实施方案中，2族碳酸氢盐产生并且任选地然后从反应混合物中分离。在一些实施方案中，2族氧化物，任选地连同2族氢氧化物或各自与二氧化碳反应也形成2族碳酸盐。在一些实施方案中，已经除掉CO₂和/或其他的污染物的废气释放到空气中。

2族硅酸盐(例如CaSiO₃、MgSiO₃、MgO·FeO·SiO₂等)进入反应器30的反应过程(例如岩石熔化器或矿物分解反应器)。在一些实施方案中，这些2族硅酸盐在前一步的反应中研磨。在一些实施方案中，2族硅酸盐是链硅酸盐。这些矿物质可以与盐酸反应，以形成相应的2族金属氯化物(CaCl₂和/或MgCl₂)、水和沙子(SiO₂)。所述盐酸是以气体或者盐酸的形式且其中的一些或全部从反应器10中获得的。反应可通过化学式3来表示。

2HCl+(Ca/Mg)SiO₃→(Ca/Mg)Cl₂+H₂O+SiO₂ (3)

从这个反应中产生一些或全部的水可传送至反应器10。化学式3中的一些或全部的2族氯化物可传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的2族氯化物可作为水溶液传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的2族氯化物可作为水溶液传送至反应器20。在一些实施方案中，一些或全部的2族氯化物可作为固体传送至反应器20。

捕集反应式1-3的总的净反应这里如反应式4所示：

CO₂+(Ca/Mg)SiO₃→(Ca/Mg)CO₃+SiO₂ (4)

在另一个实施方案中，产生的Mg_xCa_(1-x)CO₃螯合剂在某种意义上与HCl反应以再生和浓缩CO₂。因此形成的Ca/MgCl₂返回到分解反应器以产生吸收CO₂的氢氧化物或氢氧根卤化物。

通过图1所示和在此描述的方法，2族碳酸盐作为从捕集的CO₂的内螯合材料而产生。一些或全部的水、氯化氢和/或反应能量可以循环。在一些实施方案中，只有这些中的一些或没有循环。在一些实施方案中，水、氯化氢和反应能量用作其他目的。

在一些实施方案中，并且根据在给定工厂的废气流中的CO₂的浓度，在此公开的方法仅使用热量作为驱动可用于捕集33-66%的工厂的CO₂(无电力代价)。在一些实施方案中，在此公开的方法的效率改善低的CO₂-浓度并增加高的(未净化的)废气温度。例如在320°C和7%CO₂浓度下，33%的废气CO₂可以单独从废热被矿化。在其他的实施方案中，例如在现有的天然气涡轮机温度下可以实现大约100%矿化作用。

这些方法和设备可进一步修改，例如用模块部件，通过本领域技术人员所采用的化学、化工和/或材料科学的原理和技术来优化和按比例放大。该原理和技术在如下文献中教授，例如在美国专利7,727,374、美国专利申请出版物2006/0185985和2009/0127127、2005年9月22号提交的美国专利申请号11/233,509、2005年9月20号提交的美国临时专利申请号60/718,906；2005年1月10号提交的美国临时专利申请号60/642,698；2004年9月23号提交的美国临时专利申请号60/612,355、2008年9月22号提交的美国专利申请号12/235,482、2007年9月20号提交的美国临时专利申请号60/973,948、2008年2月29号提交的美国临时专利申请号61/032,802、2005年3月3号提交的美国临时专利申请号61/033,298、2010年1月20号提交的美国临时专利申请号61/288,242、2010年7月8号提交的美国临时专利申请号61/362,607和2008年9月19号提交的第PCT/US08/77122号国际申请。每个上述参考的公开(包括任何的附件)的全文以引入的形式在此特别并入。

包括上述例子以证明本发明的特别实施方案。但是基于本公开，本领域的技术人员应当领会，在不背离本发明的精神和范围内，在公开的特别的实施方案中可作许多变化并且仍然得到类似的或相似的结果。

III.使用Mg²⁺作为催化剂的二氧化碳的封存

图2描述简化的工艺流程图，阐述本公开设备和方法的一般的、典范的实施方案。图表近提供示范性目的，因此只描述本发明的特别的实施方案而且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。

在图2所示的实施方案中，反应器100使用热源如外部热源和/或再捕集热源(例如来自热废气的热量)以驱动分解–典型地反应通过化学式5表示。

MgCl₂·x(H₂O)+yH₂O→

z′[Mg(OH)₂]+z″[MgO]+z′′′[MgCl(OH)]+(2z′+2z′′+z′′′)[HCl](5)

该反应中所用的水可以是氯化镁水合物、液体、蒸汽的形式和/或可以是超临界水。在一些实施方案中，反应可以发生在一个、两个、三个或多个反应器中。在一些实施方案中，反应可作为连续流程的一批、半批发生。在一些实施方案中，一些或全部的镁盐产物可传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的镁盐产物作为水溶液传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的镁盐产物作为水溶液传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的镁盐产物作为固体传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的氯化氢(例如，以蒸汽的形式或盐酸的形式)可传送至反应器300(例如岩石熔化器)。在一些实施方案中，Mg(OH)₂进一步加热以去除水并形成MgO。在一些实施方案中，MgCl(OH)进一步加热以去除HCl并形成MgO。在一些变体中，一个或多个的Mg(OH)₂、MgCl(OH)和MgO然后可传送至反应器200。

来自诸如废气的来源的二氧化碳进入反应器200的反应过程(例如流化床反应器、喷雾塔脱碳器或脱二氧化碳起泡器)，可能在与废热/DC生成系统最初交换的废热之后。在一些实施方案中，废气的温度至少125°C。与二氧化碳混合的是来自反应器100的镁盐产物和CaCl₂(例如盐岩)。根据化学式6表示的反应，二氧化碳与反应器200中的镁盐产物和CaCl₂反应。

CO₂+CaCl₂+z′[Mg(OH)₂]+z′′[MgO]+z′′′[MgCl(OH)]→

(z′+z′′+z′′′)MgCl₂+(z′+1/2z′′′)H₂O+CaCO₃ (6)

在一些实施方案中，这个反应中产生的水可传送回反应器100。碳酸钙产物(例如石灰岩、方解石)通常从反应混合物中分离(例如通过沉淀)。在一些实施方案中，反应通过镁碳酸盐和镁碳酸氢盐进行。在一些实施方案中，反应通过钙碳酸氢盐进行。在一些实施方案中，各种2族碳酸氢盐产生并且任选地然后从反应混合物中分离。在一些实施方案中，已经除掉CO₂和/或其他的污染物的废气任选地在一个或多个进一步的纯化和/或处理步骤之后释放到空气中。在一些实施方案中，MgCl₂产物，任选地水合，返回至反应器100中。在一些实施方案中，MgCl₂产物在返回至反应器100之前经由一个或多个分离、纯化和/或水合步骤。

硅酸钙(例如3CaO·SiO₂、Ca₃SiO₅、2CaO·SiO₂、Ca₂SiO₄、3CaO·2SiO₂、Ca₃Si₂O₇和CaO·SiO₂、CaSiO₃进入到反应器300的反应过程(例如岩石熔化器)。在一些实施方案中，在前一步的反应中研磨。在一些实施方案中，2族硅酸盐是链硅酸盐。在图2的实施方案中，链硅酸盐是CaSiO₃(例如钙硅石，可以是自身，在一些实施方案中，包含少量的铁、镁和/或用于取代铁的锰)。CaSiO₃与氯化氢反应，以形成CaCl₂、水和沙子(SiO₂)。所述盐酸是以气体或者盐酸的形式且其中的一些或全部从反应器100中获得的。反应可通过化学式7来表达。

2HCl+(Ca/Mg)SiO₃→(Ca/Mg)Cl₂+H₂O+SiO₂ (7)

反应	ΔH kJ/摩尔**	反应温度范围
			2HCl(g)+CaSiO₃→CaCl₂+H₂O+SiO₂	-254	90°C–150°C
2HCl(g)+MgSiO₃→MgCl₂(aq)+H₂O+SiO₂	-288	90°C–150°C

**焓是基于反应温度，和进入反应物和流出产物流的温度。一些或全部的从该反应中产生的水可传送至反应器100。一些或全部的来自反应式7中的CaCl₂可传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的CaCl₂可作为水溶液传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的CaCl₂可作为水悬浮液传送至反应器200。在一些实施方案中，一些或全部的CaCl₂可作为固体传送至反应器200。

捕集反应式5-7的总的净反应这里如反应式8所示：

CO₂+CaSiO₃→CaCO₃+SiO₂ (8)

反应	ΔH kJ/摩尔**	ΔG kJ/摩尔**
			CO₂+CaSiO₃→CaCO₃+SiO₂	-89	-39

**在标准温度和压力下测量(STP)。

通过图2所示和本文描述的方法，2族碳酸钙盐作为从CO₂和连硅酸钙的内螯合材料而产生。一些或全部的各种镁盐、水、氯化氢和反应能量可以循环。在一些实施方案中，只有这些中的一些或没有循环。在一些实施方案中，水、氯化氢和/或反应能量用作其他目的。

这些方法和设备可进一步修改，例如用模块部件，使用本领域技术人员所采用的化学、化工和/或材料科学的原理和技术来优化和按比例放大。该原理和技术被教授，例如在美国专利7,727,374，美国专利申请出版物2006/0185985和2009/0127127，2005年9月22号提交的美国专利申请号11/233,509，2005年9月20号提交的美国临时专利申请号60/718,906；2005年1月10号提交的美国临时专利申请号60/642,698；2004年9月23号提交的美国临时专利申请号60/612,355，2008年9月22号提交的美国专利申请号12/235,482，2007年9月20号提交的美国临时专利申请号60/973,948，2008年2月29号提交的美国临时专利申请号61/032,802，2005年8年3月3号提交的美国临时专利申请号61/033,298，2010年1月20号提交的美国临时专利申请号61/288,242，2010年7月8号提交的美国临时专利申请号61/362,607，和2008年9月19号提交的国际申请号PCT/US08/77122。每个上述参考的公开（包括任何的附件）的全文以引入的形式在此特别并入。

IV.2族氯化物到2族氢氧化物或II族羟基氯化物的转化

本文公开的是如CaCl₂或MgCl₂的氯化物与水反应形成2族氢氧化物、2族氧化物和/或诸如2族氢氧化物氯化物的混合盐的方法。此类反应典型地被称为分解。在一些实施方案中，水可以是液体、蒸汽、2族氯化物水合物的形式和/或可以是超临界水。蒸汽可来自热交换器，由此热量来自极大的燃烧反应，即天然气和氧气或氢气和氯气加热水蒸汽。在一些实施方案中，蒸汽也可以通过使用工厂或制造厂的废热而产生。在一些实施方案中，无水或水合氯化盐也可以加热。

在Mg²⁺和Ca²⁺的实例中，反应可分别通过反应式9和10表示：

MgCl₂+2H₂O→Mg(OH)₂+2HCl(g) ΔH=263kJ/摩尔** (9)

CaCl₂+2H₂O→Ca(OH)₂+2HCl(g) ΔH=284kJ/摩尔** (10)

**在100°C下测量。反应是吸热意义能量，例如应用热量来使这些反应发生。此类能量可从一个或多个在此公开的放热过程步骤生成的废热中获得。上述反应可根据多个下列步骤之一而发生：

CaCl₂+(x+y+z)H₂O→Ca²⁺·xH₂O+Cl^-·yH₂O+Cl^-·zH₂O (11)

Ca⁺²·xH₂O+Cl^-·yH₂O+Cl^-·zH₂O→

[Ca²⁺·(x-1)(H₂O)OH^-]⁺+Cl^-·(yH₂O)+Cl^-·(z-1)H₂O+H₃O⁺ (12)

[Ca²⁺·(x-1)(H₂O)OH^-]⁺+Cl^-·(yH₂O)+Cl^-·(z-1)H₂O+H₃O⁺→

[Ca²⁺·(x-1)(H₂O)OH^-]⁺+Cl^-·(yH₂O)^-+zH₂O+HCl(g)↑ (13)

[Ca²⁺·(x-1)(H₂O)OH^-]⁺+Cl^-·(yH₂O)→

[Ca²⁺·(x-2)(H₂O)(OH^-)₂]+Cl^-·(y-1)H₂O+H₃O⁺ (14)

[Ca²⁺·(x-2)(H₂O)(OH^-)₂]+Cl^-·(y-1)H₂O+H₃O⁺→

Ca(OH)₂↓+(x-2)H₂O+yH₂O+HCl↑ (15)

在100°C的CaCl₂+2H₂O→Ca(OH)₂+2HCl(g)的反应焓(ΔH)是284kJ/摩尔。在一些变体中，使用盐MgCl₂·6H₂O，镁六水合物。由于水并入到盐的分子结构中，可采用没有任何额外蒸汽或水的直接加热来引发分解。对下列反应的典型的反应温度在此表示：

从95至110°C:

MgCl₂·6H₂O→MgCl₂·4H₂O+2H₂O (16)

MgCl₂·4H₂O→MgCl₂·2H₂O+2H₂O (17)

从135至180°C:

MgCl₂·4H₂O→Mg(OH)Cl+HCl+3H₂O (18)

MgCl₂·2H₂O→MgCl₂·H₂O+H₂O (19)

从185至230°C:

MgCl₂·2H₂O→Mg(OH)Cl+HCl+H₂O (20)

从>230°C:

MgCl₂·H₂O→MgCl₂+H₂O (21)

MgCl₂·H₂O→Mg(OH)Cl+HCl (22)

Mg(OH)Cl→MgO+HCl (23)

反应	参考的温度范围	ΔH kJ/摩尔**	反应温度
				MgCl₂·6H₂O→MgCl₂·4H₂O+2H₂O(g)	95°C–110°C	115.7	100°C
MgCl₂·4H₂O→MgCl₂·2H₂O+2H₂O(g)	95°C–110°C	134.4	100°C
				MgCl₂·4H₂O→Mg(OH)Cl+HCl(g)+3H₂O(g)	135°C–180°C	275	160°C
MgCl₂·2H₂O→MgCl₂·H₂O+H₂O(g)	135°C–180°C	70.1	160°C
				MgCl₂·2H₂O→Mg(OH)Cl+HCl(g)+H₂O(g)	185°C–230°C	141	210°C
MgCl₂·H₂O→MgCl₂+H₂O(g)	>230°C	76.6	240°C
				MgCl₂·H₂O→Mg(OH)Cl+HCl(g)	>230°C	70.9	240°C
Mg(OH)Cl→MgO+HCl(g)	>230°C	99.2	450°C

**ΔH数值在反应温度下计算(列“反应温度”)。参见化学参考书KirkOthmer第四版，卷15第343页1998JohnWiley和Sons，作为参考在此引入。参见下面的实施例1，提供模拟结果表明采用廉价的原材料、CaCl₂从废气中捕集CO₂以形成CaCO₃的能力。另参见“氯化镁脱水、水解和分解中的能量需求和平衡”(Energy Requirements and Equilibriumin the dehydration,hydrolysis and decomposition of Magnesium Chloride)–K.K.Kelley，Bureau of Mines1941“通过DTA和TG的MgCl2.6H2O的热脱水和水解的动力学分析”(Kinetic Analysis of Thermal Dehydrationand Hydrolysis of by DTA and TG)–Y.Kirsh，S.Yariv和S.Shoval–Journal of Thermal Analysis，卷32(1987)，在此以全文的形式引入两者作为参考。

V.2族氢氧化物和CO₂反应形成2族碳酸盐

在本公开的另一方面，提供了使用2族氢氧化物、2族氧化物和/或2族氢氧化物氯化物作为CO₂吸收剂用于二氧化碳来源的脱碳酸作用的设备和方法。在一些实施方案中，CO₂被吸收到水性苛性混合物和/或溶液中，其中与氢氧化物和/或氧化物盐反应以形成碳酸盐和碳酸氢盐产物。众所周知各种浓度的氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化镁易于吸收CO₂。因此在本发明的实施方案中，2族氢氧化物、2族氧化物(如CaO和/或MgO)和/或其他氢氧化物和氧化物，例如氢氧化钠可用作吸收剂。

例如，2族氢氧化物，例如从2族氯化物中获得的，可在吸收塔中使用基于下列反应之一或两者与CO₂反应并且从而捕集CO₂：

Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃+H₂O (24)

ΔH=-117.92kJ/mol**

ΔG=-79.91kJ/mol**

Mg(OH)₂+CO₂→MgCO₃+H₂O (25)

ΔH=-58.85kJ/mol**

ΔG=-16.57kJ/mol**

**在STP计算。

在本发明的一些实施方案中，大多数或几乎全部的二氧化碳以这种方式反应。在一些实施方案中，例如，通过去除水，不论通过连续的或不连续的方法，和/或包括沉淀碳酸氢盐、碳酸盐或两种盐的混合物的手段，反应可被驱动以完成。参见下列实施例1，提供模拟表明采用廉价的原材料、CaCl₂从废气中捕集CO₂以形成CaCO₃的能力。

在一些实施方案中，最初形成的2族可与第二个2族氢氧化物进行盐交换反应以转移碳酸盐阴离子。例如：

CaCl₂+MgCO₃+→MgCl₂+CaCO₃ (25a)

这些方法和设备可进一步修改，例如用模块部件，使用本领域技术人员所采用的化学、化工和/或材料科学的原理和技术来优化和按比例放大。该原理和技术被教授，例如在美国专利7,727,374，2005年9月22号提交的美国专利申请号11/233,509，2005年9月20号提交的美国临时专利申请号60/718,906；2005年1月10号提交的美国临时专利申请号60/642,698；2004年9月23号提交的美国临时专利申请号60/612,355，2008年9月22号提交的美国专利申请号12/235,482，2007年9月20号提交的美国临时专利申请号60/973,948，2008年2月29号提交的美国临时专利申请号61/032,802，2005年8年3月3号提交的美国临时专利申请号61/033,298，2010年1月20号提交的美国临时专利申请号61/288,242，2010年7月8号提交的美国临时专利申请号61/362,607，和2008年9月19号提交的国际申请号PCT/US08/77122。每个上述参考的公开(包括任何的附件)的全文以引入的形式在此特别并入。

VI.用于封存二氧化碳的硅酸盐矿物

在本发明的方面，提供使用硅酸盐矿物封存二氧化碳的方法。硅酸盐矿物组成最大和最重要类别的岩石形成矿物之一，构成大约90%的地球外壳。它们基于硅酸盐群组的结构而分类。硅酸盐矿物都包含硅和氧。在本发明的一些方面，2族硅酸盐可用于实现二氧化碳节能封存。

在一些实施方案中，可使用包括2族链硅酸盐的组合物。链硅酸盐或者链状硅酸盐，具有硅酸盐四面体与SiO₃(以1:3比例，针对单链)或与Si₄O₁₁(以4:11比例，针对双键)的互锁链。

在一些实施方案中，在此公开的方法使用包含来自辉石的2族链硅酸盐的组合物。例如，可使用顽辉石(MgSiO₃)。

在一些实施方案中，使用包含来自准辉石的2族链硅酸盐的组合物。例如，可使用钙硅石(CaSiO₃)。在一些实施方案中，可使用包含2族链硅酸盐混合物的组合物，例如，顽辉石和钙硅石的混合物。在一些实施方案中，可使用包含2族链硅酸盐混合金属的组合物，例如，透辉石(CaMgSi₂O₆)。

钙硅石通常以热变质的不纯的石灰岩的普通的组成部分的形式出现。钙硅石通常从下列方解石和二氧化硅的反应中产生(反应式26)伴随二氧化碳的失去：

CaCO₃+SiO₂→CaSiO₃+CO₂ (26)

在一些实施方案中，本发明具有有效地反转这个自然过程的结果。钙硅石也可以在硅卡岩扩散反应中产生。其在当沙岩内的石灰岩通过岩脉变质时进展，作为钙离子向外迁移的结果而导致沙岩中的钙硅石形成。

在一些实施方案中，2族链硅酸盐组合物的纯度可以变化。例如，预期本公开方法中使用的2族链硅酸盐组合物可包含变化的其他化合物或矿物质的量，包括非2族金属离子。例如，钙硅石自身可包含少量的铁、镁和用于取代钙的锰。

在一些实施方案中，可使用包括橄榄石和/或蛇纹石的组合物。使用这些矿物的CO₂矿物封存方法已经尝试。Goldberg等(2001)的技术在此引入作为参考。

矿物质橄榄石是镁铁硅酸盐化学式(Mg,Fe)₂SiO₄。当为宝石级质量时称作橄榄石(peridot)。橄榄石在镁铁质和超镁铁质火成岩中产生并且在某些变质岩中是主要矿物。富镁橄榄石周知为从富有镁和少二氧化硅的岩浆中结晶。一旦结晶，岩浆形成镁铁质岩石如辉长岩和玄武岩。超镁铁质岩石如橄榄岩和纯橄榄岩，可以在提取岩浆之后留下并且典型地在提取部分熔物之后更富有橄榄石。橄榄石和高压的结构变体组成超过50%的地球上地幔，而且橄榄石是地球按体积计的最普通的矿物质之一。高镁和低二氧化硅的纯白云石或其他沉积岩的变质也产生富镁橄榄石或镁橄榄石。

VII.从2族硅酸盐产生2族氯化物

2族硅酸盐，例如在此公开的方法CaSiO₃、MgSiO₃和/或其它硅酸盐，可以与盐酸反应以形成相应的2族金属氯化物(CaCl₂和/或MgCl₂)、水和沙子，所述盐酸是气体或盐酸水溶液的形式。在一些实施方案中，反应式1产生的HCl用于再生反应式3中的MgCl₂和/或CaCl₂。从而创造过程循环。下面的表1描述一些普通包含钙/镁的硅酸盐矿物，其可以单独使用或混合使用。初始测试橄榄石和蛇纹石与HCl的反应是成功的。观察到SiO₂沉淀析出并且收集到MgCl₂和CaCl₂。

表1.钙/镁矿物质。

矿物质	分子式(标准记号法)	分子式(氧化物记号法)	2族:SiO₂比例	2族:总体比例
					橄榄石	(Mg,Fe)₂[SiO₄]	(MgO,FeO)₂·SiO₂	1:1	1:2
蛇纹石	Mg₆[OH]₈[Si₄O₁₀]	6MgO·4SiO₂·4H₂O	3:2	不明确
					海泡石	Mg₄[(OH)₂Si₆O₁₅]6H₂O	3MgO·Mg(OH)₂·6SiO₂·6H₂O	2:3	不明确
顽辉石	Mg₂[Si₂O₆]	2MgO·2SiO₂	1:1	不明确
					透辉石	CaMg[Si₂O₆]	CaO·MgO·2SiO₂	1:1	不明确
透闪石	Ca₂Mg₅{[OH]Si₄O₁₁}₂	2CaO·5MgO·8SiO₂H₂O	7:8	不明确
					钙硅石	CaSiO₃	CaO·SiO₂	1:1	不明确

参见“岩石、矿物和宝石手册(Handbook of Rocks,Minerals&Gemstones by Walter Schumann)1993年出版，霍顿出版社公司(HoughtonMifflin Co.)，波士顿，纽约，在此引入作为参考。VIII.进一步的实施方案

在一些实施方案中，二氧化碳到矿物碳酸盐的转化可通过两种盐定义。第一种盐是一个可加热分解直到转化成为碱(氢氧化物和/或氧化物)并放出酸，例如为气体。这同样的碱与二氧化碳反应以形成碳酸盐、碳酸氢盐或氢氧根碳酸盐。

例如，在一些实施方案中，本公开提供下面表A-C中的一个或多个盐与水反应形成氢氧化物、氧化物和/或混合的氢氧化物氯化物的方法。典型地，此类反应被称为分解。在一些实施方案中，水可以是液体、蒸汽的形式和/或选定的盐的水合物。蒸汽可来自热交换器，由此热量来自极大的燃烧反应即天然气和氧气或氢气和氯气加热水蒸汽。在一些实施方案中，蒸汽也可以通过使用工厂或制造厂的废热而产生。在一些实施方案中，也加热无水的或水合物卤盐。

表A.分解盐

表B.分解盐(续)

*随后的测试已经证明，采用加热的样品TGA(热失重分析)和温度坡度设置的1.5-4%的热力学派生值内的反应热。

表C.分解盐(续)

表D.分解盐(续)

对于表A-D，数字数据相当于能量/每捕集的CO₂的量，单位是kWh/公吨，NC=未会聚(converge)，而且NA=无数据

这第一种盐的相同的碳酸盐、碳酸氢盐或氢氧根碳酸盐与第二种盐反应以使碳酸盐/碳酸氢盐交换，以致第二种盐的阴离子与第一种盐的阳离子结合而且第二种盐的阳离子与第一种盐的碳酸盐/碳酸氢盐离子结合，形成最终的碳酸盐/碳酸氢盐。

在某些情况下，衍生自第一种盐的氢氧化物与二氧化碳和第二种盐反应直接形成衍生自第二种盐的碳酸盐/碳酸氢盐(与阳离子结合)。在其他情况下，衍生自第一种盐的碳酸盐/碳酸氢盐/氢氧根碳酸盐(与阳离子结合)从反应室中去除并放置在第二室中与第二种盐反应。图27表示这2-盐方法的实施方案。

当形成碳酸盐/碳酸氢盐时，当想得到第二金属盐，并且这第二金属不能够分解形成吸收CO₂的氢氧化物，并且如果第二金属的碳酸盐/碳酸氢盐化合物是不溶解的即从溶液中沉淀时，这个反应可能是有益的。下列是此类反应实施例的非详尽列表，可以单独使用或结合使用，包括结合在此描述的一个或多个反应。

盐-1的分解的实施例：

2NaI+H₂O→Na₂O+2HI和/或Na₂O+H₂O→2NaOH

MgCl₂·6H₂O→MgO+5H₂O+2HCl和/或MgO+H₂O→Mg(OH)₂

脱二氧化碳的实施例：

2NaOH+CO₂→Na₂CO₃+H₂O和/或Na₂CO₃+CO₂+H₂O→2NaHCO₃

Mg(OH)₂+CO₂→MgCO₃+H₂O和/或Mg(OH)₂+2CO₂→Mg(HCO₃)₂碳酸盐与盐-2交换的实施例：

Na₂CO₃+CaCl₂→CaCO₃↓+2NaCl

Na₂CO₃+2AgNO₃→Ag₂CO₃↓+2NaNO₃

Ca(OH)₂+Na₂CO₃→CaCO₃↓+2NaOH*

*在此情况下，碳酸盐、Na₂CO₃是盐-2，而且盐分解以形成Ca(OH)₂即CaCl₂是盐-1。这是一些前面的碳酸盐离子属于盐-1的实施例的反面。

已知的碳酸盐化合物包括H₂CO₃、Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Rb₂CO₃、Cs₂CO₃、BeCO₃、MgCO₃、CaCO₃、MgCO₃、SrCO₃、BaCO₃、MnCO₃、FeCO₃、CoCO₃、CuCO₃、ZnCO₃、Ag₂CO₃、CdCO₃、Al₂(CO₃)₃、Tl₂CO₃、PbCO₃和La₂(CO₃)₃。已知IA族元素稳定碳酸氢盐例如LiHCO₃、NaHCO₃、RbHCO₃和CsHCO₃。IIA族和一些其他元素也可以形成碳酸氢盐，但在某些情况下，他们仅可以在溶液中稳定。典型的岩石形成元素是H、C、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、Mg和Fe。这些可热分解成相应氢氧化物的盐通过最少量的能量/每摩尔的吸收CO₂的氢氧化物可以因此考虑为潜在的盐-1候选者。

基于表A-D中计算的能量，几种盐具有比MgCl₂·6H₂O低的能量。下边表E，概述了这些盐和通过其相对于MgCl₂.6H₂O的使用的百分比处罚减少。

表E:部分低能量供选择的盐

化合物	kw-hr/公吨	%降低
			MgCl₂.6H₂O	4500	0%
LiCl	3876	16%
			LiBr	3006	50%
NaBr	4336	4%
			MgI₂	2020	123%
CaF₂	3433	31%
			CaBr₂	2743	64%
MnF₂	3318	36%
			FeF₂	2102	114%
FeCl₂.4H₂O	3860	17%
			FeI₂.4H₂O	3055	47%
CoCl₂.6H₂O	3860	17%
			CoI₂.6H₂O	4123	9%
CoSO₄.4H₂O	3351	34%
			ZnF₂.2H₂O	3285	37%
ZnBr₂.4H₂O	4418	2%
			ZnI₂.4H₂O	4271	5%
CdF₂	3137	43%
			AgF	2168	108%

下列盐通过它们各自可用的MSDS信息而指定分解反应。

表F。

化合物	分解能量	注释
			MgCl₂·6H₂O	4500
MnCl₂·4H₂O	5043	仅Mn⁺²形成稳定的碳酸盐
			NaI·2H₂O	1023	极少
CoI₂·6H₂O	4123	极少
			FeCl₂·4H₂O	3860	可氧化为氧化铁，这将不形成稳定的碳酸盐
LiBr	3006	极少
			Mg(NO₃)₂·4H₂O	1606	剩余NOx
CoSO₄·4H₂O	3351	剩余有点少SO₃
			CdCl₂·2.5H₂O	不可用	有毒副产物
Ca(NO₃)₂·4H₂O	2331	剩余NO₂

化合物	参考文献
		MgCl₂·6H₂O
MnCl₂·4H₂O	http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/MnCl2.htm
		NaI₂·H₂O	http://www.chemicalbook.com/ProductMSDSDetailCB6170714_EN.htm
CoI₂·6H₂O	http://www.espimetals.com/index.php/msds/527-cobalt-iodide
		FeCl₂·4H₂O
LiBr	http://www.chemcas.com/material/cas/archive/7550-35-8_v1.asp
		Mg(NO₃)₂·4H₂O	http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/MgNO3-6H2O.htm
CoSO₄.4H₂O	http://www.chemicalbook.com/ProductMSDSDetailCB0323842_EN.htm
		CdCl₂·2.5H2O	http://www.espimetals.com/index.php/msds/460-cadmium-chloride
Ca(NO₃)₂·4H2O	http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/Ca%28NO3%292-4H2O.htm

IX.石灰岩产生和使用

在本发明的方面，提供以石灰岩的形式封存二氧化碳的方法。石灰岩是主要为矿物方解石(碳酸钙:CaCO₃)组成的沉积岩。这矿物有许多用处，其中的一些在下面鉴定。

如在本发明的一些实施方案中形成的粉末或粉状形式的石灰岩，可用作土壤调理剂(农用石灰)来中和酸性土壤条件，从而例如在生态系统中中和酸雨的效果。上游应用包括使用石灰岩作为脱硫试剂。

石灰岩是用于石工和建筑的重要的石头。其优点之一是，它相对容易切割成块或更精心制作雕刻。它也是持久的且很好地坚持暴露。石灰岩是生石灰、砂浆、水泥和混凝土的关键成分。

碳酸钙也用作纸张、塑料、油漆、瓷砖的添加剂和其他材料作为白色颜料和廉价的填充剂。碳酸钙的纯净形式可用在牙膏中和作为钙的来源添加到面包和谷物中。CaCO₃也作为抗酸剂常用在药物上。

目前，大部分的用于工业的碳酸钙通过采矿或采石萃取。在一些实施方案中，通过共同生成这种矿物作为部分的二氧化碳封存，本发明提供这个重要产物的非萃取来源。

X.碳酸镁盐生成和使用

在本发明的方面，提供以碳酸镁盐形式封存二氧化碳的方法。碳酸镁盐，MgCO₃，是作为矿物出现在自然界的白色固体。最普通的碳酸镁盐形式是称为菱镁矿(MgCO₃)的无水盐并且二、三和五水合物分别被称为二菱镁矿(MgCO₃·2H₂O)、三菱镁矿(MgCO₃·3H₂O)和五水菱镁矿(MgCO₃·5H₂O)。碳酸镁盐有各种用途，其中一些在下面简要讨论。

碳酸镁盐可用于产生金属镁和碱性耐火材砖。MgCO₃也可用在地板、防火、灭火组合物、化妆品、封存剂和牙膏中。其他的应用是作为填充材料、塑料中的烟抑制剂、氯丁橡胶中的增强剂、干燥剂、泻药和用于食品中的颜色保留。此外，高纯度碳酸镁盐用作抗酸剂和作为食盐添加剂来保持其自由流动。

当前的碳酸镁盐典型地通过采矿物菱镁矿而获得。在一些实施方案中，通过共同生成这个矿物作为部分的二氧化碳封存，本发明提供这个重要产物的非萃取来源。

XI.二氧化硅生成和使用

在本发明的方面，提供产生二氧化硅作为副产物的封存二氧化碳的方法。二氧化硅，也被称为二氧化硅，是硅的氧化物，化学式为SiO₂且以其硬度而著称。二氧化硅作为沙子或石英以及在硅藻类的细胞壁中是自然界中最常发现的。二氧化硅是地球外壳最丰富的矿物。该化合物有许多用途，其中一些在下面简要讨论。

二氧化硅主要用在窗玻璃、饮用玻璃杯和瓶装饮品的生产中。用于通讯的大部分的光导纤维也由二氧化硅制成。它是许多白色陶瓷如土器、石器和瓷器以及工业硅酸盐水泥的主要的原材料。

二氧化硅是食物生产中的普通添加剂，其中主要用作粉末状食物中的流动剂，或在吸湿性应用中来吸收水。二氧化硅以含水的形式用在牙膏中作为硬磨料来去除斑块。二氧化硅是硅藻土的主要成分，所述硅藻土有许多从过滤到昆虫防治的用途。它也是谷壳灰的主要成分，所述谷壳灰用在例如过滤和水泥制造。

通过热氧化方法在硅片上生长的二氧化硅薄膜在微电子学中可以非常有益。其中它们作为具有高的化学稳定性的电绝缘子。在电子应用中，它可保护硅、储存电荷、阻止电流而且甚至作为可控路径来限制电流。

二氧化硅以包括玻璃、晶体、胶体、气凝胶、熏二氧化硅和胶体二氧化硅的几种形式典型地制造。在一些实施方案中，通过共同生成这个矿物作为部分的二氧化碳封存，本发明提供这个重要产物的非萃取来源。

XII.产物分离

可采用分离方法来从液体溶液和/或反应混合物中分离碳酸盐和碳酸氢盐产物。通过控制碱的浓度、温度、压力、反应器大小、流体深度和碳酸饱和程度，可引起一种或多种碳酸盐和/或碳酸氢盐的沉淀产生。作为选择，碳酸盐/碳酸氢盐产物可通过与引入的废气的热能交换而从溶液中分离。

出口液流，取决于反应器设计，可能包括水、CaCO₃、MgCO₃、Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、Ca(OH)₂、Ca(OH)₂、NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃,和其他的各种平衡的溶解气体。也可以发现溶解的微量发射成分如H₂SO₄、HNO₃和Hg。在一个实施方案中，从碳酸盐产物去除/分离水，包含例如使用再沸器增加热能以蒸发来自混合物的水。任选地，在分离室中保留部分的碱溶液并随后加热溶液可用于引起相对纯的碳酸盐沉淀入接收器而且剩下的氢氧化物盐再流通回反应器。在一些实施方案中，纯碳酸盐、纯碳酸氢盐和在平衡浓度和/或悬浮液或浓缩形式的两者的混合物，然后可以周期性地运输到卡车/坦克车。在一些实施方案中，液流可以被取代以蒸发诸如水的液体的蓄水池/区域，可通过蒸发而失去。

气体产物的释放包括涉及是否氢氧化物或氧化物盐将被安全释放即散发“碱雨”。在一些实施方案中，通过使用简单且廉价的冷凝器/回流装置来阻止此类雾化苛性盐的散发。

在一些实施方案中，使用单独使用或伴有水去除步骤的方法可沉淀碳酸盐。各种碳酸盐平衡具有特征范围，当温度升高时，给定的碳酸盐例如CaCO₃将自然沉淀并收集，使其作为悬浮液而服从取出，伴有一些部分的NaOH在悬浮液中脱去。

XIII.回收废热

由于本发明的某些实施方案是在以废气形式或其他来自诸如哪些产生在发电厂的燃烧过程的热气体形式大量散发的CO₂情况下使用，有丰富的时机来利用这些“废”热，例如，用于转化2族氯化物盐为2族氢氧化物。例如，典型的引入废气温度(例如静电沉积处理之后)为约300°C。热交换器可降低废气温度到少于300°C，而加热水和/或2族氯化物盐以促进转化。

一般地，由于废气在发电厂出口可得，温度介于100°C(典型的精制)、300°C(沉淀过程之后)和900°C(沉淀入口)之间或其他此类温度，相当多的废热加工可通过与能源回收循环的热交换以冷却引入的废气而提取，所述能源回收循环例如氨水循环(例如“Kalina”循环)、蒸汽循环或任何此类实现相同热力学设备的循环。由于本发明的某些实施方案依赖DC能源来完成试剂/吸收剂的制造，通过用于其他用途的与转化DC功率为AC功率相关的没有正常的变压器损耗而完成的废热回收，可部分地或全部地直接提供动力给该过程。此外，通过使用废热工作发动机，明显的效率可在完全没有使用发电步骤情况下实现。在某些情况下，这些废热回收能量数量可发现以完全地推进本发明的实施方案。

XIV.替代选择方法

如上所注，本公开某些实施方案的设备和方法产生许多来自各种反应步骤的可用的中间体、副产物和最终产物，包括氯化氢、2族碳酸盐、2族氢氧化物盐等。在一些实施方案中，一些或全部的这些产物可用于一个或多个下面描述的方法中。在一些实施方案中，一些或全部的在以上描述的一个或多个步骤中所使用的初始材料或中间体之一通过使用一个或多个下面概述的方法而获得。

A.氯对于2族硅酸盐的氯化作用的应用

在一些实施方案中，氯气可以被液化成盐酸然后用于氯化2族硅酸盐矿物。氯的液化和随后的盐酸的使用特别有吸引力，尤其是氯市场饱和的情况下。氯的液化可根据反应式27来完成：

Cl₂(g)+2H₂O(l)+hν(363nm)→2HCl(l)+1/2O₂(g) (27)

在一些实施方案中，如此产生的氧气可返回到发电厂自身的空气入口，它通过能源工厂调查的过程已经证明，浓缩的氧气入口工厂具有(a)高Carnot-效率，(b)更集中的出口CO₂流，(c)低的热交换以加热进气，和(d)其他优于无氧增强的工厂的优点。在一些实施方案中，氧气可在氢/氧燃料电池中使用。在一些实施方案中，氧气可充当部分的设计用于天然气发电例如使用氢和天然气的混合物的涡轮机中的氧化剂。

B.氯对于2族氢氧化物的氯化作用的应用

在一些实施方案中，氯气可与2族氢氧化物盐反应以产生氯化物和次氯酸盐混合物(反应式28)。例如，HCl可作为产物销售而且2族氢氧化物盐可用于去除多余的氯。

Ca/Mg(OH)₂+Cl₂→1/2Ca/Mg(OCl)₂+1/2Ca/MgCl₂+H₂O (28)

2族次氯酸盐然后可以通过使用钴或镍催化剂分解形成氧气和相应的氯化物(反应式29)。

Ca/Mg(OCl)₂→Ca/MgCl₂+O₂ (29)

然后可回收氯化钙和/或氯化镁。

XV.从源去除其它污染物

在本发明的一些实施方案中，除了去除源CO₂，脱碳酸情况也将去除SO_X和NO_X和少量的汞。在本发明的一些实施方案中，附带擦洗的NO_X、SO_X和汞化合物可呈现更高的经济价值，即，使用本发明的实施方案，包含大量这些化合物的煤炭可在发电厂中燃烧，在一些实施方案中，导致比没有CO₂吸收过程的益处的处理的高级煤炭更少的污染。这些方法和设备可进一步修改，例如用模块部件，使用本领域技术人员所采用的化学、化工和/或材料科学的原理和技术来优化和按比例放大。该原理和技术被教授，例如在美国专利7,727,374,2005年9月22号提交的美国专利申请号11/233,509，2005年9月20号提交的美国临时专利申请号60/718,906；2005年1月10号提交的美国临时专利申请号60/642,698；2004年9月23号提交的美国临时专利申请号60/612,355，2008年9月22号提交的美国专利申请号12/235,482，2007年9月20号提交的美国临时专利申请号60/973,948，2008年2月29号提交的美国临时专利申请号61/032,802，2005年8年3月3号提交的美国临时专利申请号61/033,298，2010年1月20号提交的美国临时专利申请号61/288,242，2010年7月8号提交的美国临时专利申请号61/362,607，和2008年9月19号提交的国际申请号PCT/US08/77122。每个上述参考的公开（包括任何的附件）的全文以引入的形式在此特别并入。

XVI.实施例

列入下列实施例以演示本发明的实施方案。本领域的技术人员应当领会，实施例中公开的技术跟随表现发明者发现的技术以在发明操作中充分地运行，因此可认为是组成其实践的优选模式。但是，基于本公开，本领域的技术人员应当领会，在不背离本发明的精神和范围内，在公开的特别的实施方案中可作许多变化而且仍然得到类似或相似的结果。

实施例1–使用CaCl₂而从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃的过程模拟。

采用Aspen Plus v.7.1软件，通过已知反应焓、反应自由能和限定的参数来确定质量和能量平衡和用于从废气流中利用CaCl₂和热量来形成CaCO₃产物以捕集CO₂的适宜条件，模拟本发明的一个实施方案。这些结果显示，采用廉价的原料、CaCl₂和水形成CaCO₃从废气中捕集CO₂是可能的。

部分的限定的参数包括如图5所示的工艺流程图。模拟结果建议，再流通MgCl₂流来与H₂O和热反应形成Mg(OH)₂是有效的。然后这个Mg(OH)₂与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和来自废气中的CO₂反应形成CaCO₃，从液流中过滤掉CaCO₃。最终形成的MgCl₂回收至第一反应器以重新开始该过程。该过程不限于任何特别的CaCl₂来源。例如，可以从硅酸钙与HCl反应以产生CaCl₂而获得。

用于该模拟的约束条件和指定参数包括：

·反应以100%的效率没有损失运行。当试运行确定反应效率时，模拟可以修改。

·模拟不计算在CaCl₂原料中的杂质或由于来自系统的损失所需要的任何构造的MgCl₂。

该模拟的结果表明约130MM Btu/hr的初步的净能量消耗。表2a和2b提供模拟过程的各种液流(表中的列)计算的质量和能量。每一液流对应图5的液流。

过程包括两个主要反应部分和一个固体过滤部分。第一反应器加热MgCl₂/H₂O溶液导致其破裂进入HCl/H₂O蒸汽流和Mg(OH)₂液流。HCl/H₂O蒸汽流送至HCl吸收器列。Mg(OH)₂溶液送至反应器2来进一步加工。该反应器的化学反应可通过下列反应式代表：

MgCl₂+2H₂O→Mg(OH)₂+2HCl (30)

CaCl₂溶液和废气流加入到反应器2中的MgCl₂中。该反应形成CaCO₃、MgCl₂和水。CaCO₃沉淀并在过滤器或倾注洗涤器中除去。剩下的MgCl₂和水回收至第一反应器。加入另外的水以完成第一反应器所需要的水平衡。该反应器的化学反应可通过下列反应式代表：

Mg(OH)₂+CaCl₂+CO₂→CaCO₃(s)+MgCl₂+H₂O (31)

该过程的主要原料是CaCl₂、废气(CO₂)和水。系统中的MgCl₂使用、重新形成和回收。仅补充需要的MgCl₂代替随CaCO₃产物离开系统的少量和随HCl/水产物离开的少量。

该方法是净能量使用者。在高温流中交叉热交换来返回热量以预先加热原料流。重要的热回收可通过使因此形成的浓缩HCl与硅酸盐矿物反应来获得。

表2a.通过CaCl₂从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	1	2	3	底部	CaCl₂	CaCO₃	FG-IN	H₂O	H₂O-MgOH
										温度F	485.8	151.6	250	95	77	95	104	77	536
压力psia	15	15	15	15	15	15	15	15	15
										蒸汽Frac	0	0	0.025	0	0		1	0	0
摩尔流lbmol/hr	1594.401	7655.248	7653.691	3568.272	139.697	139.502	611.154	2220.337	1594.401
										质量流lb/hr	53195.71	162514.8	162514.8	115530.1	15504	13962.37	19206	40000	53195.71
体积流gal/min	38.289	238.669	12389.12	114.43	14.159		30680.73	80.111	40.178
										焓MMBtu/hr	-214.568	-918.028	-909.155	-574.405	-47.795		-27.903	-273.013	-205.695
H₂O	1473.175	105624.1	105603	33281.39			750.535	40000	1473.172
										H₂
Cl₂
										HCl	微量	微量	0.001	微量					微量
CO₂		<0.001	0.091	0.005			6158.236
										CO
O₂		0.055	0.055	0.055			2116.894
										N₂		0.137	0.137	0.137			10180.34
CaCl₂					15504
										Ca(OH)₂
CaCO₃
										Mg(OH)₂
Mg(OH)Cl
										MgCl₂
MgCO₃
										Ca(O)Cl₂
CaCl₂O₂
										Ca²⁺		7.797	微量	7.797
Mg²⁺	11114.84	14507.52	14506.86	11942.37					11115.59
										H⁺	<0.001	微量	微量	微量				微量	<0.001
CaOH⁺		<0.001	微量	<0.001

工艺流程名称→	1	2	3	底部	CaCl₂	CaCO₃	FG-IN	H₂O	H₂O-MgOH
										MgOH⁺	22.961	15.364	17.613	25.319		20.435
HClO
										MgCO₃-3W
MgCl₂(s)
										MgCl₂-6W				21433.25
MgCl₂-4W
										CaCl₂(s)
CaCO₃(s)				13962.37		13962.37
										MgCO₃(s)		0.174
CaCl₂-6W			42.623
										CaCl₂-4W
CaCl₂-2W
										MgCl₂-2W
MgCl₂-W
										Ca(OH)₂(s)
Mg(OH)₂(s)	8137.518	7.043	5.576	0.08					8139.306
										ClO^-
HCO₃ ^-		0.001	<0.001	0.119
										Cl^-	32447.21	42352.6	42338.81	34877.24		32447.21
OH^-	<0.001	0.001	0.001	<0.001				<0.001	<0.001
										CO₃ ^2-		微量	微量	0.001
H₂O	0.028	0.65	0.65	0.288			0.039	1	0.028
										H₂
Cl₂
										HCl	微量	微量	3PPB	微量		微量
CO₂		微量	563PPB	40PPB			0.321
										CO
O₂		336PPB	336PPB	473PPB			0.11
										N₂		844PPB	844PPB	1PPM	0.53
CaCl₂					1

工艺流程名称→

1

2

3

底部

CaCl₂

CaCO₃

FG-IN

H₂O

H₂O-MgOH

Ca(OH)₂

CaCO₃

Mg(OH)₂

Mg(OH)Cl

MgCl₂

MgCO₃

Ca(O)Cl₂

CaCl₂O₂

Ca²⁺

48PPM

微量

67PPM

Mg²⁺

0.209

0.089

0.103

0.209

H⁺

1PPB

微量

5PPB

CAOH⁺

1PPB

微量

1PPB

MgOH⁺

432PPM

95PPM

108PPM

219PPM

384PPM

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

0.186

MgCl₂-4W

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

0.121

1

MgCO₃(s)

1PPM

CaCl₂-6W

262PPM

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

0.153

43PPM

34PPM

691PPB

0.153

ClO^-

HCO₃ ^-

5PPB

微量

1PPM

工艺流程名称→

1

2

3

底部

CaCl₂

CaCO₃

FG-IN

H₂O

H₂O-MgOH

Cl^-

0.61

0.261

0.302

0.61

OH^-

微量

6PPB

微量

2PPB

微量

CO₃ ^2-

微量

12PPB

H₂O

81.774

5863.026

5861.857

1847.398

41.661

2220.337

81.773

H₂

Cl₂

HCl

微量

<0.001

微量

CO₂

微量

0.002

<0.001

139.929

CO

O₂

0.002

66.155

N₂

0.005

363.408

CaCl₂

139.697

Ca(OH)₂

CaCO₃

Mg(OH)₂

Mg(OH)Cl

MgCl₂

MgCO₃

Ca(O)Cl₂

CaCl₂O₂

Ca²⁺

0.195

微量

0.195

Mg²⁺

457.328

596.922

596.894

491.376

457.358

H⁺

<0.001

微量

<0.001

CAOH⁺

微量

MgOH⁺

0.556

0.372

0.426

0.613

0.495

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

105.426

MgCl₂-4W

工艺流程名称→

1

2

3

底部

CaCl₂

CaCO₃

FG-IN

H₂O

H₂O-MgOH

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

139.502

MgCO₃(s)

0.002

CaCl₂-6W

0.195

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

139.533

0.121

0.096

0.001

139.564

ClO^-

HCO₃ ^-

<0.001

微量

0.002

Cl^-

915.211

1194.604

1194.215

983.753

915.211

OH^-

微量

<0.001

微量

CO₃ ^2-

微量

<0.001

H₂O

0.051

0.766

0.518

0.068

1

0.051

H₂

Cl₂

HCl

微量

2PPB

微量

CO₂

微量

271PPB

29PPB

0.229

CO

O₂

223PPB

478PPB

0.108

N₂

640PPB

1PPM

0.595

CaCl₂

1

Ca(OH)₂

CaCO₃

Mg(OH)₂

Mg(OH)Cl

MgCl₂

MgCO₃

工艺流程名称→

1

2

3

底部

CaCl₂

CaCO₃

FG-IN

H₂O

H₂O-MgOH

Ca(O)Cl₂

CaCl₂O₂

Ca²⁺

25PPM

微量

55PPM

Mg²⁺

0.287

0.078

0.138

0.287

H⁺

49PPB

微量

2PPB

156PPB

CaOH⁺

微量

MgOH⁺

349PPM

49PPM

56PPM

172PPM

310PPM

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

0.03

MgCl₂-4W

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

0.039

1

MgCO₃(s)

269PPB

CaCl₂-6W

25PPM

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

0.088

16PPM

12PPM

383PPB

0.088

ClO^-

HCO₃ ^-

2PPB

微量

547PPB

Cl^-

0.574

0.156

0.276

0.574

OH^-

1PPB

8PPB

7PPB

微量

2PPB

1PPB

CO₃ ^2-

微量

6PPB

PH

5.319

6.955

5.875

7.557

6.999

5.152

表2b.通过CaCl₂从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	H₂O-IN	HCl-H₂O	Mg-CaCl₂	MgOH-O1	返回	RX3-出口
							温度F	77	536	250	286.8	95	95
压力psia	15	15	15	15	15	15
							蒸汽Frac	0	1	0.025	0.021	0	1
摩尔流lbmol/hr	3383.073	5781.846	7655.866	3814.738	3427.371	433.305
							质量流lb/hr	60947	109319.3	162515	93195.71	101567.8	12375.59
体积流gal/min	122.063	512251.6	12240.14	5364.891	104.123	21428.56
							焓MMBtu/hr	-415.984	-561.862	-909.177	-487.581	-502.044	-0.364
H₂O	60947	99124.11	105634.7	41473.17	33262.52	59.861
							H₂
Cl₂
							HCl		10195.18	0.087	0.009	trace	trace
CO₂					trace	18.689
							CO
O₂					0.055	2116.839
							N₂					0.137	10180.2
CaCl₂
							Ca(OH)₂
CaCO₃
							Mg(OH)₂
Mg(OH)Cl
							MgCl₂
MgCO₃
							Ca(O)Cl₂
CaCl₂O₂
							Ca²⁺					7.797
Mg²⁺			14519.48	11116.3	11938.09
							H⁺	微量		<0.001	微量	微量
CaOH⁺					<0.001

工艺流程名称→

H₂O-IN

HCl-H₂O

Mg-CaCl₂

MgOH-O1

返回

RX3-出口

MgOH⁺

0.112

17.999

25.309

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

21468.81

MgCl₂-4W

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

MgCO₃(s)

0.175

CaCl₂-6W

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

8141.025

0.024

ClO^-

HCO₃ ^-

微量

Cl^-

42360.62

32447.2

34864.84

OH^-

<0.001

微量

<0.001

CO₃ ^2-

微量

MassFrac

H₂O

1

0.907

0.65

0.445

0.327

0.005

H₂

Cl₂

HCl

0.093

534PPB

92PPB

微量

CO₂

微量

0.002

CO

O₂

538PPB

0.171

N₂

1PPM

0.823

工艺流程名称→

H₂O-IN

HCl-H₂O

Mg-CaCl₂

MgOH-O1

返回

RX3-出口

CaCl₂

Ca(OH)₂

CaCO₃

Mg(OH)₂

Mg(OH)Cl

MgCl₂

MgCO₃

Ca(O)Cl₂

CaCl₂O₂

Ca²⁺

77PPM

Mg²⁺

0.089

0.119

0.118

H⁺

微量

2PPB

微量

CaOH⁺

1PPB

MgOH⁺

689PPB

193PPM

249PPM

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

0.211

MgCl₂-4W

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

MgCO₃(s)

2PPM

CaCl₂-6W

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

0.087

240PPB

ClO^-

工艺流程名称→

H₂O-IN

HCl-H₂O

Mg-CaCl₂

MgOH-O1

返回

RX3-出口

HCO₃ ^-

微量

Cl^-

0.261

0.348

0.343

OH^-

2PPB

微量

2PPB

微量

CO₃ ^2-

微量

H₂O

3383.073

5502.224

5863.617

2302.111

1846.35

3.323

H₂

Cl₂

HCl

279.622

0.002

<0.001

微量

CO₂

微量

0.425

CO

O₂

0.002

66.154

N₂

0.005

363.404

CaCl₂

Ca(OH)₂

CaCO₃

Mg(OH)₂

Mg(OH)Cl

MgCl₂

MgCO₃

Ca(O)Cl₂

CaCl₂O₂

Ca²⁺

0.195

Mg²⁺

597.414

457.388

491.201

H⁺

微量

<0.001

微量

CaOH⁺

微量

MgOH⁺

0.003

0.436

0.613

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

105.601

工艺流程名称→

H₂O-IN

HCl-H₂O

Mg-CaCl₂

MgOH-O1

返回

RX3-出口

MgCl₂-4W

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

MgCO₃(s)

0.002

CaCl₂-6W

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

139.593

<0.001

ClO^-

HCO₃ ^-

微量

Cl^-

1194.83

915.211

983.403

OH^-

微量

CO₃ ^2-

微量

H₂O

1

0.952

0.766

0.603

0.539

0.008

H₂

Cl₂

HCl

0.048

311PPB

62PPB

微量

CO₂

微量

980PPM

CO

O₂

498PPB

0.153

N₂

1PPM

0.839

CaCl₂

Ca(OH)₂

CaCO₃

Mg(OH)₂

Mg(OH)Cl

MgCl₂

工艺流程名称→

H₂O-IN

HCl-H₂O

Mg-CaCl₂

MgOH-O1

返回

RX3-出口

MgCO₃

Ca(O)Cl₂

CaCl₂O₂

Ca²⁺

57PPM

Mg²⁺

0.078

0.12

0.143

H⁺

2PPB

43PPB

微量

CaOH⁺

微量

MgOH⁺

354PPB

114PPM

179PPM

HClO

MgCO₃-3W

MgCl₂(s)

MgCl₂-6W

0.031

MgCl₂-4W

CaCl₂(s)

CaCO₃(s)

MgCO₃(s)

607PPB

CaCl₂-6W

CaCl₂-4W

CaCl₂-2W

MgCl₂-2W

MgCl₂-W

Ca(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s)

0.037

122PPB

ClO^-

HCO₃ ^-

微量

Cl^-

0.156

0.24

0.287

OH^-

2PPB

微量

2PPB

微量

CO₃ ^2-

微量

PH

6.999

3.678

5.438

7.557

实施例2(实例1)–镁离子催化的使用CaCl₂从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃的过程模拟。

模拟的结果建议，在三个单独的脱水反应中加热MgCl₂·6H₂O流是有效的。每个在各自的室中，然后分解反应也在自身的室中形成Mg(OH)Cl和HCl，即总共四个室。Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后其与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和来自废气的CO₂反应形成CaCO₃，CaCO₃从液流中过滤掉。最终形成的MgCl₂·6H₂O连同初期产物被回收至第一反应器以重新开始该过程。

该过程不限于任何特别的CaCl₂来源。例如，可以从硅酸钙与HCl反应以产生CaCl₂而获得。

用于该模拟的约束条件和指定参数包括：

·模拟不计算在CaCl₂原料中的杂质或由于来自系统的损失所需要的任何补充的MgCl₂。

·部分的指定参数包括如图6所示的工艺流程图。

该模拟的结果表明约5946kwh/公吨CO₂的初步的净能量消耗。表3提供模拟过程的各种液流(表中的列)计算的质量和能量。每一液流对应图6的液流。

过程包括两个主要反应部分和一个固体过滤部分。第一反应器加热MgCl₂·6H₂O溶液导致其破裂进入HCl/H₂O蒸汽流和Mg(OH)Cl固体流。HCl/H₂O蒸汽流送至热交换器以返回多余热量。从Mg(OH)Cl形成的Mg(OH)₂送至反应器2来进一步加工。该反应器中发生的化学反应包括下列：

MgCl₂·6H₂O+Δ→Mg(OH)Cl+5H₂O↑+HCl↑ (32)

2Mg(OH)Cl(aq)→Mg(OH)₂+MgCl₂ (33)

CaCl₂溶液和废气流加入到反应器2中的Mg(OH)₂中。该反应形成CaCO₃、MgCl₂和水。CaCO₃沉淀并在过滤器或倾注洗涤器中除去。剩下的MgCl₂和水回收至第一反应器。加入另外的水以完成第一反应器所需要的水平衡。该反应器中发生的化学反应包括下列：

Mg(OH)₂+CaCl₂+CO₂→CaCO₃↓(s)+MgCl₂+H₂O (34)

该方法是净能量使用者。能量的量在调查研究和优化中。在高温流中交叉热交换来返回热量以预先加热原料流。

该方法(实例1)的步骤归纳如下：

表3a.实例1模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	H₂O-1	H₂O-2	HCl-PP	HCl蒸汽
									温度C	25	95	104	25	100	125	160	130
压力psia	14.7	14.7	15.78	14.7	16.166	16.166	16.166	14.696
									质量VFrac	0	0	1	0	1	1	1	1
质量SFrac	1	1	0	0	0	0	0	0
									质量流公吨/年	134573.943	121369.558	166332.6	290318.99	105883.496	105890.399	17179.526	97647.172
体积流gal/min	30.929	22.514	76673.298	8099.644	82228.086	87740.919	10242.935	48861.42
									焓MW	-30.599	-46.174	-17.479	-146.075	-44.628	-44.47	-3.258	-10.757
密度lb/cuft	136.522	169.146	0.068	1.125	0.04	0.038	0.053	0.063
									H₂O	0	0	6499.971	290318.99	105883.496	105885.779	5681.299	9278.695
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	4.62	11498.227	88368.477
									CO₂	0	0	53333.098	0	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0
									O₂	0	0	18333.252	0	0	0	0	0
N₂	0	0	88166.278	0	0	0	0	0
									CaCl₂	134573.943	80.499	0	0	0	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									CaCO₃	0	121289.059	0	0	0	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
									Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	H₂O-1	H₂O-2	HCl-PP	HCl蒸汽
									MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0
									Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	0.039	1	1	1	0.331	0.095
									H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									HCl	0	0	0	0	0	0	0.669	0.905
CO₂	0	0	0.321	0	0	0	0	0
									CO	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0.11	0	0	0	0	0
									N₂	0	0	0.53	0	0	0	0	0
CaCl₂	1	0.001	0	0	0	0	0	0
									Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0.999	0	0	0	0	0	0
									MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0
									Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	11.441	511.008	186.372	186.376	10	16.332

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	H₂O-1	H₂O-2	HCl-PP	HCl蒸汽
									H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									HCl	0	0	0	0	0	0.004	10	76.854
CO₂	0	0	38.427	0	0	0	0	0
									CO	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	18.168	0	0	0	0	0
									N₂	0	0	99.8	0	0	0	0	0
CaCl₂	38.45	0.023	0	0	0	0	0	0
									Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	38.427	0	0	0	0	0	0
									MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0
									Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0

表3b.实例1模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-4W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	悬浮液	固体-1	固体-2	蒸汽
										温度°C	125	100	104	95	95	95	160	130	160
压力psia	16.166	16.166	14.696	14.7	14.7	14.7	22.044	14.696	22.044
										质量VFrac	0	0	0	0	1	0	0	0	1
质量SFrac	1	1	1	0.998	0	0.999	1	1	0
										质量流公吨/年	385672.688	491563.087	597446.583	598447.468	106499.178	719817.026	332737.843	235090.671	70114.371
体积流gal/min	39.902	39.902	116.892	147.062	56469.408	167.321	39.902	43.473	42506.729
										焓MW	-117.767	-175.272	-230.554	-231.312	0.241	-277.487	-88.626	-71.431	-25.379
密度lb/cuft	303.274	386.542	160.371	127.684	0.059	134.984	261.649	169.678	0.052
										H₂O	0	0	0	1000	0	1000	0	0	58620.764
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	0	0	0	11493.607
										CO₂	0	0	0	0	0.532	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										O₂	0	0	0	0.165	18333.088	0.165	0	0	0
N₂	0	0	0	0.72	88165.558	0.72	0	0	0
										CaCl₂	0	0	0	0	0	80.499	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CaCO₃	0	0	0	0	0	121289.059	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	49037.72	0
										MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	332737.843	0	0
MgCl₂*2W	385662.96	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-4W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	悬浮液	固体-1	固体-2	蒸汽
										MgCl₂*4W	0	491563.087	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	597446.583	597446.583	0	597446.583	0	0	0
										Mg(OH)Cl	9.728	0	0	0	0	0	0	186052.951	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										H₂O	0	0	0	0.002	0	0.001	0	0	0.836
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	0	0	0	0.164
										CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										O₂	0	0	0	0	0.172	0	0	0	0
N₂	0	0	0	0	0.828	0	0	0	0
										CaCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CaCO₃	0	0	0	0	0	0.168	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0.209	0
										MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	1	0	0
MgCl₂*2W	1	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*4W	0	1	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	1	0.998	0	0.83	0	0	0
										Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0.791	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-4W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	悬浮液	固体-1	固体-2	蒸汽
										MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	0	1.76	0	1.76	0	0	103.182
										H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										HCl	0	0	0	0	0	0	0	0	9.996
CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0	0	18.168	0	0	0	0
										N₂	0	0	0	0.001	99.799	0.001	0	0	0
CaCl₂	0	0	0	0	0	0.023	0	0	0
										Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0	0	0	0	38.427	0	0	0
										MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	16.332	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	93.186	0	0
										MgCl₂*2W	93.182	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	93.186	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*6W	0	0	93.186	93.186	0	93.186	0	0	0
Mg(OH)Cl	0.004	0	0	0	0	0	0	76.854	0
										Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0

实施例3–使用CaCl₂从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃的镁离子催化过程模拟。

部分的指定参数包括如图7所示的工艺流程图。模拟的结果建议，在两个单独的脱水反应中加热MgCl₂·6H₂O流是有效的。每个在各自的室中，然后分解反应也在自身的室中形成Mg(OH)Cl和HCl，即总共三个室。Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后其与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和来自废气的CO₂反应形成CaCO₃，CaCO₃从液流中过滤掉。最终形成的MgCl₂·6H₂O回收至第一反应器以重新开始该过程。该过程不限于任何特别的CaCl₂来源。例如，可以从硅酸钙与HCl反应以产生CaCl₂而获得。

用于该模拟的约束条件和指定参数包括：

该模拟的结果表明约4862kwh/公吨CO₂的初步的净能量消耗。表4提供模拟过程的各种液流(表中的列)计算的质量和能量。每一液流对应图7的液流。

MgCl₂·6H₂O+Δ→Mg(OH)Cl+5H₂O↑+HCl↑ (35)

2Mg(OH)Cl(aq)→Mg(OH)₂+MgCl₂ (36)

Mg(OH)₂+CaCl₂+CO₂→CaCO₃↓(s)+MgCl₂+H₂O (37)

该方法(实例2)的步骤归纳如下：

表4a.实例2模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	5	7	8	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	H₂O-1	H₂O-2	HCl蒸汽
											温度°C	98	114.1	101	25	95	40	25	100	125	130
压力psia	14.696	14.696	14.696	14.7	14.7	15.78	14.7	14.696	22.044	14.696
											质量VFrac	0	0	1	0	0	1	0	1	1	1
质量SFrac	1	1	0	1	1	0	0	0	0	0
											质量流公吨/年	492736.693	405410.587	306683.742	134573.943	121369.558	166332.6	234646.82	87326.106	87329.947	132027.689
体积流gal/min	96.405	32.909	224394.519	30.929	22.514	63660.018	6546.44	74598.258	53065.241	80593.954
											焓MW	-190.292	-144.291	-98.931	-30.599	-46.174	-17.821	-118.063	-36.806	-36.675	-25.187
密度lb/cuft	160.371	386.542	0.043	136.522	169.146	0.082	1.125	0.037	0.052	0.051
											H₂O	0	0	218315.265	0	0	6499.971	234646.82	87326.106	87326.106	43663.053
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	88368.477	0	0	0	0	0	3.841	88364.636
											CO₂	0	0	0	0	0	53333.098	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											O₂	0	0	0	0	0	18333.252	0	0	0	0
N₂	0	0	0	0	0	88166.278	0	0	0	0
											CaCl₂	0	0	0	134573.943	80.499	0	0	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											CaCO₃	0	0	0	0	121289.059	0	0	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*4W	0	405410.587	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	5	7	8	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	H₂O-1	H₂O-2	HCl蒸汽
											MgCl₂*6W	492736.693	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	0.712	0	0	0.039	1	1	1	0.331
											H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											HCl	0	0	0.288	0	0	0	0	0	0	0.669
CO₂	0	0	0	0	0	0.321	0	0	0	0
											CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0	0	0	0.11	0	0	0	0
											N₂	0	0	0	0	0	0.53	0	0	0	0
CaCl₂	0	0	0	1	0.001	0	0	0	0	0
											Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0	0	0	0.999	0	0	0	0	0
											MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl2*4W	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl2*6W	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	384.27	0	0	11.441	413.016	153.708	153.708	76.854

工艺流程名称→	5	7	8	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	H₂O-1	H₂O-2	HCl蒸汽
											H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											HCl	0	0	76.854	0	0	0	0	0	0.003	76.851
CO₂	0	0	0	0	0	38.427	0	0	0	0
											CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0	0	0	18.168	0	0	0	0
											N₂	0	0	0	0	0	99.8	0	0	0	0
CaCl₂	0	0	0	38.45	0.023	0	0	0	0	0
											Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0	0	0	38.427	0	0	0	0	0
											MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	76.854	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*6W	76.854	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

表4b.实例2模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	液体	MgCl₂-4W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	悬浮液	固体-1	固体-2	蒸汽
										温度°C	94.9	100	75	95	95	95	125	130	118.1
压力psia	14.696	14.696	14.696	14.7	14.7	14.7	22.044	14.696	14.696
										质量VFrac	0.979	0	0	0	1	0	0	0	1
质量SFrac	0	1	1	0.998	0	0.998	1	1	0
										质量流公吨/年	306683.742	405410.587	492736.693	493737.578	106499.178	615107.136	318080.64	186052.951	306683.742
体积流gal/min	215496.035	32.909	96.405	126.575	56469.408	146.834	32.909	32.909	234621.606
										焓MW	-99.487	-144.553	-190.849	-190.859	0.241	-237.034	-97.128	-61.083	-98.668
密度lb/cuft	0.045	386.542	160.371	122.394	0.059	131.442	303.277	177.393	0.041
										H₂O	218315.265	0	0	1000	0	1000	0	0	218315.265
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	88368.477	0	0	0	0	0	0	0	88368.477
										CO₂	0	0	0	0	0.532	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										O₂	0	0	0	0.165	18333.088	0.165	0	0	0
N₂	0	0	0	0.72	88165.558	0.72	0	0	0
										CaCl₂	0	0	0	0	0	80.499	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CaCO₃	0	0	0	0	0	121289.059	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	318077.568	0	0

工艺流程名称→	液体	MgCl₂-4W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	悬浮液	固体-1	固体-2	蒸汽
										MgCl₂*4W	0	405410.587	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	492736.693	492736.693	0	492736.693	0	0	0
										Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	186052.951	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	3.072	0	0
										MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										质量Frac
H₂O	0.712	0	0	0.002	0	0.002	0	0	0.712
										H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										HCl	0.288	0	0	0	0	0	0	0	0.288
CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0	0	0.172	0	0	0	0
										N₂	0	0	0	0	0.828	0	0	0	0
CaCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0	0	0	0	0.197	0	0	0
										MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	1	0	0
MgCl₂*4W	0	1	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*6W	0	0	1	0.998	0	0.801	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	1	0
										Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	液体	MgCl₂-4W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	悬浮液	固体-1	固体-2	蒸汽
										MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										H₂O	384.27	0	0	1.76	0	1.76	0	0	384.27
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	76.854	0	0	0	0	0	0	0	76.854
										CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										O₂	0	0	0	0	18.168	0	0	0	0
N₂	0	0	0	0.001	99.799	0.001	0	0	0
										CaCl₂	0	0	0	0	0	0.023	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CaCO₃	0	0	0	0	0	38.427	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	76.852	0	0
										MgCl₂*4W	0	76.854	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	76.854	76.854	0	76.854	0	0	0
										Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	76.854	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0.002	0	0
										MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0

实施例4–使用CaCl₂从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃的镁离子催化过程模拟。

部分的指定参数包括如图8所示的工艺流程图。模拟的结果建议，在单个室中加热MgCl₂·6H₂O流形成是MgO有效的。MgO与H₂O反应形成Mg(OH)₂，然后其与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和来自废气的CO₂反应形成CaCO₃，CaCO₃从液流中过滤掉。最终形成的MgCl₂·6H₂O回收至第一反应器以重新开始该过程。该过程不限于任何特别的CaCl₂来源。例如，可以从硅酸钙与HCl反应以产生CaCl₂而获得。

用于该模拟的约束条件和指定参数包括：

该模拟的结果表明约3285kwh/公吨CO₂的初步的净能量消耗。表5提供模拟过程的各种液流(表中的列)计算的质量和能量。每一液流对应图8的液流。

过程包括两个主要反应部分和一个固体过滤部分。第一反应器加热MgCl₂·6H₂O溶液导致其破裂进入HCl/H₂O蒸汽流和MgO固体流。HCl/H₂O蒸汽流送至热交换器以返回多余热量。从Mg(OH)Cl形成的Mg(OH)₂送至反应器2来进一步加工。该反应器中发生的化学反应包括下列：

MgCl₂·6H₂O+Δ→MgO+5H₂O↑+2HCl↑ (38)

MgO+H₂O→Mg(OH)₂ (39)

Mg(OH)₂+CaCl₂+CO₂→CaCO₃↓(s)+MgCl₂+H₂O (40)

该方法(实例3)的步骤归纳如下：

表5a.实例3模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂	MgCl₂-6W
								温度°C	25	95	104	25	120	353.8	104
压力psia	14.7	14.7	15.78	14.7	14.696	14.7	14.7
								质量VFrac	0	0	1	0	1	0	0
质量SFrac	1	1	0	0	0	1	1
								质量流公吨/年	134573.943	121369.558	166332.6	125489.188	197526.11	246368.347	246368.347
体积流gal/min	30.929	22.514	76673.298	3501.038	137543.974	48.203	48.203
								焓MW	-30.599	-46.174	-17.479	-63.14	-52.762	-92.049	-95.073
密度lb/cuft	136.522	169.146	0.068	1.125	0.045	160.371	160.371
								H₂O	0	0	6499.971	125489.188	109157.633	0	0
H₂	0	0	0	0	0	0	0
								Cl₂	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	88368.477	0	0
								CO₂	0	0	53333.098	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0
								O₂	0	0	18333.252	0	0	0	0
N₂	0	0	88166.278	0	0	0	0
								CaCl₂	134573.943	80.499	0	0	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
								CaCO₃	0	121289.059	0	0	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0
								Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂	MgCl₂-6W
								MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	246368.347	246368.347
								Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgO	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	0.039	1	0.553	0	0
								H₂	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0
								HCl	0	0	0	0	0.447	0	0
CO₂	0	0	0.321	0	0	0	0
								CO	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0.11	0	0	0	0
								N₂	0	0	0.53	0	0	0	0
CaCl₂	1	0.001	0	0	0	0	0
								Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0.999	0	0	0	0	0
								MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	1	1
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0
								Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0
								H₂O	0	0	11.441	220.881	192.135	0	0

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂	MgCl₂-6W
								H₂	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0
								HCl	0	0	0	0	76.854	0	0
CO₂	0	0	38.427	0	0	0	0
								CO	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	18.168	0	0	0	0
								N₂	0	0	99.8	0	0	0	0
CaCl₂	38.45	0.023	0	0	0	0	0
								Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	38.427	0	0	0	0	0
								MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	38.427	38.427
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0
								Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0

表5b.实例3模拟计算的质量和能量。

工艺物流料名称→	Mg(OH)Cl1	Mg(OH)Cl2	回收1	回收2	回收3	RX2-出口	悬浮液	蒸汽	出口
										温度°C	450	100	95	140	140	95	95	450	140
压力psia	14.696	14.696	14.7	14.7	14.7	14.7	14.7	14.696	14.7
										质量VFrac	0	0	0	0.004	0	1	0	1	1
质量SFrac	1	1	0.996	0.996	1	0	0.997	0	0
										质量流公吨/年	48842.237	48842.237	247369.231	247369.231	246368.347	106499.178	368738.79	197526.11	1000.885
体积流gal/min	6.851	6.851	78.372	994.232	48.203	56469.408	98.632	252994.849	946.03
										焓MW	-22.38	-23	-95.676	-95.057	-94.638	0.241	-141.851	-49.738	-0.419
密度lb/cuft	223.695	223.695	99.036	7.807	160.371	0.059	117.304	0.024	0.033
										H₂O	0	0	1000	1000	0	0	1000	109157.633	1000
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	0	0	88368.477	0
										CO₂	0	0	0	0	0	0.532	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										O₂	0	0	0.165	0.165	0	18333.088	0.165	0	0.165
N₂	0	0	0.72	0.72	0	88165.558	0.72	0	0.72
										CaCl₂	0	0	0	0	0	0	80.499	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CaCO₃	0	0	0	0	0	0	121289.059	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺物流料名称→	Mg(OH)Cl1	Mg(OH)Cl2	回收1	回收2	回收3	RX2-出口	悬浮液	蒸汽	出口
										MgCl₂*6W	0	0	246368.347	246368.347	246368.347	0	246368.347	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	48842.237	48842.237	0	0	0	0	0	0	0
										H₂O	0	0	0.004	0.004	0	0	0.003	0.553	0.999
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	0	0	0.447	0
										CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										O₂	0	0	0	0	0	0.172	0	0	0
N₂	0	0	0	0	0	0.828	0	0	0.001
										CaCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CaCO₃	0	0	0	0	0	0	0.329	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	0.996	0.996	1	0	0.668	0	0
										Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgO	1	1	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	1.76	1.76	0	0	1.76	192.135	1.76
										H₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺物流料名称→	Mg(OH)Cl1	Mg(OH)Cl2	回收1	回收2	回收3	RX2-出口	悬浮液	蒸汽	出口
										HCl	0	0	0	0	0	0	0	76.854	0
CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										CO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0	0	0	18.168	0	0	0
										N₂	0	0	0.001	0.001	0	99.799	0.001	0	0.001
CaCl₂	0	0	0	0	0	0	0.023	0	0
										Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0	0	0	0	0	38.427	0	0
										MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										MgCl₂*6W	0	0	38.427	38.427	38.427	0	38.427	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0
										Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	38.427	38.427	0	0	0	0	0	0	0

实施例5–使用CaCl₂从废气中捕集CO₂来形成CaCO₃的镁离子催化过程模拟。

部分的指定参数包括如图9所示的工艺流程图。模拟的结果建议，在单个室中加热MgCl₂·6H₂O流形成是Mg(OH)Cl有效的。Mg(OH)Cl与H₂O反应形成MgCl₂和Mg(OH)₂，然后其与饱和的CaCl₂/H₂O溶液和来自废气的CO₂反应形成CaCO₃，CaCO₃从液流中过滤掉。最终形成的MgCl₂·6H₂O回收至第一反应器以重新开始该过程。该过程不限于任何特别的CaCl₂来源。例如，可以从硅酸钙与HCl反应以产生CaCl₂而获得。

用于该模拟的约束条件和指定参数包括：

该模拟的结果表明约4681kwh/公吨CO₂的初步的净能量消耗。表6提供模拟过程的各种液流(表中的列)计算的质量和能量。每一液流对应图9的液流。

MgCl₂.6H₂O+Δ→Mg(OH)Cl+5H₂O↑+HCl↑ (41)

2Mg(OH)Cl(aq)→Mg(OH)₂+MgCl₂ (42)

Mg(OH)₂+CaCl₂+CO₂→CaCO₃↓(s)+MgCl₂+H₂O (43)

该方法(实例4)的步骤归纳如下：

表6a.实例4模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂	MgCl₂-6W	Mg(OH)Cl1
									温度°C	25	95	104	25	120	188	104	250
压力psia	14.7	14.7	15.78	14.7	14.696	14.7	14.7	14.696
									质量VFrac	0	0	1	0	1	0	0	0
质量SFrac	1	1	0	0	0	1	1	1
									质量流公吨/年	134573.943	121369.558	166332.6	234646.82	306683.742	492736.693	492736.693	186052.951
体积流gal/min	30.929	22.514	76673.298	6546.44	235789.67	96.405	96.405	32.909
									焓MW	-30.599	-46.174	-17.479	-118.063	-98.638	-188.114	-190.147	-60.661
密度lb/cuft	136.522	169.146	0.068	1.125	0.041	160.371	160.371	177.393
									H₂O	0	0	6499.971	234646.82	218315.265	0	0	0
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	88368.477	0	0	0
									CO₂	0	0	53333.098	0	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0
									O₂	0	0	18333.252	0	0	0	0	0
N₂	0	0	88166.278	0	0	0	0	0
									CaCl₂	134573.943	80.499	0	0	0	0	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									CaCO₃	0	121289.059	0	0	0	0	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
									Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂	MgCl₂-6W	Mg(OH)Cl1
									MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	492736.693	492736.693	0
									Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	186052.951
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0	0.039	1	0.712	0	0	0
									H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									HCl	0	0	0	0	0.288	0	0	0
CO₂	0	0	0.321	0	0	0	0	0
									CO	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0.11	0	0	0	0	0
									N₂	0	0	0.53	0	0	0	0	0
CaCl₂	1	0.001	0	0	0	0	0	0
									Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0.999	0	0	0	0	0	0
									MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	1	1	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	1
									Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
									H₂O	0	0	11.441	413.016	384.27	0	0	0

工艺流程名称→	CaCl₂	CaCO₃	废气	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂	MgCl₂-6W	Mg(OH)Cl1
									H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									HCl	0	0	0	0	76.854	0	0	0
CO₂	0	0	38.427	0	0	0	0	0
									CO	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	18.168	0	0	0	0	0
									N₂	0	0	99.8	0	0	0	0	0
CaCl₂	38.45	0.023	0	0	0	0	0	0
									Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	38.427	0	0	0	0	0	0
									MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	76.854	76.854	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	76.854
									Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0

表6b.实例4模拟计算的质量和能量。

工艺流程名称→	Mg(OH)Cl₂	再循环1	再循环2	再循环3	RX2-出口	悬浮液	蒸汽	出口
									温度°C	100	95	113.8	113.8	95	95	250	113.8
压力psia	14.696	14.7	14.7	14.7	14.7	14.7	14.696	14.7
									质量VFrac	0	0	0.002	0	1	0	1	1
质量SFrac	1	0.998	0.998	1	0	0.998	0	0
									质量流公吨/年	186052.95	493737.58	493737.58	492736.69	106499.18	615107.14	306683.74	1000.89
体积流gal/min	32.909	126.575	982.405	96.405	56469.408	146.834	313756.5	886
									焓MW	-61.189	-190.859	-190.331	-189.91	0.241	-237.034	-96.605	-0.421
密度lb/cuft	177.393	122.394	15.769	160.371	0.059	131.442	0.031	0.035
									H₂O	0	1000	1000	0	0	1000	218315.27	1000
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	0	88368.477	0
									CO₂	0	0	0	0	0.532	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0
									O₂	0	0.165	0.165	0	18333.088	0.165	0	0.165
N₂	0	0.72	0.72	0	88165.558	0.72	0	0.72
									CaCl₂	0	0	0	0	0	80.499	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									CaCO₃	0	0	0	0	0	121289.06	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
									Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	492736.69	492736.69	492736.69	0	492736.69	0	0

工艺流程名称→	Mg(OH)Cl₂	再循环1	再循环2	再循环3	RX2-出口	悬浮液	蒸汽	出口
									Mg(OH)Cl	186052.95	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
H₂O	0	0.002	0.002	0	0	0.002	0.712	0.999
									H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									HCl	0	0	0	0	0	0	0.288	0
CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									CO	0	0	0	0	0	0	0	0
O₂	0	0	0	0	0.172	0	0	0
									N₂	0	0	0	0	0.828	0	0	0.001
CaCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
CaCO₃	0	0	0	0	0	0.197	0	0
									MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*6W	0	0.998	0.998	1	0	0.801	0	0
Mg(OH)Cl	1	0	0	0	0	0	0	0
									Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0
									H₂O	0	1.76	1.76	0	0	1.76	384.27	1.76
H₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
HCl	0	0	0	0	0	0	76.854	0

工艺流程名称→	Mg(OH)Cl2	再循环1	再循环2	再循环3	RX2-出口	悬浮液	蒸汽	出口
									CO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
CO	0	0	0	0	0	0	0	0
									O₂	0	0	0	0	18.168	0	0	0
N₂	0	0.001	0.001	0	99.799	0.001	0	0.001
									CaCl₂	0	0	0	0	0	0.023	0	0
Ca(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									CaCO₃	0	0	0	0	0	38.427	0	0
MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0	0
									Ca(O)Cl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	76.854	76.854	76.854	0	76.854	0	0
									Mg(OH)Cl	76.854	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgO	0	0	0	0	0	0	0	0

实施例6–道路用盐锅炉：MgCl₂·6H₂O的分解

图10表示加热的样品MgCl₂·6H₂O的质量百分比图表。样品的初始质量约70mg并设为100%。在实验过程中，当样品被热分解时测量样品质量。温度迅速升至150°C，然后以每分钟0.5°C缓慢增加。在大约220°C，重量变得恒定，与Mg(OH)Cl形成相一致。没有进一步的重量减少表明几乎所有的水已经去除。两个不同的详尽的分解质量分析如图28和29所示，并表示不同的最终材料的理论稳定水平。图30证实可在比生产Mg(OH)Cl更高的温度(此处是500°C)制作MgO。

实施例7–Mg(OH)Cl在H₂O中的溶解

通过加热分解MgCl₂·6H₂O产生的Mg(OH)Cl样品，溶解在水中并搅拌一段时间。然后，干燥、收集并分析剩余的沉淀物。通过分解公式，Mg(OH)₂的量可以与所预期的量相比较并分析。化学反应可如下表示：

2Mg(OH)Cl(aq)→Mg(OH)₂+MgCl₂ (44)

Mg(OH)₂和MgCl₂的溶解性数据如下：

MgCl₂52.8gm在100gm.H₂O中(极易溶)

Mg(OH)₂0.0009gm在100gm.H₂O中(几乎不溶)

回收的Mg(OH)₂的理论重量：

给定样品的重量：3.0136gm.

MWMg(OH)Cl76.764

MWMg(OH)₂58.32

每摩尔Mg(OH)Cl形成的Mg(OH)₂摩尔数=1/2

预期的Mg(OH)₂的量

2Mg(OH)Cl(aq)→Mg(OH)₂+MgCl₂

3.016gm*(MWMg(OH)₂÷(MWMg(OH)Cl*1/2=1.1447gm

收集的沉淀物=1.1245gm

%理论上收集的=(1.1447÷1.1245)*100=98.24%

分析数据：

然后，Mg(OH)₂样品送去分析XRD(X-射线–衍射)和EDS。结果如图11所示。最高行的峰是样品。中间行的峰值是Mg(OH)₂的信号，而底部的峰值是MgO的信号。因此验证，从Mg(OH)Cl的溶解中回收的沉淀物具有类似Mg(OH)₂的信号。

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

EDS分析揭示，非常少的氯[Cl]进入到沉淀物中。注意，该分析不检测氧或氢。

实施例8–脱二氧化碳起泡器实验：通过CO₂与Mg(OH)₂{或Mg(OH)Cl}和CaCl₂反应产生CaCO₃

大约20克的Mg(OH)₂和两升的水放置在鼓泡塔中，将CO₂通过塔鼓泡进入x分钟的时间。然后收集一些液体到加入CaCl₂的溶液中。立即形成沉淀并送至XRD和EDS。化学反应可如下表示：

Mg(OH)₂+CO₂+CaCl₂→CaCO₃↓+H₂O (45)

XRD分析(图12)与CaCO₃信号相一致。

EDS

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

EDS分析表明，仅含1.55%重量的镁杂质的几乎纯的CaCO₃，且几乎没有来自CaCl₂的氯。

实施同样的测试，除了使用来自MgCl₂·6H₂O分解的Mg(OH)Cl而不是Mg(OH)₂之外。尽管Mg(OH)Cl有一半氢氧化物[OH^-]，预期如Mg(OH)₂一样吸收CO₂并形成沉淀CaCO₃(PCC)。

XRD分析(图13)与CaCO₃信号相一致。

EDS

Chi-sqd=5.83处理时间=300.0Sec.

非标准分析

PROZA校正加速电压=20kV取出角=35.00deg

迭代次数=3

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

结果再次表明几乎纯的CaCO₃，几乎无Mg或Cl化合物。

实施例9A–岩石熔化器实验：橄榄石和蛇纹石与HCl的反应

橄榄石(Mg,Fe)₂SiO₄和蛇纹石Mg₃Si₂O₅(OH)₄样品被压碎并与6.1摩尔HCl反应约72小时的时间。进行两组测试，第一组在室温和第二组在70°C。这些矿物具有变化的配方而且通常包含铁。样品过滤以后，产生的残留物和滤液在烘箱中隔夜干燥。然后样品送至XRD和EDS分析。滤液应该含有目前的MgCl₂而且残留物应当主要是SiO₂。

橄榄石滤液与HCl在室温下反应

橄榄石滤液与HCl在70°C下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

蛇纹石滤液与HCl在室温下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

蛇纹石滤液与HCl在70°C下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

在环境条件和70°C温度下，矿物质蛇纹石和橄榄石的滤液都清晰地说明存在MgCl₂，而且在橄榄石的情况下存在少量的FeCl₂。

橄榄石残留物与HCl在室温下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

橄榄石残留物与HCl在70°C下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

假设橄榄石的配方是(Mg,Fe)₂SiO₄，并且是富镁橄榄石。原化合物含有Mg:Si比例为2:1。但是残留物不穿过过滤器，含有(Mg+Fe:Si)比例为(37+5.5:52)或0.817:1。(在图表上的原子%)，显然多于穿过过滤器的50%的镁。

蛇纹石残留物与HCl在室温下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

蛇纹石残留物与HCl在70°C下反应

注释：结果不包括Z<11(Na)的元素。

假设蛇纹石配方为(Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄，初始(Mg+Fe)与Si的1.5:1比例已经削弱至(37+9.3:56.5)=0.898:1。

实施例9B–MgCl2·6(H2O)分解的温度/压力模拟

如下(表7)和图14所示，压力和温度变化以测定他们对MgCl₂·6(H₂O)分解平衡的影响。输入信号为：

1)MgCl₂·6H₂O

2)CaCl₂

3)留在标记有Mg(OH)Cl的热交换器(HX)中的热蒸汽的温度(参见图7-8)。

4)倾注洗涤器中分离的固体百分比

5)标记有H₂O的所需的水

6)废气

表7.

变化1	变化2	输入	Mg(OH)Cl	MgO	Q
							反应器1	反应器1
参数	参数
							温度	压力
°C	PSIA	MOL/SEC	MOL/SEC	MOL/SEC	MW	kWh/公吨CO2
							400	5	51.08399	25.31399	25.77001	23.63765	3883
410	5	38.427	0	38.427	19.85614	3261
							420	5	38.427	0	38.427	19.87482	3264
430	5	38.427	0	38.427	19.89354	3268
							440	5	38.427	0	38.427	19.9123	3271
450	5	38.427	0	38.427	19.93111	3274
							400	7	76.854	76.854	0	31.37484	5153
410	7	53.24627	29.63854	23.60773	24.31186	3993
							420	7	38.427	0	38.427	19.87482	3264
430	7	38.427	0	38.427	19.89354	3268
							440	7	38.427	0	38.427	19.9123	3271
450	7	38.427	0	38.427	19.93111	3274
							400	9	76.854	76.854	0	31.37484	5153
410	9	72.85115	68.84829	4.002853	30.20646	4961
							420	9	50.2148	23.5756	26.6392	23.42411	3847
430	9	38.427	0	38.427	19.89354	3268
							440	9	38.427	0	38.427	19.9123	3271
450	9	38.427	0	38.427	19.93111	3274
							400	11	76.854	76.854	0	31.37484	5153
410	11	76.854	76.854	0	31.41	5159

变化1	变化2	输入	Mg(OH)Cl	MgO	Q
							反应器1	反应器1
参数	参数
							温度	压力
°C	PSIA	MOL/SEC	MOL/SEC	MOL/SEC	MW	kWh/公吨CO2
							420	11	64.78938	52.72476	12.06462	27.81251	4568
430	11	44.67748	12.50096	32.17652	21.77822	3577
							440	11	38.427	0	38.427	19.9123	3271
450	11	38.427	0	38.427	19.93111	3274
							400	13	76.854	76.854	0	31.37484	5153
410	13	76.854	76.854	0	31.41	5159
							420	13	76.854	76.854	0	31.44515	5165
430	13	55.59535	34.3367	21.25865	25.07026	4118
							440	13	38.427	0	38.427	19.9123	3271
450	13	38.427	0	38.427	19.93111	3274
							400	15	76.854	76.854	0	31.37484	5153
410	15	76.854	76.854	0	31.41	5159
							420	15	76.854	76.854	0	31.44515	5165
430	15	66.51322	56.17244	10.34078	28.36229	4659
							440	15	46.41875	15.98351	30.43525	22.32544	3667
450	15	38.427	0	38.427	19.93111	3274
							200	5	127	76.854	0	47.51946	7805
210	5	85	76.854	0	33.34109	5476
							220	5	77	76.854	0	30.74184	5049
230	5	77	76.854	0	30.77702	5055
							240	5	77	76.854	0	30.8122	5061
250	5	77	76.854	0	30.84739	5067
							200	7	184	76.854	0	66.57309	10935
210	7	125	76.854	0	46.75184	7679
							220	7	85	76.854	0	33.32609	5474
230	7	77	76.854	0	30.777	5055
							240	7	77	76.854	0	30.81218	5061
250	7	77	76.854	0	30.84737	5067
							200	9	297	76.854	0	89.51079	14702
210	9	165	76.854	0	60.16258	9882
							220	9	113	76.854	0	42.92123	7050
230	9	78	76.854	0	31.04401	5099
							240	9	77	76.854	0	30.81217	5061
250	9	77	76.854	0	30.84735	5067
							200	11	473	76.854	0	136.5784	22433
210	11	205	76.854	0	73.57332	12084
							220	11	142	76.854	0	52.51638	8626
230	11	98	76.854	0	38.01558	6244
							240	11	77	76.854	0	30.81216	5061

变化1	变化2	输入	Mg(OH)Cl	MgO	Q
							反应器1	反应器1
参数	参数
							温度	压力
°C	PSIA	MOL/SEC	MOL/SEC	MOL/SEC	MW	kWh/公吨CO2
							250	11	77	76.854	0	30.84734	5067
200	13	684	76.854	0	192.9858	31698
							210	13	303	76.854	0	91.43505	15018
220	13	170	76.854	0	62.11152	10202
							230	13	119	76.854	0	44.98715	7389
240	13	83.3323	76.854	0	33.00459	5421
							250	13	76.854	76.854	0	30.84733	5067
200	15	930.5287	76.854	0	258.7607	42502
							210	15	422.9236	76.854	0	123.7223	20322
220	15	198.7291	76.854	0	71.70666	11778
							230	15	139.6567	76.854	0	51.95871	8534
240	15	98.51739	76.854	0	38.14363	6265
							250	15	76.854	76.854	0	30.84733	5067

实施例10–21

下面剩余的实施例涉及使用来自煤或天然气发电厂的废热排放以获取所需热量来实施分解反应。为了获取来自煤废气排放的所需热量，热源可位于代替空气预热器的温度为320-480°C的袋式除尘器之前。参见参考文献：“The structural design of air and ducts for power stations and进入dustrial Boiler Applications(用于发电站和工业锅炉应用的空气和气体管道的结构设计)”的第11-15页，出版社：美国土木工程协会(1995年8月)，在此以全文的形式引入作为参考。开式循环天然气发电厂具有更高的600°C的排出温度。参见参考文献：“The structural design of air andducts for power stations and industrial Boiler Applications(用于发电站和工业锅炉应用的空气和气体管道的结构设计)”，出版社：美国土木工程协会(1995年8月)，在此以全文的形式引入作为参考。此外，MgCl₂·6H₂O的分解反应也可以两种不同的模式运行，完全地分解为MgO或部分地分解为Mg(OH)Cl。在一些实施方案中，部分地分解为Mg(OH)Cl需要高于180°C的温度；然而在一些实施方案中，完全地分解为MgO需要440°C或更高的温度。

此外，引入到过程中的原料可表示为连续的介于100%硅酸钙(CaSiO₃)和100%硅酸镁盐(MgSiO₃)之间和透辉石(MgCa(SiO₃)₂)(或者CaSiO₃和MgSiO₃以1:1摩尔比例的混合物)代表中间体50%的情况。对每个这样的情况，在一些实施方案中，产生的输出将从碳酸钙(CaCO₃)到碳酸镁盐(MgCO₃)和白云石CaMg(CO₃)₂代表中间体情况。使用100%硅酸钙的方法是用于所有以前的模式实施方案中的Ca-Mg方法。也很重要的是要注意100%硅酸镁盐方法没有使用钙化合物；然而100%硅酸钙引入原料方法一定使用镁化合物，但在回收循环中，只需要补充的镁化合物。

关于Ca-Mg、仅有Mg、透辉石方法的更多细节在下面描述，例如采用水合MgCl₂完全的和部分的分解分别到MgO和Mg(OH)Cl。

I)Ca-Mg方法

总反应CaSiO₃+CO₂→CaCO₃+SiO₂

a)完全分解(“CaSiO₃-MgO方法”)：

1)MgCl₂.6H₂O+Δ→MgO+5H₂O↑+2HCl↑

热分解反应。

2)2HCl(aq)+CaSiO₃→CaCl₂(aq)+SiO₂↓+H₂O

岩石熔化反应。

注意反应过程中每2摩尔的HCl将存在5H₂O

3)MgO+CaCl₂(aq)+CO₂→CaCO₃↓+MgCl₂(aq)

该反应式的一些版本使用由MgO和H₂O形成的

Mg(OH)₂。

4)MgCl₂(aq)+6H₂O→MgCl₂·6H₂O

MgCl₂.6H₂O的产生，回到#1。

b)部分分解(“CaSiO₃-Mg(OH)Cl方法”)：

1)2×[MgCl₂·6H₂O+Δ→Mg(OH)Cl+5H₂O↑+HCl↑]

热分解

需要两倍的MgCl₂·6H₂O来捕集相同量的CO₂。

2)2HCl(aq)+CaSiO₃→CaCl₂(aq)+SiO₂↓+H₂O

岩石熔化反应。

3)2Mg(OH)Cl+CaCl₂(aq)+CO₂→CaCO₃↓+2MgCl₂(aq)+H₂O

CO₂捕集反应。

4)2MgCl₂+12H₂O→2MgCl₂·6H₂O

MgCl₂.6H₂O的产生，回到#1。

II)仅有Mg的方法

总反应MgSiO₃+CO₂→MgCO₃+SiO₂

c)完全分解(“MgSiO₃-MgO方法”)

1)2HCl(aq)+MgSiO₃+(x-1)H₂O→MgCl₂+SiO₂↓+xH₂O

岩石熔化反应。

2)MgCl₂·xH₂O+Δ→MgO+(x-1)H₂O↑+2HCl↑

热分解反应。

注意每2摩尔的HCl将产生“x-1”摩尔H₂O。

3)MgO+CO₂→MgCO₃

CO₂捕集反应。

注意，在这个实施方案中不需要回收MgCl₂。x的数值，水合的水的数目远低于6，因为来自岩石熔化反应的MgCl₂足够热以驱使许多水成为蒸汽态。因此，模仿从岩石熔化的路径在稳定状态运行的“x”约为数值2。

d)部分分解(“MgSiO₃-Mg(OH)Cl方法”)

1)2HCl(aq)+MgSiO₃→MgCl₂+SiO₂↓+H₂O

岩石熔化反应。

注意反应过程中每摩尔的HCl将存在“x-1”H₂O。

2)2×[MgCl₂.xH₂O+Δ→Mg(OH)Cl+(x-1)H₂O↑+HCl↑]

分解。

需要两倍的MgCl₂·(x-1)H₂O来捕集相同量的CO₂。

3)2Mg(OH)Cl+CO₂→MgCO₃↓+MgCl₂+H₂O

CO₂捕集反应。

4)MgCl₂(aq)+6H₂O→MgCl₂·6H₂O

产生MgCl₂·6H₂O，回到#1。

注意，在这个实施方案中，一半的MgCl₂被回收。x的数值，水合的水的数目稍微低于6，因为来自岩石熔化反应的一半的MgCl₂足够热以驱使许多水成为蒸汽态而且剩余的一半从吸收塔中被回收。因此，在稳定状态的全部量的MgCl₂的水合数目将有数值4，是MgCl₂·6H₂O和MgCl₂·2H₂O的平均。

III)透辉石或混合的方法：

注意，透辉石是混合的硅酸钙和硅酸镁；白云石是混合的碳酸钙和碳酸镁。

总反应：1/2CaMg(SiO₃)₂+CO₂→1/2CaMg(CO₃)₂+SiO₂

e)完全分解(“透辉石-MgO方法”)：

1)MgCl₂.6H₂O+Δ→MgO+5H₂O↑+2HCl↑

热分解

2)HCl+1/2CaMg(SiO₃)₂→1/2CaCl₂+1/2MgSiO₃↓+1/2SiO₂↓+1/2H₂O

第一岩石熔化反应

3)HCl+1/2MgSiO₃→1/2MgCl₂+1/2SiO₂↓+1/2H₂O

第二岩石熔化反应。MgCl₂回到#1。

4)MgO+1/2CaCl₂+CO₂→1/2CaMg(CO₃)₂↓+1/2MgCl₂

5)1/2MgCl₂+3H₂O→1/2MgCl₂.6H2O

产生MgCl₂.6H₂O，回到#1.

f)部分分解(“透辉石-Mg(OH)Cl方法”)：

1)2×[MgCl₂·6H₂O+Δ→Mg(OH)Cl+5H₂O↑+HCl↑]

热分解。

需要两倍的MgCl₂·6H₂O来捕集相同量的CO₂。

2)HCl+1/2CaMg(SiO₃)₂→1/2CaCl₂+1/2MgSiO₃↓+1/2SiO₂↓+1/2H₂O

第一岩石熔化反应

3)HCl+1/2MgSiO₃→1/2MgCl₂+1/2SiO₂↓+1/2H₂O

第二岩石熔化反应。这里MgCl₂回到#1。

4)2Mg(OH)Cl+1/2CaCl₂+CO₂→1/2CaMg(CO₃)₂↓+3/2MgCl₂+H₂O

5)3/2MgCl₂+9H₂O→3/2MgCl₂·6H₂O

产生MgCl₂·6H₂O，回到#1

表9.方法概述

1–320-550°C的温度范围包括分别在320、360、400、440和550°C下的模型运行。

2–废气中的CO₂百分比7.2%-18%包括分别在7.2%、10%、14%和18%下的模型运行。

硅酸钙方法：

CaSiO₃-MgO和CaSiO₃-Mg(OH)Cl分解方法进一步分成两阶段，第一步骤包括脱水反应，其中MgCl₂·6H₂O转化为MgCl₂·2H₂O+4H₂O；并且第二步骤如果想得到或需要部分分解则MgCl₂·2H₂O转化为Mg(OH)Cl+HCl+H₂O和如果想得到或需要全部分解则MgO+2HCl+H₂O。图15描述该方法的设计。

硅酸镁方法：

MgSiO₃-MgO和MgSiO₃-Mg(OH)Cl方法包括一个室分解步骤，其中来自分解室的HCl与MgSiO₃在岩石熔化反应器中反应并且反应热使MgCl₂以二水合物MgCl₂·2H₂O的形式，由于其留在接近反应器的岩石熔化室中，其转化成如前所描述的MgO或Mg(OH)Cl。如果不能利用硅酸钙可优选该方法。分解排出的HCl与MgSiO₃反应形成更多MgCl₂。硅酸镁方法遵从不同于钙的途径。该方法开始于“岩石熔化反应HCl+硅酸盐”，而且然后移至“分解反应(MgCl₂+热)”最后到吸收塔。在硅酸钙方法中，所有的镁化合物在分解反应和吸收反应之间循环。图16描述该方法的设计。

混合的硅酸镁和硅酸钙“透辉石”方法：

中间方法透辉石-MgO和透辉石-Mg(OH)Cl也包含两阶段分解，该分解包括脱水反应MgCl₂·6H₂O+Δ→MgCl₂·2H₂O+4H₂O接着是分解反应MgCl₂·2H₂O+Δ→MgO+2HCl+H₂O(全分解)或MgCl₂·2H₂O+Δ→Mg(OH)Cl+HCl+H₂O部分分解。图17描述该方法的设计。

在两步的“岩石熔化反应”中，分解的HCl然后接着与透辉石CaMg(SiO₃)₂反应。第一反应通过反应2HCl+CaMg(SiO₃)₂→CaCl₂(aq)+MgSiO₃↓+SiO₂↓+H₂O而创造CaCl₂。先前反应中的固体然后通过反应MgSiO₃+2HCl→MgCl₂+SiO₂↓+H₂O与HCl再次反应以产生MgCl₂。第一岩石熔化器中的CaCl₂运输到吸收塔而且第二岩石熔化器中的MgCl₂运输到分解反应器来制作Mg(OH)Cl或MgO。

反应基础：

所有的这些实施例假定吸收50%来自已知的煤燃工厂的参考废气的CO₂。这样做使各个实施例之间能够比较。来自工厂的废气排放流速是136,903,680吨/年而且该气体中的CO₂含量是重量百分比10%。CO₂的量是实施例10-21的基础：

每年存在于废气中的CO₂的量：

136,903,680吨/年*10%=13,690,368吨/年

每年吸收的CO₂的量。

13,690,368吨/年*50%=6,845,184吨CO₂/年。

由于吸收的CO₂的量是恒定的，根据化学反应计量和各个化合物的分子量，反应物和生成物的消耗也是恒定的。

对CaSiO₃-MgO和CaSiO₃-Mg(OH)Cl方法的所有的实施例(实施例10-13)，总反应为：

CaSiO₃+CO₂→CaCO₃+SiO₂

对MgSiO₃-MgO和MgSiO₃-Mg(OH)Cl方法的所有的实施例(实施例14-17)，总反应为：

MgSiO₃+CO₂→MgCO₃+SiO₂

对透辉石-MgO和透辉石-Mg(OH)Cl方法的所有的实施例(实施例18-21)，总反应为：

1/2CaMg(SiO₃)₂+CO₂→1/2CaMg(CO₃)₂+SiO₂

Aspen模型进入方法所需的输入并计算所需的废气以提供分解反应所需的热量来产生吸收二氧化碳的化合物MgO、Mg(OH)₂或Mg(OH)Cl。该废气可来自天然气或煤工厂并且在温度范围为320°C-550°C情况下检测煤。该废气不应与用作提供每个实施例中去除的CO₂特定量标准的参考废气混淆。具有更高温度的废气的方法将典型地需要更少量的废气来捕集来自基础的相同量的二氧化碳。还有，因为有需要捕集的更多量的二氧化碳，具有更高二氧化碳浓度的废气将典型地产生更多所需的废气量来捕集二氧化碳。

依据捕集的CO₂和每个实施例的每个输入和每个输出的分子量，可确定反应物和生成物的消耗。

表10.输入和输出的的分子质量(所有的实施方案)。

化合物	分子量
		CaSiO₃	116.16
MgSiO₃	99.69
		透辉石*	215.85
CaCO₃	100.09
		MgCO₃	84.31
白云石*	184.40
		SiO₂	60.08
CO₂	44.01

*摩尔数应该除以2来测量与其他的方法比较的CO₂吸收，

对于实施例10-13:

CaSiO₃消耗为：

6,845,184吨/每年*(116.16/44.01)=18,066,577吨/每年.

CaCO₃产生为：

6,845,184吨/每年*(100.09/44.01)=15,559,282吨/每年.

SiO₂产生为：

6,845,184吨/每年*(60.08/44.01)=9,344,884吨/每年

可对剩余的实施例作相同类型的计算。下表包含实施例10-21的输入和输出。基础：每年吸收6,845,184吨CO₂。

表11.实施例10-21的输入和输出的质量流。

运行Aspen模型生成下列分解反应、脱水和分解的每个步骤的热负荷的结果。每个实施例的结果概括在下表中。

表12.功率(在CO₂吸收的特定基础下的每个方法的能量比率)。

*D&D等于脱水和分解

表13.捕集的CO₂百分比作为废气温度和CO₂浓度的函数。实施例10-13。

超过100%的数值意思是，可利用多余的热量来产生更多Mg(OH)Cl或MgO。图24表明，对实施例10-13的CaSiO₃-Mg(OH)Cl和CaSiO₃-MgO方法，不同的CO₂废气浓度、不同的温度、废气是否来源于煤或天然气、还有方法是否依赖完全或部分分解所捕集的CO₂百分比。

表14.捕集的CO₂百分比作为废气温度和CO₂浓度的函数。实施例14-17。

图25表明，对实施例14-17的MgSiO₃-Mg(OH)Cl和MgSiO₃-MgO方法，不同的CO₂废气浓度、不同的温度、废气是否来源于煤或天然气、还有方法是否依赖完全或部分分解所捕集的CO₂百分比。

表15.捕集的CO₂百分比作为废气温度和CO₂浓度的函数。实施例18–21。

*注释Diop等于透辉石

图26表明，对实施例18-21的透辉石-Mg(OH)Cl和透辉石-MgO方法，不同的CO₂废气浓度、不同的温度、废气是否来源于煤或天然气、还有方法是否依赖完全或部分分解所捕集的CO₂百分比。

表16a.计算实施例10-11模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	1	2	CaCl₂	CaCl₂-Si	CaCO₃	CaSiO₃	废气	H₂O	HCl	HCl蒸汽
											PH
温度°C	112.6	95	149.9	150	95	25	100	25	200	250
											压力psia	14.696	15	100	14.696	14.7	14.696	15.78	14.7	14.696	14.696
质量VFrac	0	0.793	0	0	0	0	1	0	1	1
											质量SFrac	1	0.207	0	0.163	1	1	0	0	0	0
质量流公吨/年	5.73E+07	3.96E+07	4.36E+07	5.21E+07	1.41E+07	164E+07	6.21E+07	1.80E+07	3.57E+07	3.57E+07
											体积流gal/min	11216.8	2.2E+07	17031.4	18643.542	2616.633	2126.004	3.11E+07	502184.16	3.30E+07	3.65E+07
焓MW	-22099.5	-3288.21	-17541.7	-21585.353	-5368.73	-7309.817	-2926.806	-9056.765	-11331.898	-11240.08
											密度lb/cuft	160.371	0.059	80.305	87.619	169.173	241.725	0.063	1.125	0.034	0.031
H₂O	0	1.80E+07	2.79E+07	2.79E+07	0	0	3.10E+06	1.80E+07	2.54E+07	2.54E+07
											HCl	0	0	0.004	0.004	0	0	0	0	1.03E+07	1.03E+07
CO₂	0	0	0	0	0	0	6.21E+06	0	0	0
											O₂	0	0	0	0	0	0	6.21E+06	0	0	0
N₂	0	0	0	0	0	0	4.65E+07	0	0	0
											CaCO₃	0	0	0	0	1.41E+07	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	5.73E+07	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	8.22E+06	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	1	2	CaCl₂	CaCl₂-Si	CaCO₃	CaSiO₃	废气	H₂O	HCl	HCl蒸汽
											MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											NO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg²⁺	0	3.43E+06	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca²⁺	0	0	5.65E+06	5.65E+06	0	0	0	0	0	0
											Cl^-	0	1.00E+07	1.00E+07	1.00E+07	0	0	0	0	0	0
CO3^2-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											HCO₃ ^-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
OH^-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											CaSiO₃	0	0	0	.007	0	1.64E+07	0	0	0	0
SiO₂	0	0	0	8.47E+06	0	0	0	0	0	0

表16b.计算实施例10-11模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
									PH			9.453			9.453
温度°C	215	80	95	95	149.9	95	250	115
									压力psia	14.696	14.696	14.7	14.7	100	14.7	14.696	14.696
质量VFrac	.502	0	0	1	0	0	0	.165
									质量SFrac	.498	1	0	0	1	.152	1	.207
质量流公吨/年	5.73E+07	5.73E+07	7.84E+07	5.27E+07	8.47E+06	9.26E+07	2.16E+07	3.96E+07
									体积流gal/min	3.03E+07	11216.796	33789.492	282E+07	1607.826	32401.78	3828.933	6.33E+06
焓MW	-1877.989	-22191.287	-32705.27	120.09	0	-38074.2	-7057.97	-4070.06
									密度lb/cuft	.059	160.371	72.846	0.059	165.327	89.628	177.393	0.197
H₂O	2.54E+07	0	5.16E+07	0	0	5.16E+07	0	1.80E+07
									HCl	3.40E+06	0	0	0	0	0	0	0
CO₂	0	0	0.074	25.781	0	0.074	0	0
									O₂	0	0	2510.379	6.20E+06	0	2510.379	0	0
N₂	0	0	8109.244	4.65E+07	0	8109.245	0	0
									CaCO₃	0	0	0	0	0	1.41E+07	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*W	2.14E+07	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	5.73E+07	0	0	0	0	0	0
									Mg(OH)Cl	7.15E+06	0	0	0	0	0	2.16E+07	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	8.22E+06
									MgO	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
									MgHCO₃ ⁺	0	0	3324.433	0	0	3324.433	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									NO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0	0
									Mg²⁺	0	0	6.85E+06	0	0	6.85E+06	0	3.43E+06
Ca²⁺	0	0	1644.031	0	0	1644.031	0	0
									Cl^-	0	0	2.00E+07	0	0	2.00E+07	0	1.00E+07
CO₃	0	0	61.424	0	0	61.424	0	0
									HCO₃	0	0	27.297	0	0	27.297	0	0
OH^-	0	0	690.278	0	0	690.278	0	0
									CaSiO₃	0	0	0	0	0.007	0	0	0
SiO₂	0	0	0	0	8.47E+06	0	0	0

表17a.计算实施例12-13模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	1	2	CaCl₂	CaCl₂-Si	CaCO₃	CaSiO₃	废气	H₂O	HCl	HCl蒸汽
											PH
温度°C	271	255.5	149.8	150	95	25	100	25	200	450
											压力psia	14.696	15	100	14.696	14.7	14.696	15.78	14.7	14.696	14.696
质量VFrac	0	0	0	0	0	0	1	0	1	1
											质量SFrac	1	1	0	0.215	1	1	0	0	0	0
质量流公吨/年	2.87E+07	2.37E+07	3.09E+07	3.94E+07	1.41E+07	1.64E+07	6.21E+07	1.80E+07	2.30E+07	2.30E+07
											体积流gal/min	5608.398	10220.835	10147.12	11758.176	2616.827	2126.004	3.11E+07	502184.16	1.93E+07	2.94E+07
焓MW	-10826.6	-11660.74	-11347.9	-15391.633	-5369.12	-7309.817	-2926.806	-9056.765	-6056.076	-5786.994
											密度lb/cuft	160.371	72.704	95.515	105.035	169.173	241.725	0.063	1.125	0.037	0.024
H₂O	0	1.55E+07	1.52E+07	1.52E+07	0	0	3.10E+06	1.80E+07	1.27E+07	1.27E+07
											HCl	0	0	0.015	0.015	0	0	0	0	1.03E+07	1.03e+07
CO₂	0	0	0	0	0	0	6.21E+06	0	0	0
											O₂	0	0	0	0	0	0	6.21E+06	0	0	0
N₂	0	0	0	0	0	0	4.65E+07	0	0	0
											CaCO₃	0	0	0	0	1.41E+07	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	2.87E+07	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	8.22E+06	0	0	0	0	0	0	0	0
											MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	1	2	CaCl₂	CaCl₂-Si	CaCO₃	CaSiO₃	废气	H₂O	HCl	HCl蒸汽
											MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											NO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											Mg²⁺	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Ca²⁺	0	0	5.65E+06	5.65E+06	0	0	0	0	0	0
											Cl^-	0	0	1.00E+07	1.00E+07	0	0	0	0	0	0
CO₃ ^2-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											HCO₃ ^-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
OH^-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
											CaSiO₃	0	0	0	0.023	1.64E+07	0	0	0	0	0
SiO₂	0	0	0	8.47E+06	0	0	0	0	0	0

表17b.计算实施例12-13模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
									PH			9.304			9.304
温度°C	215	80	95	95	149.8	95	450	115
									压力psia	14.696	14.696	14.7	14.7	100	14.7	14.696	14.696
质量VFrac	0.502	0	0	1	0	0	0	0
									质量SFrac	0.498	1	0	0	1	0.221	1	1
质量流公吨/年	2.87E+07	2.87E+07	4.98E+07	5.27E+07	8.47E+06	6.39E+07	5.68E+06	2.37E+07
									体积流gal/min	1.51E+07	5608.398	25330.305	2.82E+07	1607.826	22988.79	797.11	10220.84
焓MW	-9388.949	-11095.644	-21589.89	120.08	0	-26959.3	-2603.98	-11955.9
									密度lb/cuft	0.059	160.371	61.662	0.059	165.327	87.199	223.695	72.704
H₂O	127E+07	0	3.63E+07	0	0	3.63E+07	0	1.55E+07
									HCl	1.70E+07	0	0	0	0	0	0	0
CO₂	0	0	0.145	79.255	0	0.145	0	0
									O₂	0	0	1919.222	6.20E+06	0	1919.222	0	0
N₂	0	0	6199.3	4.65E+07	0	6199.301	0	0
									CaCO₃	0	0	0	0	0	1.41E+07	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*W	1.07E+07	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0
									MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	2.87E+07	0	0	0	0	0	0
									Mg(OH)Cl	3.58E+06	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0	8.22E+06
									MgO	0	0	0	0	0	0	5.68E+06	0

工艺流程名称→	MgCl₂-2W	MgCl₂-6W	回收1	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
									MgHCO₃ ⁺	0	0	2208.676	0	0	2208.676	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
									NO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0	0
									Mg²⁺	0	0	3.43E+06	0	0	3.43E+06	0	0
Ca²⁺	0	0	1225.309	0	0	1225.309	0	0
									Cl^-	0	0	1.00E+07	0	0	1.00E+07	0	0
CO₃ ^2-	0	0	110.963	0	0	110.963	0	0
									HCO₃ ^-	0	0	63.12	0	0	63.12	0	0
OH^-	0	0	519.231	0	0	519.231	0	0
									CaSiO₃	0	0	0	0	0.023	0	0	0
SiO₂	0	0	0	0	8.47E+06	0	0	0

表18a.计算实施例14-15模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	废气	H₂O	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂--2	MgCl₂-2w	MgCl₂-Si
								PH
温度°C	100	25	26	250	200.7	200	200
								压力psia	15.78	1	14.696	14.696	15	14.696	14.696
质量VFrac	1	0	0.798	1	0.238	0	0.169
								质量SFrac	0	0	0.186	0	0	1	0.289
质量流公吨/年	1.37E+08	1.00E+07	1.58E+08	1.69E+07	2.31E+07	4.08E+07	3.26E+07
								体积流gal/min	62.21E+07	4569.619	4.91E+07	1.22E+07	5.22E+06	3828.933	5.33E+06
焓MW	-5853.92	-4563.814	-13984.7	-2861.732	0	-11194.13	-10932.15
								密度lb/cuft	0.063	62.249	0.091	0.04	0.126	303.28	0.174
H₂O	6.85E+06	1.00e+07	5.19E+06	5.60E+06	8.37E+06	0	8.37E+06
								HCl	0	0	0	1.13E+07	126399.9	0	126399.87
CO₂	1.37E+07	0	6.85E+06	0	0	0	0
								O₂	1.37E+07	0	1.37E+07	0	0	0	0
N₂	1.03E+08	0	1.03E+08	0	0	0	0
								MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	4.08E+07	0
								MgCl₂*4W	0	0	1.09E+07	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	1.83E+07	0	0	0	0
								Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgO	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	废气	H₂O	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂--2	MgCl₂-2w	MgCl₂-Si
								MgHCO₃ ⁺	0	0	0.001	0	0	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0
								NO₂	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0
								Mg²⁺	0	0	0	0	3.74E+06	0	3.74E+06
Cl^-	0	0	0	0	1.09E+07	0	1.09E+07
								CO₃ ^2-	0	0	0	0	0	0	0
HCO₃ ^-	0	0	0	0	0	0	0
								OH^-	0	0	0	0	0	0	0
SiO₂	0	0	0	0	0	0	9.24E+06
								MgSiO₃	0	0	0	0	0	0	174011.19

表18b.计算实施例14-15模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCO₃	MgSiO₃	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
								PH				.0864		6.24
温度°C	26	25		200.7	60	250	95
								压力psia	14.696	14.696	15	44.088	14.696	44.088
质量VFrac	0	0		0	0	0	0
								质量SFrac	1	1	1	0.248	1	0.268
质量流公吨/年	1.31E+07	1.56E+07	0	9.41E+06	1.71E+08	2.39E+07	3.39E+07
								体积流gal/min	1985.546	2126.004	1613.601	178707.499	3828.933	8016.874
焓MW	0	-6925.208	0	0	-18961.843	-7057.974	-12123.17
								密度lb/cuft	187.864	208.902	165.967	27.184	177.393	120.206
H₂O	0	0		0	5.19E+06	0	1.00E+07
								HCl	0	0	0	0	0	0
CO₂	0	0		0	6.85E+06	0	0
								O₂	0	0	0	1.37E+07	0	0
N₂	0	0		0	1.03E+08	0	0
								MgCO₃	1.31E+07	0	0	1.31E+07	0	0
MgCl₂	0	0		0	0	0	0
								MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0		0	0	0	0
								MgCl₂*4W	0	0	0	1.09E+07	0	0
MgCl₂*6W	0	0		0	1.83E+07	0	0
								Mg(OH)Cl	0	0	0	0	2.39E+07	0
Mg(OH)₂	0	0		0	0	0	9.07E+06
								MgO	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	MgCO₃	MgSiO₃	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
								MgHCO₃ ⁺	0	0	0	0.001	0	0
SO₂	0	0		0	0	0	0
								NO₂	0	0	0	0	0	0
NO	0	0		0	0	0	0
								Mg²⁺	0	0	0	0	0	3.78E+06
Cl^-	0	0		0	0	0	1.10E+07
								CO3^2-	0	0	0	0	0	0
HCO₃ ^-	0	0		0	0	0	0
								OH^-	0	0	0	0	0	0.029
SiO₂	0	0		9.24E+06	0	0	0
								MgSiO₃	0	1.56E+07	174011.19	0	0	0

表19a.计算实施例16-17模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	废气	H₂O	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂--2	MgCl₂-2w	MgCl₂-Si
								PH			6.583
温度°C	100	25	59.6	450	200	200	200
								压力psia	15.78	1	14.696	14.696	15	14.696	14.696
质量VFrac	1	0	0.004	1	0	0	0
								质量SFrac	0	0	0	0	1	1	1
质量流公吨/年	1.37E+08	1.00E+07	1.70E+07	1.41E+07	2.04E+07	2.04E+07	2.98e+07
								体积流gal/min	6.21E+07	4569.619	40446.86	1.26E+07	1914.466	1914.466	3522.292
焓MW	-5853.92	-4563.814	-7633.28	-1728.6	0	-5597.066	-9628.072
								密度lb/cuft	0.063	62.249	11.94	0.032	303.28	303.28	240.308
H₂O	685.E+06	1.00E+07	1.68E+07	2.80E+06	0	0	0
								HCl	0	0	0	1.13E+07	0	0	0
CO₂	1.37E+07	0	56280.04	0	0	0	0
								O₂	1.37E+07	0	18848.97	0	0	0	0
N₂	1.03E+08	0	56346.51	0	0	0	0
								MgCO₃	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	2.04E+07	2.04E+07	2.04E+07
								MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	0	0
								Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgO	0	0	0	0	0	0	0

工艺流程名称→	废气	H₂O	H₂O	HCl蒸汽	MgCl₂--2	MgCl₂-2w	MgCl₂-Si
								MgHCO₃ ⁺	0	0	77.467	0	0	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0
								NO₂	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0
								Mg²⁺	0	0	744.857	0	0	0	0
Cl^-	0	0	0	0	0	0	0
								CO₃ ^2-	0	0	1.19	0	0	0	0
HCO₃ ^-	0	0	3259.779	0	0	0	0
								OH^-	0	0	0.109	0	0	0	0
SiO₂	0	0	0	0	0	0	9.34E+06
								MgSiO₃	0	0	0	0	0	0	0

表19b.计算实施例16-17模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCO₃	MgSiO₃	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
								PH					6.583		8.537
温度°C	59.6	25	60	200	60	450	95
								压力psia	14.696	14.696	44.088	15	44.088	14.696	44.088
质量VFrac	0	0	1	0	0	0	0
								质量SFrac	1	1	0	1	0.436	1	0.558
质量流公吨/年	1.31E+07	1.56E+07	1.23E+08	9.34E+06	3.01E+07	6.27E+06	1.63E+07
								体积流gal/min	1983.661	2126.004	1.76E+07	1607.826	9945.342	797.11	5155.55
焓MW	0	-6925.208	-1613.054	0	-12593.788	-2603.979	-7331.893
								密度lb/cuft	187.864	208.902	0.199	165.327	86.031	223.695	89.76
H₂O	0	0	0	0	1.68E+07	0	7.20E+06
								HCl	0	0	0	0	0	0	0
CO₂	0	0	6.78E+06	0	56280.036	0	0
								O₂	0	0	1.37E+07	0	18848.966	0	0
N₂	0	0	1.03E+08	0	56346.51	0	0
								MgCO₃	1.31E+07	0	0	0	1.31E+07	0	0
MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0
								MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*6W	0	0	0	0	0	0	0
								Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0
Mg(OH)₂	0	0	0	0	0	0	9.07E+06
								MgO	0	0	0	0	0	6.27E+06	0

工艺流程名称→	MgCO₃	MgSiO₃	RX2-出口	SiO₂	悬浮液	固体-1	固体-2
								MgHCO₃ ⁺	0	0	343.415	0	77.467	0	0
SO₂	0	0	0	0	0	0	0
								NO₂	0	0	0	0	0	0	0
NO	0	0	0	0	0	0	0
								Mg²⁺	0	0	2722.849	0	744.857	0	14.282
Cl^-	0	0	0	0	0	0	0
								CO₃ ^2-	0	0	4.344	0	1.19	0	0
HCO₃ ^-	0	0	14439.982	0	3259.779	0	0
								OH^-	0	0	0.481	0	0.109	0	19.989
SiO₂	0	0	0	9.34E+06	0	0	0
								MgSiO₃	0	1.56E+07	0	0	0	0	0

表20a.计算实施例18-19模拟的质量和能量。

表20b.计算实施例18-19模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCaSiO₃	MgCl₂--H	MgCl₂-H	回收	回收-	SiO₂	悬浮液	固体	固体-1	固体-2	出口
												PH							5.163			6.252
温度°C	25	100	100	95	95	100	95	95	250	95	95
												压力psia	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696
质量VFrac	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
												质量SFrac	1	0	1	0.828	1	1	0.317	1	1	0.268	0
质量流公吨/年	168E+07	2.28E+07	4.74E+07	5.73E+07	1.58E+07	9.34E+06	1.95E+08	1.43E+07	2.39E+07	3.39E+07	1.23E+08
												体积流gal/min	1063.002	8028.716	8412.597	13075.55	2804.199	1607.827	185622	2276.765	3828.933	8017.333	5.85E+07
焓MW	-7167.458	0	-16601.2	-21023.6	-5537.26	0	-27714.4	0	-7057.97	-12113.4	-1510.76
												密度lb/cuft	450.627	80.836	160.371	124.605	160.371	165.327	29.855	178.921	177.393	120.2	0.06
H₂O	0	1.54E+07	0	9.84E+07	0	0	9.84E+06	0	0	1.00E+07	0
												HCl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CO₂	0	0	0	0	0	0	6.85E+06	0	0	0	6.85E+06
												O₂	0	0	0	0	0	0	1.37E+07	0	0	0	1.37E+07
N₂	0	0	0	0	0	0	1.03E+08	0	0	0	1.03E+08
												MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												MgCl₂*6W	0	0	4.74E+07	4.74E+07	1.58E+07	0	4.74E+07	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	2.39E+07	0	0
												Mg(OH)₂	0	0	0	12011.06	0	0	12011.06	0	0	9.07E+06	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												MgHCO₃ ⁺	0	0	0	11.135	0	0	11.135	0	0	0	0

工艺流程名称→	MgCaSiO₃	MgCl₂--H	MgCl₂-H	回收	回收-SiO₂悬浮液固体固体-1固体-2出口
						SO₂	0	0	0	0	0000000
NO₂	0	0	0	0	0000000
						NO	0	0	0	0	0000000
Mg²⁺	0	1.89E+06	0	0	000003.78E+060
						Ca²⁺	0	4128.267	0	0	0000000
Cl^-	0	5.51E+06	0	4.627	004.627001.10E+070
						CO₃ ^2-	0	0	0	0	0000000
HCO₃ ^-	0	0	0	0	0000000
						OH^-	0	0	0	0	000000.030
CaSiO₃	0	0	0	0	0000000
						SiO₂	0	0	0	0	09.34E+0600000
MgSiO₃	0	0	0	0	036.74300000
						透辉石	1.68E+07	0	0	0	0000000
白云石	0	0	0	0	001.43E+071.43E+07000

表21a.计算实施例20-21模拟的质量和能量。

表21b.计算实施例20-21模拟的质量和能量。

工艺流程名称→	MgCaSiO3	MgCl₂--H	MgCl₂-H	回收	回收-	SiO₂	悬浮液	固体	固体-1	固体-2	出口
												PH				-0.879			5.271			8.545
温度°C	25	100	100	95	95	100	95	95	450	95	95
												压力psia	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696	14.696
质量VFrac	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
												质量SFrac	1	0	1	0	0.484	1	1	0.177	1	1	0.558
质量流公吨/年	1.68E+07	1.58E+07	1.58E+07	3.27E+07	1.58E+07	9.34E+06	1.70E+08	1.43E+07	6.27E+06	1.63E+07	1.23E+08
												体积流gal/min	1063.002	4734.61	2804.199	10786.59	2804.199	1607.826	183332.5	2276.772	797.11	5155.892	5.85E+07
焓MW	-7167.458	0	-5533.74	-13087	-5537.26	0	-19788.2	0	-2603.98	-7331.92	-1510.64
												密度lb/cuft	450.627	94.994	160.371	86.167	160.371	165.327	26.409	178.921	223.695	89.754	0.06
H₂O	0	8.41E+06	0	1.68E+07	0	0	1.68E+07	0	0	7.20E+06	0
												HCl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CO₂	0	0	0	0	0	0	6.85E+06	0	0	0	6.85E+06
												O₂	0	0	0	0	0	0	1.37E+07	0	0	0	1.37E+07
N₂	0	0	0	0	0	0	1.03E+08	0	0	0	1.03E+08
												MgCl₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												MgCl₂*2W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgCl₂*4W	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												MgCl₂*6W	0	0	1.58E+07	1.58E+07	1.58E+07	0	1.58E+07	0	0	0	0
Mg(OH)Cl	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												Mg(OH)₂	0	0	0	11678.01	0	0	11678.01	0	0	9.07E+06	0
MgO	0	0	0	0	0	0	0	0	6.27E+06	0	0
												MgHCO₃ ⁺	0	0	0	908.901	0	0	908.901	0	0	0	0

工艺流程名称→	MgCaSiO3	MgCl₂--H	MgCl₂-H	回收	回收-	SiO₂	悬浮液	固体	固体-1	固体-2	出口
												SO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												NO	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Mg²⁺	0	1.89E+06	0	0	0	0	0	0	0	14.555	0
												Ca²⁺	0	4119.258	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Cl^-	0	5.51E+06	0	377.667	0	0	377.667	0	0	0	0
												CO₃ ^2-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
HCO₃ ^-	0	0	0	0.006	0	0	0.006	0	0	0	0
												OH^-	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
CaSiO₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
												SiO₂	0	0	0	0	0	9.34E+06	0	0	0	0	0
MgSiO₃	0	0	0	0	0	14.153	0	0	0	0	0
												透辉石	1.68E+07	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
白云石	0	0	0	0	0	0	1.43E+07	1.43E+07

实施例22：其他盐的分解

在实验室中测量其他盐的热分解。一些测试结果的总结如下表所示。

表22.其他盐的分解。

实施例22：二室、三室和四室分解模型

表23(见下)对应于图31-34的四个配置的比较。描述的是室的数目和描述，以MW(百万瓦特)为单位的消耗的热量，特定来源热量的百分比和由于来自方法中的其他反应的可用热量而减少的以kW-H/公吨CO₂为单位的所需的外部热量，即盐酸与矿物硅酸盐反应和盐酸冷凝。在图34的实施例中，也准许来自开式循环天然气工厂的热废气。

实施例23：相比于输入矿物质—煤的输出矿物质

在该实例研究中涉及来自基于煤的发电厂的废气，表24表明，矿物质输出的体积(石灰岩和沙子)是矿物质输入的体积(煤和链硅酸盐)的83%。表24概括的结果是基于600MWe煤工厂；总共4.66E6公吨CO₂，包括用于方法所需的热量的CO₂。

实施例24：相比于输入矿物质—天然气的输出矿物质

在表25(下面)概括的实例研究中涉及来自基于煤的发电厂的废气，矿物质的“铁轨-返回(rail-back)体积”是矿物质“铁轨-进入体积”的92%。表25概括的结果是基于600MWeCC天然气工厂；总共2.41E6公吨CO₂，包括用于方法所需的热量的CO₂。

表23.二室、三室和四室分解结果

表24.煤方案—相比于矿物质输入体积的矿物质输出体积

表25.天然气方案—相比于矿物质输入体积的矿物质输出体积

根据本公开，无需过度实验可作出和执行本文公开和权利要求的所有的方法。而依据特定实施方案已经描述了本发明的组分和方法，在不背离本发明的概念、主旨和范围内，可用于该方法和步骤中或本文描述的方法的步骤顺序的变体对本领域技术人员而言将是显而易见的。所有此类对本领域技术人员而言显而易见的相似的替代和修改被认为是在如附加的权利要求所规定的本发明的主旨、范围和概念内。

参考文献

在它们提供本文陈述的那些示例的程序上的或其他细节的补充方面，下列参考文献在此特别引入作为参考。

美国临时专利申请60/612,355

美国临时专利申请60/642,698

美国临时专利申请60/718,906

美国临时专利申请60/973,948

美国临时专利申请61/032,802

美国临时专利申请61/033,298

美国临时专利申请61/288,242

美国临时专利申请61/362,607

美国专利申请11/233,509

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美国专利出版物2006/0185985

美国专利出版物2009/0127127

美国专利7,727,374

PCT申请PCT/US08/77122

Goldberg等,碳封存第一次全国会议记录，2001年5月14–17日,华盛顿，6c章，美国能源部，全国能源技术实验室。

见：http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/01/carbon_seq/6c1.pdf.碳封存第一次全国会议记录，2001年5月14–17日,华盛顿，DC.，美国能源部，全国能源技术实验室。CD-ROMUSDOE/NETL-2001/1144；也见：http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/01/carbon_seq/carbon_seq01.html.

Claims

1.封存由源产生的二氧化碳的方法，包括：

由此，将所述二氧化碳封存为矿物产物形式。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或者其水合物是基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物，并且第二步骤(a)产物是HCl。

3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)中的所述基于第一阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或者其水合物是基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物。

4.根据权利要求2所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物是MgCl₂。

5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物是水合物形式的MgCl₂。

6.根据权利要求5所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的氯化物盐或其水合物是MgCl₂·6H₂O。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的氢氧化物盐是Mg(OH)₂。

8.根据权利要求2-6中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的羟基氯化物盐是是Mg(OH)Cl。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一步骤(a)产物主要包括Mg(OH)Cl。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一步骤(a)产物包括大于90%重量的Mg(OH)Cl。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一步骤(a)产物是Mg(OH)Cl。

12.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)中的所述基于第一阳离子的氧化物盐是MgO。

13.根据权利要求1-12中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)中的所述基于第二阳离子的卤化物、硫酸盐或硝酸盐或其水合物是基于第二阳离子的氯化物盐或其水合物。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述基于第二阳离子的氯化物盐或其水合物是CaCl₂。

15.根据权利要求3-12中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)中的所述基于第一阳离子的氯化物盐是MgCl₂。

16.根据权利要求15所述的方法，其中步骤(b)中的所述基于第一阳离子的氯化物盐是水合物形式的MgCl₂。

17.根据权利要求15所述的方法，其中步骤(b)中的所述基于第一阳离子的氯化物盐是MgCl₂·6H₂O。

18.根据权利要求1-17中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)中的所述一些或全部的水以蒸汽或超临界水的形式存在。

19.根据权利要求1-18中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)中的所述一些或全部的水得自步骤(b)中的水。

20.根据权利要求1-19中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)还包括在所述第二混合物中混合氢氧化钠盐。

21.根据权利要求1-20中任一权利要求所述的方法，还包括：

22.根据权利要求21所述的方法，其中步骤(d)中的所述一些或全部的HCl得自步骤(a)。

23.根据权利要求21所述的方法，其中步骤(d)中的所述HCl还包括将所述2族硅酸盐矿物与HCl搅拌。

24.根据权利要求21-23中任一权利要求所述的方法，其中将步骤(d)中产生的一些或全部的热量回收。

25.根据权利要求21-24中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)中的一些或全部的基于第二阳离子的氯化物盐是步骤(d)中的2族氯化物盐。

26.根据权利要求21-25中任一权利要求所述的方法，还包括分离步骤，其中将所述二氧化硅从步骤(d)中形成的2族氯化物盐中去除。

27.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)中的一些或全部的水得自步骤(d)中的水。

28.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括2族链硅酸盐。

29.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括CaSiO₃。

30.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括MgSiO₃。

31.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括橄榄石(Mg₂[SiO₄])。

32.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括蛇纹石(Mg₆[OH]₈[Si₄O₁₀])。

33.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括海泡石(Mg₄[(OH)₂Si₆O₁₅]·6H₂O)、顽辉石(Mg₂[Si₂O₆])、透辉石(CaMg[Si₂O₆])和/或透闪石Ca₂Mg₅{[OH]Si₄O₁₁}₂。

34.根据权利要求21-26中任一权利要求所述的方法，其中2族硅酸盐还包括硅酸铁或硅酸镁。

35.根据权利要求34所述的方法，其中所述硅酸铁是铁橄榄石(Fe₂[SiO₄])。

36.根据权利要求3-35中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)中形成的一些或全部的基于第一阳离子的氯化物盐是步骤(a)中使用的基于第一阳离子的氯化物盐。

37.根据权利要求1-36中任一权利要求所述的方法，其中所述二氧化碳以废气的形式，其中废气还包括N₂和H₂O。

38.根据权利要求1-37中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)的适合的反应条件包括温度约200°C至约500°C。

39.根据权利要求38所述的方法，其中温度为约230°C至约260°C。

40.根据权利要求38所述的方法，其中温度为约250°C。

41.根据权利要求38所述的方法，其中温度为约200°C至约250°C。

42.根据权利要求38所述的方法，其中温度为约240°C。

43.根据权利要求1-37中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)的适合的反应条件包括温度约50°C至约200°C。

44.根据权利要求43所述的方法，其中温度为约90°C至约260°C。

45.根据权利要求44所述的方法，其中温度为约90°C至约230°C。

46.根据权利要求45所述的方法，其中温度为约130°C。

47.根据权利要求1-37中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)的适合的反应条件包括温度约400°C至约550°C。

48.根据权利要求47所述的方法，其中温度为约450°C至约500°C。

49.根据权利要求1-37中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)的适合的反应条件包括温度约20°C至约100°C。

50.根据权利要求49所述的方法，其中温度为约25°C至约95°C。

51.根据权利要求21-37中任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)的适合的反应条件包括温度约50°C至约200°C。

52.根据权利要求51所述的方法，其中温度为约90°C至约150°C。

53.封存由源产生的二氧化碳的方法，包括：

(a)在适合的条件下，将在第一混合物中的氯化镁盐与水混合来形成(i)氢氧化镁、氧化镁和/或Mg(OH)Cl和(ii)氯化氢；

(b)在适合的条件下，将在第二混合物中的(i)氢氧化镁、氧化镁和/或Mg(OH)Cl，(ii)CaCl₂和(iii)由所述源产生的二氧化碳混合来形成(iv)碳酸钙、(v)氯化镁盐和(vi)水；以及

(c)从所述第二混合物中分离所述碳酸钙，

由此，将二氧化碳封存为矿物产物形式。

54.根据权利要求53所述的方法，其中步骤(a)中的一些或全部的所述氯化氢与水混合以形成盐酸。

55.根据权利要求53所述的方法，其中步骤(b)(i)中的一些或全部的氢氧化镁、氧化镁和/或Mg(OH)Cl得自步骤(a)(i)。

56.根据权利要求53所述的方法，其中步骤(a)中的一些或全部的水以氯化镁盐水合物的形式存在。

57.根据权利要求53所述的方法，其中步骤(a)在一个、两个或三个反应器中发生。

58.根据权利要求53所述的方法，其中步骤(a)在一个反应器中发生。

59.根据权利要求53所述的方法，其中步骤(a)(i)的氢氧化镁、氧化镁和/或Mg(OH)Cl大于Mg(OH)Cl的90重量%。

60.根据权利要求53所述的方法，其中所述氯化镁盐大于MgCl₂·6(H₂O)的90重量%。

61.根据权利要求53-60中任一权利要求所述的方法，还包括：

(d)在适合的条件下，将2族硅酸盐矿物与氯化氢混合以形成2族氯化物盐、水和二氧化硅。

62.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的一些或全部的氯化氢得自步骤(a)。

63.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)还包括将2族硅酸盐矿物与盐酸搅拌。

64.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(a)中的一些或全部的氯化镁盐得自步骤(d)。

65.根据权利要求61所述的方法，还包括分离步骤，其中二氧化硅从步骤(d)中形成的2族氯化物盐中去除。

66.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(a)中的一些或全部的水得自步骤(d)中的水。

67.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括2族链硅酸盐。

68.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括CaSiO₃。

69.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括MgSiO₃。

70.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括橄榄石。

71.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括蛇纹石。

72.根据权利要求61所述的方法，其中步骤(d)中的2族硅酸盐矿物包括海泡石、顽辉石、透辉石和/或透闪石。

73.根据权利要求61所述的方法，其中2族硅酸盐还包括矿化的铁和/或锰。

74.根据权利要求53-66中任一权利要求所述的方法，其中步骤(b)还包括将CaCl₂和水混合到所述第二混合物中。