CN107297131A - 利用电石渣和腐植酸盐固存co2副产建筑材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法。本发明选用电石渣和腐植酸盐为原料，加水搅拌后，获得CO2吸收剂；再将该吸收剂加入吸收反应装置中，通入含CO2的废气，过滤、获得含碳酸钙和腐植酸的混合物；该混合物可直接作为建筑材料使用。本发明的有益效果在于：CO2吸收效率高，副产品过滤后可作为建材利用，实现了以废治废和固体废弃物的资源化利用，并且工艺简单、成本较低。

Description

利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法
技术领域
本发明涉及CO2减排技术领域，具体是一种利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法。
背景技术
近年来，随着化石燃料的大量使用，气候变暖已对全球的生态系统以及社会经济产生明显影响， 并将继续造成长远而巨大的影响。 控制煤炭等石化燃料利用中温室气体CO2的排放对保护人类赖以生存的地球环境, 对国民经济的发展都具有重要意义。
目前, 已发展了许多CO2 的捕集分离技术, 如: 吸附法、吸收法、膜分离法、低温分离法。在这些方法中, 使用各种物理或化学溶剂的吸收吸附法是较为成熟的方法, 特别是使用有机胺为吸收剂的化学吸收法，应用较为广泛。但是对于燃煤电厂而言, 烟气量大CO2 含量低, 使用这些技术都会带来严重的能源损失, 减少其净电能输出13%～37%。因此, 降低CO2 捕集技术的费用, 发展新型的CO2捕集、固定技术是面临的非常迫切的任务。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：CN200810146495.3、名称为“用电石渣吸收利用二氧化碳的方法与专用二氧化碳吸收器”的发明，提出了以电石渣为原料，以甲酸铵为溶剂，溶解电石渣中的氢氧化钙，生成甲酸钙和氨水，经过滤去杂，以甲酸钙和氨水为吸收剂，在专用的二氧化碳吸收器中，吸收二氧化碳，生成碳酸钙和甲酸铵，碳酸钙经洗涤、过滤、干燥、冷却、粉碎即成高纯度碳酸钙，从而实现对二氧化碳的再资源化式减排。该方法虽然再利用了电石渣，吸收CO2得到了高纯的碳酸钙，但是需要甲酸铵作为添加剂，整个工艺较为复杂，成本较高，限制了在实际工业的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电石渣和腐植酸盐固存吸收工业废气中CO2的方法，与脱硫石膏等其他固碳原料比，电石渣具有含钙高（氢氧化钙含量大于90%）、纯度高、反应活性高、碱性高（pH大于12）等优势。利用腐植酸盐作为添加剂，可以进一步提高电石渣的吸收CO2的效果，所以利用电石渣和腐植酸盐联合固碳，可以降低能耗，提高效率，得到碳酸钙和腐植酸混合物，可作为建材利用。整个固碳过程不仅实现了以废治废，而且达到了副产品资源化利用的目的。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明利用电石渣和腐植酸盐，与工业废气中的二氧化碳发生碳酸化反应，生成了碳酸钙和腐植酸混合物，可以作为建筑材料使用。
本发明提供的一种利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法，包括如下步骤：
a、选用电石渣和腐植酸盐为原料，加水充分搅拌后，获得CO2吸收剂；
b、将步骤a制备的CO2吸收剂加入吸收反应装置中，通入含CO2的废气，反应完全后，生成以碳酸钙和腐植酸为主要成分的混合物，
c、将步骤b得到的碳酸钙和腐植酸为主要成分的混合物，过滤后作为建筑材料使用。
上述步骤a中，所述的CO2吸收剂中电石渣的质量百分比为1％～10％；腐植酸盐质量百分比为0.1%～0.6％,其余为水。
上述步骤a中，所述的腐植酸盐是指腐植酸钾、腐植酸钠或腐植酸铵。
所述步骤b中，所述的CO2的体积百分含量为5～20%。
所述步骤b中的化学反应方程式如下表：
表1.化学反应方程式表
其中R-COONa代表腐植酸钠，R-COOH代表腐植酸，R-COO-代表腐植酸根。
以上，吸收固定CO2的主要反应过程为：CO2溶解到水中，生成碳酸，碳酸电离生成碳酸根和氢离子（H+）；氢氧化钙电离生成钙离子和氢氧根离子；钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀，这是固定CO2的关键反应；与溶解到水中的CO2反应，生成了碳酸钙沉淀。腐植酸钠是一种强碱弱酸盐，可以电离出许多羧酸根（-COO-），羧酸根会与氢离子结合（H+）生成羧酸,所以腐植酸钠也转化为腐植酸沉淀。由于腐植酸钠与H+反应，减少了溶液中H+的数量，促进化学平衡向右进行，从而促进了CO2的溶解，提高了电石渣吸收CO2的效果。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明吸收CO2最后得到碳酸钙和腐植酸为主的混合物，碳酸钙本身即为常用的建材，腐植酸是较好的粘结剂，二者组合可作为建筑材料使用。整个过程CO2吸收效率高，实现了以废治废和固体废弃物的资源化利用，并且工艺简单，成本较低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1，配制电石渣和和腐植酸钾的CO2吸收剂 0.5L，其中电石渣的质量百分比为1％，腐植酸钠质量百分比为0.1%； 将该CO2吸收剂加入吸收反应装置中，通入体积百分含量为5%的CO2，反应2小时，可以吸收约2.8g CO2，生成碳酸钙和腐植酸混合物，该混合物可过滤后作为建材使用。
实施例2
如图1，配制电石渣和和腐植酸钾的CO2吸收剂0.5L，其中电石渣的质量百分比为5％，腐植酸钠质量百分比为0.3%； 将该CO2吸收剂加入吸收反应装置中，通入体积百分含量为10 %的CO2，反应2小时，可以吸收约15.6g CO2，生成碳酸钙和腐植酸混合物，该混合物可过滤后作为建材使用。
实施例3
如图1，配制电石渣和和腐植酸钾的CO2吸收剂0.5L，其中电石渣的质量百分比为10％，腐植酸钠质量百分比为0.6%； 将该CO2吸收剂加入吸收反应装置中，通入体积百分含量为20 %的CO2，反应2小时，可以吸收约32.5g CO2，生成碳酸钙和腐植酸混合物，该混合物可过滤后作为建材使用。

Claims (4)

1.一种利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、选用电石渣和腐植酸盐为原料，加水充分搅拌后，获得CO2吸收剂；
b、将步骤a制备的CO2吸收剂加入吸收反应装置中，通入含CO2的废气，反应完全后，生成以碳酸钙和腐植酸为主要成分的混合物；
c、将步骤b得到的碳酸钙和腐植酸为主要成分的混合物，过滤后可作为建筑材料使用。
2.根据权利要求1所述的利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述的CO2吸收剂中电石渣的质量百分比为1％～10％；腐植酸盐质量百分比为0.1%～0.6％，其余为水。
3.根据权利要求1或2所述的利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述的腐植酸盐是指腐植酸钾、腐植酸钠或腐植酸铵。
4.根据权利要求1所述的利用电石渣和腐植酸盐固存CO2副产建筑材料的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述的CO2的体积百分含量为5～20%。
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