CN111151117A - 一种生产和封固二氧化碳的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于二氧化碳治理与利用领域，尤其涉及一种生产和封固二氧化碳的工艺。将富含二氧化碳的气体，用氧化钙中和、吸附。除尘净化后，通过压缩并再次除杂，进入换热装置冷凝。本发明所述气体的压缩热和冷凝热，作为产品供给用户。对冷凝后的气体进行分离，分离为：驰放气、氮、氩、二氧化碳和残渣。氮和氩分别经过进一步压缩、冷凝和提纯后形成产品。液体二氧化碳和进一步加工成的干冰，形成产品，可导入低温深海、极地冰盖周围、永冻层下、矿井、雪山等处长期封固。分离出的驰放气作为冷媒形成产品。分离出的残渣与压缩脱除的杂质、除尘出的积尘、中和吸水后的氧化钙副产物一起混配，堆放、掩埋、导入矿井、导入沙漠固沙。
Description
技术领域
本发明属于二氧化碳治理与利用领域，尤其涉及一种生产和封固二氧化碳的工艺。
背景技术
二氧化碳的大量排放是造成全球变暖的主要原因之一。据估计，2016年全球二氧化碳的工业排放量超过了376亿吨，使大气中的二氧化碳浓度达到403.3ppm，已经具备了使全球平均升温2到3度，使海平面上开10到20米的条件，现在气候的恶变现象已经呈现。
减少二氧化碳排放至关重要，不使二氧化碳进入大气同样重要。
大量含碳燃料的使用产生了许多CO2气体。产生的二氧化碳气体绝大多数被经过简单的净化后，排放至大气，有的被回收利用。回收利用的二氧化碳，经过短暂的使用流程，又被排放到大气，并没有真正降低二氧化碳的总排量及大气中二氧化碳的浓度，只是短时间内减缓了二氧化碳的排放。如何不使二氧化碳进入大气，是本发明所要解决的技术问题。
海水中的二氧化碳浓度约为24毫克/升，远没有达到大约28.71g(CO2)/100g(海水)饱和溶解度。地球上海水的总量约13.2亿立方千米，假如将每年全球工业排放的376亿吨二氧化碳全部溶于海水，即使在不计被吸收和被消耗的情况下，也仅能使海水中的二氧化碳浓度上升约0.12％，对海洋环境的影响将是极其微小的。然而，本发明所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，是仅将每年全球二氧化碳的工业排放量约376亿吨的少部分加以封固，用以保持大气中二氧化碳浓度的稳定性。封固的方式是长久封固，极缓慢释放，并充分被海水和生物吸收。封固的地点是局部海域的低温深海和局部海域的永冻冰层处。将二氧化碳对环境的不良影响降到最低。
发明内容
为了实现将二氧化碳长久封固到局部海域的低温深海和局部海域的永冻冰层处，本发明提供了一种利用富含二氧化碱的工业废气，通过简短的工艺流程生产液态和固态二氧化碳，并将生产的二氧化碳输送和运送到适当海域，注入和投放到低温深海和永冻冰层处。液态和固态二氧化碳利用自身的冷量，迅速将周围的海水凝结成冰壳，并将自身封固在冰壳中。由于封固处于低温海洋中，冰壳的溶化十分缓慢，能够起到长久封固二氧化碳的目的。
本发明所采用的技术方案是：
本发明属于一种生产和封固二氧化碳的工艺。将富含二氧化碳的工业气体，用氧化钙充分中和、吸附，中和其酸性，吸附其水及其他杂质。除尘净化后，通过压缩机压缩并再次除杂，进入换热冷凝装置冷凝。本发明所述的工业气体的压缩热和冷凝热，作为产品供给用户。对冷凝后的工业气体进行分离，分离为：驰放气、氮、氩、二氧化碳和残渣。氮和氩分别经过进一步被压缩、冷凝和提纯后形成产品。液体二氧化碳和进一步加工成的干冰，形成产品，可导入低温深海、极地冰盖周围、永冻层下、矿井、雪山处长期封固。分离出的驰放气作为冷媒形成产品。分离出的残渣与压缩脱除的杂质、除尘出的积尘、中和吸水后的氧化钙副产物一起混配，堆放、掩埋、导入矿井、导入沙漠固沙。
木发明的有益效果是，利用富含二氧化碳的工业气体，通过简短的工艺流程生产液态和固态二氧化碳，并将生产的二氧化碳输送和运送到适当海域，注入和投放到低温深海和永冻冰层处。液态和固态二氧化碳利用自身的冷量，迅速将周围的海水凝结成冰壳，并将自身封固在冰壳中。由于封固处于低温海洋中，冰壳的融化十分缓慢，能够起到长久封固二氧化碳的目的。
木发明所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，可利用工业废气生产如下产品：冷媒、热媒、液氮、液氩、液体二氧化碳、干冰、固沙剂。可以做到废物利用、余能利用。
本发明所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，利用高效的反应设备和分离设备，提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明工艺流程示意图；
图2为一种生产和封固二氧化碳的工艺流程图。
图中 1.气源，2.料仓，3.混合器，4.反应器，5.料仓，6.除尘器，7.风机，8.压缩机，9.除渣器，10.换热器，11.换热器，12.分离器，13.压缩机，14.换热器，15.换热器，16.提纯器，17.液体二氧化碳封固系统，18.干冰封固系统，19，钙盐固沙系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施做进一步的描述：
如图2所示，本发明为一种生产和封固二氧化碳的工艺。气源1产生的富含二氧化碳的流体，在混合器3中与干粉氧化钙、干粉碳酸钙、其它能中和酸性物质的物质混合进入反应器4。反应器4为环流反应器、流化床反应器、沸腾床反应器、固定床反应器、旋流床反应器、搅拌式反应器中的一种或几种。反应器4排出中和吸水后的氧化钙副产物。在反应器4中，富含二氧化碳的流体降低了酸度和湿度，进入除尘器6除尘，并从除尘器6中排出积尘。
本发明所述流体的流动动力来源于气源1和风机7，并经风机7进入压缩机8被压缩。被压缩后的流体在除渣器9中，进一步脱杂排渣，然后被初冷换热器10和深冷换热器11冷却冷凝后进入分离器12。所述流体在冷却冷凝过程中释放出的热量，作为热源产品6提供给需热用户。分离器12为吸收解吸分离器、闪蒸分离器、蒸(精)馏釜、蒸(精)馏塔、斜精馏塔、螺旋精馏塔中的一种或几种。
本发明所述流体在分离器12中被分离成驰放气产品7、不凝气、精品二氧化碳液体产品3、粗品二氧化碳液体产品4、分离残渣。驰放气产品7供给需冷用户。不凝气经过压缩机13、换热器14、换热器15、提纯器16进一步被压缩、冷凝、提纯后，形成精液氮产品1和粗液氮产品2，。粗品二氧化碳液体粗品4，可进一步加工成干冰产品5。分离残渣与除渣器9的排渣、除尘器6排出的积尘、反应器4排出的氧化钙副产物一起混合，形成钙盐粗品产品8。
粗品二氧化碳液体产品4，通过液体二氧化碳封固系统17注入低温深海、注入极地冰盖下、注入永冻层下、注入矿井、注入雪山雪层中长期封存。干冰产品5，通过干冰封固系统18导入低温深海、导入极地冰盖下及周围、导入永冻层下、导入矿井、导入雪山处长期封存。钙盐粗品产品8，通过钙盐固沙系统19堆放、掩埋，也可调浆后注入矿井、注入沙漠固沙。
Claims (8)
1.一种生产和封固二氧化碳的工艺，利用富含二氧化碳的工业气体，通过简短的工艺流程生产液态和固态二氧化碳，将生产的二氧化碳输送和运送到适当海域，注入和投放到低温深海和永冻冰层处，其利用自身冷量，迅速将周围的水份凝结成冰壳，被长久封固在冰壳中，并被海水和生物极缓慢吸收。
2.根据权利要求1所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，其特征在于，气源(1)产生的富含二氧化碳的流体，在混合器(3)中与干粉氧化钙、干粉碳酸钙、其它能中和酸性物质的物质的一种或几种混合进入反应器(4)，反应器(4)为环流反应器、流化床反应器、沸腾床反应器、固定床反应器、旋流床反应器、搅拌式反应器中的一种或几种，在反应器(4)中，富含二氧化碳的流体降低了酸性、湿度及杂质，进入除尘器(6)被除尘。
3.根据权利要求1或2所述，本发明所述流体的流动动力来源于气源(1)和风机(7)，并经风机(7)进入压缩机(8)被压缩，被压缩后的流体在除渣器(9)中，进一步脱杂排渣，然后被初冷换热器(10)和深冷换热器(11)冷却冷凝后进入分离器(12)，分离器(12)为吸收解吸分离器、闪热分离器、蒸(精)馏釜、热(精)馏塔、斜精馏塔、螺旋精馏塔中的一种或几种，所述流体在冷却冷凝过程中释放出的热量，作为热源产品(6)提供给需热用户。
4.根据权利要求3所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，其特征在于，所述流体在分离器(12)中被分离成驰放气产品(7)、不凝气、精品二氧化碳液体产品(3)、粗品二氧化碳液体产品(4)、分离残渣。
5.根据权利要求4所述，驰放气产品(7)供给制冷用户；不凝气经过压缩机(13)、换热器(14)、换热器(15)、提纯器(16)进一步被压缩、冷凝、提纯后，形成精液氮产品(1)和粗液氮产品(2)；粗品二氧化碳液体产品(4)，可进一步加工成干冰产品(5)；分离残渣与除渣器(9)的排渣、除尘器(6)排出的积尘、反应器(4)排出的氧化钙副产物一起混合，形成钙盐粗品产品(8)。
6.根据权利要求5所述，粗品二氧化碳液体产品(4)，通过液体二氧化碳封固系统(17)注入低温深海、注入极地冰盖下、注入永冻层下、注入矿井、注入雪山雪层中长期封存；干冰产品(5)，通过干冰封固系统(18)导入低温深海、导入极地冰盖下及周围、导入永冻层下、导入矿井、导入雪山处长期封存；钙盐粗品产品(8)，通过钙盐固沙系统(19)堆放、掩埋，调浆后注入矿井、注入沙漠固沙。
7.根据权利要求5或6所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，其特征在于，本发明所述的工业气体的压缩热和冷凝热，作为产品供给用户；对冷凝后的工业气体进行分离，分离为：驰放气、氮、氩、二氧化碳及残渣；氮和氩分别被进一步压缩、冷凝和提纯后形成产品；液体二氧化碳和进一步加工成的干冰，形成产品，可导入低温深海、极地冰盖周围、永冻层下、矿井、雪山处长期封固；分离出的驰放气作为冷媒形成产品；分离出的残渣与压缩脱除的杂质、除尘出的积尘、中和吸水后的氧化钙副产物一起混配，堆放、掩埋、导入矿井、导入沙漠固沙。
8.根据权利要求2或3所述的一种生产和封固二氧化碳的工艺，其特征在于，环流反应器用于流体的中和、净化及反应，斜塔及螺旋塔用于物质的分离及提纯，高效的反应设备及分离设备，提高了生产效率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200515 |