CN113617201A - 一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法 - Google Patents
一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113617201A CN113617201A CN202110825099.9A CN202110825099A CN113617201A CN 113617201 A CN113617201 A CN 113617201A CN 202110825099 A CN202110825099 A CN 202110825099A CN 113617201 A CN113617201 A CN 113617201A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- flue gas
- barrel
- seawater
- air inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 184
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 99
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims abstract description 32
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 38
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 31
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 19
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 11
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 6
- ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N calcium magnesium Chemical compound [Mg].[Ca] ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 2
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000007787 solid Chemical group 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- -1 bicarbonate anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MKKVKFWHNPAATH-UHFFFAOYSA-N [C].N Chemical compound [C].N MKKVKFWHNPAATH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910001748 carbonate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000192 social effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：将纳滤后的海水浓缩物送入二氧化碳烟气的吸收结晶装置，吸收发应一段时间后结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥。本发明提供一种既能生产具有经济价值的产品的同时又能永久地和安全地捕获和封存二氧化碳气体的方法，具有显著的经济效益和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，可使二氧化碳(CO2)捕获、封存和利用(CCSU)，特别是涉及一种以化学反应来将工业排放二氧化碳(CO2)进行捕捉的方法。
背景技术
温室效应是21世纪全人类所面临的最大环境问题，人类在能源系统中因消费化石燃料产生的CO2是引起全球气候变暖的最主要物质。中国作为世界上人口最多且最大的发展中国家，近年来经济建设取得了举世瞩目的成就。但是随着经济的发展和人口的不断增长，对能源的需要也日益增加。目前我国的CO2的排放量已经居世界第二位，仅次于美国。未来几年我国CO2的排放量将超过美国，居于世界第一位。高碳模式将严重制约中国未来的发展，而低碳经济将成为中国建设生态文明最有力的突破口。由此看来，“碳排放”已经不是一个单纯的经济问题，更是一个政治和社会问题。
目前，对于大规模二氧化碳的处理，主要有地质封存、海洋封存和CO2矿化三种方法。每公吨二氧化碳的捕获、运输及封存的操作成本，分别约为5～115美元、每百公里0.4～3.2美元与0.5～100美元。其中，新型气化复循环发电厂的每吨二氧化碳捕获成本约为13～37美元，而每吨二氧化碳的地质封存成本约为0.5～8美元，海洋封存成本约为5～30美元，地表矿化封存成本约为50～100美元。
专利CN101773766A二氧化碳的捕捉方法，公开一种利用海水捕捉二氧化碳的方法。电解饱和食盐水生成氢氧化钠，将生成的氢氧化钠加入海水中，使海水中的氯化镁及氯化钙转化成氢氧化镁及氢氧化钙，然后导入二氧化碳在含有氢氧化镁及氢氧化钙的水中，使其转换成碳酸镁及碳酸钙。该发明虽可有效、快速并安全地捕捉二氧化碳，但要电解饱和食盐水，成本高。专利CN102701822B以海水为原料生产植物氮肥营养液的方法及设备，公开一种以海水为原料生产植物氮肥营养液的方法及设备。以海水为原料，向海水中加入氨气及二氧化碳气体，使海水中的盐类化合物与氨及二氧化碳充分混合，生成氨碳复合水。该发明虽是一种零排放、利于环境，但所生成的氮肥营养液中氮肥含量低，氮肥浓度为10％，以“海水淡化”行业所产生的剩余的浓盐水为原料，所得氮肥营养液中所含的氮肥浓度最高也只有20％左右。专利CN101687648B封存二氧化碳(CO2)的方法，公开了封存二氧化碳(CO2)的方法。该方法的各方面包括从含碱土金属的水中沉淀储存稳定的二氧化碳封存产物，然后例如通过将该产物置于处置场所或使用该产物作为制成组合物的组分来处置该产物。该发明虽然生成本发明的水泥的碳酸盐矿物组合物用的盐水源可以是天然存在的来源，如海、洋、湖泊、沼泽、河口、泻湖、深层卤水、碱湖、内海等，或是人造来源，但生成的混合物无利用价值，发明的方法归类为CCSU，而不是CCS。专利CN105473209A一种固定二氧化碳的方法，公开了将二氧化碳优选地与碱在高pH值下反应形成碳酸根和/或碳酸氢根阴离子，随后将碳酸根和/或碳酸氢根阴离子与水溶性镁离子反应形成含碳酸镁的盐。但该发明水溶液pH值较高，需要碱性物质来调高水溶液的pH值，只是适用于固定的水泥厂。专利CN106076066A海水式碳捕集封存方法及装置，公开了利用海水可溶入一定量二氧化碳，和海洋可贮存巨量二氧化碳的原理，用海水洗涤化石燃料尾气，使尾气中的二氧化碳溶入海水进行碳捕集，再将溶有尾气二氧化碳的海水，在控制pH值符合有关国际法规和技术标准的条件下，排注海洋实施碳封存。该发明虽工艺过程中的碳浓度较低，便于排注海洋实施碳封存，但没有充分利用碳资源。发明的方法归类为CCSU，而不是CCS。专利CN106904647A一种CO2矿化与海水资源利用耦合的方法，公开了在海水溶液中加入氧化镁，利用氧化镁在溶液中的水解产生的碱性实现了对酸性气体二氧化碳的捕集，同时又利用海水中钙镁离子对二氧化碳捕集后的碳酸根和碳酸氢根进行矿化，并通过调控获得碳酸钙和碳酸镁盐，实现了CO2矿化与海水资源利用耦合。该发明在低温下即可进行，且直接利用海水中的富钙镁资源，无需另外配制氯化钙和氯化镁溶液，是一种绿色高效的CO2减排和海水资源高效利用相耦合的方法。但需要在海水溶液中加入氧化镁等。在专利CN200910063076.8公开了一种非分离烟气中二氧化碳的直接矿化隔离方法，将钙或镁硅酸盐矿物粉末置于填充有水的反应器中，向反应器内通入烟气，烟气中的CO2与硅酸盐矿物在水溶液中反应得到碳酸盐。四川大学谢和平教授在专利CN201110382112.4和专利201210188734.8中公开了了一种联产富钾溶液的CO2矿化方法，将富含钾长石的矿石粉碎至粉末；将粉碎后的矿石粉末置于反应器中，加入氯化钙溶液，通入二氧化碳气体，CO2矿化生成碳酸钙，钾长石溶解，生成富含钾离子的溶液。这种方法既可突破现有技术CO2矿化方法由于CO2矿化产物附加值低，CO2矿化技术难以工业化实施的瓶颈，有助于解决全球CO2减排难题，又可为钾肥生产提供充足的钾资源，解决钾肥生产资源短缺的困扰。但是在该专利中需要将富含钾长石的矿石粉碎为粉末甚至高温活化，且矿化反应需要在150～350℃、二氧化碳分压不低于1.0MPa甚至高达35MPa的高温高压的条件下进行，生产过程中能耗大，且钾长石中的钾转化率较低(60％～90％)，使其推广受到阻碍。专利CN111683732A矿物碳酸化的集成方法，公开了一种用于二氧化碳捕获、封存和利用的集成方法。在溶解工段，使含CO2的气流与水性浆料接触，以溶解矿物中的镁，从而提供富含镁离子的水溶液和贫镁固体残渣；在单独的酸处理工段，使回收的贫镁固体残渣部分与包含无机酸或酸式盐的溶液反应，以进一步溶解镁和其他金属；在单独的沉淀工段，从富含镁离子的水溶液中沉淀出碳酸镁。该发明虽提供一种在生产具有经济价值的产品的同时永久地和安全地捕获和封存二氧化碳气体的方法，但酸解含镁固体硅酸镁矿物，以进一步溶解镁和其他金属。
由此可见，上述现有的二氧化碳的捕捉方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但一直未见适用的设计被发展完成。因此如何能创设一种新的二氧化碳的捕捉方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的捕捉方法存在的缺陷，本发明人创设一种新的二氧化碳的捕捉方法，能够改进一般现有的捕捉方法，使其更具有实用性。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的捕捉方法存在的缺陷，而提供一种新的二氧化碳的捕捉方法，所要解决的技术问题是使其可大量、快速并安全的捕捉二氧化碳，其减低全球二氧化碳浓度升高的困境，非常适于实用。
本发明采用以下技术方案来实现的。技术方案如下：
一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：将纳滤后的海水浓缩物送入二氧化碳烟气的吸收结晶装置，吸收发应一段时间后结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥。
所述的海水浓缩物为高浓度钙镁离子的水溶液，其中镁离子浓度为5～10g/L,钙离子浓度为1.6～3.5g/l。
海水浓缩物的pH为5.5～14。
所述的二氧化碳为燃煤、天然气、石油、重油、秸秆、垃圾焚烧、石灰窑或水泥窑所产生的烟气。
所述的吸收结晶装置的吸收反应温度为5～90℃，吸收反应压力为0.1～0.5MPa。
所述的吸收结晶装置，包括壳体、进水管道、进气循环管道、pH计、温度传感器、压力表、出料阀、液位计、加热管道、内筒体、排气阀，所述壳体由筒体和锥体两部分组成，上部为筒体下部为锥体，其特征在于：内筒体安装在壳体的筒体内部，底部支撑固定在壳体上，进水管道进口安装在壳体的筒体上部，进气循环管道的进气管安装在壳体的筒体底部且伸入内筒体内，伸入内筒体的进气循环管道上安装若干个曝气盘，所有曝气盘位于内筒体底部，进气循环管道的出气管从壳体筒体上部引出并连接在进气阀门和进气泵之间，pH计、温度传感器、压力表分别安装在壳体的筒体上并伸入内部，出料阀安装在壳体的锥体下端，液位计安装在壳体的筒体侧边，加热管道缠绕在壳体的筒体侧面四周，排气阀安装在壳体的筒体顶端盖板上。
所述的进水管道上安装有进水阀门，进水管道与外部进水泵相连。
所述进气循环管道的进气管上依次安装有进气阀门、进气泵、曝气盘，进气循环管道的出气管上安装有循环阀门，进气循环管道的进气管与外部气源相连。
所述的压力表为电接点压力表。
所述的加热管道上安装有蒸汽进气阀门和疏水阀，加热管道与外部蒸汽相连。
与其他二氧化碳封存方法相比，一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，具有许多潜在的优点。
1、提供一种在生产具有经济价值的产品的同时永久地和安全地捕获和封存二氧化碳气体的方法。既能够减少排放到大气中的二氧化碳量，同时能够生产具有经济效用和价值的产品，特别是碳酸镁和碳酸钙。
按经验测算，捕集1吨二氧化碳的直接成本在30～150元间。回收的碳酸钙和碳酸镁共1.94吨，如用于钙镁复合肥原料，可望实现400～500元收益。
2、碳酸钙碳酸镁的纯度高，所含杂质少。
3、所用的原料海水为纳滤后的高浓度钙镁水溶液。
4、技术适用性更广，pH范围为5.5～14。
5、碳酸镁碳酸钙结晶颗粒大、易于过滤。
本发明在技术上有显著的进步，具有明显的经济和社会效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
附图说明
图1为本发明的吸收结晶装置结构示意图。
具体实施方式
结合附图及具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明采用的吸收结晶装置包括壳体1、进水管道2、进气循环管道3、pH计4、温度传感器5、压力表6、出料阀7、液位计8、加热管道9、内筒体10、排气阀11，所述壳体1由筒体和锥体两部分组成，上部为筒体下部为锥体，其特征在于：内筒体10安装在壳体1的筒体内部，底部支撑固定在壳体1上，进水管道2进口安装在壳体1的筒体上部，进气循环管道3的进气管安装在壳体1的筒体底部且伸入内筒体10内，伸入内筒体10的进气循环管道3上安装若干个曝气盘3-4，所有曝气盘3-4位于内筒体10底部，进气循环管道3的出气管从壳体1筒体上部引出并连接在进气阀门3-1和进气泵3-2之间，pH计4、温度传感器5、压力表6分别安装在壳体1的筒体上并伸入内部，出料阀7安装在壳体1的锥体下端，液位计8安装在壳体1的筒体侧边，加热管道9缠绕在壳体1的筒体侧面四周，排气阀11安装在壳体1的筒体顶端盖板上。所述的进水管道2上安装有进水阀门2-1，进水管道2与外部进水泵相连，所述进气循环管道3的进气管上依次安装有进气阀门3-1、进气泵3-2、曝气盘3-4，进气循环管道3的出气管上安装有循环阀门3-3，进气循环管道3的进气管与外部气源相连，所述的压力表6为电接点压力表。所述的加热管道9上安装有蒸汽进气阀门9-1和疏水阀9-2，加热管道9与外部蒸汽相连。
使用时，开启进水阀门2-1，开启外部的进水泵将纳滤海水注入本实用新型的装置中，液位计8显示壳体1中液位，达到一定液位时，关闭外部的进水泵及进水阀门2-1，开启蒸汽进气阀门9-1对壳体1进行加热，温度传感器5用于控制蒸汽进气阀门9-1的开度，将壳体1中溶液温度保持在合适区间，开启进气阀门3-1和进气泵3-2，进气泵3-2将二氧化碳注入壳体1内，二氧化碳气体通过曝气盘3-4形成微小气泡，气泡在上升过程将壳体1中溶液带动在内筒体10和壳体1之间形成循环，压力表6达到一定压力时，关闭进气阀门3-1，开启循环阀门3-3，进气泵3-2将壳体1溶液上端气体注入曝气盘3-4中，将未吸收的二氧化碳气体再次进行吸收，当压力表6压力在一段时间内不下降时，说明二氧化碳气体被吸收完全，当压力表6压力下降至设定最低压力值时，关闭循环阀门3-3，开启进气阀门3-1进行补充，pH计4实时显示壳体1中溶液的pH值，当pH值下降至一定值时，纳滤海水吸收二氧化碳至饱和，开启出料阀7将壳体1中料浆排出壳体1，完成二氧化碳吸收结晶。
实施例1
一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，将纳滤后含有镁离子浓度为10g/L、钙离子浓度为3.5g/l、pH 14的海水浓缩物送入燃煤产生的二氧化碳烟气吸收结晶装置，吸收结晶装置内控制溶液温度保持在80-90℃区间，控制压力为0.5Mpa，当pH值下降至9时，纳滤海水吸收二氧化碳至饱和，开启出料阀将吸收结晶装置中料浆排出吸收结晶装置，完成二氧化碳吸收结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥得到碳酸钙和碳酸镁。
实施例2
一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，将纳滤后含有镁离子浓度为5g/L、钙离子浓度为1.6g/l、pH 5.5的海水浓缩物送入燃煤产生的二氧化碳烟气吸收结晶装置，吸收结晶装置内控制溶液温度保持在50-60℃区间，控制压力为0.3Mpa，当pH值下降至3时，纳滤海水吸收二氧化碳至饱和，开启出料阀将吸收结晶装置中料浆排出吸收结晶装置，完成二氧化碳吸收结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥得到碳酸钙和碳酸镁。
实施例3
一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，将纳滤后含有镁离子浓度为8g/L、钙离子浓度为2.6g/l、pH 10的海水浓缩物送入燃煤产生的二氧化碳烟气吸收结晶装置，吸收结晶装置内控制溶液温度保持在5-20℃区间，控制压力为0.1Mpa，当pH值下降至7时，纳滤海水吸收二氧化碳至饱和，开启出料阀将吸收结晶装置中料浆排出吸收结晶装置，完成二氧化碳吸收结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥得到碳酸钙和碳酸镁。
实施例4
一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，将纳滤后含有镁离子浓度为6g/L、钙离子浓度为2.0g/l、pH 8.5的海水浓缩物送入燃煤产生的二氧化碳烟气吸收结晶装置，吸收结晶装置内控制溶液温度保持在45-55℃区间，控制压力为0.4Mpa，当pH值下降至6时，纳滤海水吸收二氧化碳至饱和，开启出料阀将吸收结晶装置中料浆排出吸收结晶装置，完成二氧化碳吸收结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥得到碳酸钙和碳酸镁。
Claims (10)
1.一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：将纳滤后的海水浓缩物送入二氧化碳烟气的吸收结晶装置，吸收发应一段时间后结晶，得到含碳酸钙和碳酸镁的混合物；混合物通过固液分离后干燥。
2.如权利要求1所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的海水浓缩物为高浓度钙镁离子的水溶液，其中镁离子浓度为5～10g/L,钙离子浓度为1.6～3.5g/l。
3.如权利要求1所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：海水浓缩物的pH为5.5～14。
4.如权利要求1所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的二氧化碳为燃煤、天然气、石油、重油、秸秆、垃圾焚烧、石灰窑或水泥窑所产生的烟气。
5.如权利要求1所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的吸收结晶装置的吸收反应温度为5～90℃，吸收反应压力为0.1～0.5MPa。
6.如权利要求1所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的吸收结晶装置包括壳体、进水管道、进气循环管道、pH计、温度传感器、压力表、出料阀、液位计、加热管道、内筒体、排气阀，所述壳体由筒体和锥体两部分组成，上部为筒体下部为锥体，其特征在于：内筒体安装在壳体的筒体内部，底部支撑固定在壳体上，进水管道进口安装在壳体的筒体上部，进气循环管道的进气管安装在壳体的筒体底部且伸入内筒体内，伸入内筒体的进气循环管道上安装若干个曝气盘，所有曝气盘位于内筒体底部，进气循环管道的出气管从壳体筒体上部引出并连接在进气阀门和进气泵之间，pH计、温度传感器、压力表分别安装在壳体的筒体上并伸入内部，出料阀安装在壳体的锥体下端，液位计安装在壳体的筒体侧边，加热管道缠绕在壳体的筒体侧面四周，排气阀安装在壳体的筒体顶端盖板上。
7.如权利要求6所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的进水管道上安装有进水阀门，进水管道与外部进水泵相连。
8.如权利要求6所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述进气循环管道的进气管上依次安装有进气阀门、进气泵、曝气盘，进气循环管道的出气管上安装有循环阀门，进气循环管道的进气管与外部气源相连。
9.如权利要求6所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的压力表为电接点压力表。
10.如权利要求6所述的一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法，其特征在于：所述的加热管道上安装有蒸汽进气阀门和疏水阀，加热管道与外部蒸汽相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110825099.9A CN113617201A (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110825099.9A CN113617201A (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113617201A true CN113617201A (zh) | 2021-11-09 |
Family
ID=78380600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110825099.9A Withdrawn CN113617201A (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113617201A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116332178A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-27 | 天津国投津能发电有限公司 | 基于低温多效海水淡化装置碳循环综合回收系统及方法 |
| CN117205718A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-12-12 | 青岛理工大学 | 一种捕集和固定co2的复合材料及制备方法、co2吸收装置 |
| CN117654257A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-08 | 青岛百发海水淡化有限公司 | 一种利用海水淡化废液吸收二氧化碳设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005028252A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 水性混合液処理装置及び水性混合液の濃縮方法 |
| AU2009100001A4 (en) * | 2009-01-05 | 2009-02-19 | Green, Kenneth Mr | Improved method of capturing carbon dioxide and converting to bicarbonate anions and then sequestering as calcium bicarbonate in aqueous solution |
| US20100150803A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Chien-Feng Lin | Method for capturing carbon dioxide |
| CN106904647A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-30 | 河北工业大学 | 一种co2矿化与海水资源利用耦合的方法 |
| CN113087229A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-09 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种浓海水的固碳应用系统及方法 |
-
2021
- 2021-07-21 CN CN202110825099.9A patent/CN113617201A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005028252A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 水性混合液処理装置及び水性混合液の濃縮方法 |
| US20100150803A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Chien-Feng Lin | Method for capturing carbon dioxide |
| AU2009100001A4 (en) * | 2009-01-05 | 2009-02-19 | Green, Kenneth Mr | Improved method of capturing carbon dioxide and converting to bicarbonate anions and then sequestering as calcium bicarbonate in aqueous solution |
| CN106904647A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-30 | 河北工业大学 | 一种co2矿化与海水资源利用耦合的方法 |
| CN113087229A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-09 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种浓海水的固碳应用系统及方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116332178A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-27 | 天津国投津能发电有限公司 | 基于低温多效海水淡化装置碳循环综合回收系统及方法 |
| CN116332178B (zh) * | 2023-05-19 | 2023-09-01 | 天津国投津能发电有限公司 | 基于低温多效海水淡化装置碳循环综合回收系统及方法 |
| CN117205718A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-12-12 | 青岛理工大学 | 一种捕集和固定co2的复合材料及制备方法、co2吸收装置 |
| CN117205718B (zh) * | 2023-08-21 | 2024-05-14 | 青岛理工大学 | 一种捕集和固定co2的复合材料及制备方法、co2吸收装置 |
| CN117654257A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-08 | 青岛百发海水淡化有限公司 | 一种利用海水淡化废液吸收二氧化碳设备 |
| CN117654257B (zh) * | 2024-02-01 | 2024-04-26 | 青岛百发海水淡化有限公司 | 一种利用海水淡化废液吸收二氧化碳设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113617201A (zh) | 一种利用纳滤海水捕集烟气二氧化碳的方法 | |
| RU2449828C2 (ru) | Способ снижения концентрации co2 в жидкости и устройство для его осуществления | |
| US20210139339A1 (en) | Method for preparing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate | |
| US11414323B2 (en) | Treatment method for reducing carbon dioxide emission of combustion exhaust gas | |
| AU2010257401A1 (en) | Processing CO2 utilizing a recirculating solution | |
| WO2012129962A2 (zh) | 一种联合制碱大循环工艺 | |
| US20120275987A1 (en) | Systems and methods for carbon sequestration of synthesis gas | |
| CN106904647A (zh) | 一种co2矿化与海水资源利用耦合的方法 | |
| CN109250884A (zh) | 一种消化污泥联合热水解的沼液高效脱氨工艺 | |
| US20210178317A1 (en) | Method for reducing energy and water demands of scrubbing co2 from co2-lean waste gases | |
| CN102247753A (zh) | 一种利用水镁石封存烟气中二氧化碳的工艺流程 | |
| CN101972595A (zh) | 镁-氨组合烟气脱硫脱碳及副产物回收的实现方法 | |
| KR101636674B1 (ko) | 3상 유동층 시스템을 이용하는 이산화탄소 광물화 장치 및 이산화탄소 광물화 방법 | |
| TWI660770B (zh) | 二氧化碳捕集與利用之裝置及處理方法 | |
| US12070720B2 (en) | Plant and method for producing decarbonized oxide or hydroxide using carbonate and electric power | |
| CN103055682B (zh) | 固体燃料发电站废弃物综合处理工艺及其设备 | |
| CN209188467U (zh) | 一种利用富镁矿物封存烟气中二氧化碳的装置 | |
| TWI842483B (zh) | 自給自足的二氧化碳捕捉和封存系統及其方法 | |
| CN102671523B (zh) | 利用腐植酸盐和脱硫石膏固定co2副产轻质碳酸钙的方法 | |
| US20180022623A1 (en) | Method of extending tailings pond life | |
| CN105948076B (zh) | 一种封存二氧化碳生产轻质碳酸镁并联产氯化铵的方法 | |
| CN109364715A (zh) | 一种利用富镁矿物封存烟气中二氧化碳的装置及方法 | |
| US20210354084A1 (en) | Method for carbon dioxide capture and sequestration using alkaline industrial wastes | |
| Liu et al. | Enhancing CO2 storage and marine carbon sink based on seawater mineral carbonation | |
| CN113735238A (zh) | 海水淡化装置联产碳酸镁系列产品的工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211109 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |