CN116255638B - 一种锅炉尾气净化系统及其电化学固废湿法固碳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锅炉尾气净化系统，包括燃煤锅炉，燃煤锅炉的烟道上依次设置省煤器、SCR脱硝反应系统、空气预热器、静电除尘器、脱硫塔和固碳系统；燃煤电厂锅炉产生的烟气经过SCR脱硝反应系统、静电除尘器和脱硫塔得到脱硝脱硫除尘后的含碳烟气，并通过烟道进入基于电化学促进钙基固废湿法固碳系统进行CO₂的捕集。本发明提供一种锅炉尾气净化系统，该系统针对钙基固废湿法吸收固碳过程中存在的钙离子释放和CO₂吸收固定不能耦合。反应过程需要投加一定量的酸性和碱性物质维持溶液的pH摆动等问题。

Description

一种锅炉尾气净化系统及其电化学固废湿法固碳的方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉系统，尤其涉及一种锅炉尾气净化系统及其电化学废湿法固碳的方法。

背景技术

目前有多种的锅炉尾气的排放与处理系统，但这些系统在使用过程中在短期内就会出现管道及设备严重破损，及水温过高致使水泵报废等现象，其主要是源于没有考虑到热气流带动碳尘粒引发对管道及设备的破坏性冲击力的问题，同时在排放尾气的过程中还含有较大的黑烟与高温排放。现有的尾气处理装置，一般通过将尾气通入到含有吸附材料的箱体内，吸附有害物质后再排出，但是还是存在以下不足：由于吸附材料本身特性的限制，导致在使用一段时间后就需要更换，而现有的吸附材料更换不便，降低了维护效率；粉尘容易在管道内结垢，堵塞管道，且难以清理；用于滤尘的滤布使用一段时间后过滤效果变差，导致需要频繁更换，既影响设备的正常运行，又会导致维护成本增加。

近年来，全球气候变暖引发的环境问题严重威胁了人类的生存和发展。二氧化碳(CO₂)作为主要温室气体被认为是造成全球气候变暖的关键原因。根据国际能源署(IEA)统计，2021年全球CO₂排放量为363亿吨。

利用电石渣、粉煤灰等钙基固废进行CO₂的吸收固定被认为是目前实现CO₂高效捕集与利用较为经济的手段。该技术以常见的富含CaO等碱基固废为吸附剂，捕集烟气中的CO₂，进而反应生成碳酸盐等高值产品。如专利CN202110778996利用建筑垃圾的预制件对CO₂进行矿化制备建筑制品。然而，利用碱基固废直接捕集烟气中CO₂的技术，其捕集效率不高，CaO等碱性物质的利用效率较低。为了提高钙基固废的固碳效率，有学者提出了湿法钙基固废吸收固碳方法。该技术利用酸性溶液浸泡钙基固废促进其中的钙离子释放到液相中，然后利用含有大量钙离子的溶液进行CO₂的吸收矿化，生成CaCO₃等高值产品。该技术具有吸收效率高，钙离子利用率高，CaCO₃纯度高等优势。然而，利用酸性溶液浸泡钙基固废得到的钙离子溶液为酸性，不易于吸收CO₂(CO₂的吸收液理想pH为8.47)。为了增加吸收液的CO₂吸收矿化性能，需要向溶液中添加碱性物质(如KOH等)调节溶液中的pH值，增强溶液的CO₂吸收性能，促进溶液中的CO₃ ^2-、HCO₃ ^-含量，促进CaCO₃等物质的生成。因此，在实际应用中，为了增强钙基固废湿法固碳的运行效率需要消耗大量的酸性和碱性物质，维持溶液的pH摆动，增加了该技术的运行成本和步骤，限制了其广泛利用。

针对上述问题，本发明提供了一种基于电化学促进碱基固废高效固碳的方法及系统，充分利用钙基固废，减少了碱基固废浸出过程中的pH摆动，降低了固废处置和CO₂捕集利用过程中的能源消耗，构建了二氧化碳捕集利用—固废处置的绿色产业链，显著降低了系统整体运行成本，增加了运行效益。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，本发明提出一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法及系统，可以解决钙基固废湿法固碳的运行成本高、大量的酸性和碱性物质消耗的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种锅炉尾气净化系统，包括燃煤锅炉，燃煤锅炉的烟道上依次设置省煤器、SCR脱硝反应系统、空气预热器、静电除尘器、脱硫塔和固碳系统；燃煤电厂锅炉产生的烟气经过SCR脱硝反应系统、静电除尘器和脱硫塔得到脱硝脱硫除尘后的含碳烟气，并通过烟道进入基于电化学促进钙基固废湿法固碳系统进行CO₂的捕集。

作为一个优选，基于电化学促进钙基固废湿法固碳包括步骤：

S1，将钙基固废放置于电化学吸收固碳装置的阳极区，所述电化学吸收固碳装置分为阳极区、阴极区，所述电化学吸收固碳装置的阳极区和阴极区采用石墨电极；

S2，所述阳极区为钙基固废浸出区，阳极区电解液在电化学的作用下电解生成H⁺，阳极区溶液显酸性，钙基固废在电解液中H⁺的作用下溶解浸出释放大量的Ca²⁺，并在电势差的作用下向阴极区域迁移；

S3，所述阴极区为CO₂吸收区，阴极区电解液在电化学的作用下电解生成OH^-，阴极区溶液显碱性。含CO₂的烟气通过鼓风装置送入电化学吸收固碳装置的阴极区，与电解生成的OH^-反应生成CO₃ ^2-，并在电势差的作用下向阳极区域迁移，然后经净化的烟气从阴极区上方排出；

S4，电化学反应生成的Ca²⁺和CO₃ ^2-在电势差的作用下分别向阴阳极区域迁移。迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积；

S5，所述生成的CaCO₃沉淀通过液固分离装置实现液固分离。

一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，其特征在于，包括步骤：

S1，将钙基固废放置于电化学吸收固碳装置的阳极区，所述电化学吸收固碳装置分为阳极区、阴极区，所述电化学吸收固碳装置的阳极区和阴极区采用石墨电极；

S2，所述阳极区为钙基固废浸出区，阳极区电解液在电化学的作用下电解生成H⁺，阳极区溶液显酸性，钙基固废在电解液中H⁺的作用下溶解浸出释放大量的Ca²⁺，并在电势差的作用下向阴极区域迁移；

S3，所述阴极区为CO₂吸收区，阴极区电解液在电化学的作用下电解生成OH^-，阴极区溶液显碱性。含CO₂的烟气过鼓风装置送入电化学吸收固碳装置的阴极区，与电解生成的OH^-反应生成CO₃ ^2-，并在电势差的作用下向阳极区域迁移，然后经净化的烟气从阴极区上方排出；

S4，电化学反应生成的Ca²⁺和CO₃ ^2-在电势差的作用下分别向阴阳极区域迁移。迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积；

S5，所述生成的CaCO₃沉淀通过液固分离装置实现液固分离；

作为一个优选，所述电化学吸收固碳装置阴极区中的电解质可以为Na₂SO₄、K₂SO₄、NaNO₃、KNO₃至少一种，增加电化学吸收固碳装置的电导率。

作为一个优选，所述电化学吸收固碳装置在所述过程中的运行温度为30-60℃。

作为一个优选，所述电解吸装置的电流密度为50-500A/m³。

作为一个优选，所述阴极区的电解液可作为优选更换为含有电解质的有机胺吸收液，提高CO₂的吸收速率。

作为一个优选，所述有机胺吸收液与烟气中的CO₂快速反应生成氨基甲酸酯和质子化胺，完成CO₂快速吸收。

作为一个优选，所述阴极区电解液在电化学的作用下电解生成的OH^-和所述有机胺吸收液与CO₂反应生成的氨基甲酸酯和质子化胺进一步反应，生成有机胺和CO₃ ^2-。

所述生成的有机胺分散在电解液中，形成再生后的有机胺吸收液，进行CO₂的循环吸收。

一个优选，为提高有机胺吸收液的CO₂吸收效率，利用阴离子交换膜将电化学吸收固碳装置的阳极区和阴极区互相分离，所述阴极区的电解液为含有电解质的有机胺吸收液，所述阴极区的电解液仍为电解质溶液。

一个优选，所述液固分离包括过滤和清洗。在电化学吸收固碳装置运行一段时间后，将阳极区的液固混合物进行沉淀过滤处理。液固分离产生的过滤液可以回收至电化学吸收固碳装置。

一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的系统，其特征在于，包括电化学吸收固碳装置、鼓风装置和液固分离装置。

所述电化学吸收固碳装置包括阴极区、阳极区，该装置的阴极区为CO₂吸收区，阳极区为钙基固废浸出区，所述阳极区和阴极区的电极为石墨电极。

进一步地，所述电化学吸收固碳装置中的电解质为Na₂SO₄、K₂SO₄、NaNO₃、KNO₃中的至少一种，提升电化学吸收固碳装置的电导率。

所述电化学吸收固碳装置的阳极区为钙基固废浸出区，钙基固废在此处浸出。在阳极电极的作用下，阳极区的电解液电解生成H⁺显酸性。其中，钙基固废在H⁺的作用下溶解，并释放大量的Ca²⁺到电解液中。

所述电化学吸收固碳装置的阴极区为CO₂吸收区，CO₂在此处被CO₂吸收液。在阴极电极的作用下，阴极区的电解液电解生成OH^-，生成的OH^-与被吸收的CO₂进一步反应生成CO₃ ^2-。

所述鼓风装置与电化学吸收固碳装置的阴极区相连，含有CO₂的烟气通过鼓风装置被送入电化学吸收固碳装置的阴极区。

所述含有CO₂的烟气进入电化学吸收固碳装置的阴极区后，CO₂被阴极区的电解液吸收，净化后的烟气从阴极区上方排出。

所述电化学反应生成的CO₃ ^2-在电势差的作用下向阳极区域迁移。迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积。

所述液固分离装置包括过滤装置和清洗装置。在电化学吸收固碳装置运行一段时间后，将阳极区的液固混合物进行沉淀过滤处理。液固分离产生的过滤液可以回收至电化学吸收固碳装置。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1)本发明提供一种锅炉尾气净化系统，该系统针对钙基固废湿法吸收固碳过程中存在的钙离子释放和CO₂吸收固定不能耦合。反应过程需要投加一定量的酸性和碱性物质维持溶液的pH摆动等问题。

2)本发明提供了一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法及系统，该方法针对钙基固废湿法吸收固碳过程中存在的钙离子释放和CO₂吸收固定不能耦合。反应过程需要投加一定量的酸性和碱性物质维持溶液的pH摆动等问题。同时，尽管利用有机胺溶液吸收CO₂可以显著提高CO₂捕集速率，但是捕集后的CO₂不易直接利用，且有机胺再生需要额外的能量。因此，利用电化学反应创造两个pH值不同的反应区，既可以促进钙基固废释放Ca²⁺，又可以有利于CO₂的吸收，同时还可以促进有机胺的再生，实现有机胺吸收液的循环利用，最大限度地提高CO₂的吸收速率，减少运行过程中的步骤和药品消耗，从而降低投资和运行成本。

3)在本发明的整个系统中，利用电化学吸收固碳装置在电能的作用下分别在阳极区和阴极区生成H⁺和OH^-，进而分别形成酸性区域和碱性区域。阳极区电解液显酸性，为钙基固废的浸出区，钙基固废在阳极区内与H⁺反应释放Ca²⁺。阴极区电解液显碱性，为CO₂的吸收区，烟气中的CO₂在阴极区内被吸收后与OH^-反应生成CO₃ ^2-。生成的CO₃ ^2-在电势差的作用下向阳极迁移。迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-在电化学吸收固碳装置的阳极区相遇反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积。运行一段时间后，阳极区的钙基固废经过液固分离装置的过滤和水洗，得到固碳改性后的钙基固废。此外，本发明中的二氧化碳捕集率/脱碳率可达到85％及以上。

4)本发明根据烟气温度和CO₂浓度选择最佳的运行温度，从而达到最佳的运行经济性。

5)本发明根据CO₂浓度选择最佳的电化学吸收固碳装置的电流密度，从而达到最佳的运行经济性。

附图说明

图1为采用了基于电化学促进钙基固废湿法固碳系统的烟气尾气净化装置流程图；

图2为本发明的方法流程示意图；

图3为本发明中电化学吸收固碳装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二＂的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1为采用了基于电化学促进钙基固废湿法固碳系统的烟气尾气净化装置流程图。燃煤电厂烟气净化装置包括脱硝、除尘和脱硫装置。燃煤电厂锅炉1的烟道上依次设置省煤器2、SCR脱硝反应系统3、空气预热器4、静电除尘器5、脱硫塔6和固碳系统7。燃煤电厂锅炉产生的烟气经过SCR脱硝反应系统3、静电除尘器5和脱硫塔6得到脱硝脱硫除尘后的含碳烟气，并通过烟道进入基于电化学促进钙基固废湿法固碳系统7进行CO₂的捕集。

参照图2为一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法流程图，包括步骤：

S1，通过由电能驱动的电化学吸收固碳装置电解水，在阳极区和阴极区分别生成H⁺和OH^-。

其电解水反应过程如下所示：

阳极反应：2H₂O-4e^-→O₂↑+4H⁺ (1)

阴极反应：4H₂O+4e^-→2H₂↑+4OH^- (2)

所述电化学吸收固碳装置的水中含有电解质，所述电解质可以为Na₂SO₄、K₂SO₄、NaNO₃、KNO₃中至少一种物质。此外，所述电化学吸收固碳装置的运行温度为30-60℃。电化学吸收固碳装置的运行温度与烟气温度相适应。经过湿法脱硫装置后烟气温度为40-65℃，CO₂浓度为12-20％，根据入口烟气温度、二氧化碳浓度和能耗调节电化学吸收固碳装置的运行温度，电化学吸收固碳装置的运行温度越高二氧化碳吸收速率越快，但是能耗越高。当运行温度为30-40℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度低于15％，可以获得良好的CO₂吸收活性和运行经济性；当运行温度为40-50℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度大于15％，可以获得良好运行经济性；当运行温度为50-60℃，此时烟温为50-65℃，且CO₂浓度大于15％，可以获得CO₂吸收活性和良好运行经济性。

本发明根据烟气温度和CO₂浓度选择最佳的运行温度，从而达到最佳的运行经济性。

所述电化学吸收固碳装置的电流密度可以为50-500A/m³。电流密度决定了电化学吸收固碳装置的反应速率和能耗，在该范围下可以获得良好的反应活性和经济性，根据烟气中CO₂浓度和能耗调节电流密度。经过尾气净化系统后的烟气中CO₂浓度为12-20％，当CO₂浓度为12-15％时，电化学吸收固碳装置的电流密度为50-200A/m³，此时可以获得良好的CO₂吸收速率和运行经济性；当CO₂浓度为15-20％时，电化学吸收固碳装置的电流密度为200-500A/m³，此时可以获得良好的CO₂吸收速率。本发明根据CO₂浓度选择最佳的电化学吸收固碳装置的电流密度，从而达到最佳的运行经济性。

S2，所述阳极区溶液显酸性，为钙基固废浸出区。将钙基固废放置于阳极区，钙基固废在阳极区的H⁺的作用下浸出溶解释放大量的Ca²⁺。

钙基固废(主要钙源为CaO)溶解释放Ca²⁺的反应过程如下所示：

CaO_(s)+2H⁺→Ca²⁺+H₂O (3)

S3，所述阴极区为CO₂吸收区。阴极区电解液在电化学的作用下电解生成OH^-，阴极区溶液显碱性。含CO₂的烟气进入电化学吸收固碳装置的阴极区，CO₂被吸收后与电解生成的OH^-反应生成CO₃ ^2-，并在电势差的作用下向阳极区域迁移。然后，经净化的烟气从阴极区上方排出。

所述含CO₂的烟气通过鼓风装置送入电化学吸收固碳装置的阴极区。所述含CO₂的烟气的含碳量为15％及以上。所述净化烟气是指被所述烟气在被脱除二氧化碳后所得到的气体。

OH^-与CO₂的反应过程如下所示：

CO_2(g)+OH^-→HCO₃ ^- (4)

HCO₃ ^-+OH^-→CO₃ ^2- (5)

其中，(4)中的CO_2(l)代表CO₂在被输送至所述阴极区后，会进入电解液中反应。

作为优选的，阴极区电解液更换为含有电解质的有机胺水溶液，提高CO₂的吸收速率，所述含CO₂烟气进入电化学吸收固碳装置后，OH^-与CO₂的反应过程如下所示：

R₁R₂NH₂+CO_2(g)→R₁R₂NHCOO^-+R₁R₂NH₃ ⁺ (6)

R₁R₂NHCOO^-+OH^-→R₁R₂NH₂+CO₃ ^2- (7)

R₁R₂NH₃ ⁺+OH^-→R₁R₂NH₂+H₂O (8)

S4，电化学反应生成的CO₃ ^2-在电势差的作用下向阳极区域迁移。迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-在电化学吸收固碳装置的阳极区反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积，得到固碳改性后的钙基固废。

Ca²⁺和CO₃ ^2-的反应过程如下所示：

Ca²⁺+CO₃ ^2-→CaCO_3(s) (9)

S5，所述固碳改性后的钙基固废通过液固分离装置实现分离净化，得到固碳改性后的钙基固废和分离液。将所述分离液输送至所述电化学吸收固碳装置中，补充运行过程中电解液的消耗。

作为一个优选，所述阴极区的电解液可作为优选更换为含有电解质的有机胺吸收液。所述有机胺吸收液与烟气中的CO₂快速反应生成氨基甲酸根和质子化胺，完成CO₂快速吸收，CO₂的吸收速率提高1.8倍。

作为一个优选，所述阴极区电解液在电化学的作用下电解生成的OH^-和所述有机胺吸收液与CO₂反应生成的氨基甲酸酯和质子化胺进一步反应，生成有机胺和CO₃ ^2-。

所述生成的有机胺分散在电解液中，形成再生后的有机胺吸收液，进行CO₂的循环吸收。经过循环再生5次后，有机胺吸收液的CO2吸收活性仍能保持75％以上。。

一个优选，利用阴离子交换膜将电化学吸收固碳装置的阳极区和阴极区相互分离，有机胺吸收液的CO₂吸收效率和再生速率可以提高2倍，所述阴极区的电解液为含有电解质的有机胺吸收液。

一个优选，所述液固分离包括过滤和清洗。在电化学吸收固碳装置运行一段时间后，将阳极区的液固混合物进行沉淀过滤处理。液固分离产生的过滤液可以回收至电化学吸收固碳装置。

上述实施方法中的二氧化碳捕集率/脱碳率可达到85％及以上。

上述实施方法的核心思路为：以钙基固废湿法固碳和有机胺吸收CO₂技术为原理，然后利用电能驱动电化学电解水在溶液中形成两个酸碱性不同的区域，阳极区为钙基固废浸出区，阴极区为CO₂吸收区，实现钙基固废浸出、有机胺吸收CO₂再生和CO₂矿化同步进行。具体地，在整个体系中，利用电化学吸收固碳装置的阳极区对钙基固废进行浸出，释放大量Ca²⁺；利用电化学吸收固碳装置在阴极区电解生成大量OH^-，用于与烟气中的CO₂反应生成CO₃ ^2-；所述CO₃ ^2-在电势差的作用下向阳极区域迁移；迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-在阴极区反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积；通过液固分离装置分离钙基固废和电解液，得到固碳改性后的钙基固废。本发明提出了一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的系统，可以实现CO₂的高效吸收和固定、有机胺吸收液的再生以及钙基固废的协同处置和利用，减少运行过程中的多余步骤，实现钙基固废湿法固碳中钙离子浸出和吸收固碳的耦合，减少运行过程中酸碱物质以及有机胺吸收液的消耗，增加了运行效益。

为了便于上述各实施方法的开展，本发明还提供了一种电化学吸收固碳的系统装置，如图3，包括电化学吸收固碳装置、鼓风装置、液固分离装置。需知道的是，所述电化学吸收固碳装置用于钙基固废浸出、CO₂吸收和矿化；所述鼓风装置用于输送含CO₂烟气进入所述电化学吸收固碳装置的阴极区；所述液固分离装置用于将固碳改性后的钙基固废从液体中分离。

所述电化学吸收固碳装置包括阳极区、阴极区，所述电解吸装置通常带有供电设备，所述阳极区和阴极区的电极均为石墨电极。

其中，所述电化学吸收固碳装置的阳极区在电解水生成H⁺后进行钙基固废的溶解和Ca²⁺的释放，得到含Ca²⁺溶液。所述电化学吸收固碳装置的阴极区在接收含CO₂的烟气后进行CO₂的吸收，得到含CO₃ ^2-溶液和净化气体；含CO₂的烟气由所述鼓风装置通过所述阴极区上的烟气入口进入，并在所述阴极区进行所述CO₂的吸收后，所述净化气体从所述阴极区的净化气体出口排出，通常情况下，所述净化气体出口可以开设于所述电化学吸收固碳装置的顶部。

所述阴极区生成的CO₃ ^2-在电势差的作用下经过阴离子交换膜向阳极区迁移，Ca²⁺和CO₃ ^2-在阳极区相遇生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积。

所述液固分离装置与所述电化学吸收固碳装置的液固混合物出口连通设置，使所述液固混合物自所述电化学吸收固碳装置输送至所述液固分离装置中，从而对所述液固混合物进行分离处理，得到固碳改性后的钙基固废和分离液。

所述电化学吸收固碳装置与所述气液分离装置的分离液出口连通设置，使所述分离液输送至所述电化学吸收固碳装置中。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种锅炉尾气净化系统，包括燃煤锅炉，燃煤锅炉的烟道上依次设置省煤器、SCR脱硝反应系统、空气预热器、静电除尘器、脱硫塔和固碳系统；燃煤电厂锅炉产生的烟气经过SCR脱硝反应系统、静电除尘器和脱硫塔得到脱硝脱硫除尘后的含碳烟气，并通过烟道进入基于电化学促进钙基固废湿法固碳系统进行CO₂的捕集；

基于电化学促进钙基固废湿法固碳包括步骤：

S1，将钙基固废放置于电化学吸收固碳装置的阳极区，所述电化学吸收固碳装置分为阳极区、阴极区，所述电化学吸收固碳装置的阳极区和阴极区采用石墨电极；

S2，所述阳极区为钙基固废浸出区，阳极区电解液在电化学的作用下电解生成H⁺，阳极区溶液显酸性，钙基固废在电解液中H⁺的作用下溶解浸出释放大量的Ca²⁺，并在电势差的作用下向阴极区域迁移；

S3，所述阴极区为CO₂吸收区，阴极区电解液在电化学的作用下电解生成OH^-，阴极区溶液显碱性；含CO₂的烟气通过鼓风装置送入电化学吸收固碳装置的阴极区，与电解生成的OH^-反应生成CO₃ ^2-，并在电势差的作用下向阳极区域迁移，然后经净化的烟气从阴极区上方排出；

S4，电化学反应生成的Ca²⁺和CO₃ ^2-在电势差的作用下分别向阴阳极区域迁移；迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积；

S5，所述生成的CaCO₃沉淀通过液固分离装置实现液固分离；

含碳烟气中CO₂浓度为12-20％，当CO₂浓度为12-15％时，电化学吸收固碳装置的电流密度为50-200A/m³；当CO₂浓度为15-20％时，电化学吸收固碳装置的电流密度为200-500A/m³；

含碳烟气温度为40-65℃，CO₂浓度为12-20％，根据入口烟气温度、二氧化碳浓度和能耗调节电化学吸收固碳装置的运行温度，当运行温度为30-40℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度低于15％；当运行温度为40-50℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度大于15％；当运行温度为50-60℃，此时烟温为50-65℃，且CO₂浓度大于15％。

2.一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，其特征在于，包括步骤：

S1，将钙基固废放置于电化学吸收固碳装置的阳极区，所述电化学吸收固碳装置分为阳极区、阴极区，所述电化学吸收固碳装置的阳极区和阴极区采用石墨电极；

S2，所述阳极区为钙基固废浸出区，阳极区电解液在电化学的作用下电解生成H⁺，阳极区溶液显酸性，钙基固废在电解液中H⁺的作用下溶解浸出释放大量的Ca²⁺，并在电势差的作用下向阴极区域迁移；

S3，所述阴极区为CO₂吸收区，阴极区电解液在电化学的作用下电解生成OH^-，阴极区溶液显碱性；含CO₂的烟气通过鼓风装置送入电化学吸收固碳装置的阴极区，与电解生成的OH^-反应生成CO₃ ^2-，并在电势差的作用下向阳极区域迁移，然后经净化的烟气从阴极区上方排出；

S4，电化学反应生成的Ca²⁺和CO₃ ^2-在电势差的作用下分别向阴阳极区域迁移；迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积；

S5，所述生成的CaCO₃沉淀通过液固分离装置实现液固分离；

烟气温度为40-65℃，CO₂浓度为12-20％，根据入口烟气温度、二氧化碳浓度和能耗调节电化学吸收固碳装置的运行温度，当运行温度为30-40℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度低于15％；当运行温度为40-50℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度大于15％；当运行温度为50-60℃，此时烟温为50-65℃，且CO₂浓度大于15％。

3.根据权利要求2所述的基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，所述电化学吸收固碳装置的阴极区的电解质可以为Na₂SO₄、K₂SO₄、NaNO₃、KNO₃中的至少一种，增加电化学吸收固碳装置的电导率。

4.根据权利要求2或3所述的基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，所述电化学吸收固碳装置运行温度为30-60℃。

5.根据权利要求3所述的基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，所述电化学吸收固碳装置的电流密度为50-500A/m³。

6.根据权利要求2所述的基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，所述阴极区的含Na₂SO₄、K₂SO₄、NaNO₃、KNO₃电解质的电解液可更换为含有电解质的有机胺吸收液，提高CO₂的吸收速率。

7.根据权利要求6所述的基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，所述有机胺吸收液与烟气中的CO₂快速反应生成氨基甲酸酯和质子化胺，完成CO₂快速吸收。

8.根据权利要求2所述的基于电化学促进钙基固废湿法固碳的方法，所述阴极区电解液在电化学的作用下电解生成的OH^-和有机胺吸收液与CO₂反应生成的氨基甲酸酯和质子化胺进一步反应，生成有机胺和CO₃ ^2-。

9.一种基于电化学促进钙基固废湿法固碳的系统，其特征在于，包括电化学吸收固碳装置、鼓风装置和液固分离装置；

所述电化学吸收固碳装置包括阴极区、阳极区，该装置的阴极区为CO₂吸收区，阳极区为钙基固废浸出区，所述阳极区和阴极区的电极为石墨电极；

所述电化学吸收固碳装置阴极区中的电解质为Na₂SO₄、K₂SO₄、NaNO₃、KNO₃至少一种，提升电化学吸收固碳装置的电导率；

所述电化学吸收固碳装置的阳极区为钙基固废浸出区，钙基固废在此处浸出；在阳极电极的作用下，阳极区的电解液电解生成H⁺显酸性,其中，钙基固废在H⁺的作用下溶解，并释放大量的Ca²⁺到电解液中；

所述电化学吸收固碳装置的阴极区为CO₂吸收区，CO₂在此处被CO₂吸收液吸收；在阴极电极的作用下，阴极区的电解液电解生成OH^-，生成的OH^-与被吸收的CO₂进一步反应生成CO₃ ^2-；

所述鼓风装置与电化学吸收固碳装置的阴极区相连，含有CO₂的烟气通过鼓风装置被送入电化学吸收固碳装置的阴极区；

所述含有CO₂的烟气进入电化学吸收固碳装置的阴极区后，CO₂被阴极区的电解液吸收，净化后的烟气从阴极区上方排出；

所述电化学反应生成的CO₃ ^2-在电势差的作用下向阳极区域迁移。迁移过程中，Ca²⁺和CO₃ ^2-反应生成CaCO₃沉淀，并在钙基固废表面沉积；

所述液固分离装置包括过滤装置和清洗装置；在电化学吸收固碳装置运行一段时间后，将阳极区的液固混合物进行沉淀过滤处理；液固分离产生的过滤液可以回收至电化学吸收固碳装置；

烟气温度为40-65℃，CO₂浓度为12-20％，根据入口烟气温度、二氧化碳浓度和能耗调节电化学吸收固碳装置的运行温度，当运行温度为30-40℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度低于15％；当运行温度为40-50℃，此时烟温为40-50℃，且CO₂浓度大于15％；当运行温度为50-60℃，此时烟温为50-65℃，且CO₂浓度大于15％。