CN116812957A - 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成系统和方法 - Google Patents
利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116812957A CN116812957A CN202310456109.5A CN202310456109A CN116812957A CN 116812957 A CN116812957 A CN 116812957A CN 202310456109 A CN202310456109 A CN 202310456109A CN 116812957 A CN116812957 A CN 116812957A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- calcium
- leaching
- calcium carbonate
- gas
- 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.)
- Pending
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 158
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 79
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 79
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 56
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 42
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 24
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 6
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 6
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 18
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 26
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 5
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 5
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 5
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为35‑50℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为60‑80℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。本发明有效的实现了固废的变废为宝，利用固废又完成了二氧化碳的固定，实现了太阳能的利用、排放产物的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及工业固废利用技术领域，具体来说，涉及一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法。
背景技术
全球粗钢产量达到20亿吨，并伴随有大量冶金渣和CO2气体的产生。然而，由于活性低、易磨性差等原因，钢渣处理成本高，现成为冶金渣中最难被处理利用的固废，国内外对如何有效地利用钢渣做了大量的研究，目前其利用主要是作为凝胶材料、废水处理中的吸附剂、化肥、建筑材料和土壤调节剂等，但这些方法只能处理部分废渣，利用率不到30％，且工艺复杂，处理成本高，产品附加值较低，大量废渣只能堆存处理，这不仅占用土地，而且对水体或土壤均存在潜在的危害，同时，钢铁企业是人为CO2排放的主要源头之一，目前，由CO2引起的温室效应已经对人类产生了严重的威胁。
如何将上述问题有机解决，是行业内亟待攻克的难关！
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为35-50℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为60-80℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。
在可能的一个设计中，步骤1中的所述铵盐溶液与固废粉料的质量比为(10～15):1，所述铵盐浓度为2-5mol/L。
在可能的一个设计中，步骤1中，搅拌速度为100-150r/min。
在可能的一个设计中，步骤1、步骤3中的温度保持均为水蒸气加热，水蒸气则是以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温而得来。
在可能的一个设计中，步骤1中，钢渣、粉煤灰以及电石渣的质量比为5-7:1:1。
在可能的一个设计中，步骤2中，抽得的氨气与含二氧化碳的气体体积比为1:5-8。
在可能的一个设计中，步骤3中，混合反应气体与富钙净化液的体积比为20-30:1，混合反应气体的通气压力为0.6-1MPa。
在可能的一个设计中，步骤1中，所述铵盐为选自氯化铵、硝酸铵和醋酸铵的任意一种。
在可能的一个设计中，步骤2中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝后的工业尾气。
本发明还提供一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的集成系统，其特征在于：所述系统包括：
浸出反应器，所述浸出反应器被设置为通过将铵盐溶剂作为提取溶剂供应至固废粉料以提取富钙净化液；
混合反应器，所述混合反应器被设置为在选择性浸出的过程中抽真空，并将抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；
二氧化碳固定反应器，所述二氧化碳固定反应器被设置为向从所述浸出反应器供应至所述二氧化碳固定反应器的提取液中注入混合反应器供给的混合反应气体，以通过引发二氧化碳到碳酸盐沉淀的转化反应而从所述富钙净化液生成碳酸盐沉淀；
太阳能供热器，以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温得到热水，并将热水供应至浸出反应器、二氧化碳固定反应器并为两者保持反应温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过铵盐对钢渣、电石渣、粉煤灰等固废粉料进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣、粉煤灰等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙等高附加值产品，铵盐溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
本发明有效的提高了钢渣、电石渣、粉煤灰的利用率，同时改善钢渣、电石渣、粉煤灰和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本发明制备的产物中碳酸钙的纯度高。本发明可以全部利用钢渣、电石渣、粉煤灰，使原来的工业废渣资源化，变废为宝，实现钢渣、电石渣、磷石膏的高附加值利用。此外，本发明有效的太阳能、固废固定排放产物(二氧化碳尾气)进行创新性耦合，实现了余热的利用、排放产物的资源化利用，从而实现了环境治理、节能减排、资源合理利用的多重优势。
具体实施方式
实施例1：
本实施例公开了一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为35℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为60℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。
其中，步骤1中的所述铵盐溶液与固废粉料的质量比为10:1，所述铵盐浓度为2mol/L。
其中，步骤1中，搅拌速度为100r/min。
其中，步骤1、步骤3中的温度保持均为水蒸气加热，水蒸气则是以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温而得来。
其中，步骤1中，钢渣、粉煤灰以及电石渣的质量比为5:1:1。
在可能的一个设计中，步骤2中，抽得的氨气与含二氧化碳的气体体积比为1:5。
其中，步骤3中，混合反应气体与富钙净化液的体积比为20:1，混合反应气体的通气压力为0.6MPa。
其中，步骤1中，所述铵盐为选自氯化铵、硝酸铵和醋酸铵的任意一种，具体的，本实施例中铵盐为氯化铵。
本发明还提供一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的集成系统，其特征在于：所述系统包括：
浸出反应器，所述浸出反应器被设置为通过将铵盐溶剂作为提取溶剂供应至固废粉料以提取富钙净化液；
混合反应器，所述混合反应器被设置为在选择性浸出的过程中抽真空，并将抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；
二氧化碳固定反应器，所述二氧化碳固定反应器被设置为向从所述浸出反应器供应至所述二氧化碳固定反应器的提取液中注入混合反应器供给的混合反应气体，以通过引发二氧化碳到碳酸盐沉淀的转化反应而从所述富钙净化液生成碳酸盐沉淀；
太阳能供热器，以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温得到热水，并将热水供应至浸出反应器、二氧化碳固定反应器并为两者保持反应温度。
步骤2中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝并提纯后的工业尾气，经实测，二氧化碳浓度为30-34％。
本发明通过铵盐对钢渣、电石渣、粉煤灰等固废粉料进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣、粉煤灰等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙等高附加值产品，铵盐溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
本发明有效的提高了钢渣、电石渣、粉煤灰的利用率，同时改善钢渣、电石渣、粉煤灰和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本发明制备的产物中碳酸钙的纯度高。本发明可以全部利用钢渣、电石渣、粉煤灰，使原来的工业废渣资源化，变废为宝，实现钢渣、电石渣、磷石膏的高附加值利用。此外，本发明有效的太阳能、固废固定排放产物(二氧化碳尾气)进行创新性耦合，实现了余热的利用、排放产物的资源化利用，从而实现了环境治理、节能减排、资源合理利用的多重优势。
经统计，本实施例的工艺参数下，每吨固废可固定1.1-1.15吨二氧化碳尾气。
实施例2：
本实施例公开了一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为40℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为70℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。
其中，步骤1中的所述铵盐溶液与固废粉料的质量比为12:1，所述铵盐浓度为3mol/L。
其中，步骤1中，搅拌速度为120r/min。
其中，步骤1、步骤3中的温度保持均为水蒸气加热，水蒸气则是以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温而得来。
其中，步骤1中，钢渣、粉煤灰以及电石渣的质量比为6:1:1。
在可能的一个设计中，步骤2中，抽得的氨气与含二氧化碳的气体体积比为1:7。
其中，步骤3中，混合反应气体与富钙净化液的体积比为25:1，混合反应气体的通气压力为0.8MPa。
其中，步骤1中，所述铵盐为选自氯化铵、硝酸铵和醋酸铵的任意一种，具体的，本实施例中铵盐为氯化铵。
本发明还提供一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的集成系统，其特征在于：所述系统包括：
浸出反应器，所述浸出反应器被设置为通过将铵盐溶剂作为提取溶剂供应至固废粉料以提取富钙净化液；
混合反应器，所述混合反应器被设置为在选择性浸出的过程中抽真空，并将抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；
二氧化碳固定反应器，所述二氧化碳固定反应器被设置为向从所述浸出反应器供应至所述二氧化碳固定反应器的提取液中注入混合反应器供给的混合反应气体，以通过引发二氧化碳到碳酸盐沉淀的转化反应而从所述富钙净化液生成碳酸盐沉淀；
太阳能供热器，以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温得到热水，并将热水供应至浸出反应器、二氧化碳固定反应器并为两者保持反应温度。
步骤2中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝并提纯后的工业尾气，经实测，二氧化碳浓度为30-34％。
本发明通过铵盐对钢渣、电石渣、粉煤灰等固废粉料进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣、粉煤灰等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙等高附加值产品，铵盐溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
本发明有效的提高了钢渣、电石渣、粉煤灰的利用率，同时改善钢渣、电石渣、粉煤灰和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本发明制备的产物中碳酸钙的纯度高。本发明可以全部利用钢渣、电石渣、粉煤灰，使原来的工业废渣资源化，变废为宝，实现钢渣、电石渣、磷石膏的高附加值利用。此外，本发明有效的太阳能、固废固定排放产物(二氧化碳尾气)进行创新性耦合，实现了余热的利用、排放产物的资源化利用，从而实现了环境治理、节能减排、资源合理利用的多重优势。
经统计，本实施例的工艺参数下，每吨固废可固定1.4-1.45吨二氧化碳尾气。
实施例3：
本发明公开了一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为45℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为65℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。
其中，步骤1中的所述铵盐溶液与固废粉料的质量比为14:1，所述铵盐浓度为5mol/L。
其中，步骤1中，搅拌速度为130r/min。
其中，步骤1、步骤3中的温度保持均为水蒸气加热，水蒸气则是以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温而得来。
其中，步骤1中，钢渣、粉煤灰以及电石渣的质量比为7:1:1。
在可能的一个设计中，步骤2中，抽得的氨气与含二氧化碳的气体体积比为1:6。
其中，步骤3中，混合反应气体与富钙净化液的体积比为30:1，混合反应气体的通气压力为1MPa。
其中，步骤1中，所述铵盐为选自氯化铵、硝酸铵和醋酸铵的任意一种，具体的，本实施例中铵盐为氯化铵。
本发明还提供一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的集成系统，其特征在于：所述系统包括：
浸出反应器，所述浸出反应器被设置为通过将铵盐溶剂作为提取溶剂供应至固废粉料以提取富钙净化液；
混合反应器，所述混合反应器被设置为在选择性浸出的过程中抽真空，并将抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；
二氧化碳固定反应器，所述二氧化碳固定反应器被设置为向从所述浸出反应器供应至所述二氧化碳固定反应器的提取液中注入混合反应器供给的混合反应气体，以通过引发二氧化碳到碳酸盐沉淀的转化反应而从所述富钙净化液生成碳酸盐沉淀；
太阳能供热器，以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温得到热水，并将热水供应至浸出反应器、二氧化碳固定反应器并为两者保持反应温度。
步骤2中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝并提纯后的工业尾气，经实测，二氧化碳浓度为30-34％。
本发明通过铵盐对钢渣、电石渣、粉煤灰等固废粉料进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣、粉煤灰等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙等高附加值产品，铵盐溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
本发明有效的提高了钢渣、电石渣、粉煤灰的利用率，同时改善钢渣、电石渣、粉煤灰和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本发明制备的产物中碳酸钙的纯度高。本发明可以全部利用钢渣、电石渣、粉煤灰，使原来的工业废渣资源化，变废为宝，实现钢渣、电石渣、磷石膏的高附加值利用。此外，本发明有效的太阳能、固废固定排放产物(二氧化碳尾气)进行创新性耦合，实现了余热的利用、排放产物的资源化利用，从而实现了环境治理、节能减排、资源合理利用的多重优势。
经统计，本实施例的工艺参数下，每吨固废可固定1.15-1.2吨二氧化碳尾气。
实施例4：
本发明公开了一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为50℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为80℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。
其中，步骤1中的所述铵盐溶液与固废粉料的质量比为15:1，所述铵盐浓度为5mol/L。
其中，步骤1中，搅拌速度为150r/min。
其中，步骤1、步骤3中的温度保持均为水蒸气加热，水蒸气则是以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温而得来。
其中，步骤1中，钢渣、粉煤灰以及电石渣的质量比为6.5:1:1。
在可能的一个设计中，步骤2中，抽得的氨气与含二氧化碳的气体体积比为1:8。
其中，步骤3中，混合反应气体与富钙净化液的体积比为28:1，混合反应气体的通气压力为0.7MPa。
其中，步骤1中，所述铵盐为选自氯化铵、硝酸铵和醋酸铵的任意一种，具体的，本实施例中铵盐为氯化铵。
本发明还提供一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的集成系统，其特征在于：所述系统包括：
浸出反应器，所述浸出反应器被设置为通过将铵盐溶剂作为提取溶剂供应至固废粉料以提取富钙净化液；
混合反应器，所述混合反应器被设置为在选择性浸出的过程中抽真空，并将抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；
二氧化碳固定反应器，所述二氧化碳固定反应器被设置为向从所述浸出反应器供应至所述二氧化碳固定反应器的提取液中注入混合反应器供给的混合反应气体，以通过引发二氧化碳到碳酸盐沉淀的转化反应而从所述富钙净化液生成碳酸盐沉淀；
太阳能供热器，以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温得到热水，并将热水供应至浸出反应器、二氧化碳固定反应器并为两者保持反应温度。
步骤2中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝并提纯后的工业尾气，经实测，二氧化碳浓度为30-34％。
本发明通过铵盐对钢渣、电石渣、粉煤灰等固废粉料进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣、粉煤灰等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙等高附加值产品，铵盐溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
本发明有效的提高了钢渣、电石渣、粉煤灰的利用率，同时改善钢渣、电石渣、粉煤灰和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本发明制备的产物中碳酸钙的纯度高。本发明可以全部利用钢渣、电石渣、粉煤灰，使原来的工业废渣资源化，变废为宝，实现钢渣、电石渣、磷石膏的高附加值利用。此外，本发明有效的太阳能、固废固定排放产物(二氧化碳尾气)进行创新性耦合，实现了余热的利用、排放产物的资源化利用，从而实现了环境治理、节能减排、资源合理利用的多重优势。
经统计，本实施例的工艺参数下，每吨固废可固定1.05-1.1吨二氧化碳尾气。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、粉煤灰、电石渣组成的固废粉料与铵盐溶液混合搅拌，进行钙的选择性浸出，反应过程中通过太阳能供热保持温度为35-50℃，得到残渣和浸出液，进行杂质分离后，得到富钙净化液；步骤2，所述选择性浸出的过程中抽真空，抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；步骤3，向步骤1所述富钙净化液中通入步骤2得到的混合反应气体，进行沉淀反应，反应过程中通过太阳能供热保持温度为60-80℃，进行固液分离、润洗和干燥后，得到碳酸钙产品。
2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤1中的所述铵盐溶液与固废粉料的质量比为(10～15):1，所述铵盐浓度为2-5mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤1中，搅拌速度为100-150r/min。
4.根据权利要求1或2所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤1、步骤3中的温度保持均为水蒸气加热，水蒸气则是以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温而得来。
5.根据权利要求3所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤1中，钢渣、粉煤灰以及电石渣的质量比为5-7:1:1。
6.根据权利要求1、2或5任一项所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤2中，抽得的氨气与含二氧化碳的气体体积比为1:5-8。
7.根据权利要求6所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤3中，混合反应气体与富钙净化液的体积比为20-30:1，混合反应气体的通气压力为0.6-1MPa。
8.根据权利要求1所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤1中，所述铵盐为选自氯化铵、硝酸铵和醋酸铵的任意一种。
9.根据权利要求1、2、5、7或8任一项所述的一种利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的方法，其特征在于，步骤2中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝后的工业尾气。
10.利用太阳能供热固定CO2并制备碳酸钙的集成系统，其特征在于：所述系统包括：
浸出反应器，所述浸出反应器被设置为通过将铵盐溶剂作为提取溶剂供应至固废粉料以提取富钙净化液；
混合反应器，所述混合反应器被设置为在选择性浸出的过程中抽真空，并将抽得的氨气与含二氧化碳的气体混合得混合反应气体；
二氧化碳固定反应器，所述二氧化碳固定反应器被设置为向从所述浸出反应器供应至所述二氧化碳固定反应器的提取液中注入混合反应器供给的混合反应气体，以通过引发二氧化碳到碳酸盐沉淀的转化反应而从所述富钙净化液生成碳酸盐沉淀；
太阳能供热器，以太阳能作为热源介质与水进行换热处理，以使水升温得到热水，并将热水供应至浸出反应器、二氧化碳固定反应器并为两者保持反应温度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310456109.5A CN116812957A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310456109.5A CN116812957A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116812957A true CN116812957A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88111715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310456109.5A Pending CN116812957A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116812957A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102602973A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-25 | 中国中材国际工程股份有限公司 | 利用电石渣合成超细碳酸钙的方法 |
| CN102794093A (zh) * | 2012-08-14 | 2012-11-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种二氧化碳捕集与矿化一体化工艺 |
| CN103030166A (zh) * | 2011-09-28 | 2013-04-10 | 现代自动车株式会社 | 二氧化碳固化的系统和方法 |
| CN111792650A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-20 | 青岛核盛智能环保设备有限公司 | 粉煤灰或煤矸石热熔盐法全元素回收利用工艺 |
| CN112573555A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-30 | 原初科技（北京）有限公司 | 电石渣矿化固定co2并制备微细碳酸钙的方法 |
| CN114293035A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-08 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种含钒钢渣富集钒联合制备碳酸钙的方法 |
| CN115364643A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-11-22 | 上海交通大学 | 一种利用冶金渣进行二氧化碳固定的分级处理方法 |
| CN115784285A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-03-14 | 浙江大学 | 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 |
-
2023
- 2023-04-25 CN CN202310456109.5A patent/CN116812957A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103030166A (zh) * | 2011-09-28 | 2013-04-10 | 现代自动车株式会社 | 二氧化碳固化的系统和方法 |
| CN102602973A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-25 | 中国中材国际工程股份有限公司 | 利用电石渣合成超细碳酸钙的方法 |
| CN102794093A (zh) * | 2012-08-14 | 2012-11-28 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种二氧化碳捕集与矿化一体化工艺 |
| CN111792650A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-20 | 青岛核盛智能环保设备有限公司 | 粉煤灰或煤矸石热熔盐法全元素回收利用工艺 |
| CN112573555A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-30 | 原初科技（北京）有限公司 | 电石渣矿化固定co2并制备微细碳酸钙的方法 |
| CN114293035A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-08 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种含钒钢渣富集钒联合制备碳酸钙的方法 |
| CN115364643A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-11-22 | 上海交通大学 | 一种利用冶金渣进行二氧化碳固定的分级处理方法 |
| CN115784285A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-03-14 | 浙江大学 | 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101920983B (zh) | 一种利用转炉渣回收二氧化碳制备碳酸钙微粉的方法 | |
| CN113149055A (zh) | 一种利用工业脱硫石膏制备碳酸钙联产硫酸盐的方法 | |
| CN102114383A (zh) | 基于氨化学链循环的二氧化碳捕集与转化方法 | |
| CN101269920A (zh) | 钢渣碳酸化处理方法 | |
| CN106830722B (zh) | 有机废水协同工业固废制备超高水充填材料的系统及方法 | |
| CN104760976B (zh) | 一种微波处理含钾页岩综合利用方法 | |
| CN104163455A (zh) | 一种制备铬盐的方法 | |
| CN201658945U (zh) | 基于热管余热回收技术的烧结烟气净化系统 | |
| CN104108844A (zh) | 一种用市政污泥制备燃料的方法 | |
| CN105542813A (zh) | 一种生物质资源化及铬渣无害化同步技术 | |
| CN109439889A (zh) | 一种资源化利用钒酸钠的方法 | |
| CN116395731A (zh) | 一种利用工业固废固定co2并制备纳米碳酸钙的循环工艺 | |
| CN109879325B (zh) | 一种从污泥基水热炭中回收磷及金属的方法 | |
| CN116812957A (zh) | 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成系统和方法 | |
| CN105665415A (zh) | 一种污泥资源化及铬渣无害化同步技术 | |
| CN105883830A (zh) | 一种钾长石微波活化制备钾霞石的方法及该方法制备的钾霞石 | |
| CN116282116A (zh) | 一种镁渣矿化二氧化碳的循环工艺 | |
| CN108928853A (zh) | 一种锰矿浸出渣的综合回收利用方法 | |
| CN210480893U (zh) | 一种利用社会废酸的干法脱硫灰制备脱硫石膏系统 | |
| CN100486675C (zh) | 酰胺化腐殖酸治理含NOx废气的方法 | |
| CN109775919B (zh) | 有效治理黄原胶工业废水的生化环保工艺 | |
| CN205838931U (zh) | 一种气基竖炉用还原气的制备系统 | |
| AU2020104134A4 (en) | Method for inhibiting manganous dithionate byproduct obtained by desulfurization of pyrolusite pulp | |
| CN113332655B (zh) | 一种水泥窑外预分解氰化物的方法 | |
| CN114276170B (zh) | 一种制备钙镁磷肥并联产磷铁的方法及其制备的含磷产品 |
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 |