[發(fā)明專利]一種固碳減排方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010171423.1
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN102240501A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢舒
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/62;C01B31/24
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 羅瑤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行回收利用從而減少其排放的固碳減排新方法。

背景技術(shù)

二氧化碳是引起全球氣候變化的最主要的溫室氣體之一，減少二氧化碳的排放將可以減緩溫室效應(yīng)、放慢氣候變暖的步伐，這對人類的生存具有重大意義，控制溫室氣體排放、減緩氣候變化已成為我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

二氧化碳排放源分布廣泛，涉及到工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)和管理等各個領(lǐng)域，由于各二氧化碳排放源不同，很難用單一的方法分離回收。傳統(tǒng)分離和回收二氧化碳的技術(shù)主要有吸收法、吸附法、膜分離法和深冷法等。但不論采用哪種二氧化碳分離方法，分離過程的能耗都很高，這不僅意味著額外增加了單位發(fā)電量或產(chǎn)品的二氧化碳排放量，而且大幅降低了能源系統(tǒng)效率。如吸附法中包含了一個解吸過程，需要依靠壓力或溫度的改變將二氧化碳與吸附劑分離，壓力變化或溫度變化不可避免地帶來大量的能量損失。而膜分離技術(shù)的難點在于受到膜材料的限制，導(dǎo)致膜成本較高，致使該方法目前不能大規(guī)模推廣使用。

二氧化碳被分離后，需要存儲起來，才能達(dá)到與大氣隔離的目的。由于二氧化碳量巨大，每年達(dá)百億噸，如此大量的二氧化碳安全存儲，也是二氧化碳減排的難點之一。2003年，全球二氧化碳的排放總量約為237億噸，對如此大量的二氧化碳進(jìn)行捕獲和封存是一件非常困難的事。二氧化碳的儲存技術(shù)主要有深海儲存等多種形式，但目前許多研究工作才剛剛開始，二氧化碳的儲存技術(shù)有可能產(chǎn)生的一些新問題尚有待深入研究。

CO₂減排可分為兩大類：即源頭減排和下游減排。源頭減排包括：①調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。建立低能耗、低排放的企業(yè)，對高能耗工業(yè)進(jìn)行改造，用高新技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展附加價值高的低能耗新興產(chǎn)業(yè)等；②推廣節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率；③大力發(fā)展可再生能源、先進(jìn)核電技術(shù)、高效的煤潔凈利用技術(shù)、天然氣發(fā)電技術(shù)、多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等；④改變?nèi)藗兩罘绞健Ｏ掠螠p排是指將不得已排放的CO₂分離回收、封存和再利用。而發(fā)展低耗能、利用可再生能源、低碳能源的減排技術(shù)將兼顧源頭減排和下游減排，2種減排并舉，將是未來理想的減排方略。

但這些減排方法的缺點一是耗能大，二是不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作條件溫和、投資費用和生產(chǎn)費用少且能直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更加適合于在國內(nèi)外推廣應(yīng)用的一種新的固碳減排方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種固碳減排方法，所述方法包括，

A、將排放的二氧化碳經(jīng)吸收塔吸收；

B、將固碳原料與銨鹽共同煅燒，反應(yīng)生成氨氣及鹽類固體產(chǎn)物，所述固碳原料含有能與碳酸根形成沉淀的金屬元素；

C、將步驟B生成的氨氣通入吸收塔與二氧化碳反應(yīng)，并加水得到碳銨溶液；

D、將步驟B的鹽類固體產(chǎn)物置于水中浸取；

E、將步驟C的碳銨溶液通入步驟D浸取得到的液體中反應(yīng)生成碳酸鹽。

在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，步驟B的固碳原料與銨鹽共同煅燒是在催化劑條件下進(jìn)行，且催化劑為表面負(fù)載有金屬鐵和鎳的納米材料。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述催化劑為表面負(fù)載有金屬鐵和鎳的納米活性炭或絲光沸石，所述催化劑的加入量為固碳原料中的金屬元素重量含量的千分之0.1-0.7。

在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中，步驟B的固碳原料在煅燒之前進(jìn)行超細(xì)處理為粒度不低于12000目的亞微米量級。其中，優(yōu)選在固碳原料超細(xì)處理前加入催化劑。

優(yōu)選的，所述步驟B中，煅燒溫度為300℃-650℃，煅燒時間為20-60分鐘。銨鹽優(yōu)選為氯化銨或硫酸銨。

步驟C優(yōu)選是將步驟B生成的氨氣和水以噴霧方式混合并同時通入吸收塔與二氧化碳在碳化塔逆流接觸反應(yīng)，生成碳酸氫銨溶液。

所述步驟D中，將步驟B的固體產(chǎn)物置于水中浸取，優(yōu)選水量為固體產(chǎn)物重量的3-6倍，且邊攪拌邊浸取，浸取時間為5-15分鐘。

所述步驟E優(yōu)選進(jìn)一步包括，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物固液分離，液體經(jīng)蒸發(fā)濃縮后作為銨鹽循環(huán)用于步驟B。

步驟B中，固碳原料可以為赤鐵礦、軟錳礦或硬錳礦中的至少一種。

由于采用了以上技術(shù)方案，使本發(fā)明具備的有益效果在于：