[發明專利]礦化CO2聯產強酸的膜電解方法

無效

• 申請號: 201210504732.5
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102978653A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 謝和平;王昱飛;劉濤;江文
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C25B1/22
• 分類號: C25B1/22
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及CO₂礦化減排聯產化工產品技術，更為具體地說，是涉及一種礦化CO₂聯產強酸的膜電解方法。

背景技術

地球氣候主要由自然因素所主導，但是工業革命以來，人類活動排放的、以CO₂為主的溫室氣體已成為影響全球氣候變化的主要因素。中國2009年碳排放總量達68.8億噸，約占世界碳排放總量的23.7%，相比1990年增長206.5%，已成為全球最大的碳排放國家。預計到?2015?年之前二氧化碳排放量的年均增長率為?5.4%，2015?年到?2030?年期間為3.3%，2030?年中國的排放量將達到?114?億噸，限制溫室氣體排放已成為全球的共識。但據估計2005年到2030年間，煤、石油、天然氣等化石燃料仍將是一次能源的主要來源，并在能源需求增長總量中占到84%，即便在一個較低的增速下，預計到2035年全球CO₂排放量也將達到354億噸，化石燃料消耗產生的CO₂將持續增長。因此，末端的去碳的CO₂捕捉封存技術（CCS）已成為實現CO₂減排的主要途徑。

傳統的CCS技術是以將CO₂從排放量大的排放源捕獲并永久封存在目標地層為目的，其工藝包括：將CO₂從排放源中分離提純、運輸到封存場、進行地下封存等3個環節。在其整個過程中，沒有產生新的有價值的產品，是一個純投入的無經濟效益的環保技術，并且在技術實施過程中，也需要消耗大量能源，從而導致新的CO₂排放。此外，CO₂地下封存存在諸多的不確定性和潛在的風險，如地質封存的目標地層深度一般超過1000米，CO₂注入以后，會與地層中原有的巖石、地下水發生化學反應，并持續地增加地層孔隙的壓力，這勢必將破壞地層原有的應力、溫度、滲透壓力等物理化學平衡狀態；同時，地層在較高的孔隙壓力情況下，巖體內儲存了大量彈性勢能，很有可能誘發地震；此外，CO₂氣體可能會沿斷層或儲層上方的蓋層裂隙滲透而發生泄露。因此，為了更高效、經濟地減排CO₂，變廢為寶，CO₂減排研究現在主要著眼于CO₂捕捉利用（CCU），而不僅僅是捕獲和儲存。CCU是一種將CO₂作為資源來利用，將其轉化為高附加值化工產品進而實現CO₂利用與減排的方法。但目前，對CCU技術的推廣應用普遍存在兩大質疑和瓶頸問題：（1）CO₂利用的容量太小，能夠消耗的CO₂太少；（2）CCU過程的能耗高，成本高。因此，發明人開創性地提出了CO₂礦化利用（CMU）的新思路和新途徑，即利用礦物礦化CO₂，同時獲取高附加值的化工產品。

發明人在CO₂礦化利用領域已進行了比較深入的研究，先后開發完成了“聯產富鉀溶液的CO₂礦化方法”、“高溫法聯產富鉀溶液的CO₂礦化方法”以及“催化法聯產富鉀溶液的CO₂礦化方法”，在CO₂礦化過程中聯產富鉀溶液，為CO₂礦化減排和鉀肥的生產做出了貢獻。這些方法已申請了中國發明專利。但由于選用了非常穩定的硅酸鹽作為原料，硅酸鹽很難與弱酸性的CO₂反應，這使得現有CO₂礦化利用方法需要在高溫高壓下才能進行，能耗很高，工藝流程長。為了使得CO₂礦化利用技術能夠大規模推廣，CO₂減排工程迫切需要開發一種新的CO₂礦化利用方法，以能夠在常溫常壓下高效礦化CO₂，并生產出高附加值的化工產品。

發明內容：

針對現有CO₂礦化技術的不足，本發明采用可溶性的硫酸鎂、硝酸鎂、硝酸鈣等鈣、鎂鹽為原料，提出了一種能在常溫常壓下實現CO₂高效礦化，并且聯產高附加值的硫酸、硝酸等強酸的方法，以解決現有CO₂礦化利用方法存在的工藝流程長，能源消耗較高等問題。