[發明專利]從氣流中捕獲二氧化碳的方法和系統

無效

• 申請號: 201280060442.4
• 申請日: 2012-10-05
• 公開（公告）號: CN103974757A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 理查德·J·洪威克
• 申請（專利權）人: 理查德·J·洪威克
• 主分類號: B01D53/62
• 分類號: B01D53/62;B01D53/14;B01J19/00;C01B31/20;C01B31/24;C01C1/26;C01C1/16;C01C1/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

公開了一種從氣流中捕獲二氧化碳的方法和系統。所述氣流可以為源自燃煤發電廠的煙氣或者源自其他點源，如燃燒包括天然氣在內的其他化石燃料的發電廠，以及鋼鐵廠、水泥廠和包括石油和金屬精煉廠在內的其他工業用地，或者源自其他含碳燃料的燃燒，包括生物質衍生燃料，如醇、農業殘余物和生物氣。

背景技術

減少向大氣中排放二氧化碳越來越受到重視，以幫助最小化全球變暖的效應。二氧化碳會自然沉降，包括硅酸鹽巖石風化形成碳酸鹽，以及全球的海洋。植物也是二氧化碳沉降的一種有效形式，利用光合作用通過將其吸收入生物體而將碳從大氣中清除。然而，這些自然發生的沉降無法有效地跟上當今電力緊缺環境下產生的大量二氧化碳。

盡管已表明點源很多，這種過量二氧化碳氣來源的主要類型為大型化石燃料發電廠，當以黑煤為燃料時，這種化石燃料發電廠通常平均每產生1兆瓦時(MWh)的電力便排放約0.8至1噸氣體。例如，如澳大利亞新南威爾士州的獵人谷中的2640MW的貝斯沃特(Bayswater)大型發電廠一年產生兩千萬MWh的電力，同樣將排放一千八百萬噸的二氧化碳。如果存在一種能夠捕獲并永久隔離至少一部分由這種發電廠排放的二氧化碳的系統和方法將是有利的。如果能提供一種用于對永久需要獨立檢查的氣體進行處置的系統和方法同樣是很有利的。

與本申請同一申請人的AU2008217572公開了一種隔離二氧化碳的系統、裝置和方法。在AU2008217572的方法中，對金屬硅酸鹽巖石進行開采、研磨并形成漿料，所述漿料將通過管道從巖石礦/采石場傳輸至含二氧化碳氣體的點源。將所述漿料噴射到氨吸收器中，與氨氣接觸并反應以形成由金屬硅酸鹽組成的漿料，所述金屬硅酸鹽分散在以水中的氨為主要成分的溶液中。然后將所述漿料輸送入洗滌塔，二氧化碳氣體被送入該洗滌塔進行洗滌。將所述漿料噴射到所述洗滌塔的上部區域，用于捕獲其中的二氧化碳。所述漿料的水相變成包括碳酸氫銨NH₄HCO₃、普通碳酸銨(NH₄)₂CO₃在內的碳酸銨鹽溶液，并含有少量氨基甲酸銨NH₄COONH₂和尿素CO(NH₂)₂。然后通過管道將所述漿料從所述洗滌塔送回巖石礦/采石場，在這方面，所述管道形成反應器，在該反應器中，溶液中的碳酸銨鹽與分散在所述漿料中的金屬硅酸鹽巖石反應形成金屬碳酸鹽、二氧化硅以及氨，其中所述碳酸鹽和二氧化硅不溶于所述溶液，而氨主要以氫氧化銨的形式留在溶液中。在巖石礦/采石場中，氨從金屬碳酸鹽/二氧化硅漿料中分離，然后通過管道返回點源處的氨吸收器。所述金屬碳酸鹽/二氧化硅固體作為清潔的填充劑返回礦場/采石場。

在專利AU2008217572的方法中，裝置必須能夠在較高溫度和壓力下將固體含量相對較高的漿料泵送很長距離。此外，在主要的碳化反應期間形成的不可溶的金屬碳酸鹽可能會作用于煤，并因此鈍化金屬硅酸鹽巖石顆粒表面，從而減慢金屬硅酸鹽向金屬碳酸鹽的轉化。此外，在管道或其他反應器中，金屬硅酸鹽向碳酸鹽和二氧化硅的轉化不完全時，氨的回收變得更加困難，因為所采用的熱處理會使未反應的碳酸銨/碳酸氫銨分解產生大量二氧化碳。

以上背景技術中的參考內容并不意味著承認這些技術形成本領域技術人員的公知常識的一部分。上述參考內容同樣并非意在限定此處所公開的本申請的方法和系統。

發明內容

本文公開了一種從氣流中捕獲二氧化碳的方法。所述氣流可以來源于燃燒煤及其他含碳燃料的發電廠(例如，化石燃料，如天然氣，生物質衍生燃料，如醇、農業殘余物、生物氣等)的煙氣。所述氣流可以來源于其他點源，如鋼鐵廠、水泥廠、石油和金屬精煉廠等。所述氣流可以包含其他廢氣。例如，二氧化碳可能僅為所述氣流的次要成分。在這方面，在燃煤發電廠的情況下，所述煙氣的主要成分為大氣中的氮。

所述方法包括在第一反應器中使金屬硅酸鹽漿料與水溶液中的銨鹽反應。