[發明專利]一種利用太陽能光熱催化礦物永久封存CO2

有效

• 申請號: 202211104000.7
• 申請日: 2022-09-09
• 公開（公告）號: CN115504811B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 田森林;朱嫻;李晨;趙群;謝明軍;寧平;崔祥芬;黃建洪;胡學偉;李英杰;劉樹根;史建武
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B41/50
• 分類號: C04B41/50
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 張楊;張玉

本發明公開了一種利用太陽能光熱催化礦物永久封存COsubgt;2/subgt;的方法，包括以下步驟：S1、在光熱裝置中吸收太陽光并將光能轉化為熱能；S2、將硅酸鹽礦物二氧化碳固定劑和催化劑混合后填充入反應器內；S3、將COsubgt;2/subgt;通入到反應器內；S4、將S1步驟獲得的熱能持續通入反應器內進行礦物碳化反應；S5、反應結束后，將飽和的硅酸鹽礦物二氧化碳固定劑與催化劑分離，二氧化碳固定劑后續處理，催化劑返回S2步驟重復利用；S6、將反應后生成的硅酸鹽礦物永久封存。本發明以太陽能為能源進行COsubgt;2/subgt;礦物永久封存，能源可持續利用、礦物封存過程可持續進行、永久固定、無地域及空間的限制、不會對環境造成污染。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種利用太陽能光熱催化礦物永久封存CO₂的方法。

背景技術

目前最常見的去除CO₂的方法是碳捕集與封存技術，是采用碳捕集技術，將工業或有關能源產業排放的CO₂分離出來，再將其輸送并封存到海底或地下等地方。其中CO₂礦物封存被認為是最有應用前景的封存技術。CO₂礦物封存技術是模擬并加速自然界中巖石的風化過程，是利用二氧化碳與含鈣鎂硅酸鹽礦物進行反應使之以穩定的碳酸鹽（CaCO₃/MgCO₃）形式而永久的封存。

但是該封存過程需要消耗大量能源，去除CO₂的同時又對環境造成了污染，因此人們開始尋求可持續、高效、綠色的環境解決方案。其中，通過降解環境污染和開發綠色能源代替化石能源解決環境問題成為目前主流的兩種方案。太陽能是一種綠色，可持續的能源。因此利用天然能源去實現碳減排的相關技術研究至關重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用太陽能光熱催化礦物永久封存CO₂的方法。

本發明的目的是這樣實現的，包括以下步驟：

S1、在光熱裝置中吸收太陽光并將光能轉化為熱能；

S2、將硅酸鹽礦物二氧化碳固定劑和催化劑混合后填充入反應器內；

S3、將CO₂通入到反應器內；

S4、將S1步驟獲得的熱能持續通入反應器內進行礦物碳化反應；在捕集CO₂的反應器中，在適宜的溫度條件下與富含Ca、Mg等元素的天然礦物或工業廢棄物（將硅酸鹽礦物二氧化碳固定劑）反應生成穩定的碳酸鹽產物；

S5、反應結束后，將飽和的硅酸鹽礦物二氧化碳固定劑與催化劑分離，二氧化碳固定劑后續處理，催化劑返回S2步驟重復利用；

S6、將反應后生成的硅酸鹽礦物永久封存或作為建筑原材料。

優選地，所述的光熱裝置包括石英管、薄膜以及真空層，石英管外表面覆蓋有薄膜，真空層覆蓋在薄膜上，薄膜為Cr薄膜，真空層壓力為1.2×10^-3Pa；其中，Cr薄膜為可選用商用Cr薄膜，Cr薄膜采用涂覆的方式覆蓋在石英管外表面，讓其完全吸收太陽光，同時輻射少量紅外光，將太陽光轉化為熱能，將熱能局部化；真空層用于減少熱量損失，在環境溫度為30?℃的情況下，在1KW?m^-2光輻照，該光熱裝置內部溫度可高達305?℃。

優選地，S2步驟中所述的硅酸鹽礦物二氧化碳固定劑為含鈣鎂元素的硅灰石、橄欖石、蛇紋石、滑石、玄武巖中的一種。

優選地，S2步驟中所述的反應器為固體顆粒床層的反應器，為固定床反應器、流化床反應器、移動床反應器、涓流床反應器中的一種。

優選地，S3步驟中所述的CO₂濃度為50%-100%。