固定二氧化碳的方法技術

本發明專利技術提供二氧化碳固定的方法，其包括通過使用銨鹽溶劑在第一反應器中從原渣中提取堿金屬成分以產生含有提取的堿金屬成分的溶液，和然后使溶液與二氧化碳在第二反應器中反應以產生碳酸鹽沉淀。通過該方法，可以以較簡單且成本效益好的方式提取堿金屬成分并獲得碳酸鹽沉淀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及固定廢氣中包含的二氧化碳的方法。更具體地，本專利技術涉及通過從原渣中提取堿金屬成分并將提取的堿金屬成分與二氧化碳反應以產生堿金屬的碳酸鹽沉淀來。
技術介紹
出于環境考慮，需要處理許多工業領域中的包括二氧化碳的廢氣。典型的處理廢氣的方法包括分離/回收方法和固定(固定化)方法。固定方法旨在將二氧化碳轉化為含碳化合物(例如，碳酸鹽)并將含碳化合物轉化為可用于其它工業過程的化合物，從而能夠以環境友好的方式去除已知會導致全球變暖的二氧化碳并利用二氧化碳作為有用的材料。迄今為止，曾使用單一反應器，其中從原渣提取堿金屬成分與碳酸化反應同時進行。然而，在該常規方法中，因為堿金屬成分提取和碳酸化反應同時進行，提取的堿金屬成分被碳酸化，碳酸化成分形成為沉淀，然后碳酸鹽沉淀在礦渣的表面上積聚，其致使堿金屬成分提取受到阻礙、碳酸化反應花費更長時間、且碳酸化率降低。而且，在常規方法中，因為礦渣、碳酸鹽沉淀、和殘余工藝水/溶液共存，難以再利用用于提取的工藝水/溶液和化學溶劑(例如，醋酸)。特別地，在使用醋酸來從鋼渣原料或天然礦物中提取堿金屬成分例如鈣(Ca)、鎂和此類的情況中，需要大量的醋酸，其導致工藝成本增加。而且，需要大量的NaOH作為用于碳酸化反應的PH調節劑，其也導致工藝成本增加。此外，在一些情況中，使用NaOH導致懸浮固體(例如，Ca(OH)2)過量產生，因而阻止堿金屬成分(例如 ，Ca)轉化為碳酸鹽(例如，CaCO3)。上述在該
技術介紹
部分公開的信息僅用于增強對本專利技術背景的理解，因此其可能含有不構成該國中本領域普通技術人員已經知曉的現有技術的信息。專利
技術實現思路
提供固定廢氣中包含的二氧化碳的方法。在一個實施方式中，方法包括以下步驟 通過使用銨鹽溶劑在第一反應器中從原渣中提取堿金屬成分以產生含有提取的堿金屬成分的溶液；和使溶液與二氧化碳在第二反應器中反應以產生碳酸鹽沉淀。銨鹽可以優選為選自氯化銨、硝酸銨和醋酸銨的任一種。銨鹽可以優選具有約6的pH值，并且提取之后產生的含有提取的堿金屬成分的溶液可以優選具有約8 9的pH值且沒有進行單獨的pH調節步驟。適當地，在產生碳酸鹽沉淀之后，溶液可以具有約6 7的pH值。適當地，在產生碳酸鹽沉淀之后，可以將至少一部分的溶液再循環至第一反應器以再利用。在另一個實施方式中，方法還可以包括在使溶液與二氧化碳反應之前添加pH調節劑以提高溶液PH的步驟。pH調節劑可以是NaOH并且可以將溶液的pH提高至約12。附圖說明現在將參考本專利技術的某些示例性實施方式來詳細地描述本專利技術的上述和其它特征，其在所附附圖中說明，下文給出的這些實施方式僅僅用于舉例說明，因此不是對本專利技術的限制，其中圖1是顯示根據本專利技術的第一實施方式的二氧化碳固定方法的流程圖；且圖2是顯示據本專利技術的第二實施方式的二氧化碳固定方法的流程圖。附圖中提到的附圖標記包括對下列元件的參考，其在下面進一步討論10 :堿金屬成分提取反應器20 :碳酸化反應器30: 二氧化碳供應器應當理解，所附的附圖并非必然是按比例的，而只是呈現說明本專利技術基本原理的各種優選特征的一定程度上簡化的表示。本文公開的本專利技術的具體設計特征，包括，例如， 具體大小、方向、位置和形狀將部分取決于具體的既定用途和使用環境。在附圖中，附圖標記在附圖的幾張圖中通篇指代本專利技術的相同或等同部件。具體實施方式下面將詳細地參照本專利技術的各個實施方式，其實施例圖示在所附附圖中，并在下文加以描述。盡管將結合示 例性實施方式描述本專利技術，但應當理解，本說明書無意于將本專利技術局限于這些示例性實施方式。相反，本專利技術不僅要涵蓋這些示例性實施方式，還要涵蓋由所附權利要求所限定的本專利技術的精神和范圍內的各種替代形式、修改、等效形式和其它實施方式。第一實施方式如圖1所示，在堿金屬成分提取反應器(10)處提取堿金屬成分(例如，Ca、Mg等)。 更詳細地，向堿金屬成分提取反應器(10)供應原渣(例如，來自鼓風爐煉鐵工藝的礦渣、來自電爐煉鋼工藝的礦渣等)。供應銨鹽溶劑作為提取溶劑。攪拌所得的溶液直到至少90% 的包含在原渣中的堿金屬成分被提取。提取溶劑的例子可以包括但不限于，氯化銨、硝酸銨和醋酸銨。提取溶劑自身的pH 為約6，并且提取后溶液的pH為約8 9。因此，無需調節提取后溶液的pH，在碳酸化反應器(20)中在室溫和大氣壓力下通過碳酸化反應可以將提取的包含在提取后溶液中的堿金屬容易地轉化為碳酸鹽。將從堿金屬成分提取反應器(10)中排出的提取后溶液供應至碳酸化反應器 (20)。將二氧化碳從二氧化碳供應器(30)供應至碳酸化反應器(20)。根據引入碳酸化反應器(20)中的溶液的堿金屬成分的濃度比控制供應的二氧化碳量。可以在碳酸化反應器(20)中設置空氣擴散器(未顯示)以接收從二氧化碳供應器(30)供應的二氧化碳并產生二氧化碳氣泡。在碳酸化反應器(20)中，進行碳酸化反應并產生碳酸鹽沉淀。即，氣體二氧化碳與堿金屬離子在碳酸化反應器(20)中在約pH 8 9進行反應以產生碳酸鹽沉淀。通過固體/液體分離工序從碳酸化反應器(20)所容納的溶液中分離碳酸鹽沉淀。通過固體/液體分離工序分離的溶液具有約6 7的pH值。將至少一部分的溶液再循環至堿金屬成分提取反應器(10)以再利用。第二實施方式如圖2所示，在堿金屬成分提取反應器(10)處提取堿金屬成分(例如，Ca、Mg等)。 更詳細地，向堿金屬成分提取反應器(10)供應原渣(例如，來自鼓風爐煉鐵工藝的礦渣、來自電爐煉鋼工藝的礦渣等)。供應銨鹽溶劑作為提取溶劑。攪拌所得的溶液直到至少90% 的包含在原渣中的堿金屬成分被提取。提取溶劑的例子可以包括但不限于，氯化銨、硝酸銨和醋酸銨。提取溶劑自身的pH 為約6，并且提取后溶液的pH為約8 9。在該實施方式中，在將提取后溶液引入碳酸化反應器(20)之前，將提取后溶液的pH調節至約12。例如，可以適當地將pH調節劑(例如， NaOH)加至提取后的溶液。通過該pH調節，碳酸化反應器中碳酸化反應之后碳酸鹽沉淀的量變大。在pH調節之后，將從堿金屬成分提取反應器(10)中排出的提取后溶液供應至碳酸化反應器(20)。將二氧化碳從二氧化碳供應器(30)供應至碳酸化反應器(20)。根據引入碳酸化反應器(20)的溶液的堿金屬成分的量的濃度比控制供應的二氧化碳量。可以在碳酸化反應器(20)中設置空氣擴散器(未顯示)以接收從二氧化碳供應器(30)供應的二氧化碳并產生二氧化碳氣泡。在碳酸化反應器(20)中，進行碳酸化反應并產生碳酸鹽沉淀。即，氣體二氧化碳與堿金屬離子在碳酸化反 應器(20)中在約pH 8 9進行反應以產生碳酸鹽沉淀。通過固體/液體分離工序從碳酸化反應器(20)所容納的溶液中分離碳酸鹽沉淀。之后，將溶解的碳酸鹽的PH調節至7或更高，從而獲得高純度的碳酸鹽。通過固體/液體分離工序分離的溶液具有約6 7的pH值。將至少一部分的溶液再循環至堿金屬成分提取反應器(10)以再利用。根據本專利技術，通過使用銨鹽溶劑，可以以高選擇性且高度有效的方式、以較低成本并且在較溫和的條件(室溫和大氣壓)下進行碳酸化反應。通過使用銨鹽溶劑代替醋酸溶劑，可以除去pH調節步驟，從而使工序步驟簡化并且降低整體工序成本。而且，通過在將提取后溶液引入碳酸化反應器之前調節提取本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固定二氧化碳的方法，所述方法包括：(a)通過使用銨鹽溶劑在第一反應器中從原渣中提取堿金屬成分以產生含有提取的堿金屬成分的溶液；和(b)使產生的溶液與二氧化碳在第二反應器中反應以產生碳酸鹽沉淀。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金兌映，鄭圣燁，李起春，曹旼鎬，孫錫頄，樸東哲，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，起亞自動車株式會社，現代制鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：