[发明专利]一种二氧化碳减排和综合利用的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种二氧化碳减排和综合利用的方法和装置。

背景技术

研究表明，二氧化碳是导致全球变暖的主要温室气体，因此，许多科学家认为，大气中的二氧化碳的浓度应保持在445ppm的水平上。

联合国气候条约签约国已将2℃和445ppm的上限列为最低要求。

而2006年全球排放二氧化碳至少为270亿吨，二氧化碳的排放量引起了世界各国的关注与重视，已经成为当前研究的热门课题。许多科技人员和工矿企业，提出了各自的二氧化碳减排的方法，诸如将二氧化碳注入油田、煤层或深海中储存。

澳大利亚Linc能源公司2007年11月底宣布，与BioCleanCoal公司联合开发二氧化碳减排和综合利用的方法，设计一种将二氧化碳转化为氧气的海藻生物反应器。

美国能源部(DOE)于2007年12月宣布，将投资6670万美元给中西地区地质封存集团，以实施(DOE)第4个大规模二氧化碳封存项目。

道达尔开发与生产公司与印度尼西亚能源和矿产资源部于2007年12月签署二氧化碳的捕集和封存协议，该项目包括从燃烧到二氧化碳的地质贮存的整个过程，主要为一体化的碳捕集与封存的方案提供可行性研究。

美国哥伦比亚大学的科学家2007年宣布，正在研究从大气中直接捕集二氧化碳的工业技术。

用氨水捕集二氧化碳，目前已经进行了大量的研究，采用这种方法虽然二氧化碳的吸收率较高，但是，经济效益不高。

由此可见，上述各种方法，或者目前尚无工业应用价值，或者经济效益不高，因此，开发新的二氧化碳减排和综合利用的方法，已经成为人们所迫切需要解决的世界性问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化碳减排和综合利用的方法和装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)将氨气与湿土壤接触，使其氨化，生成NH₄OH，获得含有NH₄OH的氨化土壤；

术语“干基土壤”指的是所述湿土壤不含水时的土壤，下同。

所述湿土壤中，水的重量含量为干基土壤的5～88％，优选的重量含量为15～80％；

氨气与湿土壤接触时，氨气的线速度为0.001～0.0005米/秒，接触时间为0.1～1.0小时；

氨气的用量使生成的NH₄OH的重量含量为干基土壤的10～176％；

(2)将二氧化碳与氨化土壤接触，使其碳化，获得NH₄HCO₃，固定于土壤中，可直接被农作物吸收。

二氧化碳与氨化土壤接触时，二氧化碳的线速度为0.001～0.0005米/秒，接触时间为0.1～1.0小时，可获得含有NH₄HCO₃的土壤；

二氧化碳的用量使NH₄HCO₃的重量含量为干基土壤的16～280％；

上述的反应过程，最好在5～25℃的温度下进行。

所述的二氧化碳，可采用来自任何工业装置排放捕集的二氧化碳，如IGCC发电厂、炼厂制氢装置等排放的二氧化碳。

由于地球陆地面积约为1.49亿平方米，而整个陆地上各种类型的土壤的总面积约为1.38×10⁸km²，假设全球只有0.5m深的土壤用于吸附二氧化碳，那么就有0.69×10⁸km³的土壤可用于吸附二氧化碳。由此可见，本发明的方法，不仅可以达到二氧化碳减排的目的，而且达到二氧化碳综合利用的要求，过程简单实用，便于推广应用，具有较大的社会和经济效益。

附图说明

图1为实施本发明方法的装置的结构示意图。

图2为氨分布管的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，用于实现本发明的方法的装置包括：

置于土壤3表层下0.2～0.6米处的设有氨分布孔101的氨分布管1；

置于土壤3表层下0.2～0.6米处的设有二氧化碳分布孔201的二氧化碳分布管2；

与所述的氨分布管1相连通的并向上延伸至土壤表面的氨连通管102，优选的，在所述的氨连通管102上设有氨节流阀103；

与所述的二氧化碳分布管2相连通的并向上延伸至土壤表面的二氧化碳连通管202，优选的，在所述的二氧化碳连通管202上设有二氧化碳节流阀203；