[发明专利]用于固定二氧化碳的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于固定包含在废气中的二氧化碳的系统。更具体地，本发明涉及一种通过从原渣中提取碱金属成分，并使提取的碱金属成分与二氧化碳反应以生成碳酸盐沉淀来固定二氧化碳的系统，其中所述碳酸盐沉淀通过浸没式膜单元进行分离。

背景技术

出于环境考虑，许多工业领域中的包括二氧化碳的废气需要处理。处理废气的典型工艺包括分离/回收工艺和固定(固定化)工艺。

固定工艺的目的是将二氧化碳转化成含碳化合物(例如，碳酸盐)并将含碳化合物转化成适用于其它工业过程的化合物，从而能够以环境友好的方式除去已知可引起全球变暖的二氧化碳，并将二氧化碳作为有用材料利用。

目前，使用单一反应器，在其中从原渣中提取碱金属成分与碳酸化反应同时进行。然而，在这种常规方法中，由于碱金属成分提取和碳酸化反应同时进行，提取的碱金属成分被碳酸化，碳酸化的成分形成为沉淀，然后碳酸盐沉淀聚集在矿渣的表面上，其导致碱金属成分提取受到阻碍，碳酸化反应耗时较长，并且碳酸化率降低。

进一步，在常规的方法中，由于矿渣、碳酸盐沉淀和残余的工艺水/溶液共存，难以再利用工艺水/溶液和用于提取的化学溶剂(例如，醋酸)。

因此，作为常规方法，已经使用如下方法：其中按照如图3所示的顺序次序以单独的批次进行碱金属成分提取、通过注射二氧化碳的碳酸盐转化、和用于固体/液体分离的过滤。

上述在该背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明的实施方式提供一种用于固定二氧化碳的系统。该系统包括第一反应器和与第一反应器相连的第二反应器。向第一反应器中引入原渣。在第一反应器中，从原渣中提取碱金属成分。然后将含有提取的碱金属成分的溶液从第一反应器中排出。将来自第一反应器的含有提取的碱金属成分的溶液和二氧化碳引入第二反应器中。在第二反应器中，通过引入的二氧化碳与引入的溶液之间的碳酸化反应，将包含在引入的溶液中的碱金属成分转化成碳酸盐沉淀。在第二反应器内设置浸没式膜单元以分离碳酸盐沉淀。

优选地，浸没式膜单元可以包括多个中空纤维膜和一对中空箱体。中空箱体设置在中空纤维膜的上端和下端，并且通过再循环管线与第一反应器相连，通过所述再循环管线可以在分离碳酸盐沉淀之后将溶液再循环到第一反应器中。

优选地，在第二反应器中在浸没式膜单元下方设置空气扩散器，用于将气体二氧化碳输送到第二反应器的内部。

优选地，在再循环管线上安装真空泵。

用该系统，除其它外，可以更有效地固定二氧化碳，并且可以将从浸没式膜单元过滤的溶液再利用于碱金属提取反应器中。

附图说明

现在将参考本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，其在所附附图中说明，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1和图2是表示根据本发明的实施方式的用于固定二氧化碳的系统的图；且

图3是表示常规的二氧化碳固定方法的流程图。

附图中提到的附图标记包括对以下元件的参照，其在下面进一步讨论：

10：碱金属成分提取反应器

12：供应管线

14：再循环管线

20：碳酸化反应器

30：浸没式膜单元

32：中空纤维膜

34：中空箱体

36：空气扩散器

38：真空泵

应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。

在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。