[发明专利]CO2矿化制备碳酸钙晶须装置及其制备方法

说明书

本发明涉及一种矿化CO₂制备碳酸钙晶须的装置及其方法，集CO₂的捕集和固定于一体，利用烟道气(12~20%CO₂ + 80~88% N₂)中CO₂与硫酸钙浆料反应制备碳酸钙晶须。该装置通过超微米级气泡发生器将烟道气与氨气按一定比例混合并打散成尺寸为0.2~4微米的气泡，以0.01~0.1 mol L^‑1硫酸镁为晶型控制剂，CaSO₄浆料的浓度控制在0.5~3.0 mol L^‑1，反应温度控制在40‑80℃下，终点pH控制在 7~9，反应时间控制在15~30分钟，所得产物为长径比为8~15的文石型碳酸钙晶须。该过程CO₂矿化率为85~95%。该方法以氨为媒介，在固定工业烟道气中的CO₂同时制备了具有一定经济价值的碳酸钙晶须，极大地降低了CO₂捕集和固定的成本。

技术领域

本发明涉及一种CO₂矿化制备碳酸钙晶须制的置及其制备方法，具体为矿化CO₂的气、液、固三相反应制备文石型碳酸钙晶须的装置及其制备方法。

背景技术

本发明涉及一种CO₂矿化制备碳酸钙晶须制的置及其制备方法，具体为矿化CO₂的气、液、固三相反应制备文石型碳酸钙晶须的装置及其制备方法。

技术背景

目前主流的CO₂排放控制方法是CCS和CCU两类方法。

CCS技术，即CO₂的捕集与封存技术主要有物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法、膜分离法、矿物储存法（矿化法）等。

物理溶剂吸收法：该法是分离二氧化碳的有效方法之一，通过在加压下利用混合气体在有机溶剂中的溶解度不同来实现二氧化碳气体与其它气体的分离，溶剂的再生通过降压实现，所需再生能量相当少。

化学溶剂吸收法：该法采用各种化学溶剂与CO₂ 发生化学反应生成弱稳定性的化合物，然后在加热等条件下解吸出二氧化碳来实现烟气中CO₂ 的分离回收。包括有机胺溶液吸收法、热碱溶液吸收法、氨水吸收法以及一些新型的吸收方法等。

膜分离法：基于CO₂与其它气体透过膜材料的速率不同，即膜材料对CO₂有选择透过性来实现CO₂同其它气体的分离。按照膜材料不同则可以分为液膜技术、聚合物膜技术、多孔无机膜技术、膜基气体吸收技术。

地质储存：该法是永久封存二氧化碳的有效方法。这种方法通过管道技术将分离后得到的高纯度二氧化碳气体注入到地下深处具有适当封闭条件的地层中储存起来，利用地质结构的气密性以永久封存二氧化碳。该方法具有存储容量大，密封性能好等特点。

CO₂矿物储存法：主要是利用各种天然存在的矿石与二氧化碳进行碳酸化反应得到稳定的碳酸盐以储存二氧化碳。由于碳酸盐的自由能比二氧化碳的要低，因此矿物碳酸化反应从理论上来讲是可行的。但是在常温常压下矿物与二氧化碳的反应速率相当缓慢，因此提高碳酸化反应速率成为了矿物储存技术的关键。