[发明专利]一种碳中和的固废浸出-CO2

说明书

本发明涉及一种碳中和的固废浸出‑CO₂矿化循环系统和工艺，该系统包括碱性固废储存罐、碱性固废浸出组件和二氧化碳矿化组件，碱性固废浸出组件用于先将碱性固体废料和质子化氨基酸混合液进行浸出反应，并将反应后的浆体进行固液分离，得到高浓度氨基酸盐与金属离子混合液和低碱低毒固废，将高浓度氨基酸盐与金属离子混合溶液输入二氧化碳矿化组件中，高浓度氨基酸盐快速吸收富CO₂混合气体中的CO₂并传递给金属离子反应生成晶型可调的高纯碳酸钙，质子化氨基酸盐可原位再生，且混合气经CO₂脱除后可实现达标排放或再利用。本发明可同时实现CO₂捕集、碱性固废降毒降碱及高纯碳酸钙制备，安全环保，转化效率高，浸出剂可循环利用。

技术领域

本发明涉及碱性废弃物处理与可再生资源的有效利用领域，具体的讲是 一种碳中和的固废浸出-CO₂矿化循环系统和工艺。

背景技术

碱性固体废料指人们日常生活、生产建设和其他活动产生的固体废弃物， 主要包括粉煤灰、生物质灰、钢渣等，来源多、产量大。如若处理不当，将 会严重危害生态环境，如侵占土地、污染水体、影响土壤等。目前，碱性固 废的处理主要面临三个挑战:(1)产量巨大，加剧填埋饱和；(2)部分碱性固废 如粉煤灰存在极大的重金属浸出风险；(3)传统固废处理技术成本昂贵。因此， 亟需开发一种绿色、廉价的碱性固废利用工艺。

作为最主要的温室气体，CO₂过量排放所导致的全球气温升高已成为全 球亟待解决的环境问题。温室气体浓度不断增加，导致吸收与发射的能量不 平衡，使得全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，不但危 害自然生态系统的平衡，而且威胁人类的生存。发展CO₂捕集、利用、封存 技术(简称CCUS技术)已迫在眉睫。CO₂吸收-矿化一体化技术是一项极具 前景的CO₂处理技术，具有高效的CO₂吸收性能以及低的能量消耗。考虑到大多碱性固废中主要成分CaO为矿化固碳的理想原料，其可与CO₂反应生产 CaCO₃,实现安全永久的CO₂固定。尽管该工艺能有效解决碱性固废问题，但 矿化后产品价值较低、固废转化率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种碳中和的固废浸出 -CO₂矿化循环系统和工艺，本发明可同时实现二氧化碳的捕集、碱性固体废 料降毒降碱及高纯碳酸钙制备。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种碳中和的固废浸出-CO₂矿化循环系统，包括碱性固废储存罐、碱性 固废浸出组件和二氧化碳矿化组件，所述碱性固废储存罐用于储存碱性固体 废料，所述碱性固废处理组件用于先将碱性固体废料和质子化氨基酸混合液 进行浸出反应，并将反应后的浆体进行固液分离，得到高浓度氨基酸盐与金 属离子混合液和处理后低碱低毒的碱性固体废料，将处理后低碱低毒的碱性 固体废料输送到处理后固废储存罐中，将高浓度氨基酸盐及金属离子混合溶 液输入二氧化碳矿化组件中，所述二氧化碳矿化组件用于通过高浓度氨基酸 盐快速吸收富二氧化碳混合气体中的二氧化碳并传递给金属离子发生矿化 反应，其中钙离子优先与碳酸根结合沉淀，得到碳酸钙晶体、二氧化碳脱除 后的混合气体和质子化氨基酸，并将二氧化碳脱除后的混合气体输入储气瓶 内存储，将碳酸钙晶体和质子化氨基酸的固液悬浮溶液进行固液分离后，将 碳酸钙晶体储存于碳酸钙储存罐内，将质子化氨基酸储存于质子化氨基酸储 存罐内。