[发明专利]蔗糖辅助CO2

说明书

本发明公开了蔗糖辅助CO₂矿化制备碳酸钙的方法，将脱硫渣与蔗糖溶液混合进行反应,再向反应得到的清液中通入CO₂气体，生成碳酸钙。本发明既实现了固体废物脱硫渣内含钙成分的有效利用，又产生了碳酸钙产品，具有一定的经济价值和环保意义。

技术领域

本发明涉及碳捕获、利用与封存（CCUS）技术领域，特别是蔗糖辅助CO₂矿化制备碳酸钙的方法。

背景技术

过度排放温室气体导致的全球变暖现象日益严重，这不但引起了一系列生态环境问题，而且造成了巨大的经济损失。在所有温室气体中CO₂含量最高，约占排放总量的82%，且其寿命较长。目前，由于CO₂过度排放导致的温室效应等问题己经得到人们的持续关注，CO₂减排成为世界性需解决的问题。基于化学吸收法的二氧化碳燃烧后捕获（PCC）已被证明是一种十分有效的减排策略，能够显著减少燃煤发电厂的二氧化碳排放。其中利用脱硫渣中的碱性化合物来吸收二氧化碳具有环保、安全、成本低廉的特点，但是由于脱硫渣成分复杂，其中的氢氧化钙等组分被包裹在脱硫渣颗粒内，难以充分溶出，阻碍了利用脱硫渣吸收CO₂的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供蔗糖辅助CO₂矿化制备碳酸钙的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：蔗糖辅助CO₂矿化制备碳酸钙的方法，包括：

糖化反应，将脱硫渣与蔗糖溶液混合进行反应；

矿化反应，向反应得到的清液中通入CO₂气体，生成碳酸钙。

作为优选的，所述矿化反应中，向反应得到的清液中通入CO₂气体后，对含有碳酸钙的反应液进行依次进行过滤、洗涤和干燥，得到碳酸钙。

作为优选的，所述糖化反应步骤中pH为11-14。

作为优选的，所述糖化反应步骤中蔗糖溶液的质量分数为5-50%。

作为优选的，所述矿化反应终点时的pH为9-10。

作为优选的，所述糖化反应温度为4-60℃、反应时间为0.5-2h。

作为优选的，所述脱硫渣粒度小于50μm。

脱硫渣一般由亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、氯化钙、粉煤灰等，其中粉煤灰主要含二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和氧化铁(Fe₂O₃)等，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及水存在时，能与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料，恰好脱硫渣中钙基化合物较多，使得钙基化合物可以与二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等活性成分进行水化反应，形成晶体并提供强度，使得脱硫渣具有自硬性倾向。炼钢高炉渣中也含有氧化钙、氢氧化钙、三氧化二铝等组分，性质与脱硫渣类似。

本发明中的蔗糖溶液可以利用含CaO或Ca(OH)₂成分的碱性废渣，固定捕集CO₂，同时实现了CO₂矿化和助溶溶剂的再生和碳酸钙的分离，其原理如下：

糖化过程：nCa(OH)₂ + C₁₂H₂₂O₁₁ = Ca_nC₁₂H_22-2nO₁₁ + 2nH₂O （1）