[发明专利]一种处置多源固废协同CO2

说明书

本发明公开了一种处置多源固废协同CO₂捕集的系统及方法，包括富碳烟气入口、炉膛、水封渣斗、渣浆储罐、渣浆循环管道及捞渣机；炉膛的底部出口与水封渣斗的顶部入口相连通，水封渣斗的底部出口与渣浆储罐的顶部入口相连通，渣浆储罐内设置有搅拌装置，渣浆储罐的顶部设置有气体出口，渣浆储罐的底部出口与捞渣机的入口相连通，渣浆储罐底部侧面的循环渣浆出口经渣浆循环管道与渣浆储罐顶部的循环渣浆入口相连通，富碳烟气入口与渣浆循环管道中的气体扩散管相连通，气体扩散管均匀设置有若干通孔，该系统及方法的CO₂吸收速率及转化率较高，同时处理成本较低。

技术领域

本发明属于多源固废处置和二氧化碳减排领域，涉及一种处置多源固废协同CO₂捕集的系统及方法。

背景技术

随着全球变暖的日益加剧，极端天气等气候变化已经严重威胁人类赖以生存的地球环境。根据联合国气候变化委员会(IPCC)报告，CO₂导致的温室效应占全球温室气体的60％，这使得减少CO₂排放成为应对气候变暖的重要手段。在中国，火力发电站的CO₂排放量占到全国总排放量的40-50％，是我国CO₂排放的最大单一来源，也是大规模减排CO₂最值得关注的领域。

目前，火电厂中主流的CO₂减排路线采取捕集和封存(CCS)结合的方式。但是，由于燃煤电厂尾气中的CO₂含量低(10-20％)，且体系成分复杂，导致吸收捕集后分离设备体系庞大，能耗高，造成减排成本高昂。同时，CO₂的工业应用消费量非常有限，随着CCS技术的推广应用，捕集纯化后的CO₂供应量将远超市场需求。

近年来，由瑞士科学家Seifritz于1990年上首次提出的CO₂固化封存技术(Nature,1990,345(6275),486-486)成为了研究热点。该反应模拟自然界本身的风化过程，反在热力学上有利，且可以直接利用低浓度CO₂。该技术通过CO₂与矿石或工业废料中的钙、镁等碱土金属盐反应，将CO₂转化为稳定的碳酸盐产物实现永久封存，降低CO₂的减排成本。同时，在我国推动多源固废处置的背景下，该技术可以有效利用纤维、橡胶、树脂等可燃固废焚烧处置后的灰渣，以及燃煤、炼钢、冶矿等过程中产生的大宗工业固废灰渣作为固化原料，实现碳减排和固废资源化利用双赢。

目前，在利用多源固废进行CO₂固化的技术方案和系统中，一大批技术方案将固体废弃物作为混合骨料应用于建筑行业：如CN201210077244、CN201510377931、CN202010563290、CN202111561220等；通过CO₂养护成型胚体砌块虽然可以实现固碳并提高材料强度，但是养护固碳时间长，部分方案的养护时间长达几天(CN201510377931、CN202011161585)，且无法实现连续反应，难以适应烟气源的CO₂固化。为了提高CO₂的固化效率，一些技术方案采取了氨介质强化的固化体系，通过在吸收液中加入胺类成分(CN201310057123、CN202010023389)或氨基化吸收材料(CN 201710114152、CN202210338660)虽然可以提高CO₂吸收速率和转化率，但是需要高能耗的再生过程，或者消耗大量的氨类介质，提高碳减排成本，与碳捕集路线无异。其他一些技术方案提出了用于CO₂固化的反应器和方法，这些方案包括复杂的设备系统，且反应温度高(CN201810948855)、压力高(CN201510217795、CN202111543451)，难以应用于大规模CO₂排放源。

发明内容