[发明专利]一种燃烧烟气中二氧化碳的氧化镁固定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对锅炉或其他燃烧过程所排放烟气中的二氧化碳固定方法。

背景技术

众所周知，人类的活动，如工厂生产过程，热电厂，汽车使用等，所形成的二氧化碳排放是造成全球变暖的最主要原因。由化石能源燃烧产生的CO₂总量约占温室气体总量的82％左右，随着世界各国对全球温室效应问题的关注，减少二氧化碳排放日益引起重视，并成为人们应对全球变暖的最重要措施。

人们已经提出了许多工艺技术来减少二氧化碳气体的排放。工业捕集CO₂的手段有化学吸收法和物理吸附法。化学吸收法包括胺化合物吸收法、钙基吸收剂法、锂金属氧化物法、膜分离技术、O₂/CO₂循环燃烧方式、化学链燃烧法及生物吸收法等。物理吸附法包括变压吸附技术等。现有研究表明，化学吸收法是脱除CO₂最有前途的方法之一，但应用于大规模、低浓度的烟气二氧化碳捕集，却均存在一定的问题。例如，钙基吸收剂法利用石灰石等含钙基矿物在高温下进行循环煅烧/碳酸化反应吸收二氧化碳吸，其反应温度在600℃左右，不适于烟气二氧化碳的吸收；锂金属氧化物法只适用于小规模的二氧化碳捕集。尽管胺化合物吸收法在煤气化、合成气制备、燃油重整和制氢、氮肥生产及燃煤电厂烟气脱CO₂等领域都有应用，但其吸收剂使用量大，循环过程易泄漏，需要不断补充，同时给环境造成潜在的威胁；吸收剂有腐蚀性，使得设备造价昂贵；吸收剂的再生能耗较高。工业试验表明，单乙醇胺从烟气中回收CO₂耗能约900kCal·kg^-1CO₂，经济性欠佳。虽然也有一些开发中的新型吸收剂，以降低CO₂捕集能耗，例如日本三菱重工公司与关西电力公司合作开发的位阻胺类二氧化碳吸收剂KS-1和KS-2，其回收所需能量比单乙醇胺所需能量少约20％，但仍然是不经济的。低能耗与经济性将是决定这些方法能否顺利得到应用的重要依据，因此，采用廉价、资源丰富的吸收剂捕集CO₂将大幅度降低工艺成本。

发明内容

本发明提供一种较低能耗的烟气二氧化碳吸收捕集方法，其包括三个步骤：首先采用氧化镁作为吸收剂，与水配制成5～35％质量浓度的浆液，第二，在温度45～55℃，pH值7.5～9.0条件下，用吸收塔吸收20％体积浓度以下的二氧化碳，第三，在60～80℃之间，常压或者减压条件下将二氧化碳解析，可得到95％体积浓度的CO₂。脱除CO₂之后的浆液被重新用于烟气中CO₂的吸收，循环使用。

本发明所涉及到的原理为：

氧化镁与水配制为浆液，可得到氢氧化镁浆液，其反应为：在温度45～55℃，pH值7.5～9.0条件下，吸收塔内发生的二氧化碳吸收反应包括：在60～80℃发生的再生反应为：

本发明与现有其他工艺比，有以下特点：

1.易于与现有烟气脱硫装置结合，构建“脱硫-二氧化碳固定”一体化装置；

2.吸收剂氧化镁来源广泛，且可回收并再次用于二氧化碳吸收；

3.吸收剂再生过程温度、能耗均较低。

附图说明

附图是实施本发明的一种CO₂固定系统的流程示意图。

附图中：1、吸收塔，2、解析塔，3、换热器，4、循环泵，5、循环槽，6、输送泵，7、制浆槽，8、引风机，9、阀门，10、阀门。

具体实施方式

下面结合实施实例对本发明作进一步说明。

说明书附图是实施本发明的一种CO₂固定系统的流程示意图。参照附图描述实施本发明的一种固定CO₂的系统。该系统包括：吸收塔1，解析塔2，换热器3，循环泵4，循环槽5，输送泵6，制浆槽7，引风机8，阀门9，阀门10。

燃烧烟气由引风机7增压之后被送入二氧化碳吸收塔1底部，在吸收塔1内烟气与氧化镁浆液逆流接触，烟气中二氧化碳被浆液吸收，去除二氧化碳之后的烟气从吸收塔1的顶部排出。