不溶性有機胺強化富鈣鎂離子溶液固碳試驗研究.pdf

1、社會發(fā)展對化石燃料的依賴導(dǎo)致了CO2的排放增加，由其引起的氣候變化問題得到了越來越多的關(guān)注。CO2的捕集和封存利用是減緩溫室效應(yīng)的重要途徑;但是僅靠單一的措施應(yīng)對CO2問題是不現(xiàn)實的，需要不斷提出新的思路新的方法，從各個角度綜合減少CO2的排放。
　　 本文提出了一種可以實現(xiàn)CO2永久固定與資源化利用的固碳方式，利用濃海水、地下鹵水、工業(yè)廢水等富含鈣鎂離子的溶液，以不溶性有機胺作為pH調(diào)節(jié)劑，通過萃取碳化反應(yīng)的方式實現(xiàn)二氧化碳的

2、礦化固定。這種方式在固定CO2時可以實現(xiàn)溶液中的鈣鎂離子分別固碳，為生產(chǎn)多種純凈副產(chǎn)物提供可能。另外，pH調(diào)節(jié)劑易于回收再生。
　　 本文首先探究了利用富鈣鎂離子溶液固碳的可行性，對以濃海水為代表的富鈣鎂離子溶液中的碳酸鹽緩沖體系進行了分析，結(jié)果表明提高碳酸根濃度可以實現(xiàn)溶液中鈣鎂離子與CO2的碳酸鹽化反應(yīng)，而提高碳酸根濃度有提高CO2分壓和溶液pH值兩種方式。以尋找可再生的提高溶液pH值的調(diào)節(jié)劑作為本文研究重點，考察了添加無機

3、堿和可溶性有機胺對碳酸鹽化反應(yīng)的強化效果，試驗結(jié)果表明這兩種方式只能強化碳酸鹽沉淀的形成卻無法使調(diào)節(jié)劑再生重復(fù)利用。考慮到不溶性有機胺可以提高溶液的pH值，同時易于分離回收再生，繼而提出了利用不溶性有機胺強化富鈣鎂離子溶液固碳的思路，并從理論上分析了其可行性。
　　 其次，進行了不溶性有機胺強化富鈣鎂離子溶液固碳的可行性探究試驗，結(jié)果表明鈣離子可以以碳酸鈣沉淀的形式沉淀出來，而鎂離子并未形成碳酸鎂沉淀。反應(yīng)后的有機相可以通過加入

4、濃氨水的形式實現(xiàn)再生，再生率高達95％。證實了不溶性有機胺強化富鈣鎂離子溶液固碳的試驗可行性及較高的再生利用率。
　　 最后，進行了以三丁胺作為萃取劑，正丁醇作為稀釋劑組成的pH調(diào)節(jié)劑與濃海水固定CO2的試驗研究。考察了反應(yīng)中各試驗參數(shù)對碳酸鹽化效果的影響，包括稀釋比、相比、攪拌時間、攪拌速度、反應(yīng)溫度。結(jié)果表明:當稀釋比為2∶1，相比為3.5∶1，攪拌速度500r/min，溫度20℃時，鈣離子的沉淀率可以達到90％左右。另外簡

5、單嘗試了以三辛胺代替三丁胺作為萃取劑，仍以正丁醇為稀釋劑組成的有機相作為pH調(diào)節(jié)劑的試驗效果。分別設(shè)計了使用濃氨水及Ca(OH)2固體對有機相進行再生的試驗，試驗表明，使用濃氨水時有機相的再生率為95％，而使用Ca(OH)2固體再生時，再生率可基本達到100％。將用濃氨水再生后的有機相及Ca(OH)2固體三次再生后的有機相與濃海水混合進行萃取碳化反應(yīng)的能力與新鮮有機相進行了比較，結(jié)果證明，再生后的有機相仍然保持較高活性，反應(yīng)結(jié)束后鹽水相