CO_(2)矿化及吸收-矿化一体化(IAM)方法研究进展

为避免温室效应带来的负面影响,CO_(2)减排已成为目前的当务之急。CO_(2)矿物碳酸化作为一种有潜力的CO_(2)减排技术,受到了学者们的广泛关注。CO_(2)矿物碳酸化方法主要包括直接干法碳酸化、直接湿法碳酸化以及间接碳酸化等不同工艺过程。目前,CO_(2)直接或间接碳酸化方法面临的关键挑战是提升CO_(2)碳酸化反应动力学特性;反应速率慢、碳酸化效率较低是当前该技术的主要问题。传统CO_(2)胺类化学吸收法具有吸收速率快、吸收容量大和吸收剂能循环再生的优点,但能耗和运行成本较高。将CO_(2)胺类化学吸收法与CO_(2)碳酸化过程结合而开发的CO_(2)吸收-矿化一体化技术(IAM)不仅解决了传统工艺高能耗、低转化率的问题,而且使工艺流程简化、成本降低,有利于应用于工业化。本文主要综述了近年来CO_(2)矿化技术的研究进展,对比了各种工艺技术路线的不同特点,并分析指出加强对IAM工艺反应机理的研究以及开发出高效、经济的吸收剂和矿化原料,将是该工艺未来研究的重点和关键。

工业固废CO_(2)矿化协同减污降碳关键技术进展

针对工业过程CO_(2)和固废排放的问题,减污降碳刻不容缓。CO_(2)矿化技术在封存CO_(2)的同时固废得到资源化利用,受到广泛关注。论述了不同工业固废作为CO_(2)矿化原料的利用情况,对比分析了不同矿化工艺优缺点及CO_(2)矿化机理,总结了不同CO_(2)矿化工艺研究现状和工业化应用情况。研究发现,目前针对固废CO_(2)矿化缺乏机制性解释,无法有效控制金属离子的浸取过程和矿化过程中气液固传质的效率,同时矿化形成的碳酸盐产品存在粒径大、易团聚、功能单一等问题。未来需进一步研究浸渍过程中表面溶剂扩散等控制浸取速率和程度的机制;深入研究碳酸盐成核结晶动力学机制及碳酸盐晶体形貌、粒度调控方法;构建煤基固废浸取、矿化溶质气-液-固传输模型,进行工艺参数优化和过程强化并确定放大规律;进一步加强CO_(2)矿化利用技术全生命周期和经济评价;最后,需加大CO_(2)矿化利用技术的中试、示范技术集成和成套工艺建设,为规模化减污降碳技术的工业化发展奠定技术支撑。

碱性工业固废矿化封存二氧化碳研究进展

温室效应引起的全球变暖已经影响到人类的生存和发展,CO_(2)减排刻不容缓。CO_(2)矿物碳酸化作为一种CO_(2)减排技术,受到越来越多的关注。相对于传统天然矿化原料,碱性工业固废具有反应速率快、碳酸化效率更高、能耗低等特点,并且利用碱性工业固废进行CO_(2)矿化还可以产出高附加值产物用于化工、建筑等领域。本文主要综述了碱性工业固废的矿化机理,利用碱性工业固废(粉煤灰、钢渣、电石渣)进行CO_(2)碳酸化的研究进展及吸收-矿化一体化(IAM)技术。对于以碱性工业固废为原料的碳酸化技术,未来应进一步加强机理和生命周期影响评价的研究并优化工艺流程;针对IAM工艺今后应开发出高效、经济的吸收剂和封存能力更好的矿化原料,并加强对IAM工艺反应机理的研究。