CO2矿物封存技术研究进展

CO₂捕集与封存技术是目前实现碳减排最有效的方法。其中,CO₂矿物封存（又称CO₂矿化）是利用CO₂与含钙镁硅酸盐矿物进行反应使CO₂以稳定的碳酸盐形式永久储存起来。本文首先介绍了CO₂矿化的基本原理和技术路线,其中间接矿化反应条件较温和、矿化效率更高、得到的产物也更纯,因此对于CO₂间接矿化的研究也更广泛。本文综述并对比了天然矿物及工业固废矿化CO₂的研究进展,指出工业固废更有利于CO₂矿化过程。工业固废矿化CO₂过程矿化CO₂的同时处理了工业固废,实现以废治废,因此它在经济上也是具有一定优势。在此基础上,本文以高炉渣为代表,介绍了其矿化CO₂的详细研究进展,指出采用可循环的助剂、回收高炉渣中有价元素可提升矿化过程经济性。对于CO₂矿化过程的放大试验、生命周期的评估及低能耗的新工艺开发将是CO₂矿物封存实现工业化的关键。     

城市固体废弃物焚烧飞灰碳酸化研究进展

城市固体废弃物焚烧(Municipal Solid Waste Incineration,简称MSWI)飞灰作为一种危险废弃物,通过合理手段进行资源化处理一直是研究热点,近年来用城市固体废弃物焚烧飞灰进行碳酸化反应封存CO₂受到广泛关注,系统分析了城市固体废弃物焚烧飞灰碳酸化处理研究现状。首先简述了固体废弃物焚烧飞灰成分及处理方式,其主要成分包括CaO、SiO₂、Al₂O₃和可溶性Na、K盐以及重金属等,目前主要通过水泥固化法、熔融固化法和化学药剂处理法等方法处理。阐述了碳酸化反应机理,从飞灰组分对固碳率的影响方面对固体废弃物焚烧飞灰隔离CO₂潜力进行了介绍;然后分析了固体废弃物焚烧飞灰碳酸化反应的影响因素,包括反应温度、液固比、反应气氛、CO₂体积分数、反应压力、粒度、反应时间以及工艺条件等,结果表明,不同反应条件对温度和CO₂体积分数要求差异较大,液固比在0.3左右为最优,反应气氛中SO₂的存在会阻碍反应正向...     

二氧化碳矿物化隔离研究进展

介绍了矿石直接碳酸化、矿石间接碳酸化、天然咸水层和改性的咸水溶液等存储二氧化碳的方法,并从操作的复杂程度、工艺要求、运行成本等方面进行了简单评价,得出发展以碳酸盐为碳的最终存在物不仅可以永久储存二氧化碳,而且实现工业化的前景广阔．     

固体废弃物碳酸化研究综述

重点探讨矿物碳酸化的适宜原料,提出碳酸化的反应机理及模型,同时介绍加速碳酸化的工艺路线和国外研究进展,指出利用碳酸化技术是有效利用固体废弃物的途径之一.     

钙基吸收剂碳酸化实验研究

对CaO吸收CO2反应的特性进行了实验研究,采用未反应收缩核模型分析碳酸化反应动力学特性.结果表明,化学反应速率常数在650℃～750℃范围内基本为一常数,产物层扩散系数随着温度的增加而增大.化学反应控制段的活化能Ea=29.70 kJ/moL,产物控制段的活化能Ea=92.80 kJ/moL.温度一定时,随着CO2体积分数增加,碳酸化反应速率加快,转化率增大.     

碳捕获、封存与利用技术及煤层封存CO2研究进展

针对温室气体造成的危害逐年增加的情况,提出了碳捕获、封存与利用技术(CCUS),介绍了CCUS技术的主要技术环节,包括捕获、封存、利用,以及目前对该技术开展的研究及应用手段,为未来CCUS技术的发展提供参考。系统性地对煤层封存CO_2作了介绍。     

CO2矿物碳酸化隔离实验初探

引言 煤炭对于世界能源消费特别是对于我国这样一个以煤炭资源为主的发展中国家具有重要意义.     

电石渣对二氧化碳矿化性能的实验研究

实验探究电石渣在干法和湿法工艺下直接碳酸化CO₂的性能。结果表明：1.5 g电石渣固体可以吸收约55 mL CO₂气体,同时随着反应温度的增加,反应速率呈现先增加后减少的趋势,在30℃左右时达到最大;随着搅拌速率的增加,反应速率呈现先增加后减少的趋势,在搅拌速率20 r/s左右时达到最大;随着反应物浓度的增加,反应速率逐渐增加;CO₂流速的改变对反应速率未造成影响。     

电石渣直接湿法碳酸化固定CO2的反应特性

碱性固废湿法碳酸化是一种矿化固定CO₂的有效方式。为探究电石渣废弃物直接湿法碳酸化固定CO₂的反应特性,基于高压反应釜试验装置,在常温环境下研究液固比(5～20)、碳酸化时间(0～4 h)和反应压力(0.1～1.0 MPa)对电石渣碳酸化速率和CO₂固定能力的影响。结果表明,电石渣具备良好的CO₂固定能力,1 h内整体碳酸化反应基本完成,CO₂固定能力会随液固比和反应压力的增加而提升。反应时间4 h,最优工况(1 MPa、液固比20)下电石渣的CO₂固定量达9.26 mmol/g,而在0.1 MPa、液固比5时,电石渣的CO₂固定量仅3.58 mmol/g。电子扫描显微镜和热重分析证明了电石渣碳酸化反应后生成了大量CaCO₃,且碳酸化产物的粒径显著减小。因此,在反应釜中常温加压条件下,电石渣直接液相碳酸化即具备较好的CO₂固定能力和较高的碳酸化效率。本研究结果能为电石渣加速矿化固定CO     

二氧化碳碳酸化材料选择及其强化措施

阐述了温室气体CO2碳酸化固定所需的几种热点原料的选择及其碳酸化的效率,并从化学及热力学、反应动力学机理等方面,探讨了加强碳酸化反应过程的可行性方法,并分析了这些方法的特点。最后指出以工业固体废弃物为原料的间接工艺路线是温室气体CO2碳酸化固定的具有较好应用前景的技术途径。     

富钙溶液中萃取与反应耦合强化CO2矿化过程

提出一种溶剂萃取与Ca²⁺碳酸化的耦合反应过程,以三丁胺为萃取剂将HCl从水相萃取到有机相,在固定CO₂的同时实现CaCl₂的碳酸化,副产碳酸钙与氯化铵。实验结果显示,超过98%的Ca²⁺在1400s内沉淀为碳酸钙,反应后有机相迅速与水相实现分层,并通过与氨水反应再生,三丁胺回收率约为98%。采用粒径分布与显微镜观察证明了Ca²⁺沉淀过程发生在油包水结构中。以15%浓度的CO₂作为碳源,反应时间为2700 s时,Ca²⁺沉淀率达到98.31%,显示该工艺将高成本的CO₂捕集过程和封存过程集成,可处理低浓度烟气中的CO₂。过程无须CO₂捕集费用以及热量输入,同时副产碳酸钙和氯化铵产品,有望缓解常规CO₂捕集封存技术高成本的难题。     

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,CO₂减排刻不容缓。CO₂矿物碳酸化作为一种CO₂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CO₂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CO₂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。     

地质CO2封存技术发展现状与比较

在全球变暖的形势下,CO2的减排成为热议话题.为应对气候变化,我国提出"二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和"等庄严的目标承诺.而CO2的捕集利用与封存(CCUS)是实现碳中和与碳达峰的重要手段.就地质CO2封存技术的发展现状做出简要介绍,包括油气藏封存CO2技术,煤层封存CO2技术,...     

CO2地质封存数值模拟研究

随着经济和社会的快速发展,世界各国对于温室气体排放所引起的全球变暖问题越来越重视。我国作为全球最大的CO₂排放国,短期内以煤炭及煤电为主的基本能源结构模式很难有根本转变,面临十分严峻的减排形势。CO₂的减排问题已成为制约该地区能源化工产业发展的最大瓶颈之一,为了满足经济社会可持续发展的迫切需要,我们必须采取措施来控制CO₂的大量排放。CO₂地质封存已成为一种日益成熟的技术方法,并已成为了目前全球公认的进行CO₂大规模减排的最有效途径之一。页岩储层CO₂地质封存联合页岩气增采技术(CO₂-ESGR)是一种新型的CO₂地质封存及页岩气开发技术。该技术以超临界或液相CO₂代替水力压裂页岩,利用CO₂吸附页岩能力比CH₄强的特点,置换CH₄,从而提高页岩气产量和生产速率并实现CO₂地质封存,减少温室气体排放。主要...     

温室气体CO2矿物碳酸化固定研究进展

将温室气体CO2以碳酸盐（如CaCO3、MgCO3）的固体形式永久储存起来,即CO2矿物碳酸化固定,是减少大气中CO2含量,解除温室效应的一种全新方法。从温室气体CO2矿物碳酸化固定所需的原料、化学及热力学、反应动力学机理等方面,分析了此种方法的特点,同时评述了CO2矿物碳酸化固定的6种典型工艺路线,以及国外有关温室气体CO2矿物碳酸化固定的研究热点。最后指出以工业固体废弃物为原料的间接工艺路线是温室气体CO2矿物碳酸化固定的具有较好应用前景的技术途径。     

二氧化碳捕集、利用与封存研究进展

CO_2的捕集、利用与封存(CCUS)是众多碳减排方法中最具现实意义和可能性的途径。通过调研和分析,介绍了CCUS国内外研究现状,包括电厂碳捕集方式,延长油田Rectisol工艺,CO_2管道输送技术,CO_2提高采收率(CO_2-EOR),CO_2地质封存,以及我国首个CCUS项目——延长油田CO_2管道输送项目的初期进展。基于我国是碳排放大国,未来几年CCUS将在我国快速发展。     

二氧化碳捕集、利用与封存研究进展

CO_2的捕集、利用与封存(CCUS)是众多碳减排方法中最具现实意义和可能性的途径。通过调研和分析,介绍了CCUS国内外研究现状,包括电厂碳捕集方式,延长油田Rectisol工艺,CO_2管道输送技术,CO_2提高采收率(CO_2-EOR),CO_2地质封存,以及我国首个CCUS项目——延长油田CO_2管道输送项目的初期进展。基于我国是碳排放大国,未来几年CCUS将在我国快速发展。     

碳酸化对普通硅酸盐水泥水化性能的影响

通过控制加水量来调节普通硅酸盐水泥的碳酸化程度。通过对硬化浆体水化产物的种类及含量进行分析,研究了在不同的加水量下,碳酸化对普通硅酸盐水泥水化性能的影响。结果表明：在加水量为0.2%～7%的范围内,碳酸化增重率由0.133%增至6.8%;普通硅酸盐水泥经碳酸化后,生成CaCO3晶体颗粒;f-CaO的含量由1.584%下降至0.198%;随着碳酸化增重率的增大,碳酸化水泥的标准稠度用水量由0.28增至0.42;碳酸化降低了普通硅酸盐水泥3 d、28 d抗压强度,尤其对3 d抗压强度影响更为明显;碳酸化生成的CaCO3易与水泥中的C3A反应生成碳铝酸钙;碳酸化抑制普通硅酸盐水泥的早期水化,但对后期水化影响较小。     

吸附储层中CO2封存与强化采气研究展望

介绍了吸附储层中CO₂封存与强化采气的研究进展。分析了煤层气/页岩气等吸附储层的典型特点,论述了CO₂、CH₄及其与煤岩/页岩体间的相互作用特征,探讨了吸附储层中封存CO₂的前景与优势、CO₂封存与强化CH₄解吸动力学过程的模拟思路、CO₂地下封存的评价方法,展望了未来的研究发展方向。     

y型硅酸二钙碳酸化反应动力学

硅酸钙矿物碳酸化胶凝材料是极具发展潜力的新型低碳建筑材料。在硅酸钙矿物中,γ型硅酸二钙具有较高的常温碳酸化反应活性。以γ型硅酸二钙润湿粉末为研究对象,探明了其碳酸化程度随反应时间、颗粒粒径、温湿度、分压和水固比等的发展规律,结合优化的缩核模型和经验方程,建立了碳酸化反应动力学方程。结果表明:动力学模型和实际结果的拟合程度良好,由于碳酸化产物的包裹阻碍溶出离子的扩散是碳酸化反应的主要控制因素。