專利名稱：包括循環(huán)使用過的提取溶劑的步驟的固定二氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固定二氧化碳的方法。更特別地，本發(fā)明涉及利用天然礦物或鋼渣來固定二氧化碳的方法，從而減少大氣中二氧化碳的排放。
背景技術(shù)：
全球二氧化碳排放因為增加的礦物燃料消耗而急劇上升。近來二氧化碳排放被認(rèn)為是全球變暖的主要原因，因此，全球各國正在努力提供適當(dāng)?shù)恼{(diào)控以減少這樣的排放。二氧化碳排放的減少可以通過減少礦物燃料本身的使用，或者一種分離、收集和固定礦物燃料使用所產(chǎn)生的二氧化碳的方法來實現(xiàn)。分離和收集的二氧化碳可以，例如，用作甲醇合成的原料。分離和收集的二氧化碳也可以通過傾倒到海洋或者利用碳酸鹽礦物來固定。根據(jù)一種方法，用碳酸礦物鹽來固定從植物釋放的二氧化碳。具體的，二氧化碳和存在于礦物中的堿性物質(zhì)(例如，&0、1%0、1(20、妝20等)反應(yīng)以生成碳酸鹽(例如，CaC03、 MgC03、Na2CO3、K2CO3 等)。在煉鋼過程中產(chǎn)生的熔渣包括熔融鐵預(yù)處理熔渣、轉(zhuǎn)爐爐渣、不銹鋼熔渣、電爐爐渣等。這些鋼渣大部分被掩埋起來，只有有限的一些被用作道路或建筑用水泥或骨料。需要并已經(jīng)提出了利用廢棄鋼渣的各種其他方法，特別是因為越來越難找到填埋熔渣的方法了。韓國專利申請公開第2002-00504 號提出了一種在鋼渣表面固定二氧化碳的方法以用于港口建筑或者養(yǎng)魚的人工魚塘。韓國專利申請公開第2006-0023206號提出了在包含一定水分的熔渣表面通過其與二氧化碳反應(yīng)來固定二氧化碳。然而，這兩種方法需要過多的反應(yīng)時間，因為二氧化碳和熔渣之間的反應(yīng)效率很低。因此，該方法在經(jīng)濟上不可行。韓國專利第0891551號(申請第2008-0025573號)提出一種凝固二氧化碳的方法，通過從鋼渣里提取的堿性成分與氣態(tài)二氧化碳經(jīng)過加壓的或常壓的水熱反應(yīng)進(jìn)行碳酸鹽化反應(yīng)。然而，水熱反應(yīng)消耗大量的能量，而且也不清楚堿性成分的碳酸鹽化之后二氧化碳怎樣被固定。韓國專利第0801542號(申請第2006-0105753號)提出一種利用天然礦物滑石粉來固定二氧化碳的方法。然而，根據(jù)該方法，顆粒必須要是125 μ m或更小，因此需要額外的能量用于礦物的粉粹。而且，在堿性成分用用于提取的弱酸溶劑，例如醋酸，處理之后，PH 值升高以通過碳酸鹽化來固定二氧化碳。該PH值的升高造成一些金屬離子(例如，Ca2+) 與氫氧根離子(0H-)反應(yīng)形成乳狀石灰(Ca(OH)2),從而形成懸浮液。因此，需要附加的沉淀或過濾步驟。鑒于沉淀的碳酸鹽懸浮在溶液中，分離很困難，且很難建立一個工業(yè)上適用的連續(xù)過程
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種有效率地固定二氧化碳的方法，其克服了傳統(tǒng)方法中的問題。 本發(fā)明適用于實際的生產(chǎn)處理，因而二氧化碳可以通過液相反應(yīng)而固定。本方法還提供了改進(jìn)的反應(yīng)效率，因此減少了常溫常壓下的能量消耗。而且，根據(jù)本方法，用于二氧化碳固定的PH調(diào)節(jié)步驟是不必要的，因而防止了懸浮乳狀石灰的形成并且允許連續(xù)的處理。根據(jù)更多的實施方式，本發(fā)明提供了一種通過循環(huán)碳酸鹽分離后使用過提取液能夠降低固定二氧化碳的成本的方法?？偟膩碚f，本發(fā)明提供了一種固定二氧化碳的方法，包括(a)用酸處理天然礦物或鋼渣以提取金屬離子成分；(b)在由步驟(a)獲得的包含金屬離子成分的提取液中注入二氧化碳以碳酸鹽化二氧化碳；(c)將溶解有從步驟(b)得到的碳酸鹽的溶液轉(zhuǎn)移到溶解碳酸鹽儲存罐中并儲存；(d)將儲存的溶解碳酸鹽轉(zhuǎn)移到碳酸鹽分離/純化罐中并調(diào)節(jié)PH 值到7或更高以分離碳酸鹽；以及(e)用酸處理已經(jīng)分離掉碳酸鹽的溶液，并且循環(huán)該處理過的溶液作為步驟(a)的提取溶液(酸)。本發(fā)明的上述和其他方面和特征將在下面說明。


本發(fā)明上述的和其他目的、特征和優(yōu)點將參考在附圖中加以圖解的一些示例性實施方式來詳細(xì)說明，附圖在以下僅以圖示的方式給出，因此不限制本發(fā)明，其中圖1示出利用熔渣固定二氧化碳的現(xiàn)有方法；和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的利用天然礦物或鋼渣固定二氧化碳的方法。應(yīng)該理解的是，附圖不必要成比例，而是呈現(xiàn)說明本發(fā)明基本原理的多種優(yōu)選特征的略微簡化的表示。在此公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征，包括，例如，具體尺寸、取向、位置和形狀，將部分地由特定意向的應(yīng)用和使用環(huán)境決定。
具體實施例方式在下文中，將詳細(xì)地參考本發(fā)明的多種實施方式，其中的例子將在附圖中圖解并在下面說明。盡管結(jié)合示例性的實施方式說明了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，當(dāng)前的說明不意在將本發(fā)明限制于那些示例性的實施方式。相反地，本發(fā)明旨在不僅包括示例性的實施方式，還包括多種替換、修改、同等物和其他實施方式，這些可以包括在所附權(quán)利要求限制的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。本發(fā)明提供了一種固定二氧化碳的方法，包括(a)用酸處理天然礦物或鋼渣以提取金屬離子成分；(b)在由步驟(a)獲得的包含金屬離子成分的提取液中注入二氧化碳以碳酸鹽化二氧化碳；(c)將溶解有由步驟(b)得到的碳酸鹽的步驟(b)的溶液轉(zhuǎn)移到溶解碳酸鹽儲存罐中并儲存；(d)將儲存的溶解碳酸鹽轉(zhuǎn)移到碳酸鹽分離/純化罐并調(diào)節(jié)PH值到7或更高以分離碳酸鹽；以及(e)用酸處理(在步驟(d)中)已經(jīng)分離掉碳酸鹽后的溶液，并循環(huán)該酸處理過的溶液用作步驟(a)的提取溶劑(酸)。
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在步驟(a)中，天然礦物沒有特別地限定。例如，含有大量金屬氧化物，例如，氧化鈣和/或氧化鎂，的橄欖巖、玄武巖、滑石粉、蛇紋巖、硅灰石等都可以使用。氧化鈣和氧化鎂在蛇紋巖和硅灰石里中的含量作為例子在表1中示出。在步驟(a)中，鋼渣可以選自于，但不限制于，產(chǎn)自，例如在鼓風(fēng)爐、轉(zhuǎn)爐或吹氧法過程中的鐵制品的熔渣、電爐爐渣或轉(zhuǎn)爐爐渣。當(dāng)前，鋼渣主要用作道路或建筑用水泥或骨料。各種鋼渣的化學(xué)組成也在表1示出。表 權(quán)利要求
1.一種固定二氧化碳的方法，包括(a)用酸處理天然礦物或鋼渣以提取金屬離子成分，從而提供含有所述金屬離子成分的提取液；(b)將二氧化碳注入到含有得到的金屬離子成分的提取液中以碳酸鹽化，從而提供溶解有得到的碳酸鹽的溶液；(c)將溶解有得到的碳酸鹽的溶液轉(zhuǎn)移到溶解碳酸鹽儲存罐中；(d)將所述溶液從溶解碳酸鹽儲存罐轉(zhuǎn)移到碳酸鹽分離/純化罐中，并調(diào)節(jié)PH到7或更高來分離所述碳酸鹽；(e)用酸處理已經(jīng)分離掉碳酸鹽的溶液；以及(f)循環(huán)該處理過的溶液到步驟(a)中作為提取酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中步驟(e)中的所述酸處理在PH大約3-5時進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中所述的碳酸鹽化在常溫常壓下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中步驟(e)包括使用一種或多種酸以調(diào)節(jié)PH到大約3-5，所述酸選自甲酸、乙酸、丙酸、磷酸、亞磷酸、檸檬酸、和草酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定二氧化碳的方法。在金屬離子成分通過酸處理從天然礦物或鋼渣中提取后，將二氧化碳注入以通過碳酸鹽化來固定二氧化碳。因為不需要pH的調(diào)節(jié)步驟，該反應(yīng)能有效地進(jìn)行且是一個連續(xù)的過程。而且，因為循環(huán)使用過的提取溶劑，因而減少了固定二氧化碳的成本。本發(fā)明的固定二氧化碳的方法使得能夠有效去除產(chǎn)自煉鋼工業(yè)的二氧化碳，從而顯著地減少溫室氣體排放并使傳統(tǒng)上廢棄的鋼渣得到再生利用。
文檔編號C01B31/22GK102476799SQ20111013895
公開日2012年5月30日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者李起春, 鄭圣燁 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社