利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法与流程

1.本发明涉及一种二氧化碳捕集、封存和利用的方法，特别是涉及利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法。


背景技术：

2.纳米碳酸钙是指粒径在0—100nm范围内的碳酸钙产品,包括超细碳酸钙 (粒径20—100nm)和超微细碳酸钙(粒径小于或等于20nm)两种碳酸钙产品。纳米碳酸钙具有粒子细、比表面积大、表面活化率高、白度高等优点是目前能够大规模工业化生产和应用的纳米材料之一。纳米碳酸钙因成本低廉、性能优良而广泛应用于橡胶、塑料、造纸等行业,同时可作为白炭黑和钛白粉等昂贵的粉体材料的替代品。
3.纳米碳酸镁是一种用途极为广泛的无机化工原料,其市场需求空间很大,呈现逐年增长的趋势。特别是微细轻质碳酸镁产品是世界上研究最热,用途不断开拓的产品, 因此发展高档次、功能化产品,精细化程度高、高附加值产品是镁盐行业发展的重大趋势。
4.本发明不仅可以减少烟气中二氧化碳的排放同时，可以利用烟气中的二氧化碳来制备纳米级碳酸钙镁材料，可谓一举两得。


技术实现要素：

5.为了减少烟气中二氧化碳的排放同时对二氧化碳进行固定和利用，本发明提供一种利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法。
6.本发明的技术方案如下：
7.利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法，其特征在于，包含以下步骤：
8.步骤一、将海水引入澄清池，海水中部分泥沙在澄清池中自然沉降、澄清后通过抽水泵抽入纳滤过滤器；
9.步骤二、步骤一中的澄清海水通过纳滤过滤器处理后，得到淡化水和高盐度海水，高盐度海水的盐度为52.5
‰
～105
‰
；
10.步骤三、将步骤三中的高盐度海水泵入烟气吸收装置(碳化塔)，然后从装置底部注入二氧化碳烟气，控制烟气的量来控制海水温度为20～45℃，同时添加naoh溶液、乙醇胺、二乙醇胺中的任意一种或者两种以上的混合物以控制海水ph值为8～8.5，弱碱性条件下，烟气中co2与海水中钙镁离子发生反应，生成碳酸钙和碳酸镁的沉淀；
11.步骤四、采用板框压滤机或者离心机对步骤三中得到的含有碳酸钙和碳酸镁的海水进行脱水处理，将水份控制在30～55wt％，然后通过管束干燥机或者滚筒干燥机进行烘干处理，将水份烘干至0.5wt％以下，最终得到纳米级碳酸钙镁材料。
12.步骤三中的二氧化碳烟气来自化煤炭、石油、天然气、秸秆、垃圾的燃烧，或炼钢，或水泥工业生产。
13.步骤三中的二氧化碳烟气预先需要通过喷淋塔进行除尘处理，至二氧化碳烟气颗
粒物浓度降至20ppm以下。
14.本发明不仅可以减少烟气中二氧化碳的排放同时，可以利用烟气中的二氧化碳来制备纳米级碳酸钙镁材料，可谓一举两得。
具体实施方式
15.结合实施例对本发明作进一步描述。
16.实施例1
17.1)将某海滨城市的海水泵入澄清池，自然沉降12h后取表层清液泵入纳滤装置，纳滤装置处理后的低盐度海水返回大海或者作为工业用水使用，高盐度海水作为二氧化碳吸收液，其盐度为52.5
‰
～65
‰
；
18.2)将该海滨城市火电厂烟气经过脱硫、除尘处理后，将固体颗粒物降至20ppm以下；
19.3)将高盐度海水泵入烟气吸收装置也就是碳化罐，从碳化罐底部注入烟气；通过控制烟气量来控制海水温度为20～30℃，通过添加naoh溶液，控制海水ph值为8～ 8.5，在弱碱性条件下，海水中的钙镁离子与二氧化碳发生反应，形成碳酸钙和碳酸镁的沉淀；
20.4)采用板式压滤机对步骤3中的含有碳酸钙和碳酸镁的海水进行脱水处理，将水份控制在45～55wt％，然后通过管束干燥机进行烘干处理，将水份烘干至0.45wt％，最终得到粒径为40
‑
100nm的碳酸钙镁材料。
21.实施例2
22.1)将某海滨城市的海水泵入澄清池，自然沉降12h后取表层清液泵入纳滤装置。纳滤装置处理后的低盐度海水返回大海或者作为工业用水使用，高盐度海水作为二氧化碳吸收液，其盐度为65
‰
～80
‰
；
23.2)将该海滨城市火电厂烟气经过脱硫、除尘处理后，将固体颗粒物降至20ppm以下；
24.3)将高盐度海水泵入烟气吸收装置也就是碳化罐，从碳化罐底部注入烟气。通过控制烟气量来控制海水温度为30～40℃，通过添加乙醇胺，控制海水ph值为8～8.2，在弱碱性条件下，海水中的钙镁离子与二氧化碳发生反应，形成碳酸钙和碳酸镁的沉淀；
25.4)采用离心机对步骤3中的含有碳酸钙和碳酸镁的海水进行脱水处理，将水份控制在35～45wt％，然后通过管束干燥机进行烘干处理，将水份烘干至0.40％以下，最终得到粒径为40
‑
100nm的碳酸钙镁材料。
26.实施例3
27.1)将某海滨城市的海水泵入澄清池，自然沉降12h后取表层清液泵入纳滤装置。纳滤装置处理后的低盐度海水返回大海或者作为工业用水使用，高盐度海水作为二氧化碳吸收液，其盐度为80
‰
～105
‰
；
28.2)将该海滨城市火电厂烟气经过脱硫、除尘处理后，将固体颗粒物降至20ppm以下；
29.3)将高盐度海水泵入烟气吸收装置也就是碳化罐，从碳化罐底部注入烟气。通过控制烟气量来控制海水温度为40～45℃，通过添加乙醇胺和二乙醇胺胺，控制海水ph 值为8.3～8.5，在弱碱性条件下，海水中的钙镁离子与二氧化碳发生反应，形成碳酸钙和碳酸镁
的沉淀；
30.4)采用离心机对步骤3中的含有碳酸钙和碳酸镁的海水进行脱水处理，将水份控制在30～35wt％，然后通过滚筒干燥机进行烘干处理，将水份烘干至0.35％以下，最终得到粒径为40
‑
100nm的碳酸钙镁材料。


技术特征：
1.利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一、将海水引入澄清池，海水中部分泥沙在澄清池中自然沉降、澄清后通过抽水泵抽入纳滤过滤器；步骤二、步骤一中的澄清海水通过纳滤过滤器处理后，得到淡化水和高盐度海水，高盐度海水的盐度为52.5
‰
～105
‰
；步骤三、将步骤三中的高盐度海水泵入烟气吸收装置(碳化塔)，然后从装置底部注入二氧化碳烟气，控制烟气的量来控制海水温度为20～45℃，同时添加naoh溶液、乙醇胺、二乙醇胺中的任意一种或者两种以上的混合物以控制海水ph值为8～8.5，弱碱性条件下，烟气中co2与海水中钙镁离子发生反应，生成碳酸钙和碳酸镁的沉淀；步骤四、采用板框压滤机或者离心机对步骤三中得到的含有碳酸钙和碳酸镁的海水进行脱水处理，将水份控制在30～55wt％，然后通过管束干燥机或者滚筒干燥机进行烘干处理，将水份烘干至0.5wt％以下，最终得到纳米级碳酸钙镁材料。2.根据权利要求1所述的利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法，其特征在于：步骤三中的二氧化碳烟气来自化煤炭、石油、天然气、秸秆、垃圾的燃烧，或炼钢，或水泥工业生产。3.根据权利要求1或2所述的利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法，其特征在于：步骤三中的二氧化碳烟气预先需要通过喷淋塔进行除尘处理，至二氧化碳烟气颗粒物浓度降至20ppm以下。

技术总结
本发明是一种利用纳滤海水捕集二氧化碳制备纳米碳酸钙镁材料的方法，其特征在于先用纳滤过滤器对海水进行浓缩处理，提高海水的盐度，然后将浓缩海水抽入二氧化碳烟气吸收装置，在控制海水温度、pH值的条件下，使海水中钙镁离子与烟气中二氧化碳反应生成碳酸钙镁，然后进行机械脱水和烘干处理，最后得到纳米级碳酸钙镁材料。本发明不仅可以减少烟气中二氧化碳的排放，同时可以利用烟气中的二氧化碳来制备纳米级碳酸钙镁材料，可谓一举两得。可谓一举两得。


技术研发人员：王仁宗 熊良峰 刘裕
受保护的技术使用者：湖北富邦科技股份有限公司
技术研发日：2021.06.23
技术公布日：2021/9/17