CaO复合物以及制备方法及其吸收废气中CO2的方法与流程

本发明涉及废气中co2的治理技术领域，具体涉及cao复合物以及制备方法及其吸收废气中co2的方法。

背景技术：

我国的能源以化石能源为主，燃煤电厂产生co2酸性废气引发的温室效应等环境问题，急需解决。另一方面，化石能源利用的同时也产生了电石渣、钢渣、粉煤灰等大量固体废弃物，不仅侵占土地，而且污染环境。但是这些固废共同的特点是富含钙，而且靠近co2排放源，若能利用这些含钙的固废来吸收、固存co2，将是一种较好的技术选择。

目前国内外普遍采用的co2捕集技术基本上分为4类：燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和工业过程捕集。燃烧后捕集co2技术(pcc)方法简单并且适用于现有的燃煤电厂设备改造。目前燃烧后捕集技术主要有：胺化合物脱碳、循环双流化床法、吸附法及其他方法。其中循环流化床法是基于钙基吸收剂循环煅烧碳酸化法(ccrs)的脱碳技术，因为钙基吸收剂储量丰富，吸附容量大，得到了广泛研究。ccrs法先将caco3在煅烧炉中煅烧分解成cao，同时回收产生的co2，生成的cao被送进反应器中吸收co2，反应生成的caco3再送回煅烧炉中进行分解，如此循环下去。循环过程中及时补充新鲜的caco3，排出过度使用的cao，使整个过程保持较高的co2吸收效率。但是该方法中钙基随循环次数的增加易发生烧结、团聚等现象，通过添加剂可以有效解决这一现象，减缓多次循环后co2吸收效率的下降速度，从而提高钙基的使用寿命，提高整个脱碳工艺的经济型。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种同时实现了钙基固废的再利用和废气中co2有效治理的cao复合物以及制备方法及其吸收废气中co2的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

cao复合物，所述cao复合物，按重量份计，包括：

cao95-99份；

腐植酸盐1-5份。

在本发明的一个实施例中，所述腐植酸盐为腐植酸钠和/或腐植酸钾。

cao复合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将钙基固废、腐植酸盐、水充分搅拌，烘干，加入流化床煅烧炉中高温煅烧，制得cao复合物，其中所述钙基固废为加热后产生cao的工业固体废弃物。

在本发明的一个实施例中，所述钙基固废为电石渣、钢渣、粉煤灰中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，高温煅烧的温度为850℃～950℃。

cao复合物吸收废气中co2的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将cao复合物加入流化床碳酸化炉中，通入含co2的废气，使得cao复合物中的cao吸收废气中的co2，生成caco3复合物；

(2)将步骤(1)得到的caco3复合物返回至流化床煅烧炉中，加热煅烧，得到cao复合物和纯co2，纯co2排出流化床煅烧炉；cao复合物再返回至流化床碳酸化炉中重新用于吸收废气中的co2。

在本发明的一个实施例中，加热煅烧的温度为850℃～950℃。

在本发明的一个实施例中，废气中co2的含量为10～30％。

在本发明的一个实施例中，cao吸收co2的反应温度为650℃～750℃。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中还包括cao与h2o反应生成ca(oh)2以及ca(oh)2与co2反应生成caco3和h2o。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、cao复合物的制备方法简单、成本低、且实现了钙基固废的再利用。

2、cao复合物中含有腐植酸盐，可以提高钙基煅烧/碳酸化循环吸收co2的效率，增加了钙基的使用寿命，从而降低了钙基循环吸收co2的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明未添加腐植酸钠和添加不同比例腐植酸钠后碳酸化转化效率和循环次数的对比图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1所示，本发明公开了cao复合物，所述cao复合物，按重量份计，包括：

cao95-99份；

腐植酸盐1-5份。

腐植酸盐为腐植酸钠和/或腐植酸钾。

cao复合物的制备方法，制备方法包括如下步骤：

将钙基固废、腐植酸盐、水充分搅拌，烘干，加入流化床煅烧炉中850℃～950℃高温煅烧15分钟，制得cao复合物，cao复合物按重量份计，包括95-99份cao以及1-5份腐植酸盐，其中所述钙基固废为加热后产生cao的工业固体废弃物；其中钙基固废为电石渣、钢渣、粉煤灰中的一种或多种。

cao复合物吸收废气中co2的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将cao复合物加入流化床碳酸化炉中，通入含量为10～30％的co2废气，使得cao复合物中的cao吸收废气中的co2，生成caco3复合物(caco3复合物包括caco3和腐植酸盐)，cao吸收co2的反应温度为650℃～750℃，反应时间为20分钟；cao除了和co2进行反应外，其还与h2o反应生成ca(oh)2，ca(oh)2与co2反应生成caco3和h2o。

(2)将步骤(1)得到的caco3复合物返回至流化床煅烧炉中，在850℃～950℃中加热煅烧15分钟，得到cao复合物和纯co2，纯co2排出流化床煅烧炉，纯co2可以作为原料气来生产尿素肥料、纯碱以及尿素；cao复合物再返回至流化床碳酸化炉中重新用于吸收废气中的co2。

上述步骤涉及的主要反应如下：

cao+h2o→ca(oh)2(1)

ca(oh)2+co2→caco3+h2o(2)

cao+co2→caco3(3)

caco3→cao+co2(4)。

实施例1

选用钢渣和腐植酸钠为原料，加水溶解、搅拌，再烘干，然后放入到流化床煅烧炉中，920℃煅烧制得cao复合物，cao复合物中cao和腐植酸钠的质量百分比为99：1，将该复合脱碳剂加入流化床碳酸化炉中，通入co2含量为30％的废气中，吸收反应温度为650℃，co2吸收率可达68％，cao吸收co2后生成含碳酸钙，碳酸钙加热到920℃分解成cao和纯co2，纯co2作为原料气来生产尿素肥料，再生的cao循环吸收co2。

实施例2

选用粉煤灰和腐植酸钠为原料，加水溶解、搅拌，再烘干，然后放入到流化床煅烧炉中，900℃煅烧制得cao复合物，cao复合物中cao和腐植酸钠的质量百分比为95：5，将该复合脱碳剂加入流化床碳酸化炉中，通入co2含量为20％的废气中，吸收反应温度为700℃，co2吸收率可达75％，cao吸收co2后生成含碳酸钙，碳酸钙加热到900℃分解成cao和纯co2，纯co2作为原料气来生产纯碱，再生的cao循环吸收co2。

加入腐植酸钠后，钙基在多次煅烧/碳酸化循环中，腐植酸钠附着于碳酸钙表面与钙离子发生螯合，改变碳酸钙原有的生长方向，从而改变它的晶型，阻碍了碳酸钙晶体的生长，使得碳酸钙控制层产生凹陷，增加未反应氧化钙与二氧化碳的接触，从而增加碳酸化转化率。同时，加入腐植酸钠后，可以形成稳定的孔结构，提高抗烧结性能，减缓碳酸钙比表面积和孔容的下降速率。

参见图2所示，纵坐标是指碳酸化的转化效率，横坐标是指循环次数；ha-na-0代表没有添加腐植酸钠，ha-na-1～ha-na-9代表添加了1％～9％的腐植酸钠；该图2说明，在经过20次循环后，添加了腐植酸钠的碳酸化效率要明显高于纯cao的效率。

实施例3

选用电石渣和腐植酸钾为原料，加水溶解、搅拌，再烘干，然后放入到流化床煅烧炉中，850℃煅烧制得cao复合复合物，cao复合物中cao和腐植酸钠的质量百分比为91：9，将该复合脱碳剂加入流化床碳酸化炉中，通入co2含量为10％的废气中，吸收反应温度为750℃，co2吸收率可达85％，cao吸收co2后生成含碳酸钙，碳酸钙加热到850℃分解成cao和纯co2，纯co2作为原料气来生产尿素，再生的cao循环吸收co2。

表1

由表1可以看出，实施例1至3中，当选用电石渣和腐植酸钾作为原材料，cao和腐植酸钾的质量比为91:9，煅烧温度为850℃，碳酸化温度为750℃时，co2的吸收率较高，可达85％。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。