不溶性有機(jī)胺強(qiáng)化富鈣鎂離子溶液固碳試驗(yàn)研究.pdf

1、社會(huì)發(fā)展對(duì)化石燃料的依賴導(dǎo)致了CO2的排放增加，由其引起的氣候變化問題得到了越來越多的關(guān)注。CO2的捕集和封存利用是減緩溫室效應(yīng)的重要途徑;但是僅靠單一的措施應(yīng)對(duì)CO2問題是不現(xiàn)實(shí)的，需要不斷提出新的思路新的方法，從各個(gè)角度綜合減少CO2的排放。
　　 本文提出了一種可以實(shí)現(xiàn)CO2永久固定與資源化利用的固碳方式，利用濃海水、地下鹵水、工業(yè)廢水等富含鈣鎂離子的溶液，以不溶性有機(jī)胺作為pH調(diào)節(jié)劑，通過萃取碳化反應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)二氧化碳的

2、礦化固定。這種方式在固定CO2時(shí)可以實(shí)現(xiàn)溶液中的鈣鎂離子分別固碳，為生產(chǎn)多種純凈副產(chǎn)物提供可能。另外，pH調(diào)節(jié)劑易于回收再生。
　　 本文首先探究了利用富鈣鎂離子溶液固碳的可行性，對(duì)以濃海水為代表的富鈣鎂離子溶液中的碳酸鹽緩沖體系進(jìn)行了分析，結(jié)果表明提高碳酸根濃度可以實(shí)現(xiàn)溶液中鈣鎂離子與CO2的碳酸鹽化反應(yīng)，而提高碳酸根濃度有提高CO2分壓和溶液pH值兩種方式。以尋找可再生的提高溶液pH值的調(diào)節(jié)劑作為本文研究重點(diǎn)，考察了添加無機(jī)

3、堿和可溶性有機(jī)胺對(duì)碳酸鹽化反應(yīng)的強(qiáng)化效果，試驗(yàn)結(jié)果表明這兩種方式只能強(qiáng)化碳酸鹽沉淀的形成卻無法使調(diào)節(jié)劑再生重復(fù)利用?？紤]到不溶性有機(jī)胺可以提高溶液的pH值，同時(shí)易于分離回收再生，繼而提出了利用不溶性有機(jī)胺強(qiáng)化富鈣鎂離子溶液固碳的思路，并從理論上分析了其可行性。
　　 其次，進(jìn)行了不溶性有機(jī)胺強(qiáng)化富鈣鎂離子溶液固碳的可行性探究試驗(yàn)，結(jié)果表明鈣離子可以以碳酸鈣沉淀的形式沉淀出來，而鎂離子并未形成碳酸鎂沉淀。反應(yīng)后的有機(jī)相可以通過加入

4、濃氨水的形式實(shí)現(xiàn)再生，再生率高達(dá)95％。證實(shí)了不溶性有機(jī)胺強(qiáng)化富鈣鎂離子溶液固碳的試驗(yàn)可行性及較高的再生利用率。
　　 最后，進(jìn)行了以三丁胺作為萃取劑，正丁醇作為稀釋劑組成的pH調(diào)節(jié)劑與濃海水固定CO2的試驗(yàn)研究?？疾炝朔磻?yīng)中各試驗(yàn)參數(shù)對(duì)碳酸鹽化效果的影響，包括稀釋比、相比、攪拌時(shí)間、攪拌速度、反應(yīng)溫度。結(jié)果表明:當(dāng)稀釋比為2∶1，相比為3.5∶1，攪拌速度500r/min，溫度20℃時(shí)，鈣離子的沉淀率可以達(dá)到90％左右。另外簡(jiǎn)

5、單嘗試了以三辛胺代替三丁胺作為萃取劑，仍以正丁醇為稀釋劑組成的有機(jī)相作為pH調(diào)節(jié)劑的試驗(yàn)效果。分別設(shè)計(jì)了使用濃氨水及Ca(OH)2固體對(duì)有機(jī)相進(jìn)行再生的試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，使用濃氨水時(shí)有機(jī)相的再生率為95％，而使用Ca(OH)2固體再生時(shí)，再生率可基本達(dá)到100％。將用濃氨水再生后的有機(jī)相及Ca(OH)2固體三次再生后的有機(jī)相與濃海水混合進(jìn)行萃取碳化反應(yīng)的能力與新鮮有機(jī)相進(jìn)行了比較，結(jié)果證明，再生后的有機(jī)相仍然保持較高活性，反應(yīng)結(jié)束后鹽水相