野王,日本xxxx片免费观看,丁香五月婷婷亚洲,六月丁香婷婷大团结

<b id="oeq77"></b>

會員中心
加入VIP
微信

客服微信網站公眾號

　煤礦　化工　建筑
　機械　電力　冶金
　消防　交通　特種

　論壇　活動　視頻
　問答　投稿　 MSDS
　簽到　超市　招聘

導航：安全管理網>> 安全論文>> 環(huán)境保護論文>>正文

固體廢棄物碳酸化研究綜述

文檔作者：吳昊澤文檔來源： 1．濟南人學材利科學 2．山東平安建毆商混凝中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月16日
下載地址：點擊這里	文件大小： 257.81 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

內容預覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?57.81 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：固體廢棄物在水泥中的應用

上一篇：艦船醫(yī)療廢棄物處理技術

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

文章編號：1007—046X(20I1)0卜0033—03
固廢利用
固體廢棄物碳酸化研究綜述
Summary of Study of Solid W aste Carbonation
吳昊澤
(1．濟南人學材利科學’ 1 學院，濟南250022；2．山東平安建毆商混凝l llj心，濟南250017)
摘要： 重點探討礦物碳酸化的適宜原料，提出碳酸化的反應機理及模型，同時介紹加速碳酸化的X-藝路線和國外研究進展，指
出利用碳酸化技術是有效利用固體廢棄物的途徑之一
關鍵詞：二氧化碳(CO )；碳酸化； 礦物固定
中圖分類號：x705 文獻標識碼：A
0前言
二氧化碳(C02)大規(guī)模儲存 定是二氧化碳(COz)
減排的豐要途徑，主要包括地質儲存、海洋儲存以及礦物
碳酸化同定?． =氧化碳(CO!)的礦物碳酸化閻定是模
仿了自然界中二氧化碳(C0 )的礦物吸收過程，即二氧
化碳(CO：)與禽有堿性或堿上金屬氧化物的礦石反應，
生成永久的、 為穩(wěn)定的碳酸鹽這樣一系列過程。但在自
然界中，礦石碳酸化過程是自然發(fā)生的 ，過程非常緩慢。
將溫室氣體二氧化碳(CO!)以碳酸鹽f如碳酸鈣(CaCO，)、
碳酸鎂(MgCO ))的同體形式永久儲存起來，即二氧化碳
(CO )礦物碳酸化 定，是減少大氣體中二氧化碳(CO )
含量，解除溫室效應的一種全新 法 。。國外文獻中報道
了地質封存溫室氣體的町仃性和優(yōu)越性 。 。
1碳酸化原料的選擇
自然界中存在大量含有鈣鎂硅酸鹽的礦石，如富含鈣
堿土金屬的有硅厭4'l(CaSi(} )等，富含鎂堿土金屬的有鎂
橄欖石(MgzSi04)、蛇紋石(Mg Si 0 (()H) )、滑石(Mg
Si 0 (OH) )等，這些鈣鎂石豐酸鹽礦石能夠與二氧化碳
(CO：)反直，生成穩(wěn)定的碳酸鹽?。但反應過程極其緩
慢，不能直接應用于I 、 過程 。。為了獲得較好的碳酸化
效果，碳酸化原料應具有的性質有： (1) 體組成，原
料應含有鈣和硅酸鹽，可能具臺水硬性、火山厭性或含有
與二氧化碳易于反應的物質； (2)鈣含帶，鈣含量越高，
碳酸化潛能越大； (3)pH，在堿忡的環(huán)境下，含鈣物質
易于二氧化碳反應牛成碳酸鈣； (4)鈣硅比，此值越高，
碳酸化程度越高； (5)自由水含量，碳酸化反血需要適
量的水，但過多的水限制丫碳酸化的速率； (6)微觀結
構，礦物的微氣孔越多，碳酸化效果越好； (7)比表面
積，原料的比表面積小，需要較少的水以達到最佳的碳酸
化效果； (8)原料的 j‘滲入性，當水硬性材料的可滲人
性高，二氧化碳(CO )易于滲入時，對碳酸化有利。由
芬蘭赫爾辛基琊 =I 大學的Zevenhoven 領導的研究團隊就
一直致力于_lf法二氧化碳(CO )礦物碳酸化固定過程的
研究。南于自然地鉀條件的限制，他們指出芬蘭開展二氧化
碳(CO )減排的選擇只能是礦物碳酸化同定。他們將直
接干法碳化過程發(fā)展成干法二步過程，其原理是：首先將
蛇紋石加熱分解，牛成反應活性高的氧化鎂(MgO)；然
后是氧化鎂(MgO) 二氧化碳(CO )發(fā)生碳酸化反應。
他們對T法二步過程進行了模擬計算和熱力學火用分析，
從熱力學角度考察’r此二步過程的可行性。他們還利用流
化床燃燒反應器對該工藝過程進行了實驗研究。
研究喪日J{某 富含鈣鎂的固體廢棄物，也可以作為二
氧化碳f C0 )礦物碳酸化 定的原料 。 。這些固體廢棄
物主要包括鋼鐵渣、電 渣、廢石灰、煤飛塵、廢棄物的
焚化爐灰、發(fā)棄的建筑材料以及某些金屬冶煉過程中的尾
礦等。每千克鋼渣能夠比礦石吸收更多的二氧化碳(CO )。
利用鋼渣等固體廢棄物進行二氧化碳(CO z)的礦物碳酸
化聞定旦仃許多優(yōu)點；首先固體廢棄物來源豐富，其次這
些固體廢棄物顆粒較小，具有較高的反應活性及較快的反
速率，不需要研磨等原料預處理能耗；最后利用這些固
體廢棄物同定二氧化碳(CO )的同時還可以回收貴重金
屬及其他高附加值產物，使得其經營成本降低。
1／2011 粉煤灰 33
2工業(yè)廢棄物碳酸化的反應機理及模型
自1990年Seifritz提出二氰化碳(c() )礦物碳酸化
隔離方案以來，許多研究者都提出了不同的礦物碳酸化反
應模型，主要包括兩種干法和濕法礦物碳酸化。吳吳澤等
人致力于固體廢棄物碳酸化，提出l¨ 業(yè)固體廢棄物碳酸化
模型。
在有水的環(huán)境下，加速碳化反應町以分為 步，每一
步反應的吉布斯自由能都為負值，反應自發(fā)進行。首先，
環(huán)境中的二氧化碳(CO )溶于水，生成弱酸性的碳酸，
原材料若為堿性則可加速這一過程。
COfg)+H20(1)---,H2COfaq)--~H (aq)+HCO~-(aq)
HCOd(aq)+OH一(aq)一H zo(1)+co 3 2-(aq)
其次是鈣、鎂離子從礦物基體巾浸析的過程。
Ca／Mg—silicates(s)+2H (aq)~(Ca／Mg)“faq) Si0 2(s)+Hz0
在此期間，原材料中的部分f-CaO和f—MgO浸析出
Ca 和Mg 。
第三步Ca／Mg離子與HC0 3-或c0 結合的過程。
(Ca／Mg) (aq)+HCO~-(aq)---~(Ca／Mg)CO (s)+H (aq)或(Ca／Mg)“
(aq)+C0，一(aq)-+(Ca／Mg)CO~(s)
使反應能夠最大程度進行的首要T作是選擇適宜的反
應條件(如原材料的顆粒尺寸、溫度、二氧化碳(CO )
分壓等)。原材料中鈣的碳化分為鈣的浸析和碳酸鈣的迅
速生成兩步，電石渣、廢石灰中氫氧化鈣(Ca(OH) )率
先快速碳化，使pH值迅速下降(圖1)，之后隨著鈣(Ca)
的消耗，碳化速率減緩，pH下降趨緩。鋼渣和廢棄混凝
土中的鈣從硅酸鈣分散相中擴散到顆粒表面并隨后浸析，
在顆粒表面迅速生成方解石。鈣(ca)的浸析導致硅酸鈣
周圍被含有微量的二氧化硅(SiO )分散相包裹。二氧化
硅(SiO )的生成明顯地阻礙了鈣從顆粒內部向外擴散，
從而降低了反應速率。因此，鈣擴散到顆粒表面的速度很
可能決定著整個反應的速率。
圖l 工業(yè)固體廢棄物碳酸化模型
3工業(yè)廢棄物碳酸化的工藝路線選擇
國外有許多研究者以固體廢棄物為原料進行二氧化碳
(C0 z)固定的研究。NETL” 以煤飛塵為原料，在碳酸
34 CD ￡ ． 月 1／2O11
鈉／碳酸氫鈉／氯化鈉(Na：CO ／NaHCO ／Nac1)化學添加
劑的作用下，其活性成分的轉化率為80％，而在相同條件
下，鎂橄欖石的轉化率為70％，蛇紋石的轉化率只l2％。
Devoldere 等研究利用超臨界二氧化碳(CO )來加快
焚化爐灰(MSWI)的碳化過程。Rendek” 等也定量分析了
焚化爐灰 定二氧化碳(COz)的能力，指出碳酸化過程
同時可以很大程度地減少有毒重金屬的浸 。Stolaro “。
等研究了利用廢棄建筑材料等為原料，并設想將二氧化碳
(CO )的水溶液灑到被堆放的閻體廢棄物上面，使之發(fā)
生反應，經過粗略估算，結果發(fā)現(xiàn)其處理費用與海洋存儲
相當。日本有許多研究者一直從事固體廢棄物的研究，其
中最引人注意的是以廢棄的同體建筑材料進行二氧化碳
(CO )減排與固定技術的研究。2005年，Katsuvama
等提出以廢棄的建筑材料為原料，利用碳酸化固定過程生
產高純碳酸鈣產品，同時用于尾氣脫硫的集成工藝過程。
碳酸化的工藝路線一般可分為直接路線和間接路線” 。
直接路線是指礦物原料進一步碳酸化反應得到碳酸鹽產
物的過程，間接路線是指礦物原料中的有效成分如鈣鎂離
子首先被媒質浸出，然后進行碳酸化反應生成碳酸鹽及媒
質，并且媒質可以循環(huán)利用。根據(jù)直接路線是否加水，間
接路線媒質的不同，又可分為：直接干法碳酸化、直接濕
法碳酸化過程，以及以鹽酸、氯化鎂熔鹽、乙酸、氫氧化
鈉(NaOH)為反應媒質的間接過程。
直接干法氣固碳酸化是處理固體廢棄物的較為合適的
工藝路線之一。該路線首先由Lackner等” 提出， 二氧化
碳(CO )氣體直接與礦石發(fā)生一步氣固反應生成碳酸鹽。
此路線直接、簡單，但常溫常壓下反應速率卻很慢。升高
溫度可以提高反應速率，但對反應平衡不利，因此許多研
究者轉向考慮增大壓力。Lackner等 的研究表明利用粒
徑為100 m的蛇紋石在500cc、3．14×10 Pa的二氧化
碳(CO )分壓下，反應2 h所獲得的最大轉化率為25％。
利用超臨界二氧化碳(CO )與蛇紋石反應，由于反應生
成的水能溶于超臨界二氧化碳(CO )，大大提高了反應
速率” 。直接干法過程由于反應速率慢而通常被人忽視，
然而其反應過程都是放熱的，因此理論上礦物碳酸化反應
不需要引入能量，很多研究者選擇利用一些固體廢棄物代
替礦右的干法碳酸化路線，減少了能耗，減輕了環(huán)境影響，
具有一定的 用前景。
吳吳澤等學者采用直接濕法氣固碳酸化技術，所采用
的原料選為鋼渣、電石渣、廢棄水泥、廢棄混凝土及造紙
污泥的工業(yè)廢棄物，利用氣體為電廠尾氣(其中二氧化碳
(co )濃度為20％～30％)，同時為了適應我同的建材政
策，將處理后的：【 業(yè)廢棄物再利用為建筑材料。
4結論與建議
從長遠利益考慮，二氧化碳(CO。)礦物碳酸化 定
技術是最好的選擇。將溫室氣體二氧化碳(CO )以固體
碳酸鹽形式儲存起來具有許多優(yōu)點：一是由于碳酸鹽的熱
穩(wěn)定性及其對環(huán)境無任何影響，兇此二氧化碳(CO：)礦物
碳酸化同定是一種最安全、最永恒的同定方式；二是二氧
化碳(CO )礦物碳酸化吲定的原料來源豐富、儲量 大、
價格低廉，因此具有大規(guī)模固定的潛力和經濟效益。
然而以礦石為原料的碳酸化固定技術還只停留在實驗
室研究階段，二氧化碳(CO：)礦物碳酸化固定過程存在
的主要障礙是：以硅酸鹽礦石為原料的直接過程，礦物原
料需要預處理，其過程的能耗高，同時也很難得到高附加
值的產物，經濟性不好；采用間接工藝過程，媒質的回收
困難，能耗和經濟成本也很難降低。建議從以下幾個方面
開展二氧化碳(CO )礦物碳酸化固定的研究。
(1)從原材料的選擇方面，應考慮使用含有鈣鎂的
同體廢棄物。這些同體廢棄物便宜易得，原料
具有較高的反應活性，不需要預處理，而且有利于改善
環(huán)境。
(2)從 藝路線方面，選擇直接濕法l：藝過程，可
以提高T業(yè)廢氣物碳酸化效率，獲得較高附加值的副產物，
如磚、板類建筑材料，產生經濟效益。
(3)優(yōu)化工藝過程，研究過程集成技術。從能量和物
料集成方面考慮，將二氧化碳(C()：)同定與現(xiàn)有 業(yè)過
程耦合起來，如將煉鋼過程中產生的固體廢棄物用于固定
其產生的二氧化碳(c0 )氣體，并且將產生的余熱用于
二氧化碳(CO z)礦物碳酸化吲定過程。
參考文獻
[1] 包煒軍，李會泉，張懿．溫室氣體co 礦物碳酸化周定研究進展Ⅲ． 化f_
學報，2007，58(1)：1．7．
[2] M．Fem A Ndez Beans，X．Li S．J．R．Simons．Investigation OfAccelerated
Carbonation For The Stabilization Of Msw Incinerator Ashes And The S
equestration Of CO2，F(xiàn)irst Published As An Advance Article On The Web，
2004，8，18
[3] Wendit C H_Thermodynamic Calculations For Acid Deeomposition Of
Serpentine And Olive In M gCI2 M elts． Los Alamos Nat Lab，Report La一
984529，1 998．
[4] M Kakizawa，A Yamasaki，Y Yanagisawa A New Co Disposal Process
Via Artificial W ea·---Thering Of Calcium Silicate Accelerated By Acetic
Acid[J]．Energy，2001，26(1)：341-354
[5】Huijgen W J J,Conlans R N J1 Carbon Dioxide Sequestration By Mineral
Carbonation Lit Erature Review[R]．Noherlands：Ecn School Fossie1．2003
[6] Huijgen，Comans R N J Carbon Dioxideseque·Stration By Mineral
Carbona—Tion Litera—Ture Review Update 2003[R]Netherlands’Ecn
School Fossiel，2005
[7】常鈞，Sanwuwang，Yixinshao碳化養(yǎng)護電弧熔爐礦漪制備混凝 的研
究[J Jl硅酸鹽學報，2007，35(9)：1264—1269
[8]University OfGreenwich Associate Graz—Yna Mares&amp;amp;一Rossi Examination
OfAccel一-Erated Carbonation For The Treatment Ofnazardous Wastes[J]
Forkers Project，2003，9(1)：93—105
[9]Freund，P And Ormerod，W G Progress Toward Storage Of Carbon
Dioxide[J]Energy Con—Version Management，1997，38(1)：199—200
[10]Dahlin，D C，O’Connor．A Method For Permanent CO Sequestration：
SupercriticM CO2 Mineral Carbonation[J]Proceedings Of The 1 7Th
Annual International Pittsburgh Coal Conference，2000，9(i)：1 l—j5．
[1 1]Devoldere K Weyten H，Vi’ancken K，Ginneken Van L Accelerated
Weathering Of Mswi Bottom Ash By M eans Of Liquid And Supercritical
CO2／／Proceedings OfThe 7Th Meeting On Supercritical Fluids Antibes
Juan Les Pins，F(xiàn)rance，2000．
[1 2]M Fern A Ndez Benos，s J R Simons，C．D Hills A Review OfAccelerated
Carbonation Technology In Treatment Of Ement—Based Materials And
Sequestration OfCO!【jJ．Journal OfHazardous Materials，2004，J 12(2)：
193—205
[13]M Fern A Ndez Benos，X．Li，S J R．Simons Investigation OfAccelerated
Carbonation For The Stabilisation Of Msw Incinerator Ashes And The
Sequestration Of CO ，F(xiàn)irst Published As An Advance Article On The
Web，2004，8，1 8．
[14]M．FernANdezBertos，S．JR Simons AReviewOfAcceleratedCarbonation
TechnologyInTheTreatmentOfCement-BasedMaterialsAndSequestration
OfCO2[J1l Journal OfHazardous Materials，2004，1 12(2)：193．205．
[1 5]Gale J，Overview Of CO 2 Emissions Sources，And Geographical
Distribution Of Storage Possibilities[J]．Workshop On Carbon Dioxide
Capture Arid Storage—Proceedings Regina，2002，1 20(2)：1 5．29
[16]Dti ReviewOfTheFeasibilityOfCarbonDioxideCaptureAnd Storage
In The Uk[M]．The Stationery Ofice，Norwich．Uk，Cleaner Fossil Fuels
Programme，2003．
[17]Wu J C S，Shen J D，Chen S Y,Fan Y C1 Feasibility OfCO Fixation Via
Artificial Rock W eather-lng l Industrial And Engineering Chemistry
Research，2001，40(18)：3902—3905
[1 8]Hu~gen，W．J J，R N．J Comans．Carbon Dioxide Sequestration By Mineral
Carbonation：Literature Review[J]．Petten，The Nether—Lands：Energy
Research Centr OfThe Netherlands；February 2003． Ecn．C．03．0l6
[1 9]Comans，R N J，W．J J．Huijgen Carbonation OfAlkaline Waste Materials
Its Application Fo Mineral CO2一Sequestration[J]In：March 2005 Ecn．
Rx一05．0088
[20]Huijgen，W J．J，R．N．J．Comans G，J．Witkamp CO Sequestration By
Mineral Carbonation[J]．Poster Presented At The 4Th Netherlands Process
Technology Symposium(Nps4)，2004(8)26-27；2005，3，Ecn Rx一05 089
收稿Et期：2010年10月21口
l／2011 粉煤灰 35

網友評論 more

環(huán)境保護論文最新內容

03-05

A2∕O工藝在城市生活…

03-05

鞍山市城市垃圾焚燒廠…

03-05

調兵山污水處理廠運營…

03-05

福建省某綜合改革建設…

03-05

關于解決吉林市水資源…

03-05

基于EKC曲線的渾太河…

03-05

基于水庫群聯(lián)網聯(lián)調的…

03-05

基于紫外光譜分析的水…

環(huán)境保護論文熱點內容

39510

噪聲污染的危害及防…

22928

農村垃圾處理現(xiàn)狀調研

21491

噪音的危害防治及利用

16643

淺析我國環(huán)境保護的…

15989

大氣污染的現(xiàn)狀與存…

14906

大氣污染的危害以及…

12278

廢舊電池的危害及回…

10319

我國周邊安全環(huán)境分…

相關內容

快遞包裝重金屬與特定物質…

A2∕O工藝在城市生活污水…

調兵山污水處理廠運營成本…

福建省某綜合改革建設試點…

關于解決吉林市水資源問題…

創(chuàng)想安科網站簡介會員服務廣告服務業(yè)務合作提交需求會員中心在線投稿版權聲明友情鏈接聯(lián)系我們