CO2矿物碳酸化隔离的理论研究

矿物碳酸化是一种很有潜力的CO2地质隔离储存技术.在缺乏反应动力学参数的条件下,矿物碳酸化理论及热力学分析有助于了解CO2矿物碳酸化反应进程并确定反应发生的温度与压力区间.本文从热力学角度研究结果表明,CO2可以与部分硅酸盐矿物进行碳酸化反应得到碳酸盐和二氧化硅.相对于干法碳酸化,湿法碳酸化具有高反应速率和低能耗等优点.硅酸盐矿石的溶解与溶液中的HCO3-浓度有关,反应开始前溶液中加入一定量的碳酸氢盐能够促进硅酸盐矿石的溶解.CO2矿物化隔离,硅灰石优于蛇纹石,蛇纹石优于镁橄榄石.在温度低于500K及较高的反应压力范围内,CO2矿物碳酸化具有商业化应用潜力.     

中低压条件下蛇纹石直接矿物碳酸化隔离CO2的实验研究

对中低压条件下蛇纹石CO₂直接矿物碳酸化隔离进行了一系列实验研究,考察了反应温度、反应压力、缓冲剂的加入、预先热处理、颗粒粒径及不同气氛等因素对蛇纹石矿物碳酸化吸收二氧化碳效率的影响。结果表明,在中低压条件下,蛇纹石可以通过液相直接矿物碳酸化对模拟烟气中的CO₂进行直接固定;随反应温度的升高、反应压力的增大,矿物碳酸化效率随之增加;对蛇纹石进行预先热处理或者在反应体系中引入NaHCO₃缓冲剂以及减小蛇纹石矿石颗粒粒径,可以有效地提高蛇纹石矿物碳酸化隔离二氧化碳的效率。在纯CO₂、t=150℃、p=4 MPa、颗粒粒径30 μm的条件下得到最高矿物碳酸化效率为47.7%;在模拟烟气、t=150℃、p=4 MPa、颗粒粒径30 μm的条件下最高矿物碳酸化效率也可以达到36.3%。