海水固定煙道氣中CO2制取CaCO3的工藝研究.pdf

1、本文首先從全球十大環(huán)境問題入手，重點(diǎn)介紹了溫室效應(yīng)、淡水危機(jī)和海洋污染，提出了采用海水固定煙道氣中CO2制取CaCO3的課題。通過查閱文獻(xiàn)了解了煙道氣中CO2的捕集方法、海水淡化和預(yù)處理方法以及碳酸鈣的生產(chǎn)方法，發(fā)現(xiàn)利用海水固定煙道氣中CO2的研究較多，用以制取碳酸鈣的報道也不少，但直接制成微細(xì)和超細(xì)CaCO3的研究卻很少，且CO2與海水中鈣離子的反應(yīng)速度很慢，CaCO3的收率也較低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高，因而難以用于工業(yè)化生產(chǎn)。
　

2、　本文通過理論分析，了解海水中的碳酸緩沖體系和難溶碳酸鹽沉淀——溶解平衡體系的特點(diǎn)，得出CO2溶入海水中轉(zhuǎn)化成CO32-并與海水中的Ca2+結(jié)合生成難溶CaCO3沉淀的必要條件是將CO2分壓控制在0.15 atm，pH值在8以上，此時溶液中CO32-濃度為1.06×10-3 mol/L;為避免可能出現(xiàn)的雜質(zhì)沉淀的干擾，pH值控制在9.73以下，CO32-的濃度在8.5×10-3 mol/L以下。由動力學(xué)分析證明，在此條件下，反應(yīng)時間明顯

3、縮短，CaCO3收率大大提高。最后綜合以上分析提出六條強(qiáng)化海水固定CO2的措施。
　　本實(shí)驗(yàn)采用模擬海水進(jìn)行了小試試驗(yàn)，并采用實(shí)際海水進(jìn)行了連續(xù)化試驗(yàn)。
　　以固定容積反應(yīng)器做了模擬海水固定CO2脫除Ca2+的小試試驗(yàn)。綜合試驗(yàn)現(xiàn)象及測試結(jié)果可以得出，用海水吸收CO2去除其中的易結(jié)垢的Ca2+的適宜反應(yīng)條件為:采用比室溫稍高30℃作為反應(yīng)溫度，以自動電位滴定儀控制海水溶液的pH為8.3;將CO2的進(jìn)氣流量控制在0.8 L/m

4、in，通氣時間控制在10 min之內(nèi);加入2.5 g/L左右的CaCO3固體作為晶種，有助于加快反應(yīng)速率。而且相對于標(biāo)準(zhǔn)海水，反滲透濃海水的反應(yīng)時間更短，Ca2+去除率也更高，若以制取CaCO3為目的，在處理濃海水時需將反應(yīng)時間控制在6 min以內(nèi)為宜。
　　以固定容積的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，自主設(shè)計搭建了海水固定煙道氣中CO2工藝的吸收塔裝置。利用吸收塔裝置進(jìn)行海水吸收煙道氣的實(shí)驗(yàn)，對適宜的工藝條件進(jìn)行摸索，確定了煙氣中CO2的百分濃