申请/专利权人：武汉科技大学

申请日：2022-07-14

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN115228277B

主分类号：B01D53/80

分类号：B01D53/80;B01D53/62;B01J19/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2022.11.11#实质审查的生效;2022.10.25#公开

摘要：本发明涉及一种基于页岩提钒尾渣的矿化封存CO2的方法。其技术方案是：采用两个或一个“用于提钒尾渣矿化封存CO2的反应器”以下简称反应器连续式或间歇式矿化封存。连续式矿化封存是：先后向第一反应器加入矿化剂、设置反应温度、对矿化剂搅拌、通过进气管9向曝气器13通入含CO2的废气、打开气体检测仪16并设定矿化后气体中CO2的浓度。连续搅拌，当矿化后气体中CO2的浓度接近设定值时开启第二反应器进行至步骤1.2；当矿化后气体中CO2的浓度达到设定值时，第二反应器执行步骤1.3～1.8；关闭第一反应器，排出饱和矿化剂；第二反应器与第一反应器的矿化封存过程相同。间歇式矿化封存与第一反应器相同。本发明环境友好、能耗低和钙利用率高，能对CO2废气连续矿化封存，矿化产物稳定。

主权项：1.一种基于页岩提钒尾渣的矿化封存CO2的方法，其特征在于：所述矿化封存CO2的方法是，采用两个相同的用于提钒尾渣矿化封存CO2的反应器进行交替式连续矿化封存，或采用单独的用于提钒尾渣矿化封存CO2的反应器进行间歇式矿化封存；第一种矿化封存CO2的方法第一种矿化封存的CO2方法为采用两个相同的反应器交替式连续工作：步骤1、第一反应器的矿化封存过程步骤1.1、打开反应器的调节阀2，按矿化剂的体积∶反应器本体6的容积之比为0.2~0.8∶1，将矿化剂通过反应器的给料斗1置入反应器本体6内；步骤1.2、开启反应器的温度控制系统21，设置矿化剂的反应温度，矿化剂的反应温度为室温~95°C；若设置矿化剂的反应温度为室温，直接进行步骤1.3；若设置矿化剂的反应温度高于室温，交流接触器23常开触点S2的C2端与电炉丝8的Y2端连接；电炉丝8得电，进行步骤1.3；步骤1.3、开启电机19，搅拌器12以150~600rmin转速对所述矿化剂进行搅拌；步骤1.4、搅拌器12开始工作时，打开第一止逆阀3和第二止逆阀20，向第一进气管9和第二进气管18分别通入含CO2的废气，通入的含CO2的废气的流量为1~25Lmin，通入的含CO2的废气通过曝气器13与反应器本体6内的被搅拌的矿化剂混合；步骤1.5、通入含CO2的废气时，打开反应器的气体检测仪16，设定矿化后气体中CO2的浓度为0.1~2Vol%，实时监测反应器本体6内矿化后气体中CO2的浓度；步骤1.6、在连续搅拌条件下，持续通入含CO2的废气；步骤1.7、当气体检测仪16测得矿化后气体中CO2的浓度达到设定值时，关闭温度控制系统21、电机19、第一止逆阀3和第二止逆阀20，停止通入含CO2的废气；步骤1.8、打开反应器的排料阀10，将反应器本体6内的饱和矿化剂排出；步骤2、两个反应器的交替矿化封存过程步骤2.1、第二反应器执行步骤1.1直至步骤1.2；第二反应器执行步骤1.1的时间是当气体检测仪16测得第一反应器矿化后气体中CO2浓度接近设定值时；步骤2.2、第二反应器执行步骤1.3直至步骤1.8；第二反应器开始执行步骤1.3的时间是：当第一反应器矿化后气体中CO2浓度达到设定值，第一反应器将执行步骤1.7时，以便对含CO2的废气连续矿化封存；步骤2.3、当第二反应器执行步骤1.7前，第一反应器重复执行步骤1.3直至步骤1.8；步骤2.4、重复执行步骤2.1~2.3；第二种矿化封存CO2的方法第二种矿化封存的CO2方法是采用一个反应器间歇式矿化封存，一个反应器间歇式矿化封存与第一种矿化封存的CO2方法中的步骤1相同；上述两种矿化封存的CO2方法中步骤1.8所述的饱和矿化剂排出后，对所述饱和矿化剂进行固液分离，得到滤渣和滤液；将所述滤渣烘干，得到封存CO2的含碳酸钙渣；将所述滤液用稀硫酸调节pH至7~9，蒸发、结晶、干燥，得到硫酸铵产品；上述两种矿化封存CO2的方法中所述矿化剂的制备方法是：步骤一、用碱性调节剂将页岩提钒尾渣矿浆的pH值调至7~8，震荡0.5~6h，固液分离，得到页岩提钒尾渣和上清液；步骤二、将页岩提钒尾渣在60~120℃条件下烘干4~12小时，再置于研磨设备中进行机械活化5~30秒，得到活化尾渣；然后将所述上清液与所述活化尾渣按液固比为1~5m3Kg混合，得到活化尾浆；步骤三、按氨氮废液中N的物质的量∶所述活化尾浆中S的物质的量的比为0.6~3∶1，将所述氨氮废液加入所述活化尾浆中，密封；于40~100kHz条件下超声处理5~50min，制得基于页岩提钒尾渣与氨氮废液的CO2矿化剂；上述两种矿化封存CO2的方法中所述反应器的结构是：所述反应器包括反应器本体6、盖板5、进料管4、电炉丝8、搅拌器12、曝气器13、气体检测仪16、温度传感器17和温度控制系统21；反应器本体6为圆筒状，反应器本体6的端口通过螺栓与盖板5固定连接，反应器本体6的端口与盖板5间设有密封圈，所述反应器本体6的圆壁外表面和底部的外表面包覆有绝缘体7，绝缘体7与反应器本体6间设有电炉丝8；所述盖板5上表面的中间位置处装有电机19，盖板5下表面的中间位置处垂直地固定有圆管15，圆管15的下端穿过曝气器13与曝气器13底板中间位置处固定连接；电机19的输出轴通过联轴器与搅拌轴14的上端轴连接，搅拌轴14的下端穿过圆管15下端口与搅拌器12轴连接，圆管15的上端和下端的内壁分别通过轴承与搅拌轴14活动连接；圆管15的上端与盖板5密封固定连接，圆管15的下部与曝气器13的顶板和曝气器13的底板分别密封固定连接；曝气器13的上平板中心对称地固定有第一进气管9和第二进气管18，第一进气管9和第二进气管18的下端分别与曝气器13的内腔相通，第一进气管9和第二进气管18的上端穿过盖板5分别与外部气源相通；盖板5分别固定有温度传感器17和进料管4；温度传感器17的测温端延伸至反应器本体6的内腔，温度传感器17的接线端外接温度控制系统21；进料管4的上端穿过盖板5与给料斗1相通，进料管4的下端延伸至反应器本体6的内腔，进料管4上部装有调节阀2；在反应器本体6的壁面装有气体检测仪16，气体检测仪16进气口与反应器本体6的内腔相通，气体检测仪16出气口与大气相通；在靠近反应器本体6的底部装有排料管11，排料管11设有排料阀10；所述温度控制系统21包括温度仪表22和交流接触器23；所述温度仪表22的电源端口L3、L4与对应的火线和零线连接，温度仪表22的常开触点S1的L2端与火线连接，常开触点S1的L1端与交流接触器23的T1端连接，交流接触器23的T2端与零线相连；温度仪表22的A1端和A2端与温度传感器17非测温端的两根引线连接；交流接触器23常开触点S2的C2端与电炉丝8的Y2端连接，交流接触器23的C1端连接火线，电炉丝8的Y1端连接零线。

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百度查询： 武汉科技大学 一种基于页岩提钒尾渣的矿化封存CO₂的方法

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