廢氣流中所含二氧化碳的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢氣流(1)中所含二氧化碳(CO2)的處理方法。為了從含有機(jī)物的物質(zhì)和二氧化碳(CO2)中生產(chǎn)富碳產(chǎn)品(9)，廢氣流(1)送入干燥冷卻室(3)，與濕潤多孔的硅酸鹽材料以及混合的氫氧化鋁和/或水合氧化鋁(4)和/或可選的其他金屬氧化劑接觸，以產(chǎn)生堿性水性介質(zhì)，并使二氧化碳(CO2)不穩(wěn)定，然后該廢氣流冷卻，其中添加的氫氧化鋁和/或水合氧化鋁(4)的數(shù)量通過連續(xù)的pH值測量(2)控制，然后該水性介質(zhì)輸送到一個(gè)后續(xù)的預(yù)處理室(5)，其供有含可氧化的堿土金屬和/或重金屬的材料(6)，其中含離子化碳的水性介質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，形成的堿土金屬和/或重金屬氧化物(10)從預(yù)處理室(5)排出，并且含離子化碳(C)的水性介質(zhì)隨后輸送到一個(gè)裝有由有機(jī)碳化合物構(gòu)成的和/或包含有機(jī)碳化合物的材料(8)的主處理室(7)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過處理廢氣流中所含二氧化碳，形成一種適用于能源生產(chǎn)的產(chǎn) 品的方法。 廢氣流中所含二氧化碳的處理方法


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 根據(jù)本發(fā)明所述的本處理方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0003] a)廢氣流送入干燥冷卻室，與一種濕潤多孔的硅酸鹽材料以及混合氫氧化鋁和/ 或水合氧化鋁接觸，以產(chǎn)生一種堿性水性介質(zhì)，并使二氧化碳C0 2不穩(wěn)定，然后所述廢氣流 冷卻，氫氧化鋁和/或水合氧化鋁的混合物的添加通過連續(xù)的pH值測量控制；
[0004] b)所述水性介質(zhì)被輸送到一個(gè)后續(xù)的供有含堿土金屬和/或重金屬的可氧化材 料的預(yù)處理室，其中堿土金屬和/或重金屬的氧化反應(yīng)的發(fā)生伴隨有所述水性介質(zhì)的中和 反應(yīng)，所述水性介質(zhì)含離子化碳，形成的堿土金屬和/或重金屬氧化物從所述預(yù)處理室排 出，同時(shí)，其中含可氧化的堿土金屬和/或重金屬的材料根據(jù)連續(xù)的測量的函數(shù)供給；
[0005] c)然后，所述含離子化碳C的水性介質(zhì)被輸送到一個(gè)裝有由有機(jī)碳化合物構(gòu)成的 和/或包含有機(jī)碳化合物的材料的主處理室，在該主處理室中，有機(jī)碳在離子化碳C的參與 下發(fā)生聚合反應(yīng)，形成一種富碳產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 通過參考下面的附圖，進(jìn)一步的解釋本發(fā)明。
[0007] 其中，圖1展示了根據(jù)本發(fā)明所述方法通過三室系統(tǒng)處理廢氣流中所含二氧化 碳，從而形成一種適用于能源產(chǎn)生的產(chǎn)品的流程圖；
[0008] 圖2a展示了待處理的廢氣流中02和C02的平均初始含量，圖2b展示了根據(jù)圖1 的流程圖中供應(yīng)室輸出口顯示的〇2和C02的平均含量，圖2c展示了根據(jù)圖1的流程圖中主 處理室輸出口顯示的〇 2和C02的平均含量；每種情況的測量周期都超過3天；
[0009] 其中，圖1中各標(biāo)記分別為：廢氣流1，pH連續(xù)測量2,干燥冷卻室3,濕潤硅酸鹽 多孔材料以及混合氫氧化鋁和/或水合氧化鋁4,預(yù)處理室5,含可氧化的堿土金屬和/或 重金屬的材料6,主處理7,由有機(jī)碳化合物構(gòu)成的和/或包含有機(jī)碳化合物的材料8,富 碳終廣品9。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 首先聲明，所采用的材料的各個(gè)成分以及在相應(yīng)處理步驟出現(xiàn)的介質(zhì)在整個(gè)過程 中受到了連續(xù)測量2,在這種情況下根據(jù)要求或根據(jù)測量結(jié)果的函數(shù)，控制輸入相應(yīng)處理室 的材料。
[0011] 在這種情況下廢氣流1，例如，來自焚化爐的原始?xì)怏w，通常PH4在左右，溫度在 150°C到170°C范圍內(nèi)，在現(xiàn)代焚化爐中低于150°C。所述廢氣流在通過一個(gè)干燥冷卻室3 時(shí)，溫度被冷卻至30°C到50°C。該干燥冷卻室3可以可選擇性地由幾個(gè)腔室單元組成，并設(shè) 有濕潤的硅酸鹽多孔材料以及混合氫氧化鋁和/或水合氧化鋁4和/或其他金屬氧化劑。 在這種情況下產(chǎn)生了堿性水性介質(zhì)，并且含有的二氧化碳C02變得不穩(wěn)定。濕潤的硅酸鹽 多孔材料4是含水量占所指的硅酸鹽材料4的總干重15% -30%的顆粒狀的浮石、泡沫熔 巖和/或珍珠巖。該濕潤的硅酸鹽多孔材料4隨后被干燥，或者廢氣流吸收其水分從而被 冷卻。借助氫氧化鋁和/或水合氧化鋁，在干燥冷卻室3中生成的水性介質(zhì)的pH被控制于 10-13之間。在干燥冷卻室3中生成的、含有以離子形式存在的不穩(wěn)定二氧化碳C0 2的水性 介質(zhì)，被輸送到后續(xù)的預(yù)處理室5。該預(yù)處理室5供有含可氧化的堿土金屬和/或重金屬 的材料，在這種情況下該堿土金屬和/或重金屬6的氧化反應(yīng)的發(fā)生，伴隨著含離子化碳C 的水性介質(zhì)的中和反應(yīng)。含堿土金屬，優(yōu)選鈣和/或重金屬的可氧化的材料6以金屬的細(xì) 顆粒的形式使用，例如鐵粉塵、飛灰、熟石灰等。中和反應(yīng)中形成的堿土金屬和/或重金屬 氧化物10隨后作為副產(chǎn)物，從預(yù)處理室5中被排出，在這種情況下，含堿土金屬和/或重金 屬的可氧化的材料6根據(jù)連續(xù)測量2的函數(shù)供給。預(yù)處理室5中的該介質(zhì)的pH值通常為 6。然后，含離子化碳C的水性介質(zhì)被輸送到一個(gè)裝有材料8的主處理室7,材料8由有機(jī) 碳化合物構(gòu)成和/或包含有機(jī)碳化合物，其中材料8可以是木質(zhì)素、木質(zhì)素衍生物、回收紙 料和/或塑料材料、紙漿或廢棄物等。在離子化碳C的參與下，有機(jī)碳化合物發(fā)生聚合反應(yīng) (鏈延長），形成一種富碳終產(chǎn)品9。發(fā)生在主處理室7中的聚合反應(yīng)在溫度5°C到80°C之 間發(fā)生，優(yōu)選30°C -60°C，特別是40°C -45°C。其發(fā)生壓強(qiáng)在0. lbar到lObar之間，優(yōu)選 0·lbar-〇· 7bar 或 5bar_8bar〇
[0012] 布置于干燥冷卻室3的溫度控制器用于將物質(zhì)分離成相應(yīng)的特定物質(zhì)狀態(tài)（氣 態(tài)、液態(tài)、固態(tài)），以產(chǎn)生新的化合物。
[0013] 通?？梢杂^察到，在壓力下往濕潤的硅酸鹽多孔材料4里添加碳C的過程進(jìn)行得 更加迅速，明顯更多的添加也發(fā)生了。此外，額外的物質(zhì)混合物可以被輸送到主處理室7中 作為反應(yīng)促進(jìn)劑，以配置物質(zhì)的反應(yīng)能力和主處理室7的溫度，這樣包含在廢氣流1中的二 氧化碳的最佳處理過程可以實(shí)現(xiàn)，富碳終產(chǎn)品9能夠形成。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法借助于優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步解釋。
[0015] 木材廢料用作廢氣流的原料來源。來源于焚燒磨碎的木材廢料的原始?xì)怏w，顯示 含有平均含量為體積百分比11. 5% -14%的02和平均含量為體積百分比7% -9%的C02。 溫度大約為150°C的該原始?xì)怏w輸送至干燥冷卻室，在里面溫度冷卻至不超過40°C，優(yōu)選 30°C左右。該干燥冷卻室有含水量占總干重60%的浮石作為多孔硅酸鹽材料以及混合的氫 氧化鋁和/或在K0H生產(chǎn)過程中形成的所謂含鋁化合物的水合氧化物。上述廢氣流吸收浮 石中的水分，在這種情況下該廢氣流冷卻。同時(shí)水性介質(zhì)在干燥冷卻室中產(chǎn)生，在水中形成 穩(wěn)定的含鋁化合物的懸浮液。水性介質(zhì)具有大致中性至更強(qiáng)堿性的10-13的pH值，其中含 有的二氧化碳（C0 2)電離并變得不穩(wěn)定，從其干燥冷卻室到其輸出口該水性介質(zhì)的溫度冷 卻到 12°C -13°C。
[0016] 該水性介質(zhì)從干燥冷卻室輸送到下線預(yù)處理室，該預(yù)處理室有鐵屑作為含可氧化 的材料，其中可氧化的材料與水性介質(zhì)中液體的重量比大約為1:7。在同時(shí)發(fā)生的預(yù)處理 室介質(zhì)的中和反應(yīng)過程中，鐵屑被來自離子化且不穩(wěn)定的二氧化碳中的氧氣氧化。在預(yù)處 理室的輸出口水性介質(zhì)含有平均含量為體積比約16% -17%的02和平均含量為體積比約 3. 5% -4%的C02，其pH值在6左右。
[0017] 作為進(jìn)一步處理，所述含碳水性介質(zhì)輸送到裝有含有機(jī)碳化合物的材料的主處理 室。此處優(yōu)選采用含木質(zhì)素的回收紙料，其也可用任何塑料材料、紙漿和/或含有脂族和/ 或芳香族碳化合物的廢棄物代替。在含有離子化碳的水性介質(zhì)參與下，隨著與在位于主處 理室中回收紙料里的有機(jī)碳化合物的聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，聚合反應(yīng)在主處理室發(fā)生，形 成了含有體積比約20% -25%的作為支撐骨架的硅酸鹽組分的富碳終產(chǎn)品。發(fā)生在主處理 室中的聚合反應(yīng)優(yōu)選在溫度40°C到45°C，壓強(qiáng)7bar到8bar之間發(fā)生。在此壓強(qiáng)和溫度條 件下富碳終產(chǎn)品的硅酸鹽組分最終也是可分離的，其代表了一種可以多種方式使用的基礎(chǔ) 原料。通過這種處理廢氣流的方法，最終在主處理室的輸出口產(chǎn)生了純凈氣體，其含有平均 含量為體積比22%的0 2和平均含量為體積比0. 2%的C02。
[0018] 通過各個(gè)工藝參數(shù)的連續(xù)測量，比如各處理步驟的壓強(qiáng)、溫度、材料量以及成分， 保證了過程和結(jié)果的優(yōu)化。
【權(quán)利要求】
1. 一種通過處理廢氣流（1)中所含二氧化碳（co2)，形成一種適用于能源生產(chǎn)的產(chǎn)品 的方法，其特征在于： a) 廢氣流（1)送入干燥冷卻室（3)，與濕潤多孔的硅酸鹽材料以及混合的氫氧化鋁和 /或水合氧化鋁（4)和/或可選的其他金屬氧化劑接觸，以產(chǎn)生堿性水性介質(zhì)，并使二氧化 碳（C0 2)不穩(wěn)定，然后該廢氣流冷卻，其中添加的氫氧化鋁和/或水合氧化鋁（4)的混合物 的數(shù)量通過連續(xù)的pH值測量⑵控制； b) 所述水性介質(zhì)輸送到一個(gè)后續(xù)的供給有含可氧化的堿土金屬和/或重金屬的材料 (6)的預(yù)處理室（5)，其中堿土金屬和/或重金屬（6)的氧化反應(yīng)的發(fā)生伴隨著含離子化碳 的水性介質(zhì)的中和反應(yīng)，形成的堿土金屬和/或重金屬氧化物（10)從所述預(yù)燃室（5)排 出，其中所述含可氧化的堿土金屬和/或重金屬的材料（6)根據(jù)連續(xù)的測量（2)的函數(shù)同 時(shí)供給；以及 c) 然后，所述含離子化碳（C)的水性介質(zhì)輸送到主處理室（7)，所述主處理室（7)供給 有由有機(jī)碳化合物構(gòu)成的和/或包含有機(jī)碳化合物的材料（8)，在所述主處理室（7)中，有 機(jī)碳化合物在離子化碳（C)的參與下發(fā)生聚合反應(yīng)，形成富碳終產(chǎn)品（9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕潤多孔的硅酸鹽材料（4)為含水量 占硅酸鹽材料（4)的總干重15% -30%的顆粒狀的浮石、泡沫熔巖和/或珍珠巖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)入所述干燥冷卻室（3)的廢氣流（1)冷 卻到 30°C -50°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述干燥冷卻室（3)中生成的水性介質(zhì) 的pH控制在10-13之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含可氧化的堿土金屬和/或重金屬的 材料（6)為金屬的細(xì)顆粒的形式，包括鐵粉塵、飛灰（flugasche)、熟石灰。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主處理室中的由有機(jī)碳化合物構(gòu)成 的和/或包含有機(jī)碳化合物的材料（8)為木質(zhì)素、木質(zhì)素衍生物、回收紙料和/或塑料材 料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主處理室（7)中的聚合反應(yīng)在溫度 5°C到80°C之間發(fā)生。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主處理室（7)中的聚合反應(yīng)在壓強(qiáng) 9. 8kPa到196kPa之間發(fā)生。
【文檔編號(hào)】B01D53/62GK104114260SQ201380009940
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月20日
【發(fā)明者】弗朗茨·約瑟夫·菲利普 申請(qǐng)人:布爾根蘭州馬特斯堡商業(yè)銀行股份公司