论文摘要
海水固碳不仅可以利用二氧化碳矿化减缓温室效应,还可以脱除海水中的钙离子,该过程一般需要添加碱性化学试剂获得高pH的环境来实现。本文将双极膜电渗析系统与结晶器集成,提出了一种海水固碳的新方法。结果表明,新技术具有良好的协同效应。在不污染膜的情况下,实现了水解离、CO2吸附以及碳酸钙结晶析出的耦合。在电场的作用下,双极膜中的水离解,得到的氢氧根强化了二氧化碳在相邻碱室中的吸收和电离。然后利用离子通过阴离子膜的选择性迁移,使弱酸阴离子在盐室中与海水结合。但海水中的阳离子不能透过阴离子膜,从而阻碍了海水中的钙、镁离子与双极膜的接触,避免了双极膜的膜污染。与此同时,控制膜室内CO32-的离子浓度,使CaCO3不会在盐室中发生初级成核。同时在结晶器中引入晶种实现碳酸钙的结晶,进而增加了反应面积,消耗了碳酸钙的过饱和度。本研究考察了膜堆内CO2的通入模式和结晶器中的诱导晶种对膜污染、海水脱钙、固碳和能耗的影响。在最佳实验条件下,二氧化碳固定率达到50.07%左右,海水脱钙率约为73.46%,双极膜和阴离子膜均未受到污染。此时电渗析能力为3.02 kg·m-2·h-1,每生产单位质量的钙产品所需能量为6.46 KW·h·kg-1,固定单位质量二氧化碳所需能量为0.89 KW·h·kg-1。因此,该新工艺是一种有利于固碳和海水软化的技术,可以克服海水固碳过程中添加传统化学试剂造成的环境污染和能源消耗的缺点,同时,这个新提出的方法为二氧化碳的低耗高值矿化利用指明了方向。
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文章来源
类型: 国内会议
作者: 赵颖颖,王建行,王露蓉,陈天艺,袁俊生
关键词: 海水固碳,矿化利用,双极膜电渗析法
来源: 中国化学会·第一届全国二氧化碳资源化利用学术会议 2019-11-08
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 海洋学
单位: 河北工业大学化工学院,山东海化集团有限公司,河北省现代海洋化工协同创新中心
分类号: P747
DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.076601
页码: 85
总页数: 1
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