固定二氧化碳的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种固定二氧化碳的方法及其装置，该方法包括以下步骤：提供炼铁废弃物；对所述炼铁废弃物进行浓缩；对经浓缩的所述炼铁废弃物进行脱水处理；将混合并搅拌经脱水的所述炼铁废弃物与强酸而生成的氢气和沉淀物进行分离；向分离出的所述沉淀物注入碱性废水和含有二氧化碳的废气，以制备出碳酸盐后，通过所述碳酸盐与所述沉淀物的置换反应来制备金属碳酸盐(FeCO3)；以及对所述金属碳酸盐(FeCO3)进行干燥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固定二氧化碳的方法及装置
本专利技术涉及一种固定二氧化碳的方法及装置，更具体涉及一种将炼铁废气物与强 酸反应形成金属离子后，使金属离子连同二氧化碳与碱性废水反应，以固定二氧化碳的同 时制备金属碳酸盐的方法。
技术介绍
炼铁厂产生的二氧化碳所占比例较多，尤其整个综合炼铁工艺中的约90 %以上的 二氧化碳产生于铁水制造领域，为了解决二氧化碳的处理问题，前后进行了很多研究。 现有的CCS(carbondioxidecaptureandstorage)技术存在捕捉二氧化碳以及 确保用于封存二氧化碳的海洋封存或地质封存等封存空间的问题。 炼铁厂生产钢铁产品的过程中附带产生炼铁泥渣和炼铁粉尘（dust)，对此进行处 理需要较多预算。 抑制二氧化碳排放的方法一般有以下两种：减少化石燃料的使用；分离、回收二 氧化碳并进行固定。 尤其，后一种方法是将二氧化碳分离、回收后用作甲醇合成原料，或者是将二氧化 碳分离、回收后注入海洋或用碳酸盐进行固定。 此外，炼铁厂的炼铁工艺中产生的炉渣包括铁水预处理炉渣、转炉炉渣、不锈钢炉 渣及电炉炉渣等，这些炼铁炉渣一部分用作制水泥、道路及土木施工时的填充骨料，除此之 外大部分被掩埋起来。然而，填埋场地越来越难找而且目前的利用方法存在局限性，因此提 出了利用废弃炉渣的各种方法。 但是，利用炼铁厂中产生的泥渣或粉尘等炼铁废弃物的话，不仅可以减少炼铁废 弃物的量，进而可以减少费用，而且利用这些炼铁废弃物来固定二氧化碳的话，还可以避免 环境污染，因此有必要对此进行研究。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种将碱性废水与二氧化碳反应生成碳酸盐，并 将碳酸盐与金属盐进行置换反应，以固定二氧化碳的同时制备金属碳酸盐的方法。 本专利技术一个或多个实施例可以提供一种固定二氧化碳的方法，其包括以下步骤： 提供炼铁废弃物；对所述炼铁废弃物进行浓缩；对经浓缩的所述炼铁废弃物进行脱水处 理；将混合并搅拌经脱水处理的所述炼铁废弃物与强酸混合搅拌而生成的氢气和沉淀物进 行分离；向分离出的所述沉淀物注入碱性废水和含有二氧化碳的废气，以制备出碳酸盐后， 通过所述碳酸盐与所述沉淀物的置换反应制备金属碳酸盐（FeCO3);以及对所述金属碳酸 盐（FeCO3)进行干燥。 所述炼铁废弃物包含炼铁厂产生的废泥渣（sludge)或者粉尘（dust)，所述沉淀 物包含所述炼铁废弃物与盐酸（HCl)反应而生成的FeCl2和？冗13。 所述碱性废水可包含炼铁工艺中产生的NH3XaO或者NaOH中的一种以上，所述碳 酸盐为HCO3'CO/-或者NH2CO2-中的一种以上。 所述金属碳酸盐（FeCO3)是通过由所述沉淀物产生的铁离子（Fe2+)与所述碳酸盐 反应而形成的，并且所述炼铁废弃物的铁含量（totalFe)的重量百分比为40?60wt%。 而且，在所述干燥步骤之前，还可包括以下步骤：对所述金属碳酸盐进行浓缩；对 经浓缩的金属碳酸盐进行脱水处理。 所述金属碳酸盐可以供应到高炉或者熔融气化炉用作炉心活化剂，被供应到所述 高炉或者熔融气化炉的金属碳酸盐分解成氧化铁（FeO)和二氧化碳，分解后的二氧化碳与 粉煤反应生成还原气体。 所述金属碳酸盐通过所述熔融气化炉的粉尘烧嘴喷入熔融气化炉，或者通过风口 喷入高炉。 此时，所述强酸的pH值为1以下，所述碱性废水的pH值为10以上。 所述含有二氧化碳的废气为炼铁工艺中产生的高炉煤气（BFG:blastfurnace gas)、熔融还原炼铁尾气（FOG:FINEXoffgas)或者焦炉煤气（COG:CokeOvenGas)中的 一种以上，所述氢气用作流化床还原炉的还原气体。 本专利技术实施例可以提供一种固定二氧化碳的装置，其包括：浓缩装置，对炼铁废弃 物进行浓缩；脱水装置，对经浓缩的炼铁废弃物进行脱水处理；溶解装置，使脱水后的炼铁 废弃物与强酸反应而生成氢气和金属盐；混合搅拌装置，使所述金属盐与含有二氧化碳的 废气和碱性废水反应而制备金属碳酸盐；以及干燥装置，对所述金属碳酸盐进行干燥。 所述混合搅拌装置包括的一个以上的垫子，该垫子浸渍于所述混合搅拌装置内， 并将所述金属盐及含有二氧化碳的废气供应到所述碱性废水。 所述脱水装置为压滤器（filterpress)，所述干燥装置上连接有抽吸装置，该抽吸 装置吸入浸渍于所述混合搅拌装置内的金属碳酸盐，并将浸渍的所述金属碳酸盐供应到所 述干燥装置。 所述吸引装置与所述干燥装置之间还包括浓缩器和脱水器，所述浓缩器用于浓缩 所述金属碳酸盐，所述脱水器形成于所述浓缩器与所述干燥装置之间，用于对所述经浓缩 的金属碳酸盐进行脱水处理。 所述溶解装置可以包括：强酸储存槽，用于储存所述强酸；溶解池（meltcell)， 所述强酸和炼铁废弃物溶解在该溶解池；以及搅拌机，搅拌所述溶解池内的溶液。 所述溶解装置还可以包括用于调节所述强酸的量的止回阀，所述溶解装置还可以 包括氢气储存槽，用于储存所述炼铁废弃物与强酸反应而生成的氢气。 根据本专利技术实施例，可以利用炼铁废弃物，以低成本除去炼铁工艺中产生的大量 二氧化碳。 而且，向炼铁工艺中产生的碱性废水注入二氧化碳，同时注入金属离子，由此可以 制备经中和处理的金属碳酸盐，并将金属碳酸盐用作助燃剂可以使炉心活化。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例的固定二氧化碳的方法的流程图。 图2为本专利技术实施例的固定二氧化碳的装置的构成图。 图3详细图示了图2中的溶解装置及混合搅拌装置。 图4为常规高炉中的风口形状的示意图。 【具体实施方式】 参照附图和详细描述的下列实施例，就可以清楚地理解本专利技术的优点、特征以及 实现这些优点及特征的方法。然而，本专利技术能够以多种不同方式变形实施，并不局限于下列 实施例。提供下列实施例的目的在于，充分公开本专利技术以使所属领域的技术人员对专利技术内 容有一个全面的了解，本专利技术的保护范围应以权利要求书为准。通篇说明书中相同的附图 标记表示相同的构成要素。 本专利技术的实施例涉及一种固定二氧化碳的方法及装置，利用含有铁（Fe)成分的 废泥渣和粉尘（dust)等炼铁废弃物来固定炼铁工艺中产生的二氧化碳的同时制备金属碳 酸盐（FeCO3),并将该金属碳酸盐供应到高炉或熔融还原炼铁（FINEX)熔融气化炉，以使炉 心活化。 图1为本专利技术实施例的固定二氧化碳的方法的流程图，以下参照图1说明利用炼 铁废弃物来固定二氧化碳的方法。 首先，在本专利技术的实施例中，提供炼铁工艺中产生的废泥渣和粉尘等炼铁废弃物 (S100)，将所提供的炼铁废弃物用浓缩装置进行浓缩（SllO)，再用压滤器等脱水装置进行 脱水处理（S120)。之后，将所述经脱水处理的炼铁废弃物与强酸混合及搅拌（S130)，以形 成氢气和沉淀物。 为了将所述氢气和沉淀物另作他用，对氢气和沉淀物进行分离（S140)，其中所述 氢气在流化床还原炉等中用作还原气体，而所述沉淀物用于生成金属碳酸盐。 本专利技术实施例的废泥渣包括炼铁工艺（包括炼铁、炼钢工艺）中产生的所有泥渣。 此时，所述沉淀物是含铁的废泥渣或粉尘与盐酸（HCl)等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定二氧化碳的方法，包括以下步骤：提供炼铁废弃物；对所述炼铁废弃物进行浓缩；对经浓缩的所述炼铁废弃物进行脱水处理；将混合并搅拌经脱水处理的所述炼铁废弃物与强酸而生成的氢气和沉淀物进行分离；向分离出的所述沉淀物注入碱性废水和含有二氧化碳的废气，以制备出碳酸盐后，通过所述碳酸盐与所述沉淀物的置换反应制备金属碳酸盐；以及对所述金属碳酸盐进行干燥。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.21 KR 10-2012-00914391. 一种固定二氧化碳的方法，包括以下步骤： 提供炼铁废弃物； 对所述炼铁废弃物进行浓缩； 对经浓缩的所述炼铁废弃物进行脱水处理； 将混合并搅拌经脱水处理的所述炼铁废弃物与强酸而生成的氢气和沉淀物进行分 离； 向分离出的所述沉淀物注入碱性废水和含有二氧化碳的废气，以制备出碳酸盐后，通 过所述碳酸盐与所述沉淀物的置换反应制备金属碳酸盐；以及 对所述金属碳酸盐进行干燥。2. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述炼铁废弃物包含炼铁工艺中产生的废泥渣或粉尘。3. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述强酸为盐酸，所述沉淀物包含所述炼铁废弃物与盐酸反应而生成的FeCl2和 FeCl3。4. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述碱性废水包含炼铁工艺中产生的順3、CaO或NaOH中的一种以上。5. 根据权利要求4所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述碳酸盐为hco3_、⑶广或NH2C02_中的一种以上。6. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述金属碳酸盐是通过由所述沉淀物产生的铁离子（Fe2+)和所述碳酸盐反应而形成 的。7. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述炼铁废弃物的铁含量的重量百分比为40?60%。8. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 在所述干燥步骤之前还包括以下步骤： 对所述金属碳酸盐进行浓缩； 对经浓缩的金属碳酸盐进行脱水处理。9. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述金属碳酸盐供应到高炉或熔融气化炉，用作炉心活化剂。10. 根据权利要求9所述的固定二氧化碳的方法，其中， 供应到所述高炉或熔融气化炉的金属碳酸盐分解成氧化铁和二氧化碳，分解后的二氧 化碳与粉煤进行反应生成还原气体。11. 根据权利要求9所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述金属碳酸盐通过所述熔融气化炉的粉尘烧嘴喷入熔融气化炉。12. 根据权利要求9所述的固定二氧化碳的方法，其中， 所述金属碳酸盐通过风口喷入高炉。13. 根据权利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承纹，李东祚，郑宗宪，金基铉，金声万，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR