再利用CO<sub>2</sub>捕獲系統的失活吸收劑及封存CO<sub>2</sub>的方法
2023-05-16 17:04:26
專利名稱：再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑及封存CO2的方法
技術領域：
本發明涉及一種再利用失活吸收劑及封存CO2的方法，且特別是涉及一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑及封存CO2的方法。
背景技術：
為了減緩全球暖化的速度以維護人類的生存環境，世界各國致力於降低CO2的排放量，為此，提出一種CO2捕獲系統。現有的CO2捕獲系統利用一吸收劑(例如氧化鈣)在適當的溫度下吸收CO2,當吸收劑使用一段時間後，可利用煅燒方式將其再生。然而，氧化鈣經過多次煅燒後，氧化鈣表面被碳酸鈣所包覆，並無法再通過煅燒方式而再生，只好將失活的吸收劑排放，以維持系統捕獲CO2的效率。此外，CO2捕獲系統會排放出高濃度的二氧化碳，高濃度的CO2必須透過特定的方式進行封存(storage),以減少CO2排放量。目前的CO2封存方法包括地質封存(geologicsequestration)、礦化 封存(mineral carbonation)或海洋封存(ocean storage)，然而，上述方法操作成本高且可能對生態造成不利的影響。因此，本發明提供一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑及封存CO2的方法，以解決上述問題。
發明內容
本發明提供一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，包括以下步驟:提供一失活吸收劑，其中該失活吸收劑來自於一 CO2捕獲系統；以及將該失活吸收劑、CO2與水送至
一第一反應槽中，以得到一碳酸鹽。本發明還提供一種封存CO2的方法，包括以下步驟:將一0)2導入一水槽中，以得到一碳酸水溶液；以及將該碳酸水溶液與一失活吸收劑導入一第二反應槽，以達到封存CO2的效果。
圖1為一示意圖，說明本發明CO2捕獲系統的失活吸收劑再利用的裝置。圖2為一示意圖，說明本發明封存CO2的裝置。圖3為一示意圖，說明串聯CO2捕獲系統的失活吸收劑再利用的裝置與封存CO2的
>J-U ρ α裝直。為了使本發明的上述和其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合附圖作詳細說明。實施方式參見圖1，本發明提供一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的裝置100，此裝置100包括CO2捕獲系統120、注水管130、C02供應器140、第一反應槽150，其中CO2捕獲系統120提供失活吸收劑122，注水管130提供水132，而CO2供應器140提供CO2,因此，第一反應槽150中會存在失活吸收劑122、水132與C021 42。上述失活吸收劑122包括金屬氧化物與碳酸金屬化合物，且金屬氧化物與碳酸金屬化合物的比例約為(70% -50% ): (30% -50% ) ο金屬氧化物包括氧化韓(CaO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、氧化猛(MnO2)、氧化鎳(NiO)或氧化鉛(PbO)，而碳酸金屬化合物包括碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鋅(ZnCO3)、碳酸鎂(MgCO3)、碳酸猛(Mn(CO3)2)、碳酸鎳(NiCO3)或碳酸鉛(PbCO3)。上述C021 42來自CO2捕獲系統所捕獲的CO2，或者來自CO2捕獲系統中的一煙道氣中尚未被捕獲的CO2。當失活吸收劑122與水132、CO2142進行反應時，會得到碳酸金屬化合物，此產物可以再度回收作為吸收劑，或者可應用於相關行業，例如水泥業或造紙業。於一實施例中，失活吸收劑的組成為40%碳酸鈣與60%氧化鈣，當水與失活吸收劑反應時，會得到碳酸氫鈣(Ca(OH)2)水溶液(如反應式(I))，再通入CO2，會得到碳酸鈣(CaCO3)沉澱(如反應式(2))，反應式(I)、⑵如下:Ca0+CaC03+H20 — Ca (OH) 2-----(I)Ca (OH) 2+C02 — CaC03+H20——(2)反應式⑵所得到的碳酸鈣的沉降體積(2.4-2.8ml/g)大於原本碳酸鈣(1.l_1.4ml/g)(或稱「重質碳酸鈣」)的沉降體積，因此，又可稱為「輕質碳酸鈣」。此外，本發明提 供一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，包括以下步驟，首先提供失活吸收劑，其中失活吸收劑來自於CO2捕獲系統。之後，將失活吸收劑、水、CO2通入第一反應槽中，以得到碳酸金屬化合物。需注意的是，通過本發明所提供的裝置與方法，可再利用失活吸收劑，提高失活吸收劑的利用價值，且以另一角度來看，此方法亦會消耗CO2，亦可稱為封存CO2的方法。再者，本發明另提供一種封存CO2的裝置200，參見圖2，圖2中標號與圖1相同，代表相同組件。封存CO2的裝置200包括CO2捕獲系統120、水槽210與第二反應槽220，其中CO2捕獲系統120提供C021 24溶解於水槽210中，以得到碳酸水溶液212，之後，CO2捕獲系統120所提供失活吸收劑122與碳酸水溶液212於第二反應槽220中進行反應，反應後會得到低濃度的C022 2 2與混合溶液224，其中混合溶液224包括金屬離子、含碳離子與含碳礦物。上述失活吸收劑122的種類同上所述，在此不再贅述。上述C02124來自CO2捕獲系統120所捕獲的CO2,或者來自CO2捕獲系統120中的一煙道氣中尚未被捕獲的CO2。此外，上述CO2124來自其它CO2來源。本發明提供的封存CO2的方法包括以下步驟，先將C02124導入水槽210中，以得到碳酸水溶液212，之後再將碳酸水溶液212與失活吸收劑122導入第二反應槽220中進行反應，以達到封存CO2的效果。當CO2溶解於水中時，會進行下述化學式(3)_(5)的反應:
權利要求
1.一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，包括以下步驟: 提供一失活吸收劑，其中該失活吸收劑來自於一 CO2捕獲系統；以及 將該失活吸收劑、CO2與水送至一反應槽中，以得到一碳酸鹽。
2.如權利要求1所述的再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，其中該失活吸收劑包括金屬氧化物與碳酸金屬化合物。
3.如權利要求2所述的再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，其中該金屬氧化物包括氧化鈣、氧化鋅、氧化鎂、氧化錳、氧化鎳或氧化鉛。
4.如權利要求2所述的再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，其中該碳酸金屬化合物包括碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鎂、碳酸錳、碳酸鎳或碳酸鉛。
5.如權利要求2所述的再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，其中該金屬氧化物與碳酸金屬化合物的比例為約(70% -50% ): (30% -50% )0
6.如權利要求1所述的再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，其中該CO2來自該CO2捕獲系統所捕獲的CO2。
7.如權利要求1所述的再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，其中該CO2來自該CO2捕獲系統中的一煙道氣中尚未被捕獲的co2。
8.一種封存CO2的方法，包括以下步驟: 將一 CO2導入一水槽中，以得到一碳酸水溶液；以及 將該碳酸水溶液與一失活吸收劑導入一第二反應槽，以達到封存CO2的效果。
9.如權利要求8所述的封存CO2的方法，其中該CO2來自該CO2捕獲系統所捕獲的C02。
10.如權利要求8所述的封存CO2的方法，其中該CO2來自該CO2捕獲系統中的一煙道氣中尚未被捕獲的CO2。
11.如權利要求8所述的封存CO2的方法，其中該失活吸收劑來自於CO2捕獲系統。
12.如權利要求8所述的封存CO2的方法，其中該失活吸收劑包括金屬氧化物與碳酸金屬化合物。
13.如權利要求11所述的封存CO2的方法，其中該金屬氧化物包括氧化鈣、氧化鋅、氧化鎂、氧化錳、氧化鎳或氧化鉛。
14.如權利要求11所述的封存CO2的方法，其中該碳酸金屬化合物包括碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鎂、碳酸錳、碳酸鎳或碳酸鉛。
15.如權利要求11所述的封存CO2的方法，其中該金屬氧化物與碳酸金屬化合物的比例為約(70% -50% ): (30% -50% ) ο
全文摘要
本發明提供一種再利用CO2捕獲系統的失活吸收劑的方法，包括以下步驟提供失活吸收劑，其中失活吸收劑來自於CO2捕獲系統；以及將失活吸收劑、CO2與水送至一第一反應槽中，以得到碳酸鹽。本發明亦提供一種封存CO2的方法，包括以下步驟將CO2導入一水槽中，以得到碳酸水溶液；以及將碳酸水溶液與失活吸收劑導入第二反應槽，以達到封存CO2的效果。
文檔編號B01D53/62GK103143256SQ20111043035
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月6日
發明者柳萬霞, 謝佩珊, 林鎮國, 徐恆文, 歐陽湘, 廖啟雯, 陳威丞 申請人:財團法人工業技術研究院