電石渣捕集二氧化碳制備活性碳酸鈣混凝劑調(diào)研報(bào)告

1、 密級(jí)：公開(kāi)技術(shù)調(diào)研（評(píng)價(jià)）報(bào)告技術(shù)名稱：電石渣捕集二氧化碳制備活性碳酸鈣混劑 、調(diào)研部門(mén)：大氣治理與資源化中心&科技管理部&裝備與循環(huán)經(jīng)濟(jì)中心 調(diào) 研 人：靳鵬鵬 張文婷 唐麗 姜朵朵 于松 調(diào)研日期：2016年4月9日至4月10日 項(xiàng)目推薦人：張軍朱彤 項(xiàng)目布置人及時(shí)間：朱彤 2016年3月10日 調(diào)研完成時(shí)間：2016年3月20日 對(duì)報(bào)告的評(píng)級(jí)：對(duì)報(bào)告的簡(jiǎn)評(píng)：摘要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索、電話等方式調(diào)研了相關(guān)企業(yè)及高校科研院所，摸清了電石渣捕集二氧化碳合成活性碳酸鈣混凝劑在國(guó)內(nèi)的研究及應(yīng)用情況。獲得初步結(jié)論如下：1、技術(shù)評(píng)價(jià)總結(jié)該技術(shù)利用固體廢棄物治理和溫室氣體減排結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了以

2、廢治廢。利用低濃度二氧化碳生成了碳酸鈣固體產(chǎn)品，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了煙道氣中二氧化碳的捕集和固化封存，減少了高鈣礦石資源的開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)高附加值的碳酸鈣系列產(chǎn)品，與其他的二氧化碳捕集后再封存的方法相比，簡(jiǎn)單有效。混凝劑生產(chǎn)及后續(xù)板材生產(chǎn)均受場(chǎng)地要求較高。2、商業(yè)模式結(jié)論技術(shù)方面，目前國(guó)內(nèi)有數(shù)篇關(guān)于利用電石渣捕集二氧化碳技術(shù)相關(guān)專利，尚缺乏實(shí)際應(yīng)用案例，亦無(wú)該技術(shù)下游鏈板材應(yīng)用案例；市場(chǎng)方面，目前碳酸鈣行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新力度不夠、產(chǎn)能下降、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力低，價(jià)格低廉等因素影響，行業(yè)企業(yè)發(fā)展遇到瓶頸。發(fā)展利用電石渣和煙道氣為原料生產(chǎn)碳酸鈣系列產(chǎn)品的環(huán)保工藝，生產(chǎn)高品價(jià)低的碳酸鈣是一個(gè)發(fā)展方向。通過(guò)預(yù)期市場(chǎng)價(jià)值分析，首要考

3、慮距離因素。3、意見(jiàn)及建議通過(guò)對(duì)相關(guān)企業(yè)、專利及文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)中國(guó)華能集團(tuán)公司對(duì)二氧化碳技術(shù)捕集做了較為深入的研究，主要基于醇胺吸附法，后續(xù)涉及到二氧化碳再生及封存。對(duì)于利用電石渣捕集二氧化碳技術(shù)，河北科技大學(xué)發(fā)明了工藝相關(guān)專利，僅僅停留在實(shí)驗(yàn)階段，尚未有實(shí)際應(yīng)用。說(shuō)明其技術(shù)存在一定風(fēng)險(xiǎn)及不確定性。電石渣及混凝劑年總運(yùn)輸距離分別020413，01971.32公里之內(nèi)可以考慮引用該技術(shù)。進(jìn)行混凝劑及板材生產(chǎn)。一、調(diào)研背景為減緩全球氣候變化趨勢(shì)，人類正在通過(guò)持續(xù)不斷的研究以及國(guó)家間合作，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策、法律等層面探尋長(zhǎng)期有效地減少以二氧化碳為主的溫室氣體排放的解決途徑。中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)

4、家，在自身扔面臨發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善民生等艱巨情況下仍然對(duì)世界做出了到2020年全國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2放比2005年下降40%至45%的承諾，這將會(huì)給中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深淵的影響，也將會(huì)給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)一場(chǎng)深刻的變革。二、 調(diào)研目的本調(diào)研旨在調(diào)研電石渣捕集二氧化碳技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)上是否可行三、 調(diào)研方法調(diào)研時(shí)間：2016.4.82016.4.9調(diào)研方式：網(wǎng)上檢索相關(guān)文獻(xiàn)及專利；網(wǎng)上搜索行業(yè)可靠數(shù)據(jù)；調(diào)研范圍：調(diào)查二氧化碳捕集封存及電石渣捕集二氧化碳技術(shù)的研究現(xiàn)狀；分析預(yù)期市場(chǎng)價(jià)值。四、 調(diào)研內(nèi)容4.1.國(guó)內(nèi)政策國(guó)家烯烴工業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃和石化和化學(xué)工業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃中都提出把電石生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出

5、的廢棄物綜合利用實(shí)現(xiàn)清潔文明生產(chǎn)。電石渣的綜合利用的政策導(dǎo)向主要還是集中在電石渣替代石灰石原料生產(chǎn)水泥方面。電石渣再次循環(huán)利用生產(chǎn)水泥已經(jīng)被公認(rèn)為最為徹底技術(shù)上也最為成熟的方法，但是生產(chǎn)技術(shù)落后，成本偏高，不能適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。另有研究表明電石渣利用的其他相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和試點(diǎn)應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟如利用電石渣制備固硫劑中和SO2等廢氣的排放、利用電石渣制備高附加值的化工產(chǎn)品等等，但相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的引導(dǎo)政策缺乏阻礙了諸多電石渣綜合利用相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和推廣，不利于技術(shù)推廣和電石渣資源化利用的市場(chǎng)化。4.2 CCUS技術(shù)與CCS技術(shù)對(duì)比 CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕獲

6、與封存）技術(shù)是指通過(guò)碳捕捉技術(shù)，將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的二氧化碳分離出來(lái)，再通過(guò)碳儲(chǔ)存手段。潛在的技術(shù)封存方式有：地質(zhì)封存（在地質(zhì)構(gòu)造種，例如石油和天然氣田、不可開(kāi)采的煤田以及深鹽沼池構(gòu)造），海洋封存（直接釋放到海洋水體中或海底）以及將CO2固化成無(wú)機(jī)碳酸鹽。CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕集、利用與封存）技術(shù)是CCS技術(shù)新的發(fā)展趨勢(shì)，即把生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過(guò)程中，可以循環(huán)再利用，而不是簡(jiǎn)單地封存。與CCS相比，可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實(shí)操作性。 中國(guó)的首要任務(wù)是保障發(fā)展，C

7、CS技術(shù)建立在高能耗和高成本的基礎(chǔ)上，該技術(shù)在中國(guó)的大范圍推廣與應(yīng)用是不可取的，中國(guó)當(dāng)前應(yīng)當(dāng)更加重視拓展二氧化碳資源性利用技術(shù)的研發(fā)。4.3二氧化碳主要捕集方法 目前主流的碳捕集工藝按操作時(shí)間可分為3類燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集（燃燒中捕集）。三者個(gè)有優(yōu)勢(shì)，卻又各有技術(shù)難題尚待解決，目前呈并行發(fā)展之勢(shì)。 燃燒前捕集技術(shù)以煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）技術(shù)為基礎(chǔ)，先將煤炭氣化呈清潔氣體能源，從而把二氧化碳在燃燒前就分離出來(lái)，捕進(jìn)入燃燒過(guò)程。而且二氧化碳的濃度和壓力會(huì)因此提高，分離起來(lái)較為方便，是目前運(yùn)行成本最低廉的捕集技術(shù)，問(wèn)題在于，傳統(tǒng)電廠無(wú)法用這項(xiàng)技術(shù)，而是需要重新建造專門(mén)的OGCC電

8、站，其建造成本是現(xiàn)有傳統(tǒng)發(fā)電廠的2倍以上。 燃燒后捕集可以直接應(yīng)用于傳統(tǒng)電廠，這一技術(shù)路線對(duì)傳統(tǒng)電廠煙氣中的二氧化碳進(jìn)行捕集，投入相對(duì)較少。這項(xiàng)技術(shù)分支較多，可分為化學(xué)吸收法、物理吸收法、膜分離法、化學(xué)鏈分離法等等。其中，化學(xué)吸收法被認(rèn)為市場(chǎng)前景最好，受廠商重視程度也最高，但設(shè)備運(yùn)行的能耗和成本較高。 富氧燃燒捕集技術(shù)試圖結(jié)合前兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，做到即可以在傳統(tǒng)電廠種應(yīng)用，該技術(shù)是用純度非常高的氧氣助燃，同時(shí)在鍋爐內(nèi)加壓，使排除的二氧化碳在濃度和壓力上于IGCC差不多，再用燃燒后捕集技術(shù)進(jìn)行捕集，從而降低前期投入和捕集成本。富氧燃燒技術(shù)難題在于制氧成本太高，這也造成該技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上并沒(méi)有太大的優(yōu)勢(shì)

9、。CCS捕獲技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀燃燒前分離CO2濃度高，分離容易，但過(guò)程復(fù)雜，成本高技術(shù)可行燃燒后分離過(guò)程簡(jiǎn)單，但CO2濃度低，化學(xué)吸收劑教昂貴技術(shù)可行富氧燃燒CO2濃度高，但壓力較小，步驟較多，供氧成本高示范階段4.4二氧化碳的利用現(xiàn)狀 火力電廠排放的二氧化碳存在易捕獲、難封存的問(wèn)題，因此在先階段如何有效利用捕集后的二氧化碳、在實(shí)現(xiàn)碳減排的同時(shí)獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益是為推進(jìn)碳減排項(xiàng)目需要面對(duì)的問(wèn)題。 二氧化碳的資源化利用技術(shù)有合成高純一氧化碳、煙絲膨化、化肥生產(chǎn)、超臨界二氧化碳萃取、飲料添加劑、食品保鮮和儲(chǔ)存、焊接保護(hù)氣、滅火器、粉煤輸送、合成可降解塑料、改善鹽堿水質(zhì)、培養(yǎng)海藻、油田驅(qū)油等。其中

10、合成可降解塑料和油田驅(qū)油技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。勝利油田電廠已啟動(dòng)CCUS的示范項(xiàng)目。4.4.1 合成可降解塑料 二氧化碳降解塑料屬完全生物降解塑料類，可在自然環(huán)境中完全降解，可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫(yī)用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑料作為環(huán)保產(chǎn)品和高科技產(chǎn)品，正成為當(dāng)今世界矚目的研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。利用此技術(shù)生產(chǎn)的降解塑料，不僅將工業(yè)廢氣二氧化碳制成了對(duì)環(huán)境友好的可降解塑料，而且避免了傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的二次污染。它的發(fā)展，不但擴(kuò)大了塑料的功能，而且在一定程度上對(duì)日益枯竭的石油資源是一個(gè)補(bǔ)充。因此，二氧化碳降解塑料的生產(chǎn)和應(yīng)用，無(wú)論從環(huán)境保護(hù)，或是從資源再生利用角度看，都具有

11、重要的意義。4.4.2 二氧化碳用作食品添加劑和工業(yè)焊接保護(hù)氣 國(guó)內(nèi)二氧化碳主要用作食品添加劑和工業(yè)焊接保護(hù)氣，這兩種利用方式會(huì)將二氧化碳重新排入大氣，造成污染，未達(dá)到二氧化碳最終減排的目的。4.4.3 尿素間接醇解法制備碳酸二甲酯尿素間接醇解法制備碳酸二甲酯（碳酸二甲酯是今年來(lái)受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的環(huán)保型綠色化工產(chǎn)品）是一種二氧化碳工業(yè)化利用方法。該反應(yīng)工藝是首先由氨和捕集的二氧化碳合成尿素，其次在催化劑作用下，有尿素和丙二醇發(fā)生醇解反應(yīng)生成碳酸丙烯酯和氨氣（回收利用），最后由甲醇和碳酸丙烯酯交換反應(yīng)生成碳酸二甲酯和丙二醇（回收利用）。4.4.4 油田驅(qū)油技術(shù) 二氧化碳驅(qū)油，是一種把二氧化碳注

12、入油層中以提高油田采收率的技術(shù)。在二氧化碳與地層原油初次接觸時(shí)并不能形成混相，但在合適的壓力、溫度和原油組分的條件下，二氧化碳可以形成混相前緣。超臨界流體將從原油中萃取出較重的碳?xì)浠衔?，并不斷使?qū)替前緣的氣體濃縮。于是，二氧化碳和原油就變成混相的液體，形成單一液相，從而可以有效地將地層原油驅(qū)替到生產(chǎn)井。應(yīng)用混相驅(qū)油提高石油采收率的一個(gè)關(guān)鍵性參數(shù)是氣體與原油的最小混相壓力（MMP），MMP是確定氣驅(qū)最佳工作壓力的基礎(chǔ)。一般情況下，因?yàn)榛煜囹?qū)油比非混相驅(qū)油能采出更多的原油，所以希望在等于或略高于MMP下進(jìn)行氣驅(qū)。如果壓力遠(yuǎn)高于MMP，就容易造成地層破裂，無(wú)法保障生產(chǎn)過(guò)程的安全性，其結(jié)果是不僅不能

13、大幅度提高原油產(chǎn)量，還會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益。二氧化碳驅(qū)油一般可提高原油采收率7%15%，延長(zhǎng)油井生產(chǎn)壽命1520年。4.4.5 用電石渣捕集二氧化碳 Calera公司用電石渣捕集二氧化碳的技術(shù)是直接用電石渣漿料（無(wú)需處理）直接和煙氣中的CO2（無(wú)二氧化碳提純）反應(yīng)生成活性碳酸鈣（Calera混凝劑）。該混凝劑可用于水泥板（高密度）、外墻板（中密度）、內(nèi)裝飾板（中密度）的板材產(chǎn)品；外裝飾板和裝飾混凝土的裝飾產(chǎn)品；屋頂瓦等其它產(chǎn)品。關(guān)于該技術(shù)將在第六部分重點(diǎn)論述。4.5 國(guó)內(nèi)外二氧化碳捕集、利用與封存示范項(xiàng)目 日本最大的煤用戶日本電力是日本與澳大利亞合作研究CCS技術(shù)項(xiàng)目的一部分。該項(xiàng)目根據(jù)澳大利亞和日

14、本政府的協(xié)議把日本的氧燃燒技術(shù)和澳大利亞潛在的CCS儲(chǔ)藏地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。進(jìn)行該項(xiàng)目的日本公司有J-Power、IHI、Mitsui等，澳大利亞公司有Xstrata、澳大利亞昆士蘭電力供電商CS能源和Schlumberger有限公司，以及澳大利亞煤炭聯(lián)合會(huì)。在3年多的實(shí)驗(yàn)期間，10萬(wàn)多噸二氧化碳將被儲(chǔ)藏在地下。 美國(guó)電力的一般來(lái)自燃煤，每年要向大氣排放CO2達(dá)15億噸。美國(guó)威斯康辛州的密歇根海灘附近準(zhǔn)備建一座大型燃煤發(fā)電廠，該電廠煙囪的CO2將被分離并捕捉，將捕捉到的CO2儲(chǔ)存在地下或海底上百年上千年。這個(gè)項(xiàng)目將耗資1100萬(wàn)美元，由美國(guó)電力公司和阿爾斯通公司合資。 華能北京高碑店熱電廠，該項(xiàng)目

15、由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織開(kāi)發(fā)。先熱工院負(fù)責(zé)實(shí)施。高碑店熱電廠擁有兩臺(tái)16.5萬(wàn)千瓦和兩臺(tái)22萬(wàn)千瓦燃煤供熱發(fā)電機(jī)組，其每年約排放400萬(wàn)噸CO2，該裝置捕集的CO2能力為0.3萬(wàn)噸每年，捕獲率達(dá)到85%，占該電廠CO2排放總量的0.0075%，捕集、純化、壓縮后的CO2用于碳酸飲料以及制作干冰。該項(xiàng)目總投資2800萬(wàn)元，捕集裝置的電耗約90-95kwh/tCO2，整齊耗量約3.5GJ/tCO2，液化電耗180kWh/tCO2，CO2捕集成本約300元/噸。該工程采用醇胺法CO2捕集裝置。 華能上海洞口發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程兩臺(tái)60萬(wàn)千瓦超臨界機(jī)組，二期工程建設(shè)兩臺(tái)66萬(wàn)千瓦國(guó)產(chǎn)超超臨

16、界機(jī)組，配套建設(shè)煙氣脫硫、脫銷、脫碳裝置。該脫碳裝置于2009年7月開(kāi)工，2009年12月30日正式投運(yùn)。其脫碳裝置裝置的二氧化碳捕集能力為12萬(wàn)噸。該裝置投資大概人民幣1.2億。投資高的主要原因是因防腐和低溫需要，設(shè)備基本上都用不銹鋼和特殊鋼制造。該裝置的單位電耗相比北京高碑店電廠有所下降，約為75kWh/tCO2，蒸汽耗量3-3.5Gj/tCO2，液化電耗120kWh/tCO2，不考慮這就和維護(hù)成本，該裝置的捕集和液化成本約需要240元/tCO2，折合電價(jià)成本增加約0.192元/KWh。該脫碳裝置采用了燃燒后捕集技術(shù)的化學(xué)吸收法，即在對(duì)煙氣進(jìn)行脫銷、除塵、脫硫的基礎(chǔ)上，采用化學(xué)吸收法（ME

17、A法）實(shí)現(xiàn)脫碳。 中電投四川雙槐電廠一期兩臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組，該廠的CO2捕集、利用示范項(xiàng)目由重慶遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司負(fù)責(zé)實(shí)施，項(xiàng)目總投資1235萬(wàn)元，設(shè)計(jì)CO2年捕集能力為1萬(wàn)噸，工程于2008年9月開(kāi)工建設(shè)，并于2010年1月20日建成投運(yùn)。該裝置的CO2捕集成本為394元/噸。4.6 電石渣捕集二氧化碳技術(shù)4.6.1電石渣的利用現(xiàn)狀 電石渣來(lái)源：目前，國(guó)內(nèi)70%以上的電石用于生產(chǎn)聚氯乙烯。每生產(chǎn)1tPVC產(chǎn)品消耗電石1.5-1.5t，每1t電石產(chǎn)生1.2t電石渣，電石渣含水量按90%計(jì)、每生產(chǎn)1tPVC產(chǎn)品，排除電石渣漿約18t，電石渣漿的產(chǎn)量達(dá)達(dá)超過(guò)了PVC的產(chǎn)量。國(guó)內(nèi)電石渣產(chǎn)能現(xiàn)狀：2

18、006年 900萬(wàn)噸 ；2007年 1430萬(wàn)噸；2010年 1917萬(wàn)噸。 電石渣的利用途徑：第一，用作建筑材料的原料如利用電石渣燒制水泥熟料；第二，用于化工生產(chǎn)，如用電石渣代替石灰生產(chǎn)氯酸鉀；第三，用于環(huán)境治理，將電石渣作為矸石山自燃的滅火材料、用電石渣處理酸性廢水以及作為煤燃燒的固硫劑等。4.6.2 電石渣捕集二氧化碳技術(shù)研究及應(yīng)用情況 經(jīng)過(guò)調(diào)研，目前受關(guān)注最多的是醇胺類化學(xué)吸收C02捕集技術(shù)。清華大學(xué)、浙江大學(xué)、西安熱工院以及華能清潔能源技術(shù)研究院等高校和企業(yè)對(duì)醇胺法捕集技術(shù)進(jìn)行了多年的研究。在工業(yè)示范上，中國(guó)華能集團(tuán)于2008年和2011年先后在北京熱電廠和上海石洞口電廠建成了300

19、0 ta和10萬(wàn)ta的。尚未有利用電石渣捕集二氧化碳的技術(shù)實(shí)際案例。 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所申請(qǐng)了名稱為一種使用可再生的電石渣捕集煙氣中二氧化碳的方法的發(fā)明專利于2016年4月獲得授權(quán)，該發(fā)明的使用再生的電石渣捕集二氧化碳的方法包括以下步驟：1、講電石渣煅燒，得到有效成分為氧化鈣的吸收劑2、將吸收劑加入碳化反應(yīng)器中吸收煙氣中的二氧化碳，得到碳酸鈣和干凈的煙氣3、將碳酸鈣煅燒，實(shí)現(xiàn)吸收劑的再生4、將再生的吸收劑中的失活的部分去除，補(bǔ)入新的電石渣，返回到步驟2中循環(huán)利用重復(fù)2到4步驟。 華能國(guó)際電力股份有限公司于2015年3月申請(qǐng)了名為一種直接捕集礦化煙氣中二氧化碳的流化床工藝與系統(tǒng)的專利，該專

20、利發(fā)明了一種直接捕集礦化煙氣中二氧化碳的流化床工藝，利用高鈣廢棄物例如粉煤灰、電石渣、鋼渣、廢舊水泥等為原料，在煙氣排放煙道上開(kāi)旁路引一股煙氣經(jīng)溫濕調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)溫度和濕度，在流化床反應(yīng)器中將溫濕度調(diào)節(jié)后的煙氣與高鈣廢棄物并向接觸反應(yīng)生成碳酸鈣，反應(yīng)后出流化床反應(yīng)器的含塵氣體送入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，所得氣體送回原煙氣排放煙道進(jìn)煙囪排放，本發(fā)明還提供了一種直接捕集礦化煙氣中二氧化碳的流化床系統(tǒng)。 2010年9月河北科技大學(xué)發(fā)明了一種以電石廢渣和含低濃度二氧化碳的廢氣為原料生產(chǎn)碳酸鈣的方法，CN 101967001 A。該發(fā)明提供一種以電石廢渣和含低濃度二氧化碳的廢氣為原料制備碳酸鈣的方法，它先將

21、電石廢渣經(jīng)過(guò)煅燒、消化、精制處理，得到氫氧化鈣懸浮液，然后與經(jīng)脫硫和除塵等凈化處理后二氧化碳體積比含量為5-15的煙道氣或窯氣，在加壓條件下在碳化塔內(nèi)發(fā)生碳化反應(yīng)生成輕質(zhì)碳酸鈣或納米碳酸鈣。2008年李發(fā)修等發(fā)明了用電石渣吸收利用二氧化碳的方法與專用二氧化碳吸收器CN 101362048 B。本發(fā)明公開(kāi)了一種用電石渣吸收利用二氧化碳的方法與專用二氧化碳吸收器。本方法以電石渣為原料，以甲酸銨為溶劑，溶解電石渣中的氫氧化鈣，生成甲酸鈣和氨水，經(jīng)過(guò)濾去雜，以甲酸鈣和氨水為吸收劑，在專用的二氧化碳吸收器中，吸收二氧化碳，生成碳酸鈣和甲酸銨，碳酸鈣經(jīng)洗滌、過(guò)濾、干燥、冷卻、粉碎即成高純度碳酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)

22、對(duì)二氧化碳的再資源化式減排。中國(guó)工程院院士、四川大學(xué)校長(zhǎng)謝和平課題組首次分別以分析純的氫氧化鈣、電石渣和窯灰作為原料，直接用于二氧化碳礦化發(fā)電。發(fā)現(xiàn)電石渣的反應(yīng)活性與分析純的氫氧化鈣非常接近。課題組目前已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了采用電石渣、有機(jī)廢堿、水泥粉塵以及鋼渣等工業(yè)堿性廢物，作為二氧化碳礦化發(fā)電的原料來(lái)穩(wěn)定輸出電能，并推算礦化1噸二氧化碳，能夠產(chǎn)出140度電能，同時(shí)產(chǎn)出1.91噸、價(jià)值人民幣2000元到3000元的碳酸氫鈉。不過(guò)上述技術(shù)尚處在小試階段。五、碳酸鈣相關(guān)信息調(diào)研5.1碳酸鈣行業(yè)資訊在2015年大環(huán)境下，國(guó)內(nèi)一批碳酸鈣企業(yè)在環(huán)保和市場(chǎng)雙重壓力下直接倒閉，但也有一大批碳酸鈣項(xiàng)目在建和投產(chǎn)。如

23、2015年1月廣西碳酸鈣千億元產(chǎn)業(yè)示范基地40個(gè)項(xiàng)目開(kāi)（竣）工，項(xiàng)目總投資達(dá)90多億元，一時(shí)成為國(guó)內(nèi)聚焦點(diǎn)，2015年4月浙江正和鈣業(yè)公司年產(chǎn)10萬(wàn)噸納米碳酸鈣及2萬(wàn)噸氫氧化鈣項(xiàng)目一期建成投產(chǎn)；博州五臺(tái)工業(yè)園區(qū)輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品首次出口哈薩克斯坦。2015年5月廣西碳酸鈣千億元產(chǎn)業(yè)基地落實(shí)用地指標(biāo)3000多畝；2015年9月云南甸溪鈣業(yè)10萬(wàn)噸工業(yè)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣項(xiàng)目投產(chǎn)；2015年11月年產(chǎn)15萬(wàn)噸超細(xì)碳酸鈣粉體項(xiàng)目落戶玉門(mén)市。放眼全球，隨著亞洲需求和生產(chǎn)水平的提升，歐洲和北美的傳統(tǒng)市場(chǎng)面臨著他們自身的挑戰(zhàn)。亞洲現(xiàn)在是研磨碳酸鈣（GCC）和沉淀碳酸鈣（PCC）市場(chǎng)需求增長(zhǎng)最快的區(qū)域，其主要推動(dòng)力來(lái)

24、自中國(guó)造紙工業(yè)和塑料工業(yè)的發(fā)展。據(jù)估計(jì)全球GCC 和PCC 的總需求量年增長(zhǎng)將超過(guò)3%，產(chǎn)量將從2011 年的7400 萬(wàn)t 增至2016 年的9000 萬(wàn)t。未來(lái)幾年，全球產(chǎn)能增長(zhǎng)的地區(qū)將主要集中在亞洲。相對(duì)于2011 年的48% 而言，到2016 年亞洲總的消耗量將可能達(dá)到全球消耗量的52%。得益于造紙產(chǎn)能和紙張?zhí)盍嫌昧康脑黾?，全球GCC 和PCC 總需求的年增長(zhǎng)預(yù)計(jì)在3.1%，亞洲地區(qū)會(huì)更高。據(jù)估計(jì)至2016 年，全球塑料工業(yè)對(duì)GCC 和PCC總需求量的年均增長(zhǎng)幅度將近5%。屆時(shí)，新增市場(chǎng)的幾乎80% 將來(lái)自于亞洲，主要是中國(guó)，因?yàn)榻酉聛?lái)的數(shù)年內(nèi)中國(guó)將有總產(chǎn)能超過(guò)1000 萬(wàn)t 的PVC

25、 生產(chǎn)線投產(chǎn)。到2016 年，預(yù)計(jì)中國(guó)和印度兩國(guó)的PVC 需求量將超過(guò)世界PVC 需求總量的45%。碳酸鈣行業(yè)呈現(xiàn)四個(gè)特點(diǎn)：1.換擋期，高速趨緩中高速；2結(jié)構(gòu)過(guò)渡期，限制過(guò)剩產(chǎn)能，提倡創(chuàng)新3.工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，4，地區(qū)差異發(fā)展。市場(chǎng)需求疲軟，價(jià)格下跌。要堅(jiān)決限制普通級(jí)碳酸鈣產(chǎn)能的增長(zhǎng)，想精細(xì)化增量發(fā)展，提質(zhì)增效。調(diào)整生產(chǎn)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)模式“533”，5代表普通輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)能，3分別代表活性輕質(zhì)（超細(xì)）碳酸鈣產(chǎn)能和重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)能。目前重鈣產(chǎn)能過(guò)剩，而納米鈣、專用鈣仍需進(jìn)口。2016年，中國(guó)碳酸鈣行業(yè)的大洗牌已無(wú)可避免。5.2碳酸鈣分類種類定義規(guī)格（目）基本性質(zhì)應(yīng)用物理參數(shù)單價(jià)（元/噸）重質(zhì)碳酸鈣重質(zhì)碳酸鈣

26、又稱研磨碳酸鈣(簡(jiǎn)稱GCC),是用機(jī)械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等而制得。400、600、800、1250、1500、2000、2500、3000由于它的沉降體積(1.1-1.9mL/g/ g)比用化學(xué)方法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣沉降體積(2.4-2.8mL/g) 小造紙、橡膠和塑料、化學(xué)建材等行業(yè)，填充量一般較大，降低成本白度：89%93%；水分0.2%0.3%；堆積密度較大，為0.81.3g/cm3；粒徑為0.545um；無(wú)定型160500活性重質(zhì)碳酸鈣活性碳酸鈣是在普通碳酸鈣的基礎(chǔ)上進(jìn)行改性而得到的,從而達(dá)到在復(fù)合材料制品中的填充和改性的雙重目的。400、600、800、125

27、0、1500、2000、2500、3000包括對(duì)碳酸鈣的結(jié)晶形態(tài)、粒子大小、粒度分布及表面性能等方面的改性，以提高其綜合性能高填充量的高檔填充劑，填充量比普通碳酸鈣可多填充2-5倍至數(shù)倍橡膠、塑料、塑鋼門(mén)窗、PVC電纜料 、高級(jí)涂料、管材，建材、油墨、日用化工7501000輕質(zhì)碳酸鈣輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣(簡(jiǎn)稱PCC) ,是用化學(xué)加工方法制得的。1250由于它的沉降體積(2.4-2.8mL/g)比用機(jī)械方法生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣沉降體積(1.1-1.9mL/g)大,因此被稱為輕質(zhì)碳酸鈣。塑料、涂料，橡膠，粘結(jié)劑，油墨，用于填充體積白度：92%95%；水分0.3%0.8%；堆積密度較小，為0.50.

28、7g/cm3；粒徑為0.515um1500納米碳酸鈣納米碳酸鈣是以非金屬礦石灰石為原料，采用沉淀法合成納米粉體技術(shù)制備的重要無(wú)機(jī)鹽新產(chǎn)品。80-100nm粒徑10-100nm，因其粒徑小，活性好，是一種新型無(wú)機(jī)材料。改性或補(bǔ)強(qiáng)等功能性填料。高檔制品如高級(jí)涂料、管材、油墨；特殊紙制品：如女性用衛(wèi)生巾、嬰兒 用尿20003000用于建材行業(yè)的主要是活性重碳酸鈣，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)某些設(shè)備和工藝加以改進(jìn), 如改進(jìn)反應(yīng)塔、增加溫度控制、氣體流量及表面改性等, 即可生產(chǎn)合格的活性碳酸鈣產(chǎn)品, 提高產(chǎn)品的附加值。5.3碳酸鈣在建材中的應(yīng)用隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)了一種新型復(fù)合材料鈣塑材料，這種材料是在少

29、量的聚烯烴樹(shù)脂中添加大量的碳酸鈣填充和適量的其他添加劑制成，可用作建筑材料，所以又稱為化學(xué)建材。這種材料兼具木材、塑料和紙張的許多優(yōu)良性能，具有耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐寒、隔音、防震和加工容易等特性，可以在包裝、建材和家具等方面大量代替紙張和木材?；瘜W(xué)建材密度小，價(jià)格便宜，易于加工成型，做門(mén)、天花板、墻板、上下水管、樓梯扶手、地板和電線等都很理想?；瘜W(xué)建材發(fā)展極快，世界上一些國(guó)家的化學(xué)建材用塑料已占塑料用量的20%30%。由于化學(xué)建材可以廣泛地代替鋼材和木材，所以在當(dāng)今世界中化學(xué)建材與鋼材、木材和水泥并列，統(tǒng)稱為“四大材”?；瘜W(xué)建材以無(wú)機(jī)填料為主要成分，一般用量在30%90%范圍之內(nèi)，最大可達(dá)到9

30、5%。因此，碳酸鈣在化學(xué)建材中占有極為重要的地位。 種類應(yīng)用碳酸鈣添加量軟質(zhì)聚氯乙烯地面卷材和壁紙44%60%（重質(zhì)和輕質(zhì)碳酸混和添加）硬質(zhì)聚氯乙烯塑料塊板地板75%左右聚乙烯玻璃鋼，瓦楞板、落水管、天漏30%40%石木系列建筑裝飾材料是以超細(xì)碳酸鈣粉為原料研制而成的新型合成裝飾材料，是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的既阻燃、防水又綠色環(huán)保的室內(nèi)裝飾材料。塑料工業(yè)中大量使用的是活化碳酸鈣。目前尚未有通過(guò)電石渣捕集二氧化碳制備碳酸鈣混凝劑做為原料進(jìn)行板材生產(chǎn)。六、Calera利用電石渣捕集二氧化碳制備碳酸鈣混凝劑技術(shù)的分析6.1 優(yōu)點(diǎn)與國(guó)內(nèi)較成熟的醇胺法吸收CO2捕集技術(shù)相比；1) 該技術(shù)使用現(xiàn)有的電石渣漿料，實(shí)

31、現(xiàn)以廢治廢；2) 同時(shí)實(shí)現(xiàn)二氧化碳補(bǔ)集與封存，程序簡(jiǎn)單；3) 對(duì)電石渣及煙氣無(wú)需進(jìn)行純化處理；4) 生產(chǎn)高附加值的碳酸鈣系列產(chǎn)品；6.2 缺點(diǎn)有可能存在的缺點(diǎn)：1) 對(duì)電石渣企業(yè)與煤電廠距離要求較高；2) 二氧化硫與二氧化碳存在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制；3) 活性碳酸鈣混凝劑成品形態(tài)問(wèn)題（Mg、Fe、Al、Si雜質(zhì)去除、粉末粒徑可控性等）；七、經(jīng)濟(jì)性分析7.1混凝劑經(jīng)濟(jì)性分析目前，國(guó)內(nèi)70%以上的電石用于生產(chǎn)聚氯乙烯。每1 t PVC產(chǎn)品耗用電石1.5-1.6t，同時(shí)每t電石產(chǎn)生1.2t電石渣（干基），電石渣含水量按90%計(jì)，每生產(chǎn)1t PVC產(chǎn)品，排出電石渣漿約20t，據(jù)統(tǒng)計(jì)2015年P(guān)VC累計(jì)產(chǎn)量為161

32、1.5萬(wàn)t，折合1933.9萬(wàn)t/a電石渣（干基）；燃燒1t標(biāo)準(zhǔn)煤，產(chǎn)生二氧化碳2.620t/a。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年總用電量55500億度，其中煤電73%、水電14.6%、核電2.4%、氣電2.3%、其他7.7%， 另1度電=0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，2015年即消耗約16.206億t標(biāo)準(zhǔn)煤，排放二氧化碳42.5億t/a二氧化碳，按calera技術(shù)中30%40%吸收率計(jì)算，則待捕集二氧化碳含量為12.717億t/a。按技術(shù)中電石渣：二氧化碳：活性碳酸鈣=1.9:1:2.3計(jì)算，則1933.9萬(wàn)t電石渣可捕集1052萬(wàn)t/a二氧化碳，可產(chǎn)生2419.6萬(wàn)t/a碳酸鈣混凝劑。據(jù)ROskill報(bào)道

33、，全球GCC（研磨碳酸鈣）和PCC（沉淀碳酸鈣）總需求量為7400萬(wàn)t，中國(guó)占20%即1489萬(wàn)t（<2419.6萬(wàn)t），按市場(chǎng)價(jià)330元/噸算，年總產(chǎn)值49.4億；按市場(chǎng)份額3%算，市場(chǎng)潛在規(guī)模為1.48億。原材料成本方面，干電石渣僅考慮運(yùn)輸成本，濕電石渣采用管道運(yùn)輸，考慮管道鋪設(shè)成本。以運(yùn)輸干渣成本為例，作以下分析：成本構(gòu)成總電石渣運(yùn)輸成本（萬(wàn)/公里）二氧化碳成本設(shè)備折舊成本（萬(wàn)）碳酸鈣混凝劑銷售價(jià)格（元/噸）政府補(bǔ)貼預(yù)期市場(chǎng)價(jià)值（億）費(fèi)用7.2507.633001.48平衡距離年總運(yùn)輸距離020413公里電石渣總量1933.9萬(wàn)t*3%=58萬(wàn)t；運(yùn)輸成本按8元/噸.公里折舊設(shè)備總價(jià)構(gòu)成：攪拌器+液