随着化石碳资源的过度消耗,导致CO2等温室气体的大量排放,引起的全球气候变化已经成为全人类面对的重大挑战之一,同时,煤炭资源开发利用过程中会产生大量的粉煤灰、脱硫石膏等含钙镁煤基固废。如何实现CO2高效捕集与封存是当下面临的极具挑战性课题,以及粉煤灰、煤气化灰渣等大宗重污染工业固废的大规模综合利用仍亟待突破。在“双碳”目标下,利用煤基固废矿化封存CO2是一项具有巨大潜力的高效应对全球变暖的策略,利用含钙镁煤基固废进行矿物碳酸化对于二氧化碳捕集与封存(CCS)以及固废的资源化处置都具有很大前景。然而,它的工业应用瓶颈依旧无法突破。本文综述了以典型煤基固废粉煤灰(FA)、脱硫石膏(FGDG)以及煤气化灰渣(CGS)为原料的CO2矿化技术的发展现状,旨在探讨其技术局限性的原因。首先,本文简要阐述了煤基固废CO2矿化的途径,揭示了煤基固废CO2矿化反应过程和原理。其次,重点讨论了典型煤基固废的矿化潜力和工艺,明晰CO2矿化过程中工艺参数对产物性能的调控机理。最后,总结了煤基固废CO2矿化产物的性能并且利用全生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)阐明矿化工艺的可行性及其对环境的影响。本文将对煤基固废CO2矿化的工艺技术提供优化建议,以期推动煤炭工业的低碳转型战略目标。
0引 言
2的途径及原理'>1 矿化封存CO2的途径及原理
2矿化特性'>2典型煤基固废的CO2矿化特性
2矿化特性'>2.1粉煤灰的CO2矿化特性
2矿化特性'>2.2脱硫石膏的CO2矿化特性
2矿化特性'>2.3煤气化灰渣的CO2矿化特性
2矿化特性的因素'>3影响CO2矿化特性的因素
2矿化的影响'>3.1温度对CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.1.1温度对粉煤灰CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.1.2温度对脱硫石膏CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.1.3温度对煤气化灰渣CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.2压力对CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.2.1压力对粉煤灰CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.2.2压力对脱硫石膏CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.2.3压力对煤气化灰渣CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.3碱浓度对CO2矿化的影响
2矿化的影响'>3.4液固比对CO2矿化的影响
3.5其他因素
2矿化产物的性能'>4含钙镁煤基固废CO2矿化产物的性能
2矿物碳酸化过程中固化重金属'>4.1煤基固废CO2矿物碳酸化过程中固化重金属
2矿化产物的理化性能'>4.2煤基固废CO2矿化产物的理化性能
5生命周期环境效益评估
6结语
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会