本發(fā)明涉及一種干法脫硫灰固化二氧化碳的方法，尤其是一種利用電廠干法脫硫灰固定二氧化碳并實現(xiàn)永久地下封存的方法，屬環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應(yīng)已經(jīng)成為全球最為熱點的大氣環(huán)境問題，國際社會就控制溫室氣體排放和減緩全球變暖開展了廣泛的技術(shù)研發(fā)與實踐。據(jù)國際氣候環(huán)境研究中心報告，2015年中國的二氧化碳排放總量已經(jīng)居世界首位，中國政府在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的第21次締約會中作出承諾，2030年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60％-65％，因此，我國的減排壓力巨大。

我國作為煤炭主要消費國，煤炭在開發(fā)、加工與利用中不僅產(chǎn)生大量的二氧化碳，還產(chǎn)生大量的固體廢棄物，其中煤矸石和燃煤電廠的干法脫硫灰、粉煤灰、煤灰渣是排放量最大最集中的固體廢物。預(yù)計到2020年，我國粉煤灰的年總排放量加上目前我國已有的20億噸粉煤灰累積堆存量，總的將會達(dá)到30多億噸，給我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。目前國內(nèi)對于干法脫硫灰的綜合利用主要在化工、建材、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，環(huán)保行業(yè)也有一定的應(yīng)用，主要在污水處理以及煙氣脫硫行業(yè)。因此，這些干法脫硫灰都用來吸收二氧化碳，對發(fā)展干法脫硫灰的綜合利用新途徑具有重要意義。

現(xiàn)有的利用鈣基固體材料吸收二氧化碳有干法與濕法兩種，其中干法是直接的氣固反應(yīng)，通常需要在非?？量痰臈l件，這種方法不太經(jīng)濟(jì)；濕法是碳酸化反應(yīng)在溶液介質(zhì)中進(jìn)行，反應(yīng)條件更為溫和，但是干法脫硫灰中的有效成分較低，Al₂O₃等惰性成分對反應(yīng)的影響非常大，本發(fā)明可降低干法脫硫灰中惰性成分對二氧化碳固化的影響，提高干法脫硫灰吸收二氧化碳的量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種干法脫硫灰固化二氧化碳的方法，利用酸將干法脫硫灰中的Fe³⁺、Al³⁺溶出；再調(diào)節(jié)溶液的pH值至合適的范圍使得Fe³⁺、Al³⁺形成沉淀而分離掉，從而將干法脫硫灰中的Fe³⁺、Al³⁺去除；去除掉Fe³⁺、Al³⁺的干法脫硫灰在高鹽溶液中與二氧化碳發(fā)生碳酸化反應(yīng)，從而終實現(xiàn)二氧化碳的固化。

技術(shù)方案：本發(fā)明的干法脫硫灰固化二氧化碳的方法，包括如下步驟：

a.將干法脫硫灰與高鹽度的地下水配置成漿液，每100g干法脫硫灰添加1000ml地下水并攪拌均勻；

b.向漿液中加入稀硫酸，調(diào)節(jié)漿液的pH至4.0-5.0，使干法脫硫灰中的Fe³⁺、Al³⁺以及部分Ca²⁺析出并溶于液體中；

c.用濾紙對漿液進(jìn)行過濾，使?jié){液被分離為濾液和漿渣，濾液中含有Fe³⁺、Al³⁺和Ca²⁺；

d.向分離出的濾液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)濾液的pH值至5.5-6.3，使Fe³⁺、Al³⁺反應(yīng)并生成沉淀；

e.將沉淀物從濾液中分離，分離出的沉淀物可用于提煉Al、Fe金屬材料；

f.將分離去除沉淀物的濾液與漿渣混合，配置成不含有Fe³⁺、Al³⁺的干法脫硫灰新漿液；

g.將不含有Fe³⁺、Al³⁺的新漿液置于高壓反應(yīng)釜中，設(shè)定反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力，通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行反應(yīng)，每隔30秒記錄一次高壓反應(yīng)釜的壓力變化，當(dāng)高壓反應(yīng)釜內(nèi)壓力不再變化時，二氧化碳的固化反應(yīng)結(jié)束；

h.將反應(yīng)結(jié)束后的混合物取出與煤矸石、水泥按照質(zhì)量百分比2:1:1混合，作為礦井充填物填入開采后的廢棄礦井，從而實現(xiàn)二氧化碳的永久封存。

所述的設(shè)定反應(yīng)溫度為50-90℃。

所述的反應(yīng)壓力設(shè)定為3-6Mpa。

所述的高鹽度的含鹽量為2000-8000mg/l。

有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明利用干法脫硫灰固化二氧化碳，在酸性溶液中Fe³⁺、Al³⁺溶出，而在pH值至5.5-6.3的溶液體系中，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺生成Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀，將干法脫硫灰中的Fe³⁺、Al³⁺去除，從而消除Fe³⁺、Al³⁺對濕法固定二氧化碳的影響，大大提高二氧化碳的固化效果。其方法簡單、操作方便、穩(wěn)定可靠，原材料獲取方便，二氧化碳固化效率高，可實現(xiàn)二氧化碳的永久地質(zhì)封存。

具體實施方式

本發(fā)明的干法脫硫灰固化二氧化碳的方法：

將100g干法脫硫灰與1000ml高鹽度地下水完全混合配置成混合漿液，高鹽度地下水的溶解性總固體在2000-8000mg/l；向混合漿液中滴入稀硫酸調(diào)節(jié)其pH至4.0-5.0，在此pH范圍內(nèi)，干法脫硫灰中的Fe³⁺、Al³⁺以及部分Ca²⁺溶出進(jìn)入到溶液中；利用濾紙將混合漿液過濾，將混合漿液分離成濾液和漿渣兩個部分，濾液中含有Fe³⁺、Al³⁺和Ca²⁺，溶出Fe³⁺、Al³⁺和部分Ca²⁺的干法脫硫灰漿渣待用；向收集的濾液中添加適量的NaOH溶液，調(diào)節(jié)濾液的pH值至5.5-6.3，在此pH范圍內(nèi)濾液中的Fe³⁺、Al³⁺為生成Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀，Ca²⁺不發(fā)生沉淀；將Fe(OH)₃和Al(OH)₃沉淀物從濾液中分離，分離出來的沉淀物可用于提煉Al、Fe金屬材料重新利用；將去除Fe³⁺、Al³⁺的濾液與漿渣重新混合，充分?jǐn)嚢韬笈渲贸刹缓蠪e³⁺、Al³⁺的干法脫硫灰新漿液；將新漿液轉(zhuǎn)移置于高壓反應(yīng)釜中，開通與高壓反應(yīng)釜相連的二氧化碳?xì)馄块y門，向高壓反應(yīng)釜中通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度范圍為50-90℃，反應(yīng)的初始壓力設(shè)定為3-6MPa，反應(yīng)開始后每隔30秒記錄一次高壓反應(yīng)釜的壓力變化，當(dāng)高壓反應(yīng)釜內(nèi)壓力不再變化時二氧化碳固化反應(yīng)結(jié)束；將反應(yīng)結(jié)束后的混合物取出與煤矸石、水泥按照質(zhì)量百分比為2:1:1混合，混合物作為礦井充填物填入開采后的廢棄礦井，最終實現(xiàn)二氧化碳的永久地質(zhì)封存。