(2)煤碳零排放联盟(ZECA)的研究状况

　　煤炭零排放联盟(Zero Emission Coal Alliance，ZECA)于1999年由加拿大煤炭协会、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和其他16个研究机构创立。ZECA提出了基于化石能源清洁利用新概念的集成过程，将煤炭能源的高效利用、制氢、发电以及二氧化碳矿物碳酸化固定相结合。此过程主要包括两个部分：前一部分主要是煤炭的加氢气化重整、二氧化碳的捕获、高温燃料电池高效能量转化过程;后一个部分是二氧化碳矿物碳酸化固定过程。2002年末，ZECA成立ZEC公司，并正在研发“加氢气化”(hydro-gasification)流程，同时与其他研究机构开展合作，研究如何把矿物碳酸化固定作为二氧化碳的处置途径[35]。

　　(3)干法二步过程

　　由芬兰赫尔辛基理工大学的Zevenhoven领导的研究团队一直致力于干法二氧化碳矿物碳酸化固定过程的研究。由于自然地理条件的限制，Zevenhoven等[36]指出芬兰开展二氧化碳减排的选择只能是矿物碳酸化固定。他们将直接干法碳化过程发展成干法二步过程。其原理是：首先将蛇纹石加热分解，生成反应活性高的氧化镁;然后是氧化镁与二氧化碳发生碳酸化反应。他们对干法二步过程进行了模拟计算和热力学分析，从热力学角度考察了此二步过程的可行性[37]。他们还利用流化床燃烧反应对该工艺过程进行了实验研究，此外，他们正在开展以二氧化碳固定过程为导向，同时生产碳酸盐产品的工艺过程研究[38]。

图4 废水泥循环利用集成工艺路线 (4)固体废弃物与二氧化碳固定集成国外有许多研究者以固体废弃物为原料进行二氧化碳固定的研究。如NETL[39]以煤飞尘为原料，在Na2CO3/NaHCO3/NaCl化学添加剂的作用下，其活性成分的转化率为80%，而在相同条件下，镁橄榄石的转化率为70%，蛇纹石的转化率只有12%。Devoldere等[40]研究利用超临界二氧化碳来加快焚化炉灰(MSWI)的碳化过程。Rendek等[41]也定量分析了焚化炉灰固定二氧化碳的能力，同时指出碳化过程也减少了其他有毒重金属的浸出。Stolaroff等[42]研究了利用钢渣、废弃建筑材料等为原料，并设想将二氧化碳的水溶液洒到被堆放的固体废弃物上面使之发生反应，经过粗略估算，结果发现其处理费用与海洋存储相当。日本有许多研究者一直从事固体废弃物的研究，其中最引人注意的是以废弃的固体建筑材料进行二氧化碳减排与固定技术的研究。2005年Katsuyama等[43]提出以废弃的建筑材料为原料，利用直接湿法碳酸化固定过程生产高纯碳酸钙产品，同时用于尾气脱硫的集成工艺过程，其工艺流程如图4所示。

　　4 结束语

　　虽然国外有许多研究者对二氧化碳矿物碳酸化固定技术进行了很深入的研究，也取得了许多研究成果，但以矿石为原料的碳酸化固定技术还只停留在实验室研究阶段，以固体废弃物为原料的碳酸化固定过程正进行中试。为了实现二氧化碳矿物封存技术的大规模工业化应用，还需深入研究矿物封存的机理，研究加快二氧化碳矿物碳酸化过程反应速率的方法，优化工艺过程，研究过程集成技术，以实现二氧化碳的在线连续处理，并从能量和物料集成方面考虑，将二氧化碳固定与现有工业过程耦合起来，实现工业“三废”的综合利用。

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