在全球碳中和浪潮下,工业固废与二氧化碳的协同利用技术正成为破解碳减排难题的“金钥匙”。小编精选了国内典型的固废二氧化碳矿化案例,这些案例展示了我国在固废矿化领域的创新突破与产业化实践,为固废综合利用的低碳转型提供了标杆经验。
一、首座:万吨级 CO₂矿化脱硫渣工业试验装置
2018年,基于国家重点研发计划“CO₂矿化利用固废关键技术与万吨级工业试验”项目,四川大学梁斌教授团队与中国石化、攀钢集团和西昌市蓝鼎环保科技有限公司合作,于 2021 年建成世界首套万吨级 CO₂矿化脱硫渣工业试验装置。
该矿化装置将工业固废与二氧化碳进行矿化制备碳酸盐产品,固碳率≥120kg/t、固碳量15300吨/年,二氧化碳吸收转化率达90%、碳净封存率达75%,整体技术国际先进,为大型装置的产业化运行提供了有力支撑。
二、CO₂深度矿化养护制建材的示范项目——焦作
2020 年,基于国家重点研发计划 “CO₂矿化养护制建材关键技术与万吨级工业试验”项目,浙江大学王涛教授团队与河南强耐新材合作,通过CO₂矿化养护技术可实现每年1万吨的CO₂温室气体封存, 并生产1亿块MU15 标准的轻质实心混凝土砖,是全球第一个工业规模CO₂ 养护混凝土示范工程。
该项目利用化工厂排放的CO₂ 废气和工业固废(钢渣和粉煤灰等)制备混凝土砖,摒弃了传统的高温养护制度,实现每年1万吨的 CO₂封存,生产1亿块轻质实心混凝土砖,实现养护效率翻倍且零碳排放。
三、煤化工行业万吨级全固废建材项目——合肥
2022 年,长三角研究院有机功能材料研究所联合同济大学蒋正武教授团队、中盐安徽红四方股份有限公司等合作,在安徽合肥成功试运行国内煤化工行业首个万吨级 CO₂矿化制备全固废负碳建材项目。
该项目利用气化渣、电石渣等大宗固废,无需外部热源和水泥,通过与CO₂烟气矿化反应制备建材产品。实现了产品平均固碳率超15%,产品性能符合相关标准要求,开辟了大宗固废与CO₂尾气协同处置新路径。
四、万吨级CO₂直接利用工厂——滨州
2022 年,武汉理工大学刘志超教授团队联合京韵泰博新材料科技有限公司,在山东省滨州市建设全球首座万吨级CO₂直接利用工业实验示范工厂,项目一期投资1.5亿元,可处置钢渣、粉煤灰等大宗固废16万吨/年,CO₂减排6万吨/年,年产400万㎡固碳石建材产品。
该项目利用钢渣、粉煤灰、炉渣、电石渣等固废与低浓度 CO₂反应制备固碳石,每吨产品吸碳 30%-50%。技术优势显著,无需提纯,反应 “零能耗”,成本低、效率高。
五、化学链矿化CCUS项目的技术引领——大同
2022 年,原初科技有限公司联合国电电力大同公司在国家能源集团大同分公司,建成全球首个化学链矿化 CCUS 项目,并一次性成功通过了电力行业严格规范的168小时运行验收,连续生产出优质绿色固碳型碳酸钙产品。
该项目以电石渣为原料,与电厂烟气反应生产碳酸钙产品,整个过程中,电厂烟气无需经过捕集提纯。项目实现年捕集固化 1000 吨二氧化碳,生产固碳型碳酸钙2300余吨,矿化吸收率超 90%,实现多项全球首创,具有大规模、长期稳定固碳等优势。
六、百万吨混凝土 CO₂矿化利用——嘉兴
2024年,国内首个百万吨混凝土 CO₂矿化利用示范应用项目在浙江嘉兴落地。浙江大学联合清捕零碳公司,采用 “二氧化碳微晶化矿化混凝土” 技术,该技术在混凝土拌合时通过复合相 CO₂矿化与低碳助剂强化,提升混凝土性能。
经测算,该技术可减少胶凝材料使用率 10% 以上,每立方碳足迹比传统工艺减少 70kg CO₂,全生命周期碳排放降低约 20%。未来,其每年将带来 2000 万吨以上的 CO₂封存潜力,助力传统商混站变身 “固碳工厂”。
七、天龙镁业镁渣综合利用负碳项目——榆林
2024 年 10 月,榆林市天龙镁业与京博控股签约 50 万吨 / 年碳矿化 CCUS 镁渣综合利用负碳项目。该项目采用新型碳矿化技术,利用镁渣制备负碳新材料,推动地方绿色低碳生态圈建设。
在工业领域积极探寻可持续发展路径的当下,工业固废二氧化碳矿化技术已成为一股不容小觑的力量。从混凝土生产,到煤化工、火电、冶金等诸多行业,一系列典型案例不断涌现,淋漓尽致地展现出这项技术所蕴含的无限潜力。
在全球大力推进可持续发展的进程中,该技术创新的脚步从未停歇,随着工业固废二氧化碳矿化技术的持续优化与广泛应用,在不远的未来,它必将为全球可持续发展注入更为强劲的动力,为广大企业开拓出更多的发展机遇。
来源:固废利用与低碳建材
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