Связывание диоксида углерода, включающее термолитические процессы на основе двух солей
Формула / Реферат
1. Способ связывания диоксида углерода, включающий:
(a) реакцию галогенидной, сульфатной или нитратной соли на основе первого катиона или ее гидрата с водой в первой смеси в условиях, подходящих для образования первой смеси продуктов, включающей первый продукт стадии (а), содержащий гидроксид на основе первого катиона, оксид на основе первого катиона и/или гидроксихлоридную соль на основе первого катиона, и второй продукт стадии (а), содержащий HCl, H2SO4 или HNO3;
(b) смешивание части или всего количества первого продукта стадии (а) с галогенидной, сульфатной или нитратной солью на основе второго катиона или ее гидратом и диоксида углерода во второй смеси в условиях, подходящих для образования второго продукта, причем смесь включает первый продукт стадии (b), содержащий галогенидную, сульфатную и/или нитратную соль на основе первого катиона или ее гидрат, второй продукт стадии (b), содержащий карбонатную соль на основе второго катиона, и третий продукт стадии (b), содержащий воду; и
(c) отделение некоторой части или всей карбонатной соли на основе второго катиона от второй смеси продуктов, в результате чего диоксид углерода связывается в форме минерального продукта.
2. Способ по п.1, в котором галогенидная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой хлоридную соль на основе первого катиона или ее гидрат и второй продукт стадии (а) представляет собой HCl.
3. Способ по любому из пп.1, 2, в котором галогенидная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (b) представляет собой хлоридную соль на основе первого катиона или ее гидрат.
4. Способ по п.2, в котором хлоридная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой MgCl2.
5. Способ по п.4, в котором хлоридная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой гидратированную форму MgCl2.
6. Способ по п.5, в котором хлоридная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой MgCl2×6Н2О.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором гидроксид на основе первого катиона на стадии (а) представляет собой Mg(OH)2.
8. Способ по любому из пп.2-6, в котором гидроксихлоридная соль на основе первого катиона на стадии (а) представляет собой Mg(OH)Cl.
9. Способ по п.8, в котором первый продукт стадии (а) включает Mg(OH)Cl.
10. Способ по п.8, в котором первый продукт стадии (а) включает более чем 90 мас.% Mg(OH)Cl.
11. Способ по п.8, в котором первый продукт стадии (а) представляет собой Mg(OH)Cl.
12. Способ по любому из пп.1-6, в котором оксид на основе первого катиона на стадии (а) представляет собой MgO.
13. Способ по любому из пп.1-12, в котором галогенидная соль на основе второго катиона или ее гидрат на стадии (b) представляет собой хлоридную соль на основе второго катиона или ее гидрат.
14. Способ по п.13, в котором хлоридная соль на основе второго катиона представляет собой CaCl2.
15. Способ по любому из пп.3-12, в котором хлоридная соль на основе первого катиона на стадии (b) представляет собой MgCl2.
16. Способ по п.15, в котором хлоридная соль на основе первого катиона на стадии (b) представляет собой гидратированную форму MgCl2.
17. Способ по п.15, в котором хлоридная соль на основе первого катиона на стадии (b) представляет собой MgCl2×6Н2О.
18. Способ по любому из пп.1-17, в котором некоторая часть или все количество воды на стадии (а) присутствуют в форме пара или сверхкритической воды.
19. Способ по любому из пп.1-18, в котором некоторую часть или все количество воды на стадии (а) получают из воды на стадии (b).
20. Способ по любому из пп.1-19, в котором стадия (b) дополнительно включает добавление гидроксида натрия во вторую смесь.
21. Способ по любому из пп.1-20, дополнительно включающий: (d) смешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с HCl в условиях, подходящих для образования третьей смеси продуктов, включающей хлоридную соль металлов II группы, воду и диоксид кремния.
22. Способ по п.21, в котором некоторую часть или все количество HCl на стадии (d) получают на стадии (а).
23. Способ по п.21, в котором стадия (d) дополнительно включает перемешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с HCl.
24. Способ по любому из пп.21-23, в котором извлекают некоторую часть или все количество тепла, полученного на стадии (d).
25. Способ по любому из пп.21-24, в котором некоторая часть или все количество хлоридной соли на основе второго катиона на стадии (b) представляет собой хлоридную соль металлов II группы на стадии (d).
26. Способ по любому из пп.21-25, дополнительно включающий стадию разделения, на которой диоксид кремния отделяют от хлоридной соли металлов II группы, полученной на стадии (d).
27. Способ по любому из пп.21-26, в котором некоторую часть или все количество воды на стадии (а) получают из воды на стадии (d).
28. Способ по любому из пп.21-26, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает иносиликат металлов II группы.
29. Способ по любому из пп.21-26, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает CaSiO3.
30. Способ по любому из пп.21-26, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает MgSiO3.
31. Способ по любому из пп.21-26, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает оливин Mg2[SiO4].
32. Способ по любому из пп.21-26, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает серпентин Mg6(ОН)8[Si4O10].
33. Способ по любому из пп.21-26, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает сепиолит Mg4[(ОН)2Si6O15]×6Н2О, энстатит Mg2[Si2O6], диопсид CaMg[Si2O6] и/или тремолит Ca2Mg5{[ОН]Si4O11}2.
34. Способ по любому из пп.21-26, в котором силикат металлов II группы дополнительно включает силикаты железа и/или марганца.
35. Способ по п.34, в котором силикат железа представляет собой фаялит Fe2[SiO4].
36. Способ по любому из пп.3-35, в котором некоторая часть или все количество хлоридной соли на основе первого катиона, полученной на стадии (b), представляет собой хлоридную соль на основе первого катиона, используемую на стадии (а).
37. Способ по любому из пп.1-36, в котором диоксид углерода находится в форме топочного газа, где топочный газ дополнительно включает N2 и H2O.
38. Способ по любому из пп.1-37, в котором подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от 200 до 500°C.
39. Способ по п.38, в котором температура составляет от 230 до 260°C.
40. Способ по п.38, в котором температура составляет 250°C.
41. Способ по п.38, в котором температура составляет от 200 до 250°C.
42. Способ по п.38, в котором температура составляет 240°C.
43. Способ по любому из пп.1-37, в котором подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от 50 до 260°C.
44. Способ по п.43, в котором температура составляет от 90 до 260°C.
45. Способ по п.44, в котором температура составляет от 90 до 230°C.
46. Способ по п.45, в котором температура составляет 130°C.
47. Способ по любому из пп.1-37, в котором подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от 400 до 550°C.
48. Способ по п.47, в котором температура составляет от 450 до 500°C.
49. Способ по любому из пп.1-37, в котором подходящие условия реакции на стадии (b) включают температуру, составляющую от 20 до 100°C.
50. Способ по п.49, в котором температура составляет от 25 до 95°C.
51. Способ по любому из пп.21-37, в котором подходящие условия реакции на стадии (d) включают температуру, составляющую от 50 до 200°C.
52. Способ по п.51, в котором температура составляет от 90 до 150°C.
53. Способ связывания диоксида углерода, включающий:
(a) смешивание хлоридной соли магния и воды в первой смеси в условиях, подходящих для образования (i) гидроксида магния, оксида магния и/или Mg(OH)Cl и (ii) хлористого водорода;
(b) смешивание (i) гидроксида магния, оксида магния и/или Mg(OH)Cl, (ii) CaCl2 и (iii) диоксида углерода во второй смеси в условиях, подходящих для образования (iv) карбоната кальция, (v) хлоридной соли магния и (vi) воды; и
(c) отделение карбоната кальция от второй смеси, в результате чего диоксид углерода связывается в форме минерального продукта.
54. Способ по п.53, в котором некоторая часть или все количество хлористого водорода на стадии (а) смешивают с водой для получения хлористо-водородной кислоты.
55. Способ по п.53, в котором некоторую часть или все количество гидроксида магния, оксида магния и/или Mg(OH)Cl для стадии (b)(i) получают на стадии (a)(i).
56. Способ по п.53, в котором некоторая часть из всего количества воды на стадии (а) присутствует в форме гидрата хлоридной соли магния.
57. Способ по п.53, в котором стадию (а) осуществляют в одном, двух или трех реакторах.
58. Способ по п.53, в котором стадию (а) осуществляют в одном реакторе.
59. Способ по п.53, в котором гидроксид магния, оксид магния и/или Mg(OH)Cl на стадии (a)(i) содержит более чем 90 мас.% Mg(OH)Cl.
60. Способ по п.53, в котором хлоридная соль магния содержит более чем 90 мас.% MgCl2×6Н2О.
61. Способ по любому из пп.53-60, дополнительно включающий (d) смешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с хлористым водородом в условиях, подходящих для образования хлоридной соли металлов II группы, воды и диоксида кремния.
62. Способ по п.61, в котором некоторая часть или все количество хлористого водорода на стадии (d) получают на стадии (а).
63. Способ по п.61, в котором стадия (d) дополнительно включает перемешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с хлористо-водородной кислотой.
64. Способ по п.61, в котором часть или все количество хлоридной соли магния на стадии (а) получают на стадии (d).
65. Способ по п.61, дополнительно включающий стадию разделения, на которой диоксид кремния отделяют от хлоридной соли металлов II группы, полученной на стадии (d).
66. Способ по п.61, в котором некоторую часть или все количество воды на стадии (а) получают из воды на стадии (d).
67. Способ по п.61, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает иносиликат металлов II группы.
68. Способ по п.61, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает CaSiO3.
69. Способ по п.61, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает MgSiO3.
70. Способ по п.61, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает оливин.
71. Способ по п.61, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает серпентин.
72. Способ по п.61, в котором содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает сепиолит, энстатит, диопсид и/или тремолит.
73. Способ по п.61, в котором силикат металлов II группы дополнительно включает минерализованное железо и/или марганец.
74. Способ по любому из пп.53-66, в котором стадия (b) дополнительно включает добавление CaCl2 и воды во вторую смесь.
Текст
СВЯЗЫВАНИЕ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ТЕРМОЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА ОСНОВЕ ДВУХ СОЛЕЙ Изобретение относится к энергоэкономичным способам связывания диоксида углерода, в результате которых содержащие силикаты металлов II группы минералы и CO2 превращаются в известняк и песок с использованием термолитического процесса на основе двух солей, который допускает рециркуляцию тепла и химических реагентов с одной стадии на другую. Уровень техники, к которой относится изобретение Заявка на данное изобретение испрашивает приоритет предварительных патентных заявок США 61/362607 (подана 08 июля 2010 г.), 61/370030 (подана 02 августа 2010 г.), 61/406536 (подана 25 октября 2010 г.) и 61/451078 (подана 09 марта 2011 г.), причем содержание каждой из них во всей своей полноте включено в настоящий документ посредством ссылки. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение в общем относится к области связывания диоксида углерода из источника,такого как поток отходов (например, топочный газ) электростанции, в результате чего содержащие силикаты металлов II группы минералы превращаются в хлоридные соли металлов II группы и SiO2, хлоридные соли металлов II группы превращаются в гидроксиды металлов II группы и/или гидроксихлоридные соли металлов II группы. Они, в свою очередь, могут реагировать с диоксидом углерода, образуя карбонатные соли металлов II группы, необязательно в присутствии катализаторов. Эти стадии можно сочетать, образуя цикл, в котором диоксид углерода связывается в форме карбонатных солей и побочных продуктов с одной или нескольких стадий, таких как тепло, и химические реагенты повторно используют или возвращают на одной или нескольких других стадиях. Описание предшествующего уровня техники Значительное беспокойство на государственном и международном уровне становится все более сосредоточенным на выбросах CO2 в атмосферу. В частности, внимание сосредоточено на влиянии данного газа на задерживание солнечного тепла в атмосфере, в результате чего образуется "парниковый эффект". Несмотря на некоторые разногласия в отношении величины данного эффекта, все соглашаются в том,что было бы полезно удалять CO2 (и другие химические вещества) из источников точечных выбросов,особенно если бы стоимость этого удаления являлась достаточно низкой. Парниковые газы состоят преимущественно из диоксида углерода и образуются муниципальными электростанциями и крупномасштабными промышленными предприятиями по месту расположения электростанций, хотя они также образуются при любом обычном сгорании углерода (например, в автомобилях, при расчистке тропических лесов, простом горении и т.д.). Поскольку точки наиболее концентрированных выбросов представляют собой электростанции по всей планете, сокращение или прекращение выбросов из этих определенных точек представляет собой привлекательную задачу для осуществления технологии удаления. Так как производство энергии представляет собой основной источник выбросов парниковых газов, в течение последних тридцати лет интенсивно исследуются и изучаются способы,такие как уменьшение удельных выбросов диоксида углерода, повышение эффективности и связывание диоксида углерода в топочных газах электростанций разнообразными средствами. В попытках связывания углерода (исходная форма которого представляет собой газообразный CO2) созданы многочисленные разнообразные технологии, которые можно в общем классифицировать как геологические, наземные или океанские системы. Обзор этих технологий представляют Материалы первой национальной конференции по связыванию углерода (2001 г.). В настоящее время многие, если не все, из данных технологий являются чрезмерно энергоемкими, и, таким образом, они не выгодны в экономическом отношении, потребляя во многих случаях больше энергии, чем производство энергии в связи с образованием диоксида углерода. Альтернативные способы, которые преодолевают один или несколько из данных недостатков, имели бы преимущества. Приведенный список недостатков не следует рассматривать в качестве исчерпывающего; напротив,они входят во множество недостатков, которые снижают эффективность ранее известных технологий связывания диоксида углерода из потока отходов; однако и перечисленные выше недостатки являются достаточными, чтобы продемонстрировать, что существующие в технике способы не являются удовлетворительными, и существует значительная потребность в технологиях, которые описаны и заявлены в настоящем изобретении. Сущность изобретения В настоящем документе описаны способы и устройства для связывания диоксида углерода, включая связывание диоксида углерода из потоков отходов. В одном аспекте предложены способы связывания произведенного источником диоксида углерода, включающие:(a) реакцию галогенидной, сульфатной или нитратной соли на основе первого катиона или ее гидрата с водой в первой смеси в условиях, подходящих для образования первой смеси продуктов, включающей первый продукт стадии (а), включающий гидроксидную соль на основе первого катиона, оксидную соль на основе первого катиона и/или гидроксихлоридную соль на основе первого катиона, и второй продукт стадии (а), включающий HCl, H2SO4 или HNO3;(b) смешивание некоторой части или всего количества первого продукта стадии (а) с галогенидной,сульфатной или нитратной солью на основе второго катиона или ее гидратом и произведенного источником диоксида углерода во второй смеси в условиях, подходящих для образования второго продукта, причем смесь включает первый продукт стадии (b), включающий галогенидную, сульфатную и/или нитратную соль на основе первого катиона или ее гидрат, второй продукт стадии (b), включающий карбонатную соль на основе второго катиона, и третий продукт стадии (b), включающий воду; и(c) отделение некоторой части или всей карбонатной соли на основе второго катиона от второй смеси продуктов, в результате чего диоксид углерода связывается в форме минерального продукта. В некоторых вариантах осуществления на основе первого катиона галогенидная, сульфатная или нитратная соль или ее гидрат на стадии (а) представляет собой хлоридную соль на основе первого катиона или ее гидрат, и второй продукт стадии (а) представляет собой HCl. В некоторых вариантах осуществления галогенидная, сульфатная или нитратная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии(b) представляет собой хлоридную соль на основе первого катиона или ее гидрат. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой MgCl2. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой гидратированную форму MgCl2. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль на основе первого катиона или ее гидрат на стадии (а) представляет собой MgCl26H2O. В некоторых вариантах осуществления гидроксидная соль на основе первого катиона на стадии (а) представляет собой Mg(ОН)2. В некоторых вариантах осуществления гидроксихлоридная соль на основе первого катиона на стадии (а) представляет собой Mg(OH)Cl. В некоторых вариантах осуществления первый продукт стадии (а) включает преимущественно Mg(OH)Cl. В некоторых вариантах осуществления первый продукт стадии (а) включает более чем 90 мас.% Mg(OH)Cl. В некоторых вариантах осуществления первый продукт стадии (а) представляет собой Mg(OH)Cl. В некоторых вариантах осуществления оксидная соль на основе первого катиона на стадии (а) представляет собой MgO. В некоторых вариантах осуществления галогенидная, сульфатная или нитратная соль на основе второго катиона или ее гидрат на стадии (b) представляет собой хлоридную соль на основе второго катиона или ее гидрат, например CaCl2. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль на основе первого катиона на стадии (b) представляет собой MgCl2. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль на основе первого катиона на стадии (b) представляет собой гидратированную форму MgCl2. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль на основе первого катиона на стадии (b) представляет собой MgCl26H2O. В некоторых вариантах осуществления некоторая часть или все количество воды на стадии (а) присутствует в форме пара или сверхкритической воды. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество воды на стадии (а) получают из воды на стадии (b). В некоторых вариантах осуществления стадия (b) дополнительно включает добавление гидроксида натрия во вторую смесь. В некоторых вариантах осуществления способы дополнительно включают:(d) смешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с HCl в условиях, подходящих для образования третьей смеси продуктов, включающей хлоридную соль металлов II группы, воду и диоксид кремния. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество HCl на стадии (d) получают на стадии (а). В некоторых вариантах осуществления способы на стадии (d) дополнительно включают перемешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с HCl. В некоторых вариантах осуществления регенерируют некоторую часть или все количество тепла, полученного на стадии(d). В некоторых вариантах осуществления некоторая часть или все количество хлоридной соли на основе второго катиона на стадии (b) представляет собой хлоридную соль металлов II группы на стадии (d). В некоторых вариантах осуществления способы дополнительно включают стадию разделения, на которой диоксид кремния отделяют от хлоридной соли металлов II группы, полученной на стадии (d). В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество воды на стадии (а) получают из воды на стадии (d). В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает иносиликат металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает CaSiO3. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает MgSiO3. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает оливин Mg2[SiO4]. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает серпентин Mg6[ОН]8[Si4O10]. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает сепиолитMg4[(ОН)2Si6O15]6 Н 2 О, энстатит Mg2[Si2O6], диопсид CaMg[Si2O6] и/или тремолит Ca2Mg5[ОН]Si4O112. В некоторых вариантах осуществления силикат металлов II группы дополнительно включает силикаты железа и/или марганца. В некоторых вариантах осуществления силикат железа представляет собой фаялит Fe2[SiO4]. В некоторых вариантах осуществления некоторая часть или все количество хлоридной соли на основе первого катиона, полученной на стадии (b), представляет собой хлоридную соль на основе первого катиона, используемую на стадии (а). В некоторых вариантах осуществления диоксид углерода находится в форме топочного газа, где топочный газ дополнительно включает N2 и H2O.-2 023492 В некоторых вариантах осуществления подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от приблизительно 200 до приблизительно 500C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 230 до приблизительно 260C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет приблизительно 250C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 200 до приблизительно 250C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет приблизительно 240C. В некоторых вариантах осуществления подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от приблизительно 50 до приблизительно 200C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 90 до приблизительно 260C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 90 до приблизительно 230C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет приблизительно 130C. В некоторых вариантах осуществления подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от приблизительно 400 до приблизительно 550C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 450 до приблизительно 500C. В некоторых вариантах осуществления подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от приблизительно 20 до приблизительно 100C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 25 до приблизительно 95C. В некоторых вариантах осуществления подходящие условия реакции на стадии (а) включают температуру, составляющую от приблизительно 50 до приблизительно 200C. В некоторых вариантах осуществления температура составляет от приблизительно 90 до приблизительно 150C. В еще одном аспекте настоящее изобретение предлагает способы связывания произведенного источником диоксида углерода, включающие:(a) смешивание хлоридной соли магния и воды в первой смеси в условиях, подходящих для образования (i) гидроксида магния, оксида магния и/или Mg(OH)Cl и (ii) хлористого водорода;(b) смешивание (i) гидроксида магния, оксида магния и/или Mg(OH)Cl, (ii) CaCl2 и (iii) произведенного источником диоксида углерода во второй смеси в условиях, подходящих для образования (iv) карбоната кальция, (v) хлоридной соли магния и (vi) воды; и(c) отделение карбоната кальция от второй смеси, в результате чего диоксид углерода связывается в форме минерального продукта. В некоторых вариантах осуществления некоторая часть или все количество хлористого водорода на стадии (а) смешивают с водой для получения хлористо-водородной кислоты. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество гидроксида магния, оксида магния и/или Mg(OH)Cl для стадии (b)(i) получают на стадии (a)(i). В некоторых вариантах осуществления некоторая часть из всего количества воды на стадии (а) присутствует в форме гидрата хлоридной соли магния. В некоторых вариантах осуществления стадия (а) происходит в одном, двух или трех реакторах. В некоторых вариантах осуществления стадия (а) происходит в одном реакторе. В некоторых вариантах осуществления гидроксид магния, оксид магния и/или Mg(OH)Cl на стадии (a)(i) содержит более чем 90 мас.% Mg(OH)Cl. В некоторых вариантах осуществления хлоридная соль магния содержит более чем 90 мас.% MgCl26H2O. В некоторых вариантах осуществления способы дополнительно включают:(d) смешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с хлористым водородом в условиях, подходящих для образования хлоридная соль металлов II группы, вода, и диоксид кремния. В некоторых вариантах осуществления некоторая часть или все количество хлористого водорода на стадии (d) получают на стадии (а). В некоторых вариантах осуществления стадия (d) дополнительно включает перемешивание содержащего силикаты металлов II группы минерала с хлористо-водородной кислотой. В некоторых вариантах осуществления некоторая часть или все количество хлоридной соли магния на стадии (а) получают на стадии (d). В некоторых вариантах осуществления способы дополнительно включают стадию разделения, на которой диоксид кремния отделяют от хлоридной соли металлов II группы, полученной на стадии (d). В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество воды на стадии (а) получают из воды на стадии (d). В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает иносиликат металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает CaSiO3. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает MgSiO3. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает оливин. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает серпентин. В некоторых вариантах осуществления содержащий силикаты металлов II группы минерал на стадии (d) включает сепиолит, энстатит, диопсид и/или тремолит. В некоторых вариантах осуществления силикат металлов II группы дополнительно включает минерализованное железо и/или марганец. В некоторых вариантах осуществления стадия (b) дополнительно включает добавление CaCl2 и воды во вторую смесь.-3 023492 Другие цели, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания. Следует понимать, однако, что хотя подробное описание и конкретные примеры описывают конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, они представлены исключительно в качестве иллюстраций, поскольку разнообразные изменения и модификации,соответствующие идее и объему настоящего изобретения, станут очевидными для специалистов в данной области техники из данного подробного описания. Краткое описание чертежей Следующие чертежи составляют часть настоящего описания и включены для дополнительной демонстрации определенных аспектов настоящего изобретения. Настоящее изобретение становится более понятным при рассмотрении одного из данных чертежей в сочетании с подробным описанием конкретных вариантов осуществления, представленных в настоящем документе. Фиг. 1 представляет блок-схему системы для включающего гидроксиды металлов II группы способа связывания CO2 в виде карбонатов металлов II группы согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 представляет блок-схему системы, в которой Mg2+ функционирует в качестве катализатора связывания CO2 в виде карбоната кальция согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3 представляет упрощенную схему технологического процесса согласно некоторым вариантам осуществления способов, описанных в настоящем документе. Представлен включающий гидроксиды металлов II группы способ связывания CO2 в виде известняка (который составляет, главным образом,минерал кальцит, CaCO3). Термин "дорожная соль" на данном чертеже означает хлорид металла II группы, такой как CaCl2 и/или MgCl2, один или оба из которых необязательно являются гидратированными. В вариантах осуществления, включающих MgCl2, тепло можно использовать для проведения реакции между дорожной солью и водой (включая воду гидратации) с образованием HCl и гидроксида магнияMg(ОН)2 и/или гидроксихлорида магния Mg(OH)Cl. В вариантах осуществления, включающих CaCl2,тепло можно использовать для проведения реакции между дорожной солью и водой с образованием гидроксида кальция и HCl. HCl реагирует, например, с горными породами на основе иносиликата кальция(необязательно измельченными), образуя дополнительного количества дорожной соли, например, CaCl2,и песок (SiO2). Фиг. 4 представляет упрощенную схему технологического процесса, соответствующую некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Силикатные горные породы можно использовать в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для связывания CO2 в виде CaCO3. Термин"дорожная соль" на данном чертеже означает хлорид металла II группы, такой как CaCl2 и/или MgCl2,один или оба из которых необязательно являются гидратированными. В содержащем дорожную соль бойлере тепло можно использовать для проведения реакции между дорожной солью, напримерMgCl26 Н 2 О, и водой (включая воду гидратации) с образованием HCl и гидроксидов, оксидов и/или смешанных гидроксихлоридов металлов II группы, включая, например, гидроксид магния Mg(OH)2 и/или гидроксихлорид магния Mg(OH)Cl. В вариантах осуществления, включающих CaCl2, тепло можно использовать для проведения реакции между дорожной солью и водой с образованием гидроксида кальция и HCl. HCl можно продавать или вводить в реакции с силикатными горными породами, например иносиликатами, получая дополнительное количество дорожной соли, например CaCl2, и песок (SiO2). В некоторых из данных вариантов осуществления можно использовать ионообменную реакцию между Mg2+ и Са 2+, чтобы обеспечивать, например, циклическую работу ионов Mg2+. Фиг. 5 представляет схему технологического процесса, показывающую параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. В данном варианте осуществления содержащий 35% MgCl2, 65% H2O раствор нагревают до 536F (280C), затем поток выходит в виде потока, обозначенного "Н 2 О-MgOH", который включает раствор MgCl2 и твердый Mg(OH)2. Как правило, когда Mg(OH)Cl растворяется в воде, он образует Mg(OH)2 (твердый) и MgCl2 (растворенный). Здесь MgCl2 не используют для непосредственного поглощения CO2, вместо этого происходит его рециркуляция. Суммарная реакция представляет собой улавливание CO2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaCl2 и воды, и образование CaCO3. Результаты моделирования показывают, что эффективной является рециркуляция потока MgCl2 и затем его реакция с H2O при нагревании и образование Mg(OH)2. Одно или несколько из вышеупомянутых соединений затем реагируют с раствором CaCl2/Н 2 О и CO2 из топочного газа, образуя,в конечном счете, CaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор для повторения процесса. Фиг. 6 представляет схему технологического процесса, показывая параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание CO2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaCl2 и воды, и образование CaCO3. В данном варианте осуществления гексагидрат дегидратируют в трех отдельных камерах и разлагают в четвертой камере,где HCl, которая образуется при разложении, рециркулирует обратно в третью камеру, что предотвраща-4 023492 ет любые побочные реакции. Реакции, проходящие в этих камерах, включают следующие: первая камера (100C): MgCl26 Н 2 ОMgCl24 Н 2 О+2 Н 2 О; вторая камера (125C): MgCl24 Н 2 ОMgCl22 Н 2 О+2 Н 2 О; третья камера (160C): MgCl22 Н 2 ОMgCl2 Н 2 О+Н 2 О; Первые три приведенные выше реакции можно охарактеризовать как реакции дегидратации, в то время как четвертую реакцию можно охарактеризовать как разложение. Результаты этого моделирования, которые разъясняются более подробно в примере 2, показывают, что при меньших температурах(130-250C) разложение MgCl26 Н 2 О приводит к образованию Mg(OH)Cl вместо MgO. Mg(OH)Cl затем реагирует с Н 2 О, образуя MgCl2 и Mg(OH)2, который затем реагирует с насыщенным растворомCaCl2/Н 2 О и СО 2 из топочного газа, образуя CaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. Фиг. 7 представляет схему технологического процесса, показывая параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание CO2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaCl2 и воды, и образование CaCO3. В данном варианте осуществления гексагидрат хлорида магния дегидратируют в двух отдельных камерах и разлагают в третьей камере. Обе реакции (дегидратация и разложение) происходят в третьей камере. Рециркуляция HCl отсутствует. Реакции, происходящие в данных камерах, включают следующие: первая камера (100C): MgCl26 Н 2 ОMgCl24 Н 2 О+2 Н 2 О; вторая камера (125C): MgCl24 Н 2 ОMgCl22H2O+2H2O; третья камера (130C): MgCl22 Н 2 ОMg(ОН) Cl+HCl+Н 2 О; третья камера (130C): MgCl22 Н 2 ОMgCl2 Н 2 О+Н 2 О. Первую, вторую и четвертую реакции, приведенные выше, можно охарактеризовать как реакции дегидратации, в то время как третью реакцию можно охарактеризовать как разложение. Как и в варианте осуществления на фиг. 6, температуры, используемые в данном варианте осуществления, приводят к образованию Mg(OH)Cl, а не MgO из MgCl26 Н 2 О. Mg(OH)Cl затем реагирует с H2O, образуя MgCl2 иCaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примере 3. Фиг. 8 представляет схему технологического процесса, показывая параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание CO2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaCl2 и воды, и образование CaCO3. Результаты этого моделирования показывают, что эффективным является нагревание MgCl26 Н 2 О с образованием MgO. MgO затем реагирует с H2O, образуя Mg(OH)2, который затем реагирует с насыщенным раствором CaCl2/Н 2 О и CO2 из топочного газа, образуя CaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. В данном варианте-5 023492 осуществления гексагидрат хлорида магния одновременно дегидратируют и разлагают в одной камере при 450C. Это модельное значение температуры. Предпочтительный интервал в некоторых вариантах осуществления составляет от 450 до 500C. Таким образом, разложение происходит полностью до MgO. Основную реакцию, происходящую в данной камере, можно представить следующим образом: Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примере 4. Фиг. 9 представляет схему технологического процесса, показывая параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов, аналогично варианту осуществления на фиг. 8, за исключением того, чтоMgCl26H2O разлагается, образуя промежуточное соединение Mg(OH)Cl при меньшей температуре 250C в одной камере. Mg(OH)Cl затем растворяется в воде, образуя MgCl2 и Mg(OH)2, который вступает в такую же реакцию с CaCl2 и CO2, образуя CaCO3 и MgCl2. Основную реакцию, происходящую в данной камере, можно представить следующим образом: Реакцию моделировали при 250C. В некоторых вариантах осуществления предпочтительный интервал составляет от 230 до 260C. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примере 5. Фиг. 10 представляет зависимость массы (в процентах) образца MgCl26H2O от температуры. Исходная масса образца составляла приблизительно 70 мг, и ее считали равной 100%. Массу образца измеряли во время эксперимента по его термическому разложению. Температуру быстро увеличивали до 150C, и затем она медленно росла со скоростью 0,5C/мин. Приблизительно при 220C масса становилась постоянной, что соответствовало образованию Mg(OH)Cl. Фиг. 11 представляет рентгеновские дифракционные данные, соответствующие продукту в примере 7. Фиг. 12 представляет рентгеновские дифракционные данные, соответствующие продукту реакции с использованием Mg(OH)2 в примере 8. Фиг. 13 представляет рентгеновские дифракционные данные, соответствующие продукту реакции с использованием Mg(OH)Cl в примере 8. Фиг. 14 представляет влияние температуры и давления на разложение MgCl2(H2O). Фиг. 15 представляет технологическую схему варианта осуществления процесса замещения Са/Mg,описанного в настоящем документе. Фиг. 16 представляет технологическую схему варианта процесса, в котором используют только соединения магния. В данном варианте осуществления не происходит реакция замещения Са 2+-Mg2+. Фиг. 17 представляет технологическую схему другого варианта процесса, который находится между двумя предшествующими вариантами осуществления. Половину ионов Mg2+ замещают ионы Са 2+, и в результате этого получается минерализованный карбонат MgCa(СО 3)2 или доломит. Фиг. 18 представляет процесс CaSiO3-Mg(OH)Cl, случаи 10 и 11. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание СО 2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaSiO3, CO2 и воды, и образованием SiO2 и CaCO3. Результаты этого моделирования показывают, что эффективным является изоляция реакции HCl с CaSiO3 и тепла топочного газа, который выделяет использующая природный газ или уголь тепловая электростанция, чтобы осуществлять разложение MgCl26H2O, образуя Mg(OH)Cl. Mg(OH)Cl затем реагирует с H2O, образуя MgCl2 и Mg(OH)2, который затем реагирует с насыщенным раствором CaCl2/Н 2 О и CO2 из топочного газа, образуя CaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. В данном варианте осуществления гексагидрат хлорида магния дегидратируют, получая дигидрат хлорида магния MgCl22 Н 2 О в первой камере с использованием тепла реакции HCl и CaSiO3, и разлагают во второй камере при 250C с использованием тепла топочного газа. Таким образом, происходит частичное разложение до Mg(OH)Cl. Основные реакции, происходящие в данной камере, можно представить следующим образом. Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примерах 10 и 11.-6 023492 Фиг. 19 представляет процесс CaSiO3-MgO, случаи 12 и 13. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание СО 2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaSiO3, CO2 и воды, и образованием SiO2 и CaCO3. Результаты этого моделирования показывают,что эффективным является изоляция реакции HCl с CaSiO3 и тепла топочного газа, который выделяет использующая природный газ или уголь тепловая электростанция, чтобы осуществлять разложениеMgCl26 Н 2 О, образуя MgO. MgO затем реагирует с Н 2 О, образуя Mg(OH)2, который затем реагирует с насыщенным раствором CaCl2/Н 2 О и СО 2 из топочного газа, образуя CaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. В данном варианте осуществления гексагидрат хлорида магния дегидратируют до дигидрата хлорида магния MgCl22 Н 2 О в первой камере с использованием тепла реакции HCl и CaSiO3 и разлагают во второй камере при 450C с использованием тепла топочного газа. Таким образом, происходит полное разложение до MgO. Основные реакции, происходящие в данной камере, можно представить следующим образом. Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примерах 12 и 13. Фиг. 20 представляет процесс MgSiO3-Mg(ОН)Cl, случаи 14 и 15. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание СО 2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, MgSiO3, СО 2 и воды, и образованием SiO2 и MgCO3. Результаты этого моделирования показывают, что эффективным является изоляция реакции HCl с MgSiO3 и тепла из топочного газа,который выделяет использующая природный газ или уголь тепловая электростанция, чтобы осуществлять разложение MgCl22 Н 2 О, образуя Mg(OH)Cl. Mg(OH)Cl затем реагирует с Н 2 О, образуя MgCl2 иMg(OH)2, который затем реагирует с СО 2 из топочного газа, образуя MgCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. В данном варианте осуществления хлорид магния остается в форме дигидрата MgCl22 Н 2 О вследствие тепла реакции HCl и MgSiO3 перед разложением при 250C с использованием тепла топочного газа. Таким образом, происходит частичное разложение до Mg(OH)Cl. Основные реакции, происходящие в данной камере, можно представить следующим образом. Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примерах 14 и 15. Фиг. 21 представляет процесс MgSiO3-MgO, случаи 16 и 17. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание CO2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, MgSiO3, CO2 и воды, и образованием SiO2 и MgCO3. Результаты этого моделирования показывают, что эффективным является изоляция реакции HCl с MgSiO3 и тепла из топочного газа, который выделяет использующая природный газ или уголь тепловая электростанция, чтобы осуществлять разложение MgCl22 Н 2 О, образуя MgO. MgO затем реагирует с H2O, образуя Mg(OH)2, который затем реагирует сCO2 из топочного газа, образуя MgCO3, который отделяют от потока фильтрованием. В данном варианте осуществления хлорид магния остается в форме дигидрата MgCl22 Н 2 О вследствие тепла реакции HCl иMgSiO3 перед разложением при 450C с использованием тепла топочного газа. Таким образом, происходит полное разложение до MgO. Основные реакции, происходящие в данной камере, можно представить следующим образом. Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примерах 16 и 17. Фиг. 22 представляет процесс диопсид-Mg(ОН)Cl, случаи 18 и 19. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание СО 2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, диопсида MgCa(SiO3)2, CO2 и воды, и образованием SiO2 и доломита MgCa(CO3)2. Результаты этого моделирования показывают, что эффективным является изоляция реакции HCl сMgCa(SiO3)2 и тепла топочного газа, который выделяет использующая природный газ или уголь тепловая электростанция, чтобы осуществлять разложение MgCl26 Н 2 О, образуя Mg(OH)Cl. Mg(OH)Cl затем реагирует с H2O, образуя MgCl2 и Mg(OH)2, который затем реагирует с насыщенным раствором CaCl2/Н 2 О иCO2 из топочного газа, образуя MgCa(СО 3)2 который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. В данном варианте осуществления хлорид магния гексагидрат дегидратируют до дигидрата хлорида магния MgCl22 Н 2 О в первой камере с использованием тепла реакции HCl и CaSiO3 и разлагают до Mg(OH)Cl во второй камере при 250C с использованием тепла топочного газа. Основные реакции, происходящие в данной камере,можно представить следующим образом. Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примерах 18 и 19. Фиг. 23 представляет процесс диопсид-MgO, случаи 20 и 21. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. Суммарная реакция представляет собой улавливание СО 2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, диопсида MgCa(SiO3)2, CO2 и воды, и образованием SiO2 и доломита MgCa(СО 3)2. Результаты этого моделирования показывают, что эффективным является изоляция реакции HCl с MgCa(SiO3)2 и тепла топочного газа, который выделяет использующая природный газ или уголь тепловая электростанция, и/или тепла из другого источника, чтобы осуществлять разложение MgCl26H2O, образуя MgO. MgO затем реагирует с H2O, образуя Mg(OH)2, который затем реагирует с насыщенным раствором CaCl2/Н 2 О и CO2 из топочного газа, образуя MgCa(СО 3)2 который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. В данном варианте осуществления хлорид магния гексагидрат дегидратируют до дигидрата хлорида магния MgCl22 Н 2 О в первой камере с использованием тепла реакции HCl и CaSiO3 и разлагают до MgO во второй камере при 450C с использованием тепла топочного газа. Основные реакции, происходящие в данной камере, можно представить следующим образом. Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Дополнительные подробности в отношении данного моделирования представлены ниже в примерах 20 и 21. Фиг. 24 иллюстрирует процентную долю уловленного CO2 для различных концентраций СО 2 в топочном газе при различных температурах, в случае топочного газа, полученного из угля или природного газа, и также в случае проведения процесса с полным или частичным разложением. См. случаи 10-13 процессов CaSiO3-Mg(OH)Cl и CaSiO3-MgO. Фиг. 25 иллюстрирует процентную долю уловленного СО 2 для различных концентраций СО 2 в топочном газе при различных температурах, в случае топочного газа, полученного из угля или природного газа, и также в случае проведения процесса с полным или частичным разложением. См. случаи 14-17 процессов MgSiO3-Mg(OH)Cl и MgSiO3-MgO. Фиг. 26 иллюстрирует процентную долю уловленного CO2 для различных концентраций CO2 в топочном газе при различных температурах, в случае топочного газа, полученного из угля или природного газа, и также в случае проведения процесса с полным или частичным разложением. См. случаи 18-21 процессов диопсид-Mg(OH)Cl и диопсид-MgO. Фиг. 27 представляет упрощенную схему технологического процесса, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в котором две различные соли, например, Са 2+ иMg2+, используют для разложения и насыщения диоксидом углерода. Фиг. 28 и 29 представляют зависимость массы (в процентах) образцов MgCl26 Н 2 О от температуры. Исходная масса каждого из образцов составляла приблизительно 70 мг, и в каждом случае ее считали как 100%. Во время эксперимента измеряли массы образцов в процессе их термического разложения. Температуру резко повышали до 200C, а затем продолжали увеличивать в ходе 12-часового эксперимента. Идентичность продуктов разложения можно подтвердить сравнением с представленными теоретическими графиками. Фиг. 28 представляет наложение двух графиков, первый из которых, выполненный сплошной линией, представляет зависимость температуры (C) от времени (мин). Данная линия иллюстрирует увеличение температуры с течением времени; второй график, выполненный штриховой линией, представляет зависимость процентной массы образца (исходная масса соответствует 100%) от времени, что иллюстрирует уменьшение массы образца с течением времени в процессе дегидратации или разложения. Фиг. 29 также представляет наложение двух графиков, первый из которых, выполненный сплошной линией, представляет зависимость процентной массы от температуры (C), иллюстрируя уменьшение массы образца при увеличении температуры; второй график, выполненный штриховой линией, представляет производную процентной массы по температуре (мас.%/C) от температуры (C). Когда величина данной производной является высокой, это означает более высокую скорость потери массы при каждом увеличении температуры на 1C. Если данная величина равна нулю, масса образца остается постоянной, несмотря на увеличение температуры, что показывает отсутствие дегидратации и разложения. Следует отметить, что фиг. 28 и 29 относятся к одному и тому же образцу. Фиг. 30 представляет разложение MgCl26 Н 2 О при 500C через 1 ч. Данный график представляет нормированные конечные и исходные массы четырех испытанных образцов MgCl26 Н 2 О после нагревания при 500C в течение одного часа. Соответствующая конечная масса подтверждает, что MgO является продуктом разложения при данной температуре. Фиг. 31 представляет разложение в трех камерах. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. В данном варианте осуществления тепло холодного топочного газа (камера 1), тепло из реактора для растворения минерала (камера 2) и внешний природный газ (камера 3) используют в качестве источников тепла. Данная схема технологического процесса иллюстрирует процесс разложения до Mg(OH)Cl в трех камерах. Первую камеру нагревают до 200C топочным газом, получая некоторое исходное тепло, составляющее приблизительно 8,2% суммарного требуемого тепла; вторая камера, которая получает тепло, извлеченное из реактора для растворения минерала, обеспечивает 83% требуемого тепла для разложения, из которого 28% дает реакция хлористо-водородной кислоты и силикатного минерала, и 55% образуется при конденсации и обра-9 023492 зовании хлористо-водородной кислоты; и, наконец, третья камера использует природный газ в качестве внешнего источника оставшегося тепла, которое составляет 8,5% суммарного тепла. Поскольку CO2 поставляет использующая природный газ электростанция комбинированного цикла, очень немного тепла поступает от электростанции для осуществления реакции разложения. Фиг. 32 представляет разложение в четырех камерах. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. В данном варианте осуществления тепло холодного топочного газа (камера 1), тепло дополнительного пара (камера 2), тепло от реактора для растворения минерала (камера 3) и внешний природный газ (камера 4) используют в качестве источников тепла. Данная схема технологического процесса иллюстрирует процесс разложения доMg(OH)Cl в четырех камерах, причем первая камера использует нагретый до 200C топочный газ, чтобы обеспечить некоторое исходное тепло, составляющее приблизительно 8,2% суммарного требуемого тепла, вторая камера использует тепло в форме дополнительного пара, обеспечивая 0,8% суммарного требуемого тепла, третья камера, которая получает тепло, извлеченное из реактора для растворения минерала, обеспечивает 83% требуемого тепла для разложения, из которого 28% дает реакция хлористоводородной кислоты и силикатного минерала, и 55% образуется при конденсации и образовании хлористо-водородной кислоты, и, наконец, четвертая камера использует природный газ в качестве внешнего источника остальной части тепла, которая составляет 8% суммарного тепла. Поскольку CO2 поставляет использующая природный газ электростанция комбинированного цикла, очень немного тепла поступает от электростанции для осуществления реакции разложения. Фиг. 33 представляет разложение в двух камерах. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. В данном варианте осуществления тепло из реактора для растворения минерала (камера 1) и внешний природный газ (камера 2) используют в качестве источников тепла. Данная схема технологического процесса иллюстрирует процесс разложение до Mg(OH)Cl в двух камерах, причем первая камера, которая получает тепло, извлекаемое из реактора для растворения минерала, обеспечивает 87% требуемого тепла для разложения, из которого 28% дает реакция хлористо-водородной кислоты и силикатного минерала, и 59% образуется при конденсации и образовании хлористо-водородной кислоты, и вторая камера использует природный газ в качестве внешнего источника остальной части тепла, которая составляет 13% суммарного тепла. Поскольку CO2 поставляет использующая природный газ электростанция комбинированного цикла, очень немного тепла поступает от электростанции для осуществления реакции разложения. Фиг. 34 представляет разложение в двух камерах. Данный чертеж представляет схему технологического процесса, приводя параметры и результаты моделирования процесса с использованием программного обеспечения Aspen Plus для моделирования технологических процессов. В данном варианте осуществления тепло от реактора для растворения минерала (камера 1) и горячий топочный газ от использующей природный газ электростанции открытого цикла (камера 2) используют в качестве источников тепла. Эта схема технологического процесса иллюстрирует процесс разложения до Mg(OH)Cl в двух камерах, причем первая камера, которая получает тепло, извлеченное из реактора для растворения минерала,обеспечивает 87% требуемого тепла для разложения, из которого 28% дает реакция хлористоводородной кислоты и силикатного минерала, и 59% образуется при конденсации и образовании хлористо-водородной кислоты; и вторая камера использует природный газ в качестве внешнего источника остальной части тепла, которая составляет 13% суммарного тепла. Поскольку CO2 поставляет использующая природный газ электростанция открытого цикла, существенное количество тепла поступает от электростанции в форме нагретого до 600C топочного газа для осуществления реакции разложения. Фиг. 35 представляет принципиальную схему реактора Оже (Auger), который можно использовать для реакции разложения соли, включая разложение MgCl26H2O до Mg(OH)Cl или MgO. Такие реакторы могут включать внутреннее нагревание для эффективного использования тепла, внешнюю изоляцию для эффективного использования тепла, винтовой механизм для соответствующего переноса твердого материала (когда твердый материал присутствует), соответствующую вентиляцию для удаления HCl. Такие реакторы используют для получения приблизительно 1,8 кг приблизительно 90% Mg(OH)Cl. Фиг. 36 представляет индекс оптимизации для двух отдельных экспериментов по получениюMg(OH)Cl с использованием реактора Оже. Индекс оптимизации представляет собой произведение конверсии (в процентах) и эффективности (в процентах). Фиг. 37 представляет схему технологического процесса модели Aspen, которая моделирует процесс Описание иллюстративных вариантов осуществления Настоящее изобретение относится к связыванию диоксида углерода, включая энергоэкономичные процессы, в которых хлориды металлов II группы превращаются в гидроксиды металлов II группы и хлористый водород, который затем используют для удаления диоксида углерода из потоков отходов. В некоторых вариантах осуществления хлористый водород может дополнительно реагировать с силикатами металлов II группы, образуя дополнительное количество хлориды металлов II группы в качестве исходных материалов и диоксид кремния. В некоторых вариантах осуществления способы и устройства согласно настоящему изобретению включают один или несколько из следующих общих компонентов: (1) конверсия содержащих силикаты металлов II группы минералов с хлористым водородом в хлориды металлов II группы и диоксид кремния; (2) конверсия хлоридов металлов II группы в гидроксиды металлов II группы и хлористый водород;(3) удаление диоксида углерода в водной среде, в результате которого газообразный CO2 поглощается водным щелочным раствором, включающим гидроксиды металлов II группы, образуя в качестве продуктов карбонаты и/или бикарбонаты металлов II группы и воду; (4) процесс разделения, в результате которого карбонатные и/или бикарбонатные продукты отделяются от жидкой смеси; (5) повторное или циклическое использование побочных продуктов, включая энергию, от одной или нескольких стадий или технологических потоков для одной или более других стадий или технологических потоков. Каждый из данных общих компонентов далее разъясняется более подробно. Хотя в многочисленных вариантах осуществления настоящего изобретения потребляется некоторое количество энергии для осуществления поглощения CO2 и других химических веществ из потоков топочного газа и для достижения других целей вариантов осуществления настоящего изобретения, которые описаны в данном документе, одно преимущество определенных вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что они обеспечивают экологическую эффективность, которая превышает уровни предшествующего уровня техники, поглощая при этом основную или всю массу выбросов CO2 из данного источника, такого как электростанция. Еще одно дополнительное преимущество определенных вариантов осуществления настоящего изобретения, которое отличает их от других способов удаления CO2, заключается в том, что в некоторых рыночных условиях стоимость продуктов оказывается значительно выше, чем стоимость требуемых реагентов или чистой потребляемой энергии или амортизационных расходов предприятия. Другими словами, определенные варианты осуществления представляют собой промышленные способы рентабельного производства содержащих хлориды и гидрокарбонаты продуктов, где также обеспечивается существенное удаление CO2 и попутных загрязняющих веществ, вызывающих беспокойство.I. Определения. При использовании в настоящем документе термины "карбонаты" или "карбонатные продукты" в общем определятся как минеральные компоненты, содержащие карбонатную группу [СО 3]2-. Таким образом, данные термины обозначают также смеси карбонатов и бикарбонатов и вещества, содержащие исключительно карбонатные ионы. Термины "бикарбонаты" и "бикарбонатные продукты" в общем определяются как минеральные компоненты, содержащие бикарбонатную группу [НСО 3]-. Таким образом,данные термины обозначают также смеси карбонатов и бикарбонатов и вещества, содержащие исключительно бикарбонатные ионы. При использовании в настоящем документе термин "Са/Mg" означает только Са, только Mg или смесь Ca и Mg. Соотношение Ca и Mg может составлять от 0:100 до 100:0, в том числе, например, 1:99,5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20, 90:10, 95:5 и 99:1. Термины "Ca/Mg", "MgxCa1-x" и CaxMg1-x" являются синонимичными. Напротив, термины "CaMg" или "MgCa" означают, что соотношение данных двух ионов составляет 1:1. При использовании в настоящем документе термин "экологическая эффективность" используют синонимично с термином "термодинамическая эффективность" и определяют как количество CO2, связанного согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, по отношению к израсходованной энергии (представлено выражением "СО 2/Е"), и соответствующая единица данной величины представляет собой кВтч/т CO2. Связывание CO2 выражается в процентах от суммарного количества CO2 на предприятии; аналогичным образом, потребление энергии выражается относительно суммарного потребления энергии на предприятии. Термины "группа II" и "группа 2" используются взаимозаменяемым образом."Гексагидрат" означает MgCl26 Н 2 О. При образовании бикарбонатов и карбонатов с использованием некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения термин "ионное соотношение" означает соотношение числа катионов в продукте и числа атомов углерода, присутствующих в данном продукте. Следовательно, можно сказать, что поток продукта, который состоит из бикарбоната кальция Ca(HCO3)2, имеет ионное соотношение (Ca/C),равное 0,5, при этом можно сказать, что поток продукта, который состоит из карбоната кальция CaCO3,имеет ионное соотношение (Ca/C), равное 1,0. В общем случае можно сказать, что смесь, содержащая неопределенное число карбонатов и бикарбонатов одновалентных, двухвалентных и трехвалентных ка- 11023492 тионов, имеет ионное соотношение, составляющее от 0,5 до 3,0. В зависимости от контекста сокращение MW означает молекулярную массу или мегаватты (МВт). Сокращение PFD означает схему технологического процесса. Сокращение Q означает тепло (или тепловая нагрузка), и тепло представляет собой тип энергии. Данный термин не включает какие-либо другие типы энергии. При использовании в настоящем документе термин "связывание" используют для общего обозначения технологии или практики, частичное или полное действие которой заключается в том, чтобы удалятьCO2 из точечных источников его выбросов и содержать CO2 в некоторой форме таким образом, чтобы препятствовать его возвращению в атмосферу. Использование данного термина не запрещает рассматривать какую-либо форму описанных вариантов осуществления в качестве технологии связывания. При использовании в химических формулах сокращение W означает H2O. Пироксены представляют собой группу силикатных минералов, которые встречаются в многочисленных вулканических и метаморфических горных породах. Они отличаются общей структурой, состоящей из одинарных цепей силикатных тетраэдров, и кристаллизуются в моноклинных и орторомбических системах. Пироксены имеют общую формулу XY(Si,Al)2 О 6, где X представляет собой ион кальция, натрия, железа(II) и магния и более редкие ионы цинка, марганца и лития и Y представляет собой ионы меньшего размера, такие как ионы хрома, алюминия, железа(III), магния, марганца, скандия, титана, ванадия и даже железа(II). Кроме того, атомы, составляющие соединения согласно настоящему изобретению, считаются включающими все изотопные формы соответствующих атомов. Термин "изотопы" при использовании в настоящем документе означает атомы, имеющие одинаковый атомный номер, но различные массовые числа. В качестве общего примера и без ограничения, изотопы водорода включают тритий и дейтерий и изотопы углерода включают 13 С и 14 С. Использование термина "включающий" в формуле и/или описании настоящего изобретения может означать включающий "один", но это также согласуется со значением выражений "один или несколько","по меньшей мере один" и "один или более чем один". Во всем описании термин "приблизительно" используют для обозначения того, что данное значение приведено с учетом собственной погрешности или ошибки устройства, способа, используемого для определения данного значения, или изменчивости, которая существует среди исследуемых предметов. Термины "включать", "иметь" и "содержать" представляют собой связующие глаголы без ограничения перечисляемых предметов. Любые формы или времена одного или нескольких из этих глаголов, такие как "включает", "включающий", "имеет", "имеющий", "содержит" и "содержащий", также не ограничивают перечисляемые предметы. Например, любой способ, который "включает", "имеет" или "содержит" одну или более стадий, не ограничен содержанием исключительно одной или нескольких перечисленных стадий, но также распространяется на другие, не включенные в перечисление стадии. Термин "эффективный" при использовании в описании и/или формуле настоящего изобретения означает достаточный для достижения желательного, ожидаемого или заданного результата. Приведенные выше определения имеют преобладающую силу по отношению к любому противоречащему определению в какой-либо литературе, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Однако тот факт, что для какого-либо термина приведено определение, не следует рассматривать как указание, что неопределенным является какой-либо термин, для которого не приведено определение. Напротив, все используемые термины считаются описывающими настоящее изобретение в таких значениях, с помощью которых обычный специалист в данной области техники сможет оценить объем и практическое осуществление настоящего изобретения.II. Связывание диоксида углерода с использованием солей металлов II группы. Фиг. 1 представляет упрощенную схему технологического процесса, которая иллюстрирует общие примерные варианты осуществления устройств и способов согласно настоящему изобретению. Данный чертеж представлен исключительно для иллюстративных целей, и, следовательно, он просто представляет конкретные варианты осуществления настоящего изобретения и не предназначен для ограничения объема формулы изобретения каким-либо образом. В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, реактор 10 (например, бойлер для дорожной соли) использует энергию, такую как внешняя энергия и/или вторичная энергия (например, тепло от горячего топочного газа или внешнего источника тепла, такого как концентратор солнечного излучения или устройство сгорания), для проведения реакции, представленной уравнением (1): Вода, используемая в данной реакции, может находиться в форме жидкости, пара, кристаллогидрата, например MgCl26H2O, CaCl22H2O, или она может находиться в сверхкритическом состоянии. В некоторых вариантах осуществления в реакции используют MgCl2, получая Mg(OH)2 и/или Mg(OH)Cl (см.,например, фиг. 2). В некоторых вариантах осуществления в реакции используют CaCl2, получая Ca(OH)2. Некоторую часть или все количество гидроксидов или гидроксихлоридов металлов II группы (не показаны) согласно уравнению (1) можно направлять в реактор 20. В некоторых вариантах осуществления не- 12023492 которую часть или все количество гидроксидов металлов II группы и/или гидроксихлоридов металлов II группы направляют в реактор 20 в виде водного раствора. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество гидроксидов металлов II группы направляют в реактор 20 в водной суспензии. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество гидроксидов металлов II группы направляют в реактор 20 в виде твердого вещества. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество хлористого водорода (например, в форме пара или в форме хлористо-водородной кислоты) можно направлять в реактор 30 (например, печь для плавления горных пород). В некоторых вариантах осуществления полученные гидроксиды металлов II группы дополнительно нагревают, чтобы удалять воду и получать соответствующие оксиды металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество этих оксидов металлов II группы можно затем направлять в реактор 20. Диоксид углерода из источника, например топочного газа, поступает в процесс в реактор 20 (например, реактор с псевдоожиженным слоем, оросительную колонну для удаления диоксида углерода или барботер для удаления диоксида углерода), возможно, после первоначального обмена отбросным теплом с системой генератора постоянного тока за счет отбросного тепла. В некоторых вариантах осуществления температура топочного газа составляет по меньшей мере 125C. Гидроксиды металлов II группы,некоторую часть или все количество которых можно получать из реактора 10, реагируют с диоксидом углерода в реакторе 20 согласно реакции, представленной уравнением (2): Воду, полученную в данной реакции, можно направлять обратно в реактор 10. Карбонаты металловII группы, как правило, отделяют от реакционной смеси. Карбонаты металлов II группы имеют очень низкое значение Ksp (произведение растворимости). Таким образом, их можно отделять в виде твердых веществ от других, более растворимых соединений, которые могут оставаться в растворе. В некоторых вариантах осуществления реакция протекает через бикарбонатные соли металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления бикарбонатные соли металлов II группы получают и затем необязательно отделяют от реакционной смеси. В некоторых вариантах осуществления оксиды металлов II группы, необязательно вместе с гидроксидами металлов II группы или отдельно от них, реагируют с диоксидом углерода, также образуя карбонатные соли металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления топочный газ, из которого CO2 и/или другие загрязняющие вещества были удалены, выпускают в атмосферу. Силикаты металлов II группы (например, CaSiO3, MgSiO3, MgOFeOSiO2 и т.д.) поступают в процесс в реактор 30 (например, печь для плавления горных пород или реактор для диссоциации минералов). В некоторых вариантах осуществления эти силикаты металлов II группы измельчают на предшествующей стадии. В некоторых вариантах осуществления силикаты металлов II группы представляют собой иносиликаты. Эти минералы могут реагировать с хлористо-водородной кислотой, в том числе в форме газа или в форме хлористо-водородной кислоты, причем его некоторую часть или все количество можно получать из реактора 10, образуя соответствующие хлориды металлов II группы (CaCl2 и/илиMgCl2), воду и песок (SiO2). Данную реакцию можно представить уравнением (3): Некоторую часть или все количество воды, полученной в данной реакции, можно направлять в реактор 10. Некоторую часть или все количество хлоридов металлов II группы, полученных согласно уравнению 3, можно направлять в реактор 20. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество хлоридов металлов II группы направляют в реактор 20 в виде водного раствора. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество хлоридов металлов II группы направляют в реактор 20 в форме водной суспензии. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество хлоридов металлов II группы направляют в реактор 20 в форме твердого вещества. Суммарная реакция улавливания, представляющая собой сумму уравнений 1-3, приведена здесь как уравнение (4): В еще одном варианте осуществления полученный продукт связывания MgxCa1-xCO3 реагирует сHCl таким образом, чтобы регенерировать и концентрировать CO2. Полученный в результате этого Са/MgCl2 возвращают в реактор разложения, получая поглощающие CO2 гидроксиды или гидроксигалогениды. Используя процесс, представленный на фиг. 1 и описанный в настоящем документе, карбонаты металлов II группы получают в результате улавливания CO2 как конечных продуктов его связывания. Некоторую часть или все количество воды, хлористого водорода и/или энергии реакции можно повторно использовать. В некоторых вариантах осуществления повторно используют только некоторое или нулевое количество перечисленного выше. В некоторых вариантах осуществления воду, хлористый водород и энергию реакции используют для других целей. В некоторых вариантах осуществления и в зависимости от концентрации CO2 в потоке топочного- 13023492 газа данной электростанции, описанные в настоящем документе способы можно использовать для улавливания от 33 до 66% производимого электростанцией CO2, используя только тепло в качестве движущей силы (без увеличения расхода электроэнергии). В некоторых вариантах осуществления значения эффективности описанных в настоящем документе способов повышаются при снижении концентрацийCO2, а также увеличиваются при повышении температуры (неочищенного) топочного газа. Например,при 320C и 7% концентрации CO2 можно минерализовать 33% CO2 из топочного газа, используя исключительно отбросное тепло. В других вариантах осуществления, например, при температурах на выходе из использующих природный газ турбин можно обеспечить приблизительно 100% минерализацию. Данные способы и устройства можно дополнительно модифицировать, используя, например, модульные компоненты, оптимизировать и масштабировать с помощью основ и методов химии, химической технологии и/или науки о материалах, которые применяют специалисты в данной области техники. Такие основы и методы описывают, например, патент США 7727374, публикации патентных заявок США 2006/0185985 и 2009/0127127; патентная заявка США 11/233509, поданная 22 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/718906, поданная 20 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/642698, поданная 10 января 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/612355, поданная 23 сентября 2004 г.; патентная заявка США 12/235482,поданная 22 сентября 2008 г.; предварительная патентная заявка США 60/973948, поданная 20 сентября 2007 г.; предварительная патентная заявка США 61/032802, поданная 29 февраля 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/033298, поданная 03 марта 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/288242, поданная 20 января 2010 г.; предварительная патентная заявка США 61/362607, поданная 08 июля 2010 г.; и международная патентная заявкаPCT/US08/77122, поданная 19 сентября 2008 г. Полный текст каждого из перечисленных выше описаний (включая любые приложения) определенно включается в настоящий документ посредством ссылки. Представленные выше примеры приведены для демонстрации конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако в свете настоящего изобретения специалисты в данной области техники должны понимать, что в описанные конкретные варианты осуществления можно вносить многочисленные изменения и при этом все же получать подобные или аналогичные результаты без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения.III. Связывание диоксида углерода с использованием Mg2+ в качестве катализатора. Фиг. 2 представляет упрощенную схему технологического процесса, которая иллюстрирует общие примерные варианты осуществления устройств и способов согласно настоящему изобретению. Данная схема приведена исключительно для иллюстративных целей, и, следовательно, она просто представляет конкретные варианты осуществления настоящего изобретения и не предназначена для ограничения объема формулы изобретения каким-либо образом. В варианте осуществления, представленном на фиг. 2, реактор 100 использует энергию, такую как внешняя энергия и/или регенерированная энергия (например, тепло от горячего топочного газа), для осуществления реакции типа разложения, которая представлена уравнением (5): Вода, используемая в этой реакции, может находиться в форме гидрата хлорида магния, жидкости или пара, и/или она может быть сверхкритической. В некоторых вариантах осуществления реакция может происходить в одном, двух, трех или большем числе реакторов. В некоторых вариантах осуществления реакция может происходить в периодическом, полупериодическом или непрерывном режиме. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество получаемой соли магния можно направлять в реактор 200. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество получаемой соли магния направляют в реактор 200 в форме водного раствора. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество получаемой соли магния направляют в реактор 200 в форме водной суспензии. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество получаемой соли магния направляют в реактор 200 в форме твердого вещества. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество хлористого водорода (например, в форме пара или в форме хлористо-водородной кислоты) можно направлять в реактор 300 (например, печь для плавления горных пород). В некоторых вариантах осуществления Mg(OH)2 дополнительно нагревают для удаления воды и образования MgO. В некоторых вариантах осуществления MgCl(ОН) дополнительно нагревают для удаления HCl и образования MgO. В некоторых вариантах осуществления одно или несколько соединений из Mg(OH)2, MgCl(ОН) и MgO можно затем направлять в реактор 200. Диоксид углерода из источника, например топочного газа, поступает в процесс в реактор 200 (такой как, например, реактор с псевдоожиженным слоем, оросительная колонна для удаления диоксида углерода или барботер для удаления диоксида углерода), возможно, после первоначального обмена отбросным теплом с системой генератора постоянного тока. В некоторых вариантах осуществления температура топочного газа составляет по меньшей мере 125C. С диоксидом углерода смешивают соль магния,получаемую из реактора 100, и CaCl2 (например, дорожную соль). Диоксид углерода реагирует с полу- 14023492 ченной солью магния продукт и CaCl2 в реакторе 200 согласно реакции, представленной уравнением (6): В некоторых вариантах осуществления воду, полученную в данной реакции, можно направлять обратно в реактор 100. Полученный карбонат кальция (например, известняк, кальцит), как правило, отделяют (например,посредством осаждения) от реакционной смеси. В некоторых вариантах осуществления реакция протекает через карбонатные и бикарбонатные соли магния. В некоторых вариантах осуществления реакция протекает через бикарбонат соли кальция. В некоторых вариантах осуществления разнообразные бикарбонатные соли металлов II группы получают и затем необязательно отделяют от реакционной смеси. В некоторых вариантах осуществления топочный газ, из которого были удалены CO2 и/или другие загрязняющие вещества, выпускают в атмосферу, необязательно после одной или нескольких стадий дополнительной очистки и/или обработки. В некоторых вариантах осуществления полученный MgCl2, необязательно гидратированный, возвращают в реактор 100. В некоторых вариантах осуществления полученныйMgCl2 направляют на одну или несколько стадий выделения, очистки и/или гидратации перед возвращением в реактор 100. Силикат кальция (например, 3CaOSiO2, Ca3SiO5; 2CaOSiO2, Ca2SiO4; 3CaO2SiO2, Ca3Si2O7 иCaOSiO2, CaSiO3) поступает в процесс в реактор 300 (например, печь для плавления горных пород). В некоторых вариантах осуществления данные силикаты металлов II группы измельчают на предшествующей стадии. В некоторых вариантах осуществления силикаты металлов II группы представляют собой иносиликаты. В варианте осуществления на фиг. 2, иносиликат представляет собой CaSiO3 (например, волластонит, который сам может в некоторых вариантах осуществления содержать в небольших количествах железо, магний и/или марганец, замещающий железо). CaSiO3 реагирует с хлористым водородом, который находится в форме газа или в форме хлористо-водородной кислоты, и некоторую часть или все количество которого можно получать из реактора 100, образуя CaCl2, воду и песок (SiO2). Эту реакцию можно представить уравнением (7): Энтальпии приведены на основании температур реакций и температур потоков поступающих реагентов и выходящих продуктов. Некоторую часть или все количество воды, полученной в данной реакции, можно направлять в реактор 100. Некоторую часть или все количество CaCl2 согласно уравнению 7 можно направлять в реактор 200. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество CaCl2 направляют в реактор 200 в форме водного раствора. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество CaCl2 направляют в реактор 200 в форме водной суспензии. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество CaCl2 направляют в реактор 200 в форме твердого вещества. Суммарная реакция улавливания, представляющая собой сумму уравнений (5)-(7), приведена здесь как уравнение (8): Измерения при стандартных значениях температуры и давления (STP). Используя процесс, представленный на фиг. 2 и описанный в настоящем документе, карбонаты кальция получают в качестве конечных продуктов связывания из CO2 и иносиликата кальция. Некоторую часть или все количество разнообразных солей магния, воды,хлористого водорода и энергии реакции можно повторно использовать. В некоторых вариантах осуществления повторно используют только некоторое или нулевое количество перечисленного выше. В некоторых вариантах осуществления воду, хлористый водород и/или энергию реакции используют для других целей. Данные способы и устройства можно дополнительно модифицировать, оптимизировать и масштабировать с помощью основ и методов химии, химической технологии и/или науки о материалах, которые применяют специалисты в данной области техники. Такие основы и методы описывают, например, патент США 7727374, публикации патентных заявок США 2006/0185985 и 2009/0127127; патентная заявка США 11/233509, поданная 22 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/718906, поданная 20 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/642698,поданная 10 января 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/612355,- 15023492 поданная 23 сентября 2004 г.; патентная заявка США 12/235482, поданная 22 сентября 2008 г.; предварительная патентная заявка США 60/973948, поданная 20 сентября 2007 г.; предварительная патентная заявка США 61/032802, поданная 29 февраля 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/033298, поданная 03 марта 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/288242,поданная 20 января 2010 г.; предварительная патентная заявка США 61/362607, поданная 8 июля 2010 г.; и международная патентная заявкаPCT/US08/77122, поданная 19 сентября 2008 г. Полный текст каждого из перечисленных выше описаний (включая любые приложения) определенно включается в настоящий документ посредством ссылки. Представленные выше примеры приведены для демонстрации конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако в свете настоящего изобретения специалисты в данной области техники должны понимать, что в описанные конкретные варианты осуществления можно вносить многочисленные изменения и при этом все же получать подобные или аналогичные результаты без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения.IV. Конверсия хлоридов металлов II группы в гидроксиды металлов II группы или гидроксихлориды металлов II группы В настоящем документе описаны процессы, в которых хлориды металлов II группы, напримерCaCl2 или MgCl2, реагируют с водой, образуя гидроксиды металлов II группы, оксиды металлов II группы и/или смешанные соли, такие как гидроксихлориды металлов II группы. Такие реакции, как правило,называют реакциями разложения. В некоторых вариантах осуществления вода может находиться в форме жидкости, пара, гидратов хлоридов металлов II группы, и/или она может быть сверхкритической. Пар может поступать из теплообменника, в результате чего тепло от чрезвычайно интенсивной реакции горения, например, природного газа и кислорода или водорода и хлора, нагревает поток воды. В некоторых вариантах осуществления пар можно также получать, используя отбросное тепло завода или фабрики. В некоторых вариантах осуществления также нагревают хлоридную соль, безводную или гидратированную. В случае Mg и Ca эти реакции можно представить уравнениями (9) и (10) соответственно: Данные реакции являются эндотермическими, и это означает, что необходимо вводить энергию, например, чтобы осуществлять эти реакции. Такую энергию можно получать из отбросного тепла, которое образуется на одной или нескольких экзотермических стадиях процесса, описанного в настоящем документе. Вышеупомянутые реакции могут происходить согласно одной или нескольким из следующих стадий: Энтальпия реакции (Н) CaCl2+2 Н 2 О Са(ОН)2+2HCl (газ) составляет 284 кДж/моль при 100C. В некоторых вариантах осуществления используют соль MgCl26 Н 2 О, гексагидрат хлорида магния. Поскольку вода внедрена в молекулярную структуру соли, можно использовать непосредственное нагревание без какого-либо дополнительного пара или воды, чтобы инициировать разложение. Типичные температуры следующих реакций представлены ниже: от 95 до 110C: Значения H вычислены при температуре реакции (столбец "Температура реакции"). См. "Химический справочник", автор Kirk Othmer, 4-е изд., издательство John WileySons, 1998, vol. 15, p. 343, который включен в настоящий документ посредством ссылки. См. приведенный ниже пример 1, представляющий результаты моделирования, которые демонстрируют возможность улавливать CO2 из топочного газа, используя дешевый исходный материал CaCl2 и получая CaCO3. См. также работы "Расход энергии и равновесие при дегидратации, гидролизе и разложении хлорида магния", авторK.K. Kelley, Bureau of Mines (Горное управление министерства внутренних дел США),1941 г. и "Кинетическое исследование термической дегидратации и гидролизаMgCl26H2O методами дифференциального термического анализа и термогравиметрии",авторы Y. Kirsh, S. Yariv и S. Shoval, Journal of Thermal Analysis (Журнал термического анализа), 1987, vol. 32, причем обе они во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.V. Реакция гидроксидов металлов II группы и CO2 с образованием карбонатов металлов II группы. В еще одном аспекте настоящего изобретения предложены устройства и способы для удаления диоксида углерода из источников диоксида углерода с использованием гидроксидов металлов II группы,оксидов металлов II группы и/или гидроксихлоридов металлов II группы в качестве поглотителей СО 2. В некоторых вариантах осуществления СО 2 поглощается водной щелочной смесью и/или раствором, где он реагирует с гидроксидами и/или оксидами, образуя карбонатные и бикарбонатные продукты. Известно, что гидроксид натрия, гидроксид кальция и гидроксид магния в различных концентрациях легко поглощают СО 2. Таким образом, в вариантах осуществления настоящего изобретения гидроксиды металлов II группы, оксиды металлов II группы (такие как CaO и/илиMgO) и/или другие гидроксиды и оксиды, например гидроксид натрия, можно использовать в качестве поглощающего реагента. Например, гидроксиды металлов II группы, например, полученные из хлоридов металлов II группы,можно использовать в поглотительной колонне, чтобы они реагировали с СО 2 и тем самым связывали его на основании одной или обеих из следующих реакций: Вычисления при стандартных значениях температуры и давления. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения таким путем реагирует основная часть или почти все количество диоксида углерода. В некоторых вариантах осуществления реакцию можно привести к завершению, например, посредством удаления воды, используя непрерывные или периодические способы, и/или посредством осаждение бикарбонатов, карбонатов или смеси солей обоих типов. См. приведенный ниже пример 1, представляющий моделирование, которое демонстрирует возможность улавливать СО 2 из топочного газа, используя дешевый исходный материал, Са(ОН)2, полученный из CaCl2, и образуя CaCO3. В некоторых вариантах осуществления первоначально полученная соль металла II группы может вступать в реакцию солевого обмена с карбонатом другого металла II группы, передающим карбонатный анион. Например: Данные способы и устройства можно дополнительно модифицировать, оптимизировать и масштабировать с помощью основ и методов химии, химической технологии и/или науки о материалах, которые применяют специалисты в данной области техники. Такие основы и методы описывают, например, патент США 7727374; патентная заявка США 11/233509, поданная 22 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/718906, поданная 20 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/642698, поданная 10 января 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/612355, поданная 23 сентября 2004 г.; патентная заявка США 12/235482, поданная 22 сентября 2008 г.; предварительная патентная заявка США 60/973948, поданная 20 сентября 2007 г.; предварительная патентная заявка США 61/032802, поданная 29 февраля 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/033298, поданная 3 марта 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/288242, поданная 20 января 2010 г.; предварительная патентная заявка США 61/362607, поданная 8 июля 2010 г.; и международная патентная заявкаPCT/US08/77122, поданная 19 сентября 2008 г. Полный текст каждого из перечисленных выше описаний (включая любые приложения) определенно включается в настоящий документ посредством ссылки.VI. Силикатные минералы для связывания диоксида углерода. В аспектах настоящего изобретения предложены способы связывания диоксида углерода с использованием силикатных минералов. Силикатные минералы образуют один из наиболее крупных и важных классов образующих горные породы минералов, которые составляют приблизительно 90% земной коры. Их классифицируют на основании структуры силикатных групп. Все силикатные минералы содержат кремний и кислород. В некоторых аспектах настоящего изобретения силикаты металлов II группы можно использовать для осуществления энергоэкономичного связывания диоксида углерода. В некоторых вариантах осуществления можно использовать композиции, включающие иносиликаты металлов II группы. Иносиликаты, или цепочечные силикаты, содержат взаимосвязанные цепи силикатных тетраэдров, имеющих состав SiO3 (соотношение 1:3) для одинарных цепей или Si4O11 (соотношение 4:11) для двойных цепей. В некоторых вариантах осуществления способы, описанные в настоящем документе, используют композиции, включающие иносиликаты металлов II группы, относящиеся к группе пироксенов. Например, можно использовать энстатит MgSiO3. В некоторых вариантах осуществления используют композиции, включающие иносиликаты металлов II группы, относящиеся к группе пироксеноидов. Например, можно использовать волластонит (CaSiO3). В некоторых вариантах осуществления можно использовать композиции, включающие смеси иносиликатов металлов II группы, например, смеси энстатита и волластонита. В некоторых вариантах осуществления можно использовать композиции, включающие смешанно металлические иносиликаты металлов II группы, например,диопсид CaMgSi2O6. Волластонит обычно встречается как общий компонент термически преобразованного загрязненного известняка. Как правило, волластонит образуется в результате следующей реакции (уравнение (26 между кальцитом и диоксидом кремния с выделением диоксида углерода: В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение приводит к фактическому обраще- 18023492 нию этого природного процесса. Волластонит можно также получать путем диффузионной реакции в скарне. Она развивается, когда известняк внутри песчаника преобразуется в насыпи, что приводит к образованию волластонита в песчанике в результате миграции ионов кальция наружу. В некоторых вариантах осуществления чистота композиций иносиликатов металлов II группы может изменяться. Например, предполагается, что композиции иносиликатов металлов II группы, используемые в описанных процессах, могут содержать различные количества других соединений или минералов, включая ионы металлов, не относящихся к II группе. Например, сам волластонит может содержать в небольших количествах железо, магний и марганец в качестве заместителя кальция. В некоторых вариантах осуществления можно использовать композиции, включающие оливин и/или серпентин. Сделаны попытки использования данных минералов в способах связывания СО 2. Способы, которые описали Goldberg et al. (2001), включены в настоящий документ посредством ссылки. Минерал оливин представляет собой двойной силикат магния и железа, имеющий формулу(Mg, Fe)2SiO4. Когда он имеет качество полудрагоценного камня, его называют перидот. Оливин встречается в мафических и ультрамафических вулканических горных породах и представляет собой основной минерал в определенных метаморфических горных породах. Известно, что обогащенный магнием оливин кристаллизуется из магмы, имеющей высокое содержание магния и низкое содержание диоксида кремния. В результате кристаллизации магмы образуются мафические горные породы, такие как габбро и базальт. Ультрамафические горные породы, такие как перидотит и дунит, могут представлять остатки,образующиеся после извержения магмы, которые, как правило, в большей степени обогащены оливином после выделения частичных расплавов. Оливин и его структурные разновидности, образующиеся при высоком давлении, составляют более 50% верхней мантии Земли, и оливин представляет собой один из наиболее распространенных по объему земных минералов. Метаморфизм загрязненного доломита или других осадочных горных пород с высоким содержанием магния и низким содержанием диоксида кремния также производит обогащенный магнием оливин или форстерит.VII. Получение хлоридов металлов II группы из силикатов металлов II группы. Силикаты металлов II группы, например CaSiO3, MgSiO3 и/или другие силикаты, описанные в настоящем документе, могут реагировать с хлористым водородом, присутствующим в форме газа или в форме водного раствора хлористо-водородной кислоты, образуя соответствующие хлориды металлов II группы (CaCl2 и/или MgCl2), воду и песок. В некоторых вариантах осуществления HCl, полученный согласно уравнению (1), используют для регенерации MgCl2 и/или CaCl2 согласно уравнению (3). В результате этого образуется технологический цикл. Приведенная ниже табл. 1 представляет некоторые из распространенных содержащих кальций/магний силикатных минералов, которые можно использовать как индивидуально, так и в сочетании. Исходные испытания оливина и серпентина в реакции с HCl оказались успешными. Наблюдали образование осадка SiO2 и собирали MgCl2 и CaCl2. Таблица 1 Минералы кальция/магния См. "Справочник горных пород, минералов и полудрагоценных камней", автор Walter Schumann,издательство, Houghton Mifflin Co., Бостон, Нью-Йорк, 1993 г., который включен в настоящий документ посредством ссылки.VIII. Дополнительные варианты осуществления. В некоторых вариантах осуществления конверсию диоксида углерода в минеральные карбонаты можно определить двумя солями. Первая соль представляет собой соль, которую можно нагревать до разложения, пока она не превратится в основание (гидроксид и/или оксид) с выделением кислоты, например, в форме газа. Это основание реагирует с диоксидом углерода, образуя карбонатную, бикарбонатную или основную карбонатную соль. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение предлагает способы, в ко- 19023492 торых одна или несколько солей из приведенных ниже табл. А-С реагируют с водой, образуя гидроксиды, оксиды и/или смешанные гидроксигалогениды. Такие реакции, как правило, называют реакциями разложения. В некоторых вариантах осуществления вода может находиться в форме жидкости, пара и/или гидрата выбранной соли. Пар может поступать из теплообменника, в результате чего тепло от чрезвычайно интенсивной реакции горения, например, природного газа и кислорода или водорода и хлора нагревает поток воды. В некоторых вариантах осуществления пар можно также получать, используя отбросное тепло завода или фабрики. В некоторых вариантах осуществления также нагревают галогенидную соль, безводную или гидратированную. Последующие испытания показали, что теплота реакции находилась в пределах 1,5-4% термодинамически полученных значений с использованием термогравиметрического анализа Для табл. A-D численные значения соответствуют энергии в расчете на количество связанного CO2 в кВтч/т, NC означает отсутствие сходимости и NA означает отсутствие данных. Та же карбонатная, бикарбонатная или основная карбонатная первая соль реагирует со второй солью, осуществляя карбонатный/бикарбонатный обмен, таким образом, что анион второй соли соединяется с катионом первой соли и катион второй соли соединяется с карбонатным/бикарбонатным ионом первой соли, в результате чего образуется конечный карбонат/бикарбонат. В некоторых случаях гидроксид, полученный из первой соли, непосредственно реагирует с диоксидом углерода и второй солью, образуя карбонат/бикарбонат, полученный (присоединением катиона) из второй соли. В других случаях карбонат/бикарбонат/основной карбонат, полученный (присоединением катиона) из первой соли, удаляют из камеры реактора и помещают во вторую камеру для реакции со второй солью. Фиг. 27 представляет вариант осуществления этого процесса с использованием двух солей. Эта реакция может оказаться полезной для получения карбоната/бикарбоната, когда желательной является соль второго металла, и этот второй металл не настолько склонен к разложению, чтобы образовывать поглощающий CO2 гидроксид, и если карбонатное/бикарбонатное соединение второго металла является нерастворимым, т.е. осаждается из раствора. Ниже приведен неисчерпывающий список примеров таких реакций, которые можно использовать, как индивидуально, так и в сочетании, в том числе в сочетании с одной или несколькими из любых реакций, обсуждаемых в настоящем документе. Примеры разложения соли 1:- 21023492 Примеры удаления диоксида углерода: Примеры карбонатного обмена с солью 2: В данном примере карбонат Na2CO3 представляет собой соль 2 и соль разлагается, образуя Са(ОН)2, т. е.CaCl2 представляет собой соль 1. Этот пример является обратным для некоторых из предшествующих примеров в том, что карбонатный ион остается с солью 1. Известные карбонатные соединения включают Н 2 СО 3, Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Rb2CO3, Cs2CO3,BeCO3, MgCO3, CaCO3, MgCO3, SrCO3, BaCO3, MnCO3, FeCO3, CoCO3, CuCO3, ZnCO3, Ag2CO3, CdCO3,Al2(CO3)3, Tl2CO3, PbCO3 и La2(CO3)3. Элементы группы IA, как известно, образуют устойчивые бикарбонаты, например LiHCO3, NaHCO3, RbHCO3 и CsHCO3. Элементы группа IIA и некоторые другие элементы могут также образовывать бикарбонаты, но в некоторых случаях, они могут быть устойчивыми только в растворе. Как правило, породообразующие элементы представляют собой H, C, O, F, Na, Mg, Al,Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Mg и Fe. Их соли, которые можно термически разлагать до соответствующих гидроксидов, расходуя минимальное количество энергии на 1 моль поглощающего CO2 гидроксида, можно,таким образом, рассматривать в качестве потенциальных кандидатов соли 1. На основании величин энергии, вычисленных в табл. A-D, несколько солей имеют меньшую энергию, чем MgCl26 Н 2 О. Приведенная ниже табл. Е представляет обзор этих солей и процентное уменьшение расходуемой энергии при их использовании по сравнению с MgCl26 Н 2 О. Таблица Е Список альтернативных солей с меньшей энергией Следующие соли вступают в реакцию разложения, и для них имеется соответствующая информация о безопасной эксплуатации материала (MSDS).IX. Получение и применения известняка. В аспектах настоящего изобретения предложены способы связывания диоксида углерода в форме известняка. Известняк представляет собой осадочную горную породу, которую составляет, главным образом, минерал кальцит (карбонат кальция CaCO3). Этот минерал имеет множество применений, некоторые из которых представлены ниже. Известняк в порошкообразной или пылевидной форме, который образуется в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, можно использовать в качестве улучшителя почвы (сельскохозяйственной извести) для нейтрализации кислотного состояния почвы, и в результате этого, например, он обеспечивает нейтрализацию воздействия кислотных дождей в экосистемах. Применения известняка в качестве исходных материалов включают его использование как реагента в процессах обессеривания. Известняк представляет собой важный материал для каменной кладки и архитектуры. Одно из его преимуществ заключается в том, что его относительно легко разрезать на блоки или более сложные резные фигуры. Кроме того, он является долговечным и хорошо выдерживает условия окружающей среды. Известняк представляет собой основной ингредиент для получения негашеной извести, строительного раствора, цемента и бетона. Карбонат кальция также используют в качестве добавки для бумаги, пластмассы, краски, плитки и других материалов, где он служит одновременно как белый пигмент и дешевый наполнитель. Очищенные формы карбоната кальция можно использовать в зубной пасте и добавлять в хлебные и крупяные продукты в качестве источника кальция. Кроме того, CaCO3 обычно используют в медицине в качестве нейтрализатора кислоты. В настоящее время основную массу карбоната кальция, используемого в промышленности, получают добычей из шахт или карьеров. Благодаря попутному получению данного минерала в процессе связывания диоксида углерода в некоторых вариантах осуществления, настоящее изобретение обеспечивает не связанный с добычей источник этого важного продукта.X. Получение и применения карбоната магния. В аспектах настоящего изобретения предложены способы связывания диоксида углерода в форме карбоната магния. Карбонат магния MgCO3 представляет собой белое твердое вещество, которое встречается в природе в виде минерала. Наиболее распространенные формы карбоната магния представляют собой безводную соль, которая называется магнезит (MgCO3), а также ди-, три- и пентагидраты, известные как баррингтонит (MgCO32 Н 2 О), несквегонит (MgCO33 Н 2 О) и лансфордит (MgCO35 Н 2 О) соответственно. Карбонат магния находит разнообразные применения; некоторые из них кратко обсуждаются ниже.- 23023492 Карбонат магния можно использовать для получения металлического магния и основных огнеупорных кирпичей. Кроме того, MgCO3 используют, чтобы изготавливать напольное покрытие, огнезащитные материалы, огнегасящие композиции, косметические изделия, присыпки и зубные пасты. Другие применения включают материалы-наполнители, снижающие дымность присадки в пластмассах, армирующие средства в неопреновом каучуке, осушители, слабительные средства, а также добавки для сохранения цвета продуктов питания. Кроме того, высокочистый карбонат магния используют в качестве нейтрализатора кислоты и добавки в столовой соли для сохранения его сыпучести. В настоящее время карбонат магния, как правило, получают, добывая из шахт минерал магнезит. Благодаря попутному получению данного минерала в процессе связывания диоксида углерода в некоторых вариантах осуществления, настоящее изобретение обеспечивает не связанный с добычей источник этого важного продукта.XI. Получение и применения диоксида кремния. В аспектах настоящего изобретения предложены способы связывания диоксида углерода, в которых диоксид кремния образуется как побочный продукт. Диоксид кремния, также называемый термином"кремнезем", представляет собой соединение, имеющее химическую формулу SiO2 и известное своей твердостью. Диоксид кремния наиболее часто встречается в природе в форме песка или кварца, а также в клеточных стенках диатомовых водорослей. Диоксид кремния представляет собой наиболее распространенный минерал в земной коре. Это соединение находит разнообразные применения; некоторые из них кратко обсуждаются ниже. Диоксид кремния используют, в первую очередь, в производстве оконного стекла, стеклянной посуды и бутылок для напитков. Большую часть оптических волокон для телекоммуникаций также изготавливают из диоксида кремния. Он представляет собой основной исходный материал для многочисленных тонких керамических изделий, таких как фаянсовые, керамические и фарфоровые изделия, а также для промышленного портландцемента. Диоксид кремния представляет собой распространенную добавку в производстве продуктов питания, где его используют, в первую очередь, в качестве добавки, повышающей сыпучесть порошкообразных продуктов питания, или для поглощения воды в гигроскопических применениях. В гидратированной форме диоксид кремния используют в зубной пасте в качестве твердого абразивного средства для снятия зубного налета. Диоксид кремния представляет собой основной компонент диатомовой земли, которая находит многочисленные и разнообразные применения от фильтрования до уничтожения насекомых. Кроме того, он представляет собой основной компонент золы рисовой шелухи, которую используют,например, для фильтрования и производства цемента. Тонкие пленки диоксида кремния, выращиваемые на кремниевых пластинах способами термического окисления, могут оказываться весьма полезными в микроэлектронике, где они выступают в качестве электроизоляторов, обладающих высокой химической устойчивостью. В электрических устройствах диоксид кремния может защищать кремний, сохранять заряд, блокировать ток и даже выступать в качестве управляемой траектории для ограничения величины тока. Как правило, диоксид кремния изготавливают в нескольких формах, включая стекло, хрусталь,гель, аэрогель, пирогенный диоксид кремния и коллоидный диоксид кремния. Благодаря попутному получению данного минерала в процессе связывания диоксида углерода в некоторых вариантах осуществления, настоящее изобретение обеспечивает не связанный с добычей источник этого важного продукта.XII. Разделение продуктов. Можно использовать процессы разделения, чтобы отделять карбонатные и бикарбонатные продукты от жидкого раствора и/или реакционной смеси. Путем регулирования концентрации основания, температуры, давления, размера реактора, глубины текучей среды и степени насыщения диоксидом углерода можно обеспечивать осаждение одной или нескольких карбонатных и/или бикарбонатных солей. В качестве альтернативы карбонатные/бикарбонатные продукты можно отделять от раствора путем обмена тепловой энергией с поступающими топочными газами. В зависимости от конструкции реактора, выходящие жидкие потоки могут включать воду, CaCO3,MgCO3, Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2, NaOH, NaHCO3, Na2CO3 и другие растворенные газы в разнообразных равновесиях. Можно также обнаружить растворенные следовые выделяемые компоненты, такие как H2SO4, HNO3 и Hg. В одном варианте осуществления удаление/отделение воды от карбонатного продукта включает введение тепловой энергии для испарения воды из смеси, например используя ребойлер. В качестве альтернативы частичное сохранение основного раствора и последующее нагревание раствора в разделительной камере можно использовать, чтобы обеспечивать осаждение относительно чистых карбонатных солей в резервуаре для выдерживания и рециркуляцию оставшихся гидроксидных солей обратно в реактор. В некоторых вариантах осуществления чистый карбонат, чистый бикарбонат и смеси этих двух веществ в равновесных концентрациях и/или в суспензии или концентрированной форме можно затем периодически переносить в автомобильную/железнодорожную цистерну. В некоторых вариантах осуществления жидкие потоки можно помещать в испарительные резервуары/зоны,где жидкости, такие как вода, можно удалять путем испарения.- 24023492 Выделение газообразных продуктов вызывает беспокойство в отношении безопасности выделяющихся гидроксидных или оксидных солей, т.е. выбросов "щелочного дождя". Выбросы таких превращенных в аэрозоли щелочных солей можно предотвращать в некоторых вариантах осуществления путем использования простого и дешевого блока конденсатора/дефлегматора. В некоторых вариантах осуществления карбонатную соль можно осаждать, посредством способов,которые используют отдельно или вместе с процессом удаления воды. Различные равновесия карбонатных солей имеют свойственные им интервалы, в которых при повышении температуры данная карбонатная соль, например CaCO3, будет естественным образом осаждаться и собираться, что делает возможным ее удаление в форме суспензии, при этом некоторое незначительное количество NaOH остается в суспензии.XIII. Регенерация отбросного тепла. Поскольку определенные варианты осуществления настоящего изобретения используют в связи с большими выбросами CO2 в форме топочного газа или других горячих газов от процессов горения, таких как процессы, которые происходят на электростанции, существуют огромные возможности использования этого "отбросного" тепла, например, для превращения хлоридных солей металлов II группы в гидроксиды металлов II группы. Например, типичная температура поступающего топочного газа (после обработки, например, путем электростатического осаждения) составляет приблизительно 300C. Теплообменники могут охлаждать этот топочный газ до температуры, составляющей менее чем 300C, нагревая при этом воду и/или хлоридные соли металлов II группы, чтобы способствовать данному превращению. Как правило, поскольку топочный газ, который существует на электростанции, выходит при температурах, составляющих 100C (после типичной промывки), 300C (после обработки путем осаждения) и 900C (впуск осаждения), или других соответствующих температурах, значительное количество отбросного тепла можно извлекать путем охлаждения поступающего топочного газа посредством теплообмена в цикле регенерации энергии, используя, например, водоаммиачный цикл (например, цикл Калины(Kalina), паровой цикл или любой такой цикл, который выполняет такую же термодинамическую задачу. Поскольку в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используют энергию постоянного тока для осуществления производства реагент/абсорбента, процесс можно непосредственно снабжать энергией, частично или полностью, путем регенерации отбросного тепла, которая осуществляется без обычных потерь, связанных с преобразованием энергии постоянного тока в энергию переменного тока для других применений. Кроме того, посредством использования двигателей, которые преобразуют отбросное тепло в работу, можно обеспечить значительные уровни эффективности, совершенно не используя стадию производства электроэнергии. При некоторых условиях эти количества энергии, получаемой путем регенерация отбросного тепла, могут оказаться полностью обеспечивающим энергетические потребности вариантов осуществления настоящего изобретения.XIV. Альтернативные процессы. Как отмечено выше, в некоторых вариантах осуществления устройств и способов согласно настоящему изобретению производится ряд полезных промежуточных, побочных и конечных продуктов на разнообразных стадиях реакций, включая хлористый водород, карбонатные соли металлов II группы,гидроксиды металлов II группы и т.д. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество этих продуктов можно использовать в одном или нескольких способах, описанных ниже. В некоторых вариантах осуществления некоторую часть или все количество одного из исходных материалов или промежуточных продуктов, используемых на одной или нескольких из стадий, описанных выше,получают с использованием одного или нескольких из способов, представленных ниже. А. Использование хлора для хлорирования силикатов металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления газообразный хлор можно ожижать, получая хлористоводородную кислоту, которую затем используют для хлорирования содержащих силикаты металлов II группы минералов. Ожижение хлора и последующее использование хлористо-водородной кислоты оказывается особенно привлекательным, в частности, в ситуациях, где рынок хлора является насыщенным. Ожижение хлора можно осуществлять согласно уравнению (27): В некоторых вариантах осуществления получаемый таким способом кислород можно возвращать во впуск воздуха самой электростанции, где было показано в ходе исследований в энергетической отрасли, что электростанции, использующие обогащенный кислородом воздух, имеют (а) повышенные значения коэффициента полезного действия по Карно (Carnot), (b) более концентрированные выходящие потоки CO2, (с) сниженный теплообмен для нагревания входящего воздуха и (d) другие преимущества по сравнению с электростанциями без обогащения кислородом. В некоторых вариантах осуществления кислород можно использовать в водородно-кислородном топливном элементе. В некоторых вариантах осуществления кислород может служить в качестве части окислителя в турбине, предназначенной для производства электроэнергии за счет природного газа, например, при использовании смеси водорода и природный газ.- 25023492 В. Использование хлора для хлорирования гидроксидов металлов II группы. В некоторых вариантах осуществления газообразный хлор может реагировать с гидроксидами металлов II группы, образуя смесь хлоридных и гипохлоридных солей (уравнение (28. Например, HCl можно продавать в качестве продукта, а гидроксиды металлов II группы можно использовать для удаления избытка хлора: Гипохлориды металлов II группы можно затем разлагать, используя кобальтовый или никелевый катализатор, образуя кислород и соответствующий хлорид (уравнение (29: Затем можно извлекать кальция хлорид и/или хлорид магния.XV. Удаление других загрязняющих веществ из источника. Помимо удаления CO2 из источника, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в условиях удаления диоксида углерода также удаляют SOx и NOx, а также, в меньшей степени,ртуть. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения попутное удаление NOx, NOx и соединений ртути может оказаться более важным в экономическом отношении; т.е. за счет использования вариантов осуществления настоящего изобретения угли, которые содержат большие количества этих соединений, можно сжигать на электростанциях, получая в результате в некоторых вариантах осуществления меньшее загрязнение, чем при использовании высокосортных углей, сжигаемых без использования процесса поглощения CO2. Такие основы и методы описывают, например, патент США 7727374; патентная заявка США 11/233509, поданная 22 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/718906, поданная 20 сентября 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/642698,поданная 10 января 2005 г.; предварительная патентная заявка США 60/612355, поданная 23 сентября 2004 г.; патентная заявка США 12/235482, поданная 22 сентября 2008 г.; предварительная патентная заявка США 60/973948, поданная 20 сентября 2007 г.; предварительная патентная заявка США 61/032802, поданная 29 февраля 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/033298, поданная 03 марта 2008 г.; предварительная патентная заявка США 61/288242, поданная 20 января 2010 г.; предварительная патентная заявка США 61/362607, поданная 08 июля 2010 г.; и международная патентная заявкаРСТ/ US08/77122, поданная 19 сентября 2008 г. Полный текст каждого из перечисленных выше описаний (включая любые приложения) определенно включается в настоящий документ посредством ссылки.XVI. Примеры. Следующие примеры представлены, чтобы продемонстрировать некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники следует отметить, что способы, описанные в примерах, соответствуют представленным способам, которые, как обнаружили авторы,хорошо функционируют при практическом осуществлении настоящего изобретения, и, таким образом,их можно рассматривать как составляющие предпочтительные способы его практического осуществления. Однако в свете настоящего изобретения специалистам в данной области следует оценить, что можно вносить многочисленные изменения в описанные конкретные варианты осуществления и все же получать при этом подобные или аналогичные результаты без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения. Пример 1. Моделирование процесса улавливания СО 2 из топочного газа с использованием CaCl2 и получением CaCO3. Один вариант осуществления настоящего изобретения моделировали с применением версии 7.1 программного обеспечения Aspen Plus, используя известные значения энтальпии реакций, свободной энергии реакций и заданные параметры, чтобы определить балансы массы и энергии и подходящие условия для улавливания CO2 из потока топочного газа с использованием CaCl2 и тепла и получением CaCO3 в качестве продукта. Эти результаты показывают, что возможно улавливание CO2 из топочного газа с использованием дешевых исходных материалов, CaCl2 и воды, и образованием CaCO3. Часть заданных параметров включает схему технологического процесса, представленная на фиг. 5. Результаты моделирования показывают, что эффективной является рециркуляция потока MgCl2 для реакции с H2O при нагревании и образованием Mg(OH)2. Этот Mg(OH)2 затем реагирует с насыщенным раствором CaCl2/Н 2 О и CO2 из топочного газа, образуя CaCO3, который отделяют от потока фильтрованием. Полученный в результате MgCl2 рециркулирует в первый реактор, чтобы начать процесс снова. Данный процесс не ограничен каким-либо конкретным источником CaCl2. Например, его можно получать путем реакции силиката кальция с HCl, в которой образуется CaCl2. Ограничения и параметры, установленные для данного моделирования, включают следующие. Реакции осуществляли при 100% эффективности без потерь. Моделирование можно модифицировать, когда на опытных партиях будут определены значения эффективности реакций. Моделирование не учитывало примеси в исходном материале CaCl2 или в какой-либо добавкеMgCl2, которая требовалась вследствие потерь в системе.- 26023492 Результаты данного моделирования показывают предварительное чистое потребление мощности,составляющее приблизительно 130 млн. БТЕ/ч (38,1 МВт). Табл. 2 а и 2b представляют учет массы и энергии для различных потоков (столбцы в таблице) моделированного процесса. Каждый поток соответствует потоку на фиг. 5. Процесс состоит из двух основных реакторов и одной секции фильтрации твердых веществ. В первом реакторе нагревается водный раствор MgCl2, в результате чего он разлагается, образуя паровой поток HCl/Н 2 О и жидкий поток Mg(OH)2. Паровой поток HCl/H2O направляют в колонну абсорбера HCl. Раствор Mg(OH)2 направляют в реактор 2 для дальнейшей обработки. Химическую реакцию для данного реактора можно представить следующим уравнением: Раствор CaCl2 и поток топочного газа добавляют к Mg(OH)2 в реакторе 2. В этой реакции образуются CaCO3, MgCl2 и вода. CaCO3 осаждается, и его отделяют, используя фильтр или декантатор. Оставшиеся MgCl2 и воду рециркулируют в первый реактор. Дополнительную воду добавляют для пополнения водного баланса, требуемого для первого реактора. Химическую реакцию для этого реактора можно представить следующим уравнением: Основные исходные материалы для данного процесса представляют собой CaCl2, топочный газ(СО 2) и воду. В данной системе MgCl2 используют, восстанавливают и рециркулируют. Требуется только добавка MgCl2 для возмещения небольших количеств, которые выходят из системы с полученнымCaCO3, и небольших количеств, которые выходят с полученной смесью HCl и водяного пара. В данном процессе происходит чистое потребление энергии. Существует перекрестный теплообмен для регенерации тепла в высокотемпературных потоках, чтобы подогревать потоки исходных веществ. Значительную регенерацию тепла можно обеспечивать за счет реакции получаемой концентрированнойHCl с силикатными минералами. Таблица 2 а Учет массы и энергии для моделирования улавливания СО 2 из топочного газа с использованием CaCl2 и получением CaCO3
МПК / Метки
МПК: C01B 31/24, C01F 11/18, B01D 53/62
Метки: основе, включающее, термолитические, диоксида, связывание, процессы, углерода, двух, солей
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/30-23492-svyazyvanie-dioksida-ugleroda-vklyuchayushhee-termoliticheskie-processy-na-osnove-dvuh-solejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Связывание диоксида углерода, включающее термолитические процессы на основе двух солей</a>
Способ очистки диоксида углерода с использованием жидкого диоксида углерода
Номер патента: 23224
Опубликовано: 31.05.2016
Автор: Финд Расмус
МПК: B01D 53/14, B01D 53/00, B01D 3/14...
Метки: способ, очистки, углерода, диоксида, использованием, жидкого
Формула / Реферат:
1. Способ извлечения по меньшей мере одного загрязняющего вещества из исходного потока (f), по существу, состоящего из диоксида углерода, в котором исходный поток (f):а) очищают в колонне, имеющей верхнюю, нижнюю и промежуточную секции, при этом обедненный по загрязняющему веществу поток (g2) выводят из верхней части колонны и обогащенный загрязняющим веществом жидкий поток (l2) выводят, необязательно, из нижней части колонны, упомянутый...
Способ извлечения диоксида углерода из газа с использованием нагреваемого технологическим газом ребойлера для извлечения диоксида углерода в отпарном аппарате
Номер патента: 20743
Опубликовано: 30.01.2015
Автор: Финд Расмус
МПК: B01D 53/14, B01D 53/34, F23J 15/08...
Метки: диоксида, ребойлера, извлечения, отпарном, газом, аппарате, использованием, газа, углерода, способ, технологическим, нагреваемого
Формула / Реферат:
1. Способ извлечения диоксида углерода из газа, содержащего диоксид углерода, включающий стадии, на которых:а) охлаждают газовый поток G1 в ребойлере (А1), получая газовый поток G2,б) готовят газовый поток G2 для получения по меньшей мере части газового потока G3,в) абсорбируют газовый поток G3 в алканоламиновом абсорбирующем агенте для получения обогащенной диоксидом углерода жидкости L1 и обедненного диоксидом углерода газа G4,г) при...
Способ каталитического удаления диоксида углерода и диоксида серы из отработанных газов
Номер патента: 21534
Опубликовано: 30.07.2015
Автор: Стрикрот Ален
МПК: B01D 53/62, B01D 53/50
Метки: диоксида, каталитического, удаления, серы, углерода, способ, газов, отработанных
Формула / Реферат:
1. Способ каталитического удаления диоксида серы и диоксида углерода из отработанных газов в реакторе, заполненном катализатором, представляющим собой активированный уголь, характеризующийся следующими стадиями, на которых:насыщают активированный уголь SO2;насыщают или частично насыщают отработанные газы водой;вводят отработанные газы в реактор;каталитически преобразовывают SO2 в H2SO4 и параллельно с этим каталитически преобразовывают на том же...
Способ получения углеводородов из диоксида углерода
Номер патента: 8700
Опубликовано: 29.06.2007
Автор: Ангелов Чавдар Ангелов
МПК: B01J 23/78, C07C 1/02, B01J 21/04...
Метки: получения, диоксида, углеводородов, углерода, способ
Формула / Реферат:
1. Способ получения углеводородов из диоксида углерода, включающий стадии адсорбции диоксида углерода этаноламином из дымовых газов, последующую десорбцию и смешение диоксида углерода с Н2 в объемном соотношении, равном 4, последующее компримирование смеси до давления 35-50 атм, нагрев до 300-350шС и приведение в контакт с катализатором при объемной скорости 1500 h-1, отличающийся тем, что катализатор содержит, мас.%: Fe - 40-45, Мо - 1-2,5, K -...
Удаление диоксида углерода из газового потока
Номер патента: 13794
Опубликовано: 30.06.2010
Авторы: Ван Херинген Гейсберт Ян, Хуисман Ханс Михель, Ригби Энтони Малколм, Чинг Джиль Хуи Чиун
МПК: C10L 3/10, B01D 53/14
Метки: газового, удаление, диоксида, углерода, потока
Формула / Реферат:
1. Способ получения газообразных, жидких и при необходимости твердых при нормальных условиях углеводородов из потока газообразного сырья, содержащего легкие углеводороды, серосодержащие соединения и диоксид углерода, причем способ включает следующие стадии, на которых:(i) удаляют, по меньшей мере, большинство серосодержащих соединений из потока газообразного сырья путем промывания водным раствором амина в одном или более реакторов,затем...
Предыдущий патент: Способ ультразвуковой диагностики экспериментального неспецифического хронического орхоэпидидимита
Следующий патент: Производное пиразолохинолина
Случайный патент: Кристаллические формы элтромбопага и их применение