專利名稱：：二氧化碳分離材料和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及排放物消除方法，具體涉及從含二氧化碳的流體流中分離二氧化碳的方法。
背景技術(shù)：
：本部分的記述僅僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。相信是溫室氣體的人為排放引起了全球氣候變化(即全球變暖)。全球變暖效應(yīng)的模型預(yù)見了溫度和海平面的全球性上漲、氣候模式的改變、和更極端的天氣現(xiàn)象，包括洪水和干旱。溫室氣體包括二氧化碳、曱烷、一氧化二氮、水蒸汽、臭氧和全氟化碳/含氯氟烴。據(jù)估計(jì)二氧化碳構(gòu)成美國2000年溫室氣體排放的大約84%。二氧化碳(C02)和其他有害氣體污染物的排放率與經(jīng)濟(jì)和工業(yè)增長(zhǎng)高度相關(guān)，并且自從19世紀(jì)中葉起有顯著的增高。通常C02由烴、礦物燃料的燃燒，和/或各種產(chǎn)生二氧化碳副產(chǎn)物的工業(yè)過程產(chǎn)生，所述工業(yè)過程包括水泥、石灰、鐵和鋼的生產(chǎn)。美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)和聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)根據(jù)燃料燃燒(主要包括機(jī)動(dòng)車和發(fā)電廠)和其他工業(yè)來源對(duì)排放物進(jìn)行了分類。美國97%的人為二氧化碳排放來自礦物燃料燃燒源，例如發(fā)電廠、焚化爐和機(jī)動(dòng)車。二氧化碳排放的其他重要點(diǎn)源包括水泥、石灰和鐵/鋼生產(chǎn)廠，所有這些廠都在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的二氧化碳，既是反應(yīng)副產(chǎn)物也是通過烴類燃料的燃燒的產(chǎn)物。除了是一種不希望有的溫室氣體外，二氧化碳還有產(chǎn)生操作和經(jīng)濟(jì)問題的可能，因?yàn)樗菦]有任何燃燒價(jià)值的稀釋劑。它是一種酸性氣體而且會(huì)在水存在下引起腐蝕問題，產(chǎn)生對(duì)一些合金非常有腐蝕性的碳酸。通過國際條約，例如京都議定書，許多國家已經(jīng)答應(yīng)負(fù)責(zé)減少包括二氧化碳在內(nèi)的各種溫室氣體的排放。在美國，已經(jīng)有將很大注意力集中在開發(fā)可有效減少規(guī)定的空氣污染物的排放的裝置上的傳統(tǒng)，其中空氣污染物例如微粒物質(zhì)、硫氧化物和氮氧化物。但是，對(duì)于減少未規(guī)定的二氧化碳排放技術(shù)的發(fā)展滯后于其他控制技術(shù)。然而，由于各個(gè)國家實(shí)施了限制各種溫室氣體尤其是二氧化碳產(chǎn)生的規(guī)章和交易程序，所以急需更加有效且廉價(jià)的減少二氧化碳的技術(shù)。從氣流中去除二氧化碳的現(xiàn)有方法包括用特有的溶劑系統(tǒng)的化學(xué)吸收/吸附(胺洗滌)、膜分離、低溫分餾和/或用分子篩吸附。在一次性的系統(tǒng)中，活性材料進(jìn)行一次性通過反應(yīng)器/洗滌器，然后就被丟棄。由于與處置大量用過的活性材料相關(guān)的增加的費(fèi)用和維護(hù)，一次性使用的系統(tǒng)不太理想。再生系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來再生活性材料，使其適于隨后生產(chǎn)性通過所述反應(yīng)器。分子篩，例如沸石和活性炭，被用于再生的變壓吸附(PSA)或變溫吸附系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)通過在高壓和/或低溫下選擇性吸附一種或多種所述氣體分離氣體混合物來從氣流中除去不想要的成分。然后這些俘獲的雜質(zhì)通過降低吸附系統(tǒng)的壓力或升高吸附系統(tǒng)的溫度來脫附(所以系統(tǒng)從高壓到低壓或從低溫到高溫間"擺動(dòng)")。脫附步驟使吸附材料再生，來重復(fù)利用于后面的吸附步驟中。PSA系統(tǒng)通常包括若干吸附床，氣體通過這些吸附床，分離所選擇的氣體種類。上述方法中的每一個(gè)都有缺點(diǎn)，包括高資本投資和運(yùn)行費(fèi)用，以及某些情況下的相對(duì)小的吞吐容量和低去除效率。這些系統(tǒng)對(duì)于各種應(yīng)用是潛在的受成本限制的系統(tǒng)，特別對(duì)于那些產(chǎn)生大量二氧化碳和其他排放物的高生產(chǎn)量的生產(chǎn)工廠。所以，需要那種以有效且成本節(jié)約的方式減少固定來源的廢氣中的二氧化碳排放的方法。并且，優(yōu)選C02排放減少裝置在獲得所需的去除效率的同時(shí)，能處理與工業(yè)應(yīng)用相關(guān)的高流量。優(yōu)選的，這樣的去除方法是可再生的，并且采用再循環(huán)來體現(xiàn)可承擔(dān)的發(fā)展主動(dòng)性。
發(fā)明內(nèi)容在各個(gè)方面，本發(fā)明提供了從含有二氧化碳的工業(yè)廢物流體流中分離作為污染物存在的二氧化碳的方法。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供的方法包括通過將所述流體流與洗滌材料相接觸來減少流體流中的二氧化碳的量。所述洗滌材料包括第一組分和第二組分。在某些方面中，反應(yīng)在水存在下進(jìn)行(例如，在漿料中或在半千形式下進(jìn)行)。第一組分不同于第二組分。進(jìn)一步地，第一組分含有氧化鈣源和堿金屬離子源，且第二組分含有具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦法。在某些實(shí)施方式中，第一組分含有選自由水泥窯粉塵(CKD)、石灰窯粉塵(LKD)、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的材料。在一些實(shí)施方式中，第二組分含有選自由高爐礦渣、鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。合適的礦渣材料的例子包括空氣冷卻的高爐礦渣、顆粒狀高爐礦渣、研磨的顆粒狀高爐礦渣、膨脹的和/或成丸狀的高爐礦渣、頂吹氧轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣、電弧爐鋼渣及其任何混合物。第二組分可以可選擇地含有源自熔爐生產(chǎn)和/或加工不銹鋼的不銹鋼鋼渣。在某些實(shí)施方式中，第一組分包含水泥窯粉塵(CKD)且第二組分包含不銹鋼鋼渣。在各個(gè)方面，所述方法產(chǎn)生包括碳酸鉤和用過的洗滌材料的產(chǎn)物。在某些實(shí)施方式中，碳酸鈣產(chǎn)物作為原料在工業(yè)過程中被重復(fù)利用。這種重復(fù)利用的一個(gè)例子是使用所述碳酸鈣產(chǎn)物作為水泥生產(chǎn)或石灰生產(chǎn)的原料。所述碳酸鉀產(chǎn)物可以可選擇地用作在鐵和/或鋼加工中的助熔劑。在各個(gè)方面，提供二氧化碳分離材料的漿料用于從含二氧化碳的流體流中洗滌二氧化碳。所述漿料包括第一組分、第二組分和水。第一組分包括選自由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的一種或多種材料。第二組分包括具有反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣。所述漿料含有具有最大平均粒徑小于或等于約500pm且平均表面積大于或等于約1000cmVg的微粒。在又一個(gè)實(shí)施方式中，二氧化碳分離材料以漿料的形式提供，以用于從含二氧化碳的流體流中洗滌二氧化碳。所述漿料包括含有水泥窯粉塵(CKD)的第一組分和含有具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣的第二組分。所述漿料還含有水。所述漿料包含具有最大平均粒徑小于或等于約500iam且平均表面積大于或等于約1000cm2/g的微粒。在另一方面，本發(fā)明提供一種二氧化碳排放減少系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括反應(yīng)腔室。所述反應(yīng)腔室具有流體入口、漿料入口、混合區(qū)、流體出口和漿料出口。含有二氧化碳的廢物流與所述反應(yīng)腔室流體聯(lián)通，且通過流體入口引入所述反應(yīng)腔室。并且，漿料源與所述反應(yīng)腔室流體聯(lián)通。來自漿料源的漿料通過漿料入口引入所述反應(yīng)腔室。此外，所述混合區(qū)使所述漿料和所述廢物流進(jìn)行湍流混合。所述反應(yīng)腔室具有的體積可提供足夠的停留時(shí)間來處理所述廢物流以減少至少約30%的二氧化碳量。所述漿料包括含有氧化鉀源和堿金屬離子源的第一組分，含有具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣的第二組分，和水。用過的漿料和/或碳酸4丐產(chǎn)物通過漿料出口從所述反應(yīng)腔室中除去。在其他實(shí)施方式中，提供了一種重復(fù)利用工業(yè)副產(chǎn)物的方法。通過摻混第一制造組分與第二制造組分形成二氧化碳洗滌材料。第一組分含有氧化4丐源和堿金屬離子源。第二組分含有具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣。然后使工業(yè)過程中產(chǎn)生的含有二氧化碳的廢物流與所述洗滌材料進(jìn)行接觸。產(chǎn)生能夠在諸如工業(yè)過程中有益地再利用的包含碳酸鈣的產(chǎn)物。在某些實(shí)施方式中，在所述接觸步驟之后和所述產(chǎn)生步驟之后，所述洗滌材料被用過，且至少部分用過的洗滌材料與新鮮的第一制造組分和第二制造組分摻混。在各個(gè)其他方面中，本發(fā)明提供了減少來自廢物流的二氧化碳排放的方法，所述廢物流從固定燃燒源(例如鍋爐、焚化爐)、水泥窯、石灰窯、煉鐵爐和煉鋼爐產(chǎn)生。以這種方式，本發(fā)明的各方面提供了去除二氧化碳排放物的有效手段，從而控制了溫室氣體的排放，還進(jìn)一步重新利用了至少一種工業(yè)副產(chǎn)物，優(yōu)選多種副產(chǎn)物材料來形成有用的產(chǎn)物。通過這里的說明，其進(jìn)一步的應(yīng)用范圍會(huì)變得顯而易見。應(yīng)理解的是，說明書和具體實(shí)例是為了說明的目的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。此處的附圖僅僅為說明的目的，而不意味著以任何形式限制本發(fā)明的范圍。圖1為根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式用于二氧化碳分離系統(tǒng)的示例性方法流程圖；圖2為示出具有洗滌塔式反應(yīng)器的二氧化碳排放降低系統(tǒng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖3為示出二氧化碳去除系統(tǒng)的本發(fā)明的某些實(shí)施方式的流程圖，在該系統(tǒng)中，從二氧化碳去除設(shè)備中排出的處理過的廢物流被空氣污染物控制裝置進(jìn)一步處理，以去除除二氧化碳之外的一種或多種其他污染物。圖4為示出二氧化碳去除系統(tǒng)的本發(fā)明的另外一些實(shí)施方式的流程圖，在該系統(tǒng)中，廢物流在進(jìn)入二氧化碳去除設(shè)備之前，被空氣污染物控制裝置預(yù)處理，以去除一種或多種污染物。具體實(shí)施方式下面的說明本質(zhì)上只是示例性的，并不用于限制本發(fā)明、應(yīng)用或使用。應(yīng)該理解，在全部附圖中，相同的標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。本發(fā)明的教導(dǎo)從各個(gè)方面提供通過從氣態(tài)的流體流中分離或洗滌二氧化碳，來降低流體流中的氣體二氧化碳含量的方法。在某些實(shí)施方式中，流體流包括氣體和/或水蒸氣，但是也可能帶有固體和/或液體，例如帶有微粒、小液滴和/或浮質(zhì)。在各種實(shí)施方式中，流體流是工業(yè)過程中產(chǎn)生的廢物流或排出流。使流體流與二氧化碳洗滌或分離物質(zhì)接觸，以去除二氧化碳。在與洗滌材料接觸后，流體流中的二氧化碳含量被降低了。在某些實(shí)施方式中，二氧化碳與洗滌材料反應(yīng)，形成下面將詳細(xì)說明的有用的產(chǎn)品。在各方面，洗滌材料包括第一組份、第二組份和水。第一組份與第二組份不同。在各實(shí)施方式中，第一組份包括氧化釣源和堿金屬離子源。第二組份包括具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣。洗滌材料與二氧化碳反應(yīng)，形成包括碳酸釣和用過的洗滌材料的產(chǎn)品。在不同的實(shí)施方式中，洗滌材料的第一組份包括氧化鈣(CaO)。進(jìn)一步地，第一組份優(yōu)選還包括堿金屬離子源，例如鈉和/或鉀離子。在某些實(shí)施方式中，第一組份包括工業(yè)過程中產(chǎn)生或制造的材料。如下面將要詳細(xì)說明的，某些實(shí)施方式中有益地再利用否則將被丟棄、堆放或埋入土壤的廢料。而各種合適的氧化鈣源和堿金屬離子源也可能是天然生成的物質(zhì)，例如礦物，也可能是制造的商業(yè)產(chǎn)品。在不同方面，第一組份包括從由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰(sugarbeetlime)、熟料粉塵、消石灰、生石灰及其混合物組成的組中選擇的物質(zhì)。這樣的混合物包含兩種或多種成分的任意組合。在某些實(shí)施方式中，第一組份包括從由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰及其混合物組成的組中選擇的材料。在其它實(shí)施方式中，第一組份包括石灰窯粉塵。在某些實(shí)施方式中，第一組份包括水泥窯粉塵。這些非限制性的材料都是用于洗滌材料中的合適的氧化釣和堿金屬離子源。第一組份能包括其它氧化鈣和堿金屬離子源，例如包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，污水處理廠污泥、礦漿和紙漿、制造碳化鈣的副產(chǎn)品和其它提供氧化鉤和堿金屬離子的物質(zhì)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，許多所述氧化鈣和堿金屬離子源能具有變化的組分，這取決于其制造的具體方法；用來制造所述源的原材料和燃料的具體成分；材料存儲(chǔ)或堆放的條件和時(shí)間；以及其它多種因素。在這點(diǎn)上，在一些實(shí)施方式中，第一組份優(yōu)選包括從下列物質(zhì)組成的組中選擇的一種或多種活性成分CaO、K20、Na20及其混合物。在某些實(shí)施方式中，第一組份包括從下列物質(zhì)組成的組中選擇的一種或多種活性成分CaO、Na20、&20及其混合物，其中洗滌材料中所述活性成分的含量為大約30wt。/。到大約60wt%?？蛇x地，除氧化釣和石威氧化物外，第一組^分還包括另外的活性化合物，這樣的活性成分不限于上面所述的。在一些實(shí)施方式中，第一組份包括大約30wt。/?；蚋嗟难趸^。如在這里使用的，除非另外指出，所有的百分比都基于重量。應(yīng)該注意，這里所述的各種材料的化學(xué)成分是根據(jù)從通常由X射線熒光技術(shù)測(cè)定的元素分析計(jì)算得到的以簡(jiǎn)單氧化物的形式來表示。盡管各種簡(jiǎn)單氧化物可能以更加復(fù)雜的化合物存在于材料中，并且經(jīng)常如此，但是氧化物分析仍然是一種表示化合物中所關(guān)心的各個(gè)組分含量的有用方法。在某些實(shí)施方式中，第一組份包括大約3wt。/。或更多的游離石灰(游離氧化鈣)。"游離石灰"是指材料中可以容易地用于和水進(jìn)行水合反應(yīng)的游離氧化鈣(游離CaO)。未消化的石灰，也稱作生石灰，包含能夠和水進(jìn)行反應(yīng)，即熟化的更高含量的脫水(游離)石灰或氧化鈣(CaO)。相反，熟化的或與水合的石灰已經(jīng)與水反應(yīng)形成Ca(OH)2。游離石灰的含量經(jīng)常用作包含氧化鈣材料的反應(yīng)活性的指標(biāo)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，游離石灰可能為大約5°/?；蚋摺Ｔ谝恍?shí)施方式中，第一組份優(yōu)選包括大約lwt。/?；蚋嗟难趸c(Na20)和/或氧化鉀(K20)形式的堿金屬離子源。應(yīng)該注意，一些堿金屬離子與各種配陰離子，例如硫酸根配合，但是，通常的堿金屬含量分析用堿金屬氧化物和硫酸鹽分別表示。在某些實(shí)施方式中，氧化鈉(Na20)和/或氧化鉀(K20)形式的堿金屬離子源的含量大于或等于大約3wt。/。，可選地，大于或等于大約4wt%。各種凝硬性和/或水泥質(zhì)物質(zhì)的堿金屬含量也可以用通過下列公式計(jì)算的，考慮了Na20和K20的存在的鈉等價(jià)物(Na2Oe)來表示z=x+(0，658-y)(公式1)其中z為鈉等價(jià)物(Na2Oc),x為組合物中Na20的重量百分比，y為組合物中K20的重量百分比。這樣的鈉等價(jià)物的含量的范圍可以從大于0.01wt。/。到大于或等于約lwt。/。；可選擇地大于或等于約2wt。/。；可選擇地大于或等于約3wt%;在一些實(shí)施方式中，大于或等于約5wt。/。。如下面將更詳細(xì)討論的，堿金屬離子促進(jìn)用于洗滌材料的理想反應(yīng)條件，例如提供較高的pH值。相信較高的pH值會(huì)提供更快的反應(yīng)速度并且促進(jìn)在洗滌材料與二氧化碳的反應(yīng)中形成更想要的產(chǎn)品。在某些實(shí)施方式中，除雜質(zhì)和稀釋劑外，第一組^f分的組成如表1中所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在一些實(shí)施方式中，第一組份優(yōu)選包括通常是指在波特蘭水泥制造過程中，在水泥窯或相關(guān)處理設(shè)備中產(chǎn)生的副產(chǎn)品的水泥窯粉塵。可以在濕或千的工藝窯中制造波特蘭水泥。盡管濕和干的工藝是不同的，但是兩種工藝都在某些階段中加熱原材料。水泥制造原材料包括釣、二氧化硅、鐵和氧化鋁的源，并且通常包括石灰石以及多種其它物質(zhì)，例如粘土、沙子和/或頁巖。水泥制造的第一階段為預(yù)熱階段，從原材料中驅(qū)除任何水分，除去水合的水，并把材料溫度提高到大約1500°F(大約800°C)。第二階段為煅燒階段，通常在1500°F到2000°F(大約1100°C)之間進(jìn)行，通過在煅燒反應(yīng)中驅(qū)除二氧化碳(C02)來把石灰石(CaC03)轉(zhuǎn)變?yōu)槭?CaO)。然后，在燒結(jié)區(qū)中，把原材料加熱到大約250(TF到3000。F之間(大約1400。C到1650°C)的最高溫度，這樣，原材料基本熔化并且熔融，從而形成無機(jī)化合物，例如硅酸三鈣、硅酸二釣、鋁酸三鉀和鋁鐵酸四釣。對(duì)波特蘭水泥的一個(gè)典型的分析顯示，波特蘭水泥包括大約65~70%CaO、20%SiO2、5%A1203、4。/。Fe203和較少量的其它化合物，例如鎂、硫、鉀和鈉等的氧化物。熔化的原材料被冷卻，以凝固成通常稱作"熟料"的小塊的中間產(chǎn)品，并隨后被從窯中移走。然后，精細(xì)地研磨熟料并把它與其它添加劑(例如固化抑制劑和石膏)混合來形成波特蘭水泥，波特蘭水泥隨后可與集料和水混合來形成混凝土。通常，CKD包括在窯、預(yù)處理裝置和/或材料搬運(yùn)系統(tǒng)的不同區(qū)域產(chǎn)生的不同顆粒的組合，包括，例如熟料粉塵，部分至全部煅燒的材料粉塵和原材料(含水的和脫水的)粉塵。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，CKD的組分根據(jù)使用的原材料和燃料、生產(chǎn)和加工條件、以及水泥生產(chǎn)過程中CKD收集點(diǎn)的位置不同而改變。CKD可包括從窯廢物(即排氣)流、熟料冷卻器廢物、預(yù)煅燒廢物、空氣污染物控制設(shè)備等處收集的粉塵或顆粒物質(zhì)。熟料冷卻器粉塵是指在窯的熟料冷卻器區(qū)域收集到的粉塵，通常具有與波特蘭水泥非常相似的化學(xué)成分。而CKD組分可根據(jù)窯的不同而改變，由于熟料粉塵和煅燒材料粉塵的存在，通常CKD至少具有一些水泥質(zhì)和/或火山灰性質(zhì)。典型的CKD組分包括含硅化合物，例如包括硅酸三鉀、硅酸二鉤的硅酸鹽；含鋁化合物，例如包括鋁酸三鉤的鋁酸鹽；和含鐵化合物，例如包括鋁鐵酸四鉤的鐵酸鹽。CKD通常含有相對(duì)較高含量的氧化鈣(CaO)。示例性的CKD組分包括約10~約60wt°/"々氧化4丐，或者為約25~約50wt%,或者為約30~約55wt%。在一些實(shí)施方式中，CKD包括的游離石灰的濃度為約1~約10%，或者為約1~約5%，在一些實(shí)施方式中為約3~約5%。進(jìn)一步地，CKD通常包括含量分別為約0.1到10wt%,或者0.2到5wt。/。的鈉和鉀堿金屬離子。CKD可以包括另外的堿金屬離子、堿土金屬離子、硫及其他成分。CKD通常還包括約10到約20wt。/。的二氧化硅(Si02)、約2到約7wt。/。的氧化鋁(A1203)和約1到約3wt。/。的氧化鐵(Fe203)。示例性的CKD粉塵具有約2.6到2.8的特定粒度范圍、約0.30mm(300iam)的最大粒徑和約4600到14000cm2/g的布萊因(Blaine)細(xì)微粒度(比表面積)。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明洗滌材料的第一組份包括石灰(即生石灰)或石灰窯粉塵(LKD)。LKD是一種制造石灰的副產(chǎn)品。LKD是從石灰窯或相關(guān)加工裝置中收集的粉塵或微粒物質(zhì)。生產(chǎn)出的石灰可以分為高鈣石灰或白云石石灰，而LKD隨石灰形成方法不同而改變。常常通過煅燒反應(yīng)來制備石灰，煅燒反應(yīng)通過加熱含鈣原材料，例如碳酸鈣，而形成游離石灰CaO和二氧化碳(co2)。高鈣石灰具有高濃度的氧化鈣，通常還含有一些雜質(zhì)，包括含鋁和含鐵的化合物。通常高鈣石灰從高純度的碳酸鈣(純度大約95%或更高)制得。由高釣石灰的加工得到的LKD產(chǎn)物中通常的氧化鉀含量與石灰產(chǎn)品自身的氧化鉀的含量相似，可大于等于約75wt。/。，或者大于等于約85wt%,在一些情況下大于等于約90wt%。在一些石灰生產(chǎn)中，白云石(CaC03-MgC03)被加熱分解，主要產(chǎn)生氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)，從而形成已知的白云石石灰。在通過白云石石灰加工產(chǎn)生的石灰或LKD中，氧化鉀的含量大于等于約45wt%，或者大于或等于約50wt%,在某些實(shí)施方式中，大于或等于約55wt%。盡管石灰和LKD都隨所使用的石灰加工的類型而變化，但是它們通常都有相對(duì)較高的游離石灰含量。游離石灰在這樣的石灰或LKD產(chǎn)品中通常含量為約10到約50%,或約20到40%。進(jìn)一步地，LKD和石灰產(chǎn)品通常包括含量分別為約0.01到1wt。/。和約0.03到約0.25wt。/。的鈉和鉀堿金屬離子。石灰和/或LKD可能包括另外的堿金屬離子、堿土金屬離子(例如上述的MgO)、硫及其他組份。LKD通常還包括約1到約10wt。/。的二氧化石圭(Si02)、約0.1到約5wt。/o的氧化鋁(A1203)和約0.5到約2wt。/。的氧化鐵(Fe203)。示例性的LKD具有約2.6到3.0的特定粒度范圍、約2mm(2000pm)的最大粒徑和約1,300到10,000cmVg的布萊因細(xì)微粒度(比表面積)。用作本發(fā)明的洗滌材料的第一組份的另一種示例性材料是精制糖的石灰副產(chǎn)品。石灰用于從甘蔗、甜菜、楓糖和高粱得到的糖生產(chǎn)中。例如，收獲甘蔗和甜菜并用水進(jìn)行處理，形成具有低pH并且包含溶解的雜質(zhì)的原汁。因此，該糖汁包含蔗糖、果肉、各種非糖，例如有機(jī)和無機(jī)鹽、氨基酸、染料和諸如蛋白質(zhì)和膠質(zhì)的高分子材料。向原汁中加入熟石灰來升高pH并與雜質(zhì)反應(yīng)以形成能夠被除去的、不溶的鈣有機(jī)化合物。在常規(guī)的糖純化方法中，加入了石灰(CaO)和二氧化碳，這導(dǎo)致包括碳酸鈣和部分上述非糖成分的沉淀物(渣)的形成。脫水的渣包括通常為水合形式(Ca(OH)2)的氧化鈣(CaO)。可以用這種方式對(duì)糖汁進(jìn)行進(jìn)一步地連續(xù)精制。甜菜傾向于需要最大量的以石灰進(jìn)行的精制，而所得的渣副產(chǎn)品通常稱作"甜菜石灰"。然而，使用術(shù)語"甜菜石灰，，僅表示適于用于本發(fā)明的洗滌材料的糖加工石灰副產(chǎn)品的一類材料。在甜菜石灰中，氧化鈣可能為大于或等于約25wt%,或大于或等于約30wt%,在某些實(shí)施方式中，大于或等于約40wt。/。。甜菜石灰通常還包括石威金屬離子，例如鈉和鉀，其含量分別為組合物的約0.01wt。/。或更大，或者大于或等于約0.05wt。/。，或者大于或等于O.lwt%，在某些實(shí)施方式中，大于或等于約1wt%。這樣，洗滌材料的第一組份可能包括任何合適的氧化4丐和堿金屬離子源。第一組份能夠可選地包括提供所需含量的氧化釣和堿金屬離子的一種合適的物質(zhì)或合適物質(zhì)的混合物。礦渣是金屬制造的工業(yè)副產(chǎn)品。在不同的實(shí)施方式中，洗滌材料的第二組份包括這樣的提供反應(yīng)性硅酸鹽的礦渣材料。硅酸鹽通常為能夠被加入到鏈、雙鏈、片層、三維網(wǎng)絡(luò)和其它聚合("地聚合物")形式的四面體形式。硅酸鹽包括硅和結(jié)合一個(gè)或多個(gè)金屬和/或氫的氧原子。通常，硅和氧的形式為SixOy，其中x通常為l或2，y的范圍為2到7(例如，Si02、Si03、Si04、—Si207)盡管許多硅酸鹽不能溶于水或在水中穩(wěn)定，但是相信^<性條件和增加的溫度有助于更大的溶解度和/或有水情況下的某些硅酸鹽化合物的反應(yīng)性。水溶解度和/或有水情況下的硅酸鹽化合物的反應(yīng)性取決于多種因素，包括硅陰離子與之配合的陽離子(例如IA族堿金屬離子元素和NEU+傾向于形成水溶的硅酸鹽)。某些硅酸鹽種類更易于與離子種類反應(yīng)并且顯示出較高的水溶解度，相信這樣的硅酸鹽會(huì)離子化而形成SiO—離子。例如，硅酸鹽能夠形成各種晶體結(jié)構(gòu)，從結(jié)晶體和高度有序相(例如石英)到潛晶質(zhì)相(例如，象玉髓的超精細(xì)結(jié)晶結(jié)構(gòu))，到無定形相或像玻璃的非結(jié)晶結(jié)構(gòu)(例如蛋白石)。相信無定形晶格結(jié)構(gòu)允許硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)的較易被離子攻擊和破壞。這樣，高度有序和結(jié)晶良好的相是穩(wěn)定且為非反應(yīng)性的，而潛晶質(zhì)和無定形硅酸鹽晶格由于其無序和開放的晶格結(jié)構(gòu)而易受攻擊，因此，這樣的硅酸鹽是反應(yīng)性的。根據(jù)本發(fā)明的不同的實(shí)施方式，洗滌材料的第二組份包括反應(yīng)性的硅酸鹽。盡管不限制于本教導(dǎo)藉以生效的任何理論，但是硅酸二鈣(2CaO-Si02,通?？s寫為C2S)和硅酸三鈣(3CaO-Si02，通?？s寫為C3S)的特定結(jié)晶相，特別是Y-C2S、卩-C2S和C3S結(jié)晶相，是能夠在礦渣材料中形成的反應(yīng)性硅酸鹽，從而在有水存在的情況下適于與二氧化碳反應(yīng)。反應(yīng)性硅酸鹽化合物，意味著材料中存在的總硅酸鹽化合物物的10%將在有水、25°C(77。F)以及大于或等于9pH的環(huán)境壓力下，與二氧化碳反應(yīng)。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，當(dāng)pH為堿性時(shí)，這樣的硅酸鹽化合物在水中具有較高的反應(yīng)性。優(yōu)選地，洗滌材料的pH大于或等于7，更優(yōu)選地，大于或等于9，在一些實(shí)施方式中，為約11直到約14,以提高硅酸鹽化合物的溶解度。實(shí)際上，這樣的系統(tǒng)中的pH通常不超過約13。提高的溫度也能增加硅酸鹽組合物在水中的溶解度。根據(jù)本發(fā)明的不同的實(shí)施方式，優(yōu)選地，第二組份的礦渣包括大于或等于約5wt。/。的反應(yīng)性硅酸鹽，或者大于或等于約10wt%，或者大于或等于約15wt。/。的反應(yīng)性硅酸鹽。各種礦渣材料包括硅酸鈣。優(yōu)選地，在本發(fā)明各實(shí)施方式的洗滌材料中，在水的存在的情況下，這些硅酸鉤中的至少部分與二氧化碳和/或氧化釣反應(yīng)。如上所述，洗滌材料的第一組份優(yōu)選地包括提供洗滌材料中的堿或堿性pH以提高反應(yīng)式硅酸鹽組合物的溶解度的氧化鈣和堿金屬離子源。作為背景，礦渣一般是金屬生產(chǎn)和加工產(chǎn)生的副產(chǎn)物化合物。術(shù)語"礦渣，，包括廣泛的副產(chǎn)物材料，通常包括4失金屬和/或鋼生產(chǎn)和加工的大部分的非金屬副產(chǎn)物。通常，把化渣劑或熔劑加入到熔爐中來在加工過程中從熔化的鐵礦石、廢鋼以及鐵和/或鋼原料中除去雜質(zhì)。典型的熔劑為石灰石(CaC03)和/或白云石(CaC03.MgC03)。熔化的礦渣形成為硅酸鹽熔體，流動(dòng)到熔爐的頂部，冷卻形成復(fù)雜的硅酸鹽和氧化物。礦渣的成分取決于熔爐中所加工的金屬，經(jīng)常包括金屬硫化物和元素形式的金屬原子。礦渣的成分和性質(zhì)也隨熔爐的類型和后處理而變化，其不僅能夠影響礦渣的化學(xué)成分，還能夠影響結(jié)晶度、相變化和表面形態(tài)，而結(jié)晶度、相變化和表面形態(tài)能夠影響反應(yīng)性。例如，如上所述，優(yōu)選地，在礦渣中形成一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽相，例如y-CzS、P-C2S和C3S。進(jìn)一步地，礦渣的粒徑、多孔性和表面積都影響反應(yīng)性，這是因?yàn)檩^低的粒徑、較高的多孔性以及因此具有的較大的表面積的物質(zhì)能夠更多地暴露于C02和水，以促進(jìn)更大的反應(yīng)。高爐加工鐵礦石以形成精煉生鐵。高爐礦渣通常被形成為3種主要類型空氣冷卻的、顆粒狀的和成丸狀的(或膨脹的)?？諝饫鋮s的高爐礦渣通過在環(huán)境條件下允許熔化的礦渣相對(duì)緩慢地冷卻而形成，其中最終的冷卻可以通過諸如噴水的冷卻工藝來加速。顆粒狀的礦渣通過在水中淬火熔化的礦渣，從而形成小的無序結(jié)構(gòu)的玻璃粒而形成。這樣的顆粒狀的礦渣經(jīng)常會(huì)被進(jìn)一步地研磨，從而提高材料的水泥質(zhì)性質(zhì)。成丸狀或膨脹的礦渣通過水射流來冷卻，這導(dǎo)致了水蒸氣的迅速產(chǎn)生。而水蒸氣的迅速產(chǎn)生在該材料中形成了大量的的泡結(jié)構(gòu)。在對(duì)煉鋼爐中的生鐵和其它鋼材料的進(jìn)一步加工過程中，形成鋼渣。典型的鋼爐包括頂吹氧轉(zhuǎn)爐(BOF)、平爐(OHF)和電弧爐(EAF)。現(xiàn)在，大多數(shù)鋼都是在采用一種頂吹氧轉(zhuǎn)爐工藝的集成鋼廠或采用電弧爐工藝的專業(yè)鋼廠中制造。平爐工藝較不流行。在示例性的頂吹氧轉(zhuǎn)爐工藝中，把熱的液體鼓風(fēng)爐金屬、廢料和熔劑加入到轉(zhuǎn)爐(熔爐)中去。把一個(gè)噴槍下降到轉(zhuǎn)爐中去并注入高壓氧氣。在充氣下，氧氣雜質(zhì)結(jié)合并除去這些雜質(zhì)。這些雜質(zhì)包括氣態(tài)一氧化碳形式存在的碳，和與石灰和/或白云石結(jié)合形成鋼渣的以液態(tài)氧化物形式存在的硅、錳、磷和一些鐵。在精制操作的末尾，把液態(tài)鋼倒入桶中，而鋼渣則留在容器中，隨后輕輕敲打到獨(dú)立的礦渣罐中?？梢陨a(chǎn)很多不同級(jí)別的鋼，而鋼渣的性質(zhì)隨每個(gè)級(jí)別可能變化會(huì)很顯著?？梢园唁摰募?jí)別根據(jù)鋼的碳含量分為高、中和低。高級(jí)的鋼具有高的碳含量。為了降低鋼中的碳含量，在制造鋼的工藝中需要更高的氧氣水平。這也要求添加更高水平的用于從鋼中去除雜質(zhì)的熔劑，并且增加了所形成的礦渣。高爐礦渣通常包含較高含量的硅酸二鈣和氧化鈣。在制鋼工藝過程中產(chǎn)生的鋼渣有幾種不同類型，包括熔爐渣(或排出渣(tapslag))、耙地機(jī)渣(rakerslag)、合成渣(或鋼包渣)和坑渣(或清掃渣)。在生產(chǎn)鋼的最初階段中產(chǎn)生的鋼渣稱作熔爐渣或排出渣。在被從熔爐中輕敲出后，熔化的鋼被送到鋼包中進(jìn)行進(jìn)一步的精制來除去仍然包含在鋼中的另外的雜質(zhì)，這將由于再次向鋼包中加入熔劑來熔化而產(chǎn)生另外的鋼渣。這些鋼渣與熔爐渣的任何遺留物結(jié)合并幫助吸收脫氧產(chǎn)物(內(nèi)含物)、絕熱和保護(hù)鋼包的耐火材料。在制鋼的這一階段產(chǎn)生的鋼渣通常稱為耙地機(jī)渣和鋼包礦渣。坑礦渣和清掃礦渣是制鋼操作中通常能夠發(fā)現(xiàn)的其它類型的礦渣。它們通常包括在4乘作的各個(gè)階段中落到工廠地板上的鋼渣或在輕敲后從鋼包中排出的鋼渣。鋼包精制階段通常涉及相對(duì)高的熔劑物質(zhì)的加入，這些合成礦渣的性質(zhì)通常與那些熔爐礦渣有顯著的不同。這些鋼渣通常富含氧化鉤和硅酸鹽，很適合作為洗滌材料的第二組份的材料，特別是這些合成礦渣由于原位膨脹而不能回收用作集料。應(yīng)該注意，第二組份可以包括從熔爐和/或工藝的不同位置產(chǎn)生的礦渣的結(jié)合，或可以包括來自不同熔爐或工藝的礦渣的結(jié)合。術(shù)語熔爐包括鐵礦石和鋼轉(zhuǎn)爐二者。通常，高爐礦渣指那些在鐵礦石熔爐中產(chǎn)生的，而鋼渣則是那些由任何制鋼或^"制剛工藝產(chǎn)生的，如下面將更詳細(xì)地討論的，包括不lf鋼鋼渣。取決于其在工藝中產(chǎn)生的位置及隨后的處理，許多礦渣具有不同的粒徑分布、不同的礦物學(xué)和結(jié)晶構(gòu)成。可以進(jìn)一步研磨這些礦渣以獲得想要的粒徑分布和/或細(xì)度(表面積)。示例性礦渣包括含鉀化合物、含硅化合物、含鋁化合物、含鎂化合物、含鐵化合物、含錳化合物和/或含硫化合物。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，選擇第二組份的礦渣材料以包括約25到約60wt%，或者約30到約50wt%，或者約30到約45wt。/。的氧化4丐。在不同的實(shí)施方式中，第二組份包括大于或等于約25wt%,或大于或等于30wt。/。，或大于或等于35wt。/。的二氧化硅(Si02)。應(yīng)該注意，組合物中二氧化硅的含量是簡(jiǎn)單氧化物分析(如在有關(guān)第一組份的上下文中所討論的)的反映，并不能必然地反映反應(yīng)性硅酸鹽的含量，反應(yīng)性硅酸鹽可能僅占材料中Si02總含量的一部分。在某些實(shí)施方式中，第二組份進(jìn)一步包括大于或等于約25wt%，或大于或等于30wt。/。，或大于或等于35wt。/。的氧化釣(CaO)。如上所述，氧化4丐和氧化鈣通常呈現(xiàn)硅酸鉀的形式，然而，根據(jù)全面簡(jiǎn)單氧化物分析，其各自的含量都大于或等于約25wty。。在某些實(shí)施方式中，第二組份包括一種或多種從CaSK)3、CaO及其混合物中選擇的活性成分，活性成分在第二組份中的總含量為約35到約90wt%。在某些實(shí)施方式中，除雜質(zhì)和稀釋劑外，包括礦渣的第二組份的組成如表2中所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>通常具有水泥質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)性二氧化硅的適宜礦渣的一個(gè)例子是研磨的顆粒狀高爐礦渣(GGBFS)。礦渣的冷卻速度通常足夠低，通常形成各種結(jié)晶的化合物，包括主要的化合物，例如硅酸二鈣、硅酸三鈣、4失酸二鈣、默硅4美鈣石(meriwinite)、鋁酸鉤、4丐鎂鐵氧化物、游離石灰和游離氧化4美。相信當(dāng)暴露于濕氣時(shí)，游離的石灰和氧化鎂膨脹多數(shù)鋼渣，這通常使得它們不適合于很多應(yīng)用，例如不適合用于集料。然而，在本發(fā)明中，這些不想要的材料可以回收并且被有益地使用。由于不銹鋼鋼渣通常包括較高含量的游離石灰和/或游離氧化鎂，以及相對(duì)高含量的硅酸鹽，特別是由？C2S形成的反應(yīng)性硅酸鹽結(jié)晶，因而不銹鋼鋼渣是特別優(yōu)選的用于本發(fā)明某些實(shí)施方式的第二組份的材料。在晶體發(fā)展和相轉(zhuǎn)變過程中，相信y-C2S相會(huì)引起C2S晶格的不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定由于自粉碎而引起破碎成為細(xì)微粉末形式。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，可以把變化含量的諸如鎳、鉻、鉬和錳等的元素加入到精制的鐵中形成鋼這些元素的含量越大，鋼的級(jí)別越高。這些元素傾向于被包括在用來精制金屬的礦渣的化合物中。通常，不銹鋼包含至少約10.5%的鉻。典型的奧氏體鋼具有大于或等于約16%的鉻和大于或等于約8%的鎳。不銹鋼包括高達(dá)約1.7wt。/。的4丐。較高級(jí)別的不銹鋼通常具有較低的碳含量，并且可能包含鉬和錳和其他元素。例如，低級(jí)別的304奧氏體不銹鋼具有小于或等于0.08。/。的碳(C),約17到19.5。/。的鉻(Cr)，約8到10.5。/。的鎳(Ni)和小于或等于約2%的錳(Mn),不含鉬(Mo)。另一種示例性的更高級(jí)別的鋼是316L,其含有小于或等于0.03%的碳(C),約17。/。的鉻(Cr),約9%的鎳(Ni)，約2%的錳(Mn),和約2.5%的鉬(Mo)。"L"表示低碳含量。一種更高級(jí)別的奧氏體不銹鋼是317LMN，其具有小于或等于0.03。/。的碳(C)，約16.5到18.5%的鉻(Cr),約13.5到17.5%的鎳(Ni),約1到2%的錳(Mn),和約4到5%的鉬(Mo)。在317LMN級(jí)別中，標(biāo)號(hào)"M，，和"N，，分別表示組分中包含增加水平的鉬和鎳。不銹鋼鋼渣傾向于包括這些不同的元素，并進(jìn)一步包括硅酸鹽。除上述礦渣外，第二組份可以進(jìn)一步包括其它反應(yīng)性硅酸鹽的源，只要它們貢獻(xiàn)所需的和/或必需的上述活性成分。例如，其他適宜的例子包括收集自連接到高爐的空氣污染物控制設(shè)備的高爐(熔鐵爐)粉塵，例如熔鐵爐集塵器濾餅。另一個(gè)適宜的工業(yè)副產(chǎn)物源是紙脫墨漿灰。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，有許多不同的制造/工業(yè)工藝副產(chǎn)品可以作為本發(fā)明的洗滌材料的反應(yīng)性硅酸鹽的源。許多這種已知的副產(chǎn)物還含有氧化鋁和/或二氧化硅?？深A(yù)期示例性的制造產(chǎn)品和/或工業(yè)副產(chǎn)品的任意組合可用于本發(fā)明的某些實(shí)施方式。這樣，本發(fā)明的洗滌材料包括第一組份和第二組份，第一組份包括氧化鉤源和堿金屬離子源，第二組份包括礦渣，礦渣包括反應(yīng)性硅酸鹽。在某些實(shí)施方式中，洗滌材料中的第一組份與第二組份之比為約10:1到約1:10。在某些實(shí)施方式中，漿中的第一組份與第二組份之比為約3:4到約4:3。盡管不限于任何特定的理論，但是相信，當(dāng)可用鈣的摩爾量大于可用硅的摩爾量時(shí)，二氧化碳與洗滌材料中的氧化鈣和硅酸鹽反應(yīng)速度增加并且反應(yīng)轉(zhuǎn)化更高。這樣，當(dāng)洗　滌材料中的有效成分為氧化鈣和二氧化硅時(shí)，某些實(shí)施方式中的洗滌材料中鉤(Ca)與硅(Si)的摩爾比優(yōu)選為約1:1到約10:1，以利于與二氧化碳的反應(yīng)。各實(shí)施方式的洗滌材料優(yōu)選地包括水。水促進(jìn)本發(fā)明的各種活性化合物的運(yùn)送、溶解和離子化。在各實(shí)施方式中，以漿料的形式提供洗滌材料。通過使水與這里所述的第一組份和第二組份結(jié)合而形成漿料。漿料是可溶的化合物和懸浮的不可溶的微粒的混合物。漿料中水的含量的范圍為從低端的5wt%或10wt。/。直到高端的90wt。/?；?5wt%。在各實(shí)施方式中，漿料具有大于或等于約15wt。/。，或大于或等于約20wt。/。的水含量，在某些實(shí)施方式中，大于或等于30wt。/。；在某些實(shí)施方式中，大于或等于40wt。/。。在某些實(shí)施方式中，洗滌材料的水含量為約15到約85wt。/。，在示例性實(shí)施方式中，漿料包含20wt%到85wt%、30wt%到85wt%、40wt%到85wt%或50wt%到85wt%的水含量。在各實(shí)施方式中，漿料包含80wt。/?；蚋俚乃?，或70wt。/。或更少的水。由于水含量增加，因而漿料的粘性降低，從而泵送和處理變得容易。在某些方面，漿料具有的粘性使其能作為液體通過系統(tǒng)的各個(gè)部分泵送和大規(guī)模運(yùn)送。當(dāng)洗滌材料為漿料的形式并具有相對(duì)較高的水含量時(shí)，增強(qiáng)了二氧化碳從氣體流向液/固相漿料的大量輸送，這是所想要的，尤其在高速流體流的應(yīng)用中。進(jìn)一步地，本發(fā)明的洗滌材料通常具有水泥質(zhì)和/或凝硬性性質(zhì)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，系統(tǒng)中的水的含量控制水泥質(zhì)相形成的量，并從而控制增強(qiáng)、硬化和凝聚的程度。例如，混凝土優(yōu)選最小化水的含量以提高強(qiáng)度和硬度，例如，混凝土中的水與波特蘭水泥之比的范圍優(yōu)選是從小于0.35到約0.40，完成水泥組分的水合反應(yīng)所需的最小水含量為0.25。典型的水泥組分為約7到15%水泥、14到21%水和余量微集料。為了廢物的穩(wěn)定性，理想的是完全發(fā)展強(qiáng)度和硬度來防止各種金屬的浸出。為了這樣的廢物的穩(wěn)定性，已經(jīng)建議水與固體之比應(yīng)該在約0.125用于反應(yīng)性硅酸鹽適宜的凝結(jié)和硬化反應(yīng)。這樣，在相對(duì)較高含量的水存在的情況下，材料具有較小的凝結(jié)、硬化和凝聚的傾向。因此，本發(fā)明的各實(shí)施方式提供相對(duì)較高的水含量，以防止硬化、凝結(jié)和凝聚，　從而材料能夠在二氧化碳降低系統(tǒng)中作為洗滌材料而重復(fù)利用。在一些實(shí)施方式中，洗滌器設(shè)備內(nèi)的洗滌材料處理系統(tǒng)可以具有攪動(dòng)點(diǎn)。進(jìn)一步地，某些實(shí)施方式可以包括離心分離機(jī)、過濾器、篩子和/或沉降區(qū)來除去任何較大的微粒，以防止洗滌材料處理設(shè)備和線路中較大的團(tuán)聚微粒的產(chǎn)生。在一些實(shí)施方式中，使用增塑劑來最小化潛在的團(tuán)聚并提高洗滌材料的流動(dòng)性。適宜的增塑劑包括糖(蔗糖)、混凝土應(yīng)用中使用的超增塑劑(例如象聚酯醚(polycarboxylateether)、萘和/或三聚氰胺類聚合物和共聚物的聚合物增塑劑)和柴油。增塑劑是本領(lǐng)域中所公知的，多種適當(dāng)?shù)幕衔锟捎糜诒景l(fā)明的洗滌材料，包括那些本領(lǐng)域中已知的和將被開發(fā)的。在某些實(shí)施方式中，用于從含二氧化碳的流體流中洗滌二氧化碳的碳分離材料漿料主要包括第一組份，所述第一組份包括由下列材料所組成的組中選擇的一種或多種材料水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、生石灰、消石灰及其混合物。在這樣的實(shí)施方式中，漿料還主要包括第二組份，所述第二組份包括具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣以及水。在某些實(shí)施方式中，礦渣為不銹鋼鋼渣。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，洗滌材料可主要包括第一組份和第二組份，其中第一組份包括水泥窯粉塵，第二組份包括諸如不銹鋼鋼渣等具有反應(yīng)性^眭酸鹽源的礦渣和水。在某些實(shí)施方式中，洗滌材料漿料包括占總洗滌材料組分的約15到約50wt%的第一組份、約15到約50wt。/。的第二組份和約15到約50wt。/。的水。在洗滌材料為漿料形式的實(shí)施方式中，漿料優(yōu)選包括平均最大粒徑小于或等于約500(im且平均比表面積大于或等于約1000cm2/g的微粒。在一些實(shí)施方式中，微粒具有大于或等于約4000cm2/g;或大于或等于約7000cm2/g的平均比表面積，在某些實(shí)施方式中，大于或等于10000cm2/g。進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，漿料的微粒具有小于或等于約300fim的平均最大粒徑，在其它實(shí)施方式中，小于或等于約100nm。較小的粒徑傾向于具有較高的表面積，這將促進(jìn)活性成分的反應(yīng)，使懸浮的微粒的沉降效應(yīng)最小化，并使處理和加工設(shè)備的堵塞最小化。在這點(diǎn)上，懸浮的微粒具有與廢物流中的二氧化碳進(jìn)行反應(yīng)、運(yùn)送和加工(防止沉降等)的所需特性。這樣的粒徑和表面積可以通過選擇第一組份和第二組份來獲得這些所需特性而得到，或進(jìn)一步通過磨碎(milling)或研磨(grinding)來加工材料而得到，例如通過在球磨機(jī)中摻混第一組份和第二組份來減小粒徑。還可以在混合器、攪拌器、攪拌機(jī)或磨漿機(jī)中加工漿料來獲得第一組份、第二組份和水的充分混合。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二氧化碳去除系統(tǒng)的工藝流程圖。使第一組份10、第二組份12和水14結(jié)合以形成新鮮的洗滌材料16。在反應(yīng)器20中使用之前，新鮮的洗滌材料16可以存儲(chǔ)在罐中。把新鮮的洗滌材料16引入到反應(yīng)器20中，并使之與包含二氧化碳的廢物流22接觸，來洗滌和去除二氧化碳。反應(yīng)器20包括混合區(qū)24,在這里新鮮的洗滌材料16與廢物流結(jié)合，優(yōu)選地是以湍流結(jié)合。洗滌材料16與二氧化碳反應(yīng)，形成反應(yīng)器20中收集的產(chǎn)物26。產(chǎn)物26包括碳酸鉤和用過的洗滌材料。產(chǎn)物26排出反應(yīng)器20,進(jìn)入分離器28，在這里把碳酸4丐產(chǎn)物30與用過的洗滌材料32分離。如上所述，相信有效化合物為反應(yīng)性硅酸鹽和氧化鈞。盡管不限于本教導(dǎo)，但是相信洗滌材料經(jīng)歷的是下列反應(yīng)機(jī)制。水和二氧化碳在堿性pH溶液中形成碳酸根陰離子。碳酸根陰離子與鉤離子在有反應(yīng)性硅酸鹽存在的情況下反應(yīng)，形成碳酸釣。用過的洗滌材料16包括反應(yīng)性硅酸鹽。堿金屬離子向溶液提供所需的堿度，這會(huì)促進(jìn)二氧化碳與氧化鈣和硅酸鹽的反應(yīng)，并且，進(jìn)一步地相信堿金屬離子有助于用過的洗滌材料中的反應(yīng)性硅酸鹽產(chǎn)物的形成。用過的洗滌材料32仍然包含反應(yīng)性硅酸鹽和所需的較高的堿金屬離子，這有助于保持pH。相信碳酸化反應(yīng)會(huì)降低洗滌材料的pH(更中性的條件)，因而第一組份的堿度是理想的。在某些實(shí)施方式中，洗滌系統(tǒng)是連續(xù)的、再生的。這樣，在反應(yīng)器20的混合器24中進(jìn)行接觸之后，把用過的洗滌組合物32與產(chǎn)物分離。可選地，把用過的洗滌材料32恢復(fù)為新鮮的洗滌材料16。如此，在隨后的與包含二氧化碳的流體流進(jìn)行接觸之前，可以把用過的洗滌材料32與新鮮的洗滌材料16結(jié)合。這樣，可以把一部分用過的洗滌材料32回收到新鮮的洗滌材料16中，從而如想要的那樣，既提供反應(yīng)性硅酸鹽，也提供堿度，以促進(jìn)堿性pH洗滌材料漿料。也可以把用過的洗滌材料32從系統(tǒng)除去而進(jìn)行處置34。在某些實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)用過的洗滌材料32和/或新鮮的洗滌材料16來確定回收了多少，或者，可替代地，確定是否必需要清除洗滌材料(通過處置)。例如，可以在代表性的點(diǎn)36和38處監(jiān)測(cè)用過的洗滌材料32和/或用過的和新鮮的洗滌材料的混合物以檢測(cè)用過的洗滌材料中堿離子含量。如果堿離子含量過低或過高，即，如果堿金屬離子含量偏離預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)，則去除一部分用過的洗滌材料。例如，如果堿金屬離子的含量過低，那么對(duì)于回收使用來說，所需的堿度可能就太低了。進(jìn)一步地，如果堿金屬離子的含量過高，則可以清除用過的洗滌材料。預(yù)定的含量可用于控制系統(tǒng)中，并可通過對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)的觀測(cè)和/或?qū)ο到y(tǒng)建模計(jì)算來確定。同樣地，可以在代表性的點(diǎn)36和38處監(jiān)測(cè)用過的洗滌材料32和/或用過的和新鮮的洗滌材料的混合物的pH。如果pH超過預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)，那么通過處置34去除一部分用過的洗滌材料32。預(yù)定pH的范圍可以通過經(jīng)驗(yàn)的觀測(cè)和/或計(jì)算確定。如前文所述，在某些方面，與二氧化碳接觸的洗滌材料具有大于或等于約7的堿性pH,優(yōu)選地大于或等于約9，在一些情況下，大于或等于約11。如上所述，優(yōu)選地，洗滌材料16在反應(yīng)器20的湍流混合區(qū)24中與流體流22進(jìn)行接觸。在洗滌材料為漿料的實(shí)施方式中，高能的漿料流接觸氣體流并影響傳質(zhì)?；旌蠀^(qū)24優(yōu)選地提供高表面積，以獲得充分的傳質(zhì)。在典型的制造設(shè)備中，來自不同的工藝的廢物流或排出流的流速的范圍為從約10,000實(shí)際立方英尺/分鐘(acfm)(約285mVmin)到約1,000,000acfm(約28,000mVmin)。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，這樣的流速隨設(shè)備的容量和工藝的類型而變化，難以統(tǒng)一。例如，典型的水泥制造設(shè)備的窯排氣通常在約100,000acfm(約2,800mVmin)到約400,000acfm(約11000mVmin),而典型的鍋爐排氣流速的可能范圍為/人約IOO，OOOacfm(約2,800mVmin)到約600,000acfm(約17,000mVmin)。這樣，在某些實(shí)施方式中，反應(yīng)器20能夠處理典型的工業(yè)排放氣體流速。在某些實(shí)施方式中，所述接觸在環(huán)境壓力條件下發(fā)生。在各實(shí)施方式中，洗滌材料16和流出流22的接觸在小于或等于約100°C(212。F)、環(huán)境壓力的環(huán)境下發(fā)生，以防止?jié){料中的水蒸發(fā)。在這點(diǎn)上，在接觸洗滌材料之前，可能需要冷卻廢物流22，例如通過圖1中示出為40的熱交換器來冷卻，或可能需要增加系統(tǒng)的壓力以防止不希望的水的蒸發(fā)。在一些實(shí)施方式中，所述接觸在小于或等于約75°C(大約170°F)，或小于或等于約40°C(大約100。F)的環(huán)境下發(fā)生。在一些實(shí)施方式中，洗滌材料與流體流的接觸發(fā)生在環(huán)境壓力和環(huán)境溫度環(huán)境下。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，也如上面所討論的，這樣的實(shí)施方式可能要求在進(jìn)行接觸之前冷卻廢物流。這樣，處理過的廢物流44排出反應(yīng)器20,比起未處理的廢物流中的二氧化碳的初始含量，廢物流44的二氧化碳的含量降^f氐了。在某些方面，反應(yīng)器20的去除效率為大于20%，或大于30%。在某些方面，優(yōu)化去除效率使之大于50%,或大于75%，或大于90%，在一些實(shí)施方式中，大于95%。在廢物流22中的二氧化碳與洗滌材料16反應(yīng)后，產(chǎn)生了包括碳酸銅和用過的洗滌材料的產(chǎn)物26。盡管在接觸和反應(yīng)過程中可能失去一些水，但是大部分的水仍將留在產(chǎn)物26中。在一些實(shí)施方式中，可以攪動(dòng)產(chǎn)物26以防止石圭酸鹽材料的團(tuán)聚和/或硬化。然后，可以通過分離器28把碳酸釣從用過的洗滌材料中處理掉，例如通過過濾。在某些實(shí)施方式中，碳酸鉤30可被有益地再利用，并且可以用作另一工藝中的原材料，以被重復(fù)利用。在一些實(shí)施方式中，分離的碳酸鈞產(chǎn)物30的水含量可能過高?？梢园烟妓徕洰a(chǎn)物與水分離，以達(dá)到取決于最終用途的所需含水量。例如，可以通過蒸發(fā)、分離和/或過濾(圖1中未示出)來獲得這樣的碳酸鈣的分離。這樣，如本領(lǐng)域中所公知的，適當(dāng)?shù)脑O(shè)備可以包括加熱器、離心分離機(jī)、篩網(wǎng)式過濾器、壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)盤過濾器、真空過濾機(jī)等。當(dāng)在分離器28中分離用過的洗滌材料32時(shí)，可以把它準(zhǔn)備用于處置34或通過把它重新引入到新鮮的洗滌材料16中而重復(fù)使用。對(duì)于這樣的重復(fù)使用來說，理想的是在輸送過程中定期地?cái)噭?dòng)(非層流)，進(jìn)一步地加水以降低粘性并改善泵送(圖1中未示出)。在一些實(shí)施方式中，洗滌材料的接觸發(fā)生在流化床反應(yīng)器、漿料床反應(yīng)器、文丘里洗滌器、噴淋塔洗滌器、填充洗滌塔反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器(CSTR)和/或其任意組合中。在某些使用粘性洗滌材料漿料的實(shí)施方式中，接觸發(fā)生在漿料床反應(yīng)器、噴淋塔洗滌器和/或CSTR中。在其它實(shí)施方式中，特別是洗滌材料包括半干燥的微粒的實(shí)施方式中，可以使用流化床反應(yīng)器或文丘里洗滌器。由于本發(fā)明可以設(shè)想本領(lǐng)域中其它適當(dāng)?shù)囊阎磻?yīng)器，因而以上列舉的反應(yīng)器是非限定性的。在反應(yīng)過程中，流化床反應(yīng)器使固體微粒懸浮在向上吹的氣體射流上。流化床反應(yīng)器在本領(lǐng)域中是公知的。例如，大氣流化床利用吸附劑來捕獲礦物燃料燃燒所產(chǎn)生的硫。在某些方面，流體應(yīng)該向上流動(dòng)并具有足夠的流速，以通過摩擦力舉起微粒。如此，獲得了固體和氣體的湍流混合物。在本發(fā)明的某些方面，廢物流可能包括足夠的水(或者是，如果需要，可以在進(jìn)入反應(yīng)器之前，向廢物流或洗滌材料中加入水)，以使得能夠與流化床反應(yīng)器中的半干燥洗滌材料反應(yīng)。濕洗滌通常使用高能的液體流來與氣體流接觸，并影響傳質(zhì)。在連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器(CSTR)中，將一種或多種流體反應(yīng)物引入配備了一個(gè)或多個(gè)葉輪的釜式反應(yīng)器中去。葉輪攪拌反應(yīng)物以確保適當(dāng)?shù)幕旌?。從釜中連續(xù)地去除廢物。CSTR經(jīng)常包含折流板和多個(gè)入口和/或廢物去除點(diǎn)，以提供混合的均勻性。進(jìn)一步地，可以在反應(yīng)器內(nèi)的多個(gè)位置向CSTR中注入廢物流體流/氣體，以增強(qiáng)混合并增加氣體/流體/固體接觸面。濕洗滌反應(yīng)器經(jīng)常用于煙道氣直接脫硫過程。有幾種主要的濕的洗滌反應(yīng)器，包括文丘里洗滌器、填充塔式洗滌器和噴淋塔洗滌器。文丘里洗滌器是管道的會(huì)聚/發(fā)散區(qū)。會(huì)聚區(qū)把流體流加速到高速度。當(dāng)在窄部或最大速度點(diǎn)處注入漿料流時(shí)，由高氣體速度引起的湍流把液體粉碎為小的微粒和/或小滴，這產(chǎn)生了用于傳質(zhì)所需的表面積。文丘里洗滌器中的壓強(qiáng)下降越大，粉碎的^f啟粒就越小，表面積就越大。填充洗滌塔反應(yīng)器包括一個(gè)塔，塔中設(shè)置了較小的物體。這些物體的形狀可以為鞍形、環(huán)形或設(shè)計(jì)為使排出氣體和液體之間的接觸面積最大化的專門形狀。填充塔通常在比文丘里洗滌器要低很多的壓強(qiáng)降下運(yùn)行，并且通常提供較高的污染物去除效率。在某些方面，當(dāng)用于這樣的反應(yīng)器中時(shí)，液體/漿料具有較低的粘性。大多數(shù)濕洗滌器被設(shè)計(jì)成噴淋塔。噴淋塔洗滌反應(yīng)器具有相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，包括具有噴嘴的塔，噴嘴產(chǎn)生用于表面接觸的小滴。由于噴淋塔通常避免了物質(zhì)的堵塞，因而是一種特別適宜的用作漿料洗滌器的反應(yīng)器。通常設(shè)計(jì)塔以使得在最大載荷下，平均表面氣體速度不會(huì)超過設(shè)計(jì)氣體速度。對(duì)于大多數(shù)噴淋塔來說，根據(jù)洗滌器出口條件，平均氣體速度在從約8到13英尺/秒(2.4到4m/sec)間變化，然而本發(fā)明不限于任何特定的速度。廢物/煙道氣從側(cè)面流體入口進(jìn)入吸收反應(yīng)器。塔的設(shè)計(jì)受洗滌材料，所需的co2去除水平，風(fēng)扇功率和再循環(huán)漿料泵送功率之間的平衡，以及其它幾個(gè)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的因素的影響。噴嘴按照慣例用于濕洗滌器中，并且這樣的噴嘴有助于控制洗滌材料漿料與排出氣體之間的混合。運(yùn)行壓強(qiáng)通常在約5到20psi(34到138kPa)之間變化，但是本發(fā)明不限于這樣的示例性的壓強(qiáng)。沒有內(nèi)部障礙物的噴嘴有助于通過捕獲碎片最小化堵塞。噴淋塔/反應(yīng)室底部的大罐通常稱為反應(yīng)罐或再循環(huán)罐。該罐的體積允許完成幾種化學(xué)和物理工藝。塔中氣-液-固的接觸允許污染物質(zhì)去除的高效率和反應(yīng)物使用效率的最大化。氣體沿著反應(yīng)室的壁到達(dá)吸收器的后端，并從吸收器的后面排出。如圖2中所示，在某些實(shí)施方式中，二氧化碳排放降低系統(tǒng)包括洗滌塔式反應(yīng)器100，洗滌塔式反應(yīng)器100包括反應(yīng)室102。反應(yīng)室102與流體入口/入口通道104之間流體連通，圖2中的104被示作溢流管管道。流體入口104允許廢物流體流進(jìn)入反應(yīng)室102。優(yōu)選地，在熔爐、焚化爐、鍋爐或窯中向上游產(chǎn)生廢物流體流106，廢物流體流106包括二氧化碳。漿料源108包括漿料110,漿料110具有第一組份、第二組份和水，第一組份包括氧化鈣源和堿金屬離子源，第二組份包括具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣。漿料源108與設(shè)置在反應(yīng)室102中、向反應(yīng)室102供應(yīng)漿料110的漿料入口112a之間流體流通。應(yīng)該注意，在可替代的實(shí)施方式中，可以把漿料110與廢物流106—起引入到入口通道104中，例如，在可替代的漿料入口112b處。進(jìn)一步地，在某些實(shí)施方式中，可以既在漿料入口112a處，也在漿料入口112b處，把漿料110引入。漿料源108通常包括存儲(chǔ)罐(未示出)和泵送系統(tǒng)113。反應(yīng)室102還包括設(shè)置在反應(yīng)室102中的混合區(qū)114。設(shè)計(jì)混合區(qū)114以湍流地混合廢物流體流106和漿料110。混合區(qū)114可以進(jìn)一步包括用來實(shí)現(xiàn)湍流的另外裝置，例如折流板或v形板116(為簡(jiǎn)單起見，僅在混合區(qū)的一小部分中示出，但是其可以延伸到整個(gè)混合區(qū)114)，以提高反應(yīng)器100內(nèi)的流出氣體106和漿料IIO之間接觸的機(jī)會(huì)。進(jìn)一步地，確定反應(yīng)室102的尺寸或者反應(yīng)室102具有足夠的體積，來提供停留時(shí)間，停留時(shí)間使得對(duì)廢物流的處理成為可能，以把二氧化碳的含量降低一個(gè)適當(dāng)?shù)牧?，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該適當(dāng)?shù)牧恐辽贋榧s30%。停留時(shí)間通常指r=，該公式表示分子在氣體流速反應(yīng)器100內(nèi)的平均時(shí)間。同樣地，#4居本發(fā)明的某些方面，確定反應(yīng)室102的尺寸以使其具有使廢物流106能有足夠的與洗滌材料漿料110進(jìn)行反應(yīng)的停留時(shí)間的體積。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，可以通過待處理的廢物流的流速來確定這樣的體積。反應(yīng)器系統(tǒng)100進(jìn)一步包括流體出口通道118，流體出口通道118與反應(yīng)室102之間流體連通以允許處理過的排出流120從反應(yīng)室102出去。反應(yīng)室102的底部126處的大l&液器124通常稱為反應(yīng)罐或再循環(huán)罐。確定貯液器124的尺寸以使用過的漿料/漿料收集的產(chǎn)物不發(fā)生凝結(jié)或硬化的情況下，完成所需的碳分離反應(yīng)。盡管未示出，但是可選地，貯液器124包括促進(jìn)防止用過的洗滌材料凝結(jié)目的的攪拌設(shè)備，例如攪動(dòng)篩子或泵。漿料出口/去除通道122與反應(yīng)室102之間流體連通，以去除用過的漿料和/或碳酸鈣產(chǎn)物128。盡管圖2中未示出，但是可以把用過的漿料與碳酸鈣分離，然后再循環(huán)到漿料源108中。圖3示出二氧化碳去除系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，大部分與圖1中示出的相同，但是包括一個(gè)或多個(gè)在廢物流44排出反應(yīng)器20后，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理的空氣污染物控制設(shè)備50(APCD)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，除C02之外，廢物流還包括一種或多種其他污染物。例如，除二氧化碳外，從鍋爐、窯、熔爐和焚化爐中發(fā)現(xiàn)的共同的空氣污染物質(zhì)包括一氧化碳、氫氯酸、含氯氟烴、氮氧化物、硫氧化物、顆粒物質(zhì)、揮發(fā)性有機(jī)化合物、浮質(zhì)化合物、汞、鉛、氨、臭氧及其混合物和等價(jià)物。這樣，在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)器20可以附帶地去除這些其它污染物質(zhì)中的一部分，但是設(shè)想了可能需要另外的APCD50來把一種或多種其他污染物降低到可接受的含量。典型的示例性APCD50包括靜電沉降器、袋濾室過濾器、旋風(fēng)器、活性碳洗滌器、煙道氣脫硫洗滌器、熱氧化器、壓力旋轉(zhuǎn)吸收器、選擇性催化反應(yīng)器和選擇性非催化反應(yīng)器等。在某些實(shí)施方式中，如圖4中示出的那些，二氧化碳去除系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)在廢物流22進(jìn)入反應(yīng)器20之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理的空氣污染物控制裝置60(APCD)。這樣，可以除去任何可能引起與洗滌材料的不利反應(yīng)或不需要的反應(yīng)或造成對(duì)設(shè)備硬件的腐蝕或損傷的其他污染物質(zhì)。在某些方面，本發(fā)明提供一種降低來自水泥制造設(shè)備的二氧化碳排放的方法。該方法包括在窯中使制造水泥的原料(包括鈣、硅、鋁和鐵的源)發(fā)生反應(yīng)以生產(chǎn)熟料和包括二氧化碳的廢物流。把至少部分廢物流與諸如之前的實(shí)施方式中所述的那些的洗滌材料接觸。產(chǎn)生了包括碳酸鈣和用過的洗滌材料的產(chǎn)物。上述實(shí)施方式中的任何工藝都可能用于本實(shí)施方式。例如，在把排出流與洗滌材料接觸之前，可以在一個(gè)或多個(gè)空氣污染物控制裝置(APCD)中處理廢物流，以去除一種或多種空氣污染物質(zhì)。石灰石或碳酸鈣是制造石灰和水泥的主要原料。在某些實(shí)施方式中，把包括碳酸鈣的產(chǎn)物有益地再利用作為原料來生產(chǎn)熟料和/或石灰。如此，在水泥制造中，把產(chǎn)生的碳酸鈣隨后與原料結(jié)合以生產(chǎn)熟料。如前文所述的，可以重復(fù)利用用過的洗滌材料。在一些實(shí)施方式中，這些方法進(jìn)一步包括在原料反應(yīng)過程中產(chǎn)生水泥窯粉塵(CKD)。洗滌材料可以包括至少部分產(chǎn)生的水泥窯粉塵(CKD)?？梢酝ㄟ^顆粒物質(zhì)APCD(例如，袋濾室或ESP)來收集CKD,然后把CKD引入到洗滌材料中。然而，可預(yù)期的是在某些實(shí)施方式中，在廢物流進(jìn)入具體的物質(zhì)控制設(shè)備之前，廢物流與洗滌材料接觸，這樣CKD微粒被夾帶到廢物流中并且可能作為鉀離子和堿金屬離子源補(bǔ)充洗滌材料。如上所述，在某些優(yōu)選的方面，第一組份包括水泥窯粉塵(CKD)，第二組份包括不銹鋼鋼渣。一些制造的水泥設(shè)計(jì)為低堿性，這樣，制造水泥的原料同樣必須具有相對(duì)較低的堿含量。如果堿金屬離子被分到碳酸鈣產(chǎn)物中，那么可能必須要降低碳酸鈣產(chǎn)物中的堿離子的含量，以提高分到用過的洗滌材料中的堿金屬離子的含量。如此，可以監(jiān)控用過的洗滌材料和/或碳酸^產(chǎn)物的堿離子含量，以防止窯或熟料產(chǎn)物中不需要的堿的積累。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，提供一種降低來自水泥和/或石灰生產(chǎn)廠的二氧化碳排放的方法。把洗滌材料與至少部分包括二氧化碳的廢物流接觸。在窯中產(chǎn)生廢物流。如前文任一實(shí)施方式中所述，洗滌材料包括笫一組份、不同于第一組份的第二組份和水。該方法進(jìn)一步包括產(chǎn)生包括碳酸鉤和用過的洗滌材料的產(chǎn)物。然后把碳酸鈣產(chǎn)物在窯中作為原料再利用。在一些實(shí)施方式中，原料的反應(yīng)進(jìn)一步包括產(chǎn)生水泥窯粉塵(CKD)或石灰窯粉塵(LKD),并且洗滌材料包括至少部分所產(chǎn)生的水泥窯粉塵(CKD)或石灰窯粉塵(LKD)。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種降低來自鐵或鋼生產(chǎn)廠的二氧化碳排放的方法。該碳的廢物流接觸。熔爐可為在敘述礦渣來源的上文中所述的那些熔爐中的任意一種，例如高爐(l失礦石加工)、平爐(鋼加工)、頂吹氧轉(zhuǎn)爐(鋼加工)或電弧爐(鋼加工)。如上所述，洗滌材料包括第一組份、不同于第一組份的第二組份和水。產(chǎn)生能夠被再利用作為工業(yè)過程中的原料的、包括碳酸鈣的產(chǎn)物。在某些實(shí)施方式中，第二組份包括在鐵和/或鋼生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的礦渣。進(jìn)一步地，可以重復(fù)利用碳酸鈣產(chǎn)物，并且是用作鐵和/或鋼生產(chǎn)工藝中的熔劑。在其它實(shí)施方式中，可以把碳酸鈣用作任何使用碳酸鈣作為原料的產(chǎn)業(yè)中的原料，例如水泥和石灰制造。在又一個(gè)實(shí)施方式中，提供多種降低來自諸如發(fā)電廠鍋爐或焚化爐的烴類燃燒源的二氧化碳排放的方法。烴類燃燒源包括所有的燃燒烴類物質(zhì)形成二氧化碳的靜止點(diǎn)源，包括那些燃燒礦物燃料(例如煤和沼氣)、合成燃料(例如石油焦、合成氣和乙醇)或其它任何種類的烴類物質(zhì)的設(shè)備。該過程包括把洗滌材料與至少部分由燃燒礦物燃料產(chǎn)生的、包括二氧化碳的廢物流接觸。洗滌材料為上述材料中的任一種。如此，產(chǎn)生了能夠被再利用作為工業(yè)過程中的原料的、包括^灰酸釣的產(chǎn)物。在不同的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供多種重復(fù)利用否則將被堆放、埋入土壤或丟棄的工業(yè)副產(chǎn)物的方法。例如，在某些實(shí)施方式中，提供重復(fù)利用工業(yè)副產(chǎn)物的方法。通過混合第一制造成分與第二制造成分來形成二氧化碳洗滌材料。第一組份包括氧化鈞源和堿金屬離子源。第二組份包括具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣。然后，把工業(yè)過程中產(chǎn)生的、包括二氧化碳的廢物流與洗滌材料接觸。產(chǎn)生了能夠被有益地再利用，例如用在工業(yè)過程中，并且包括碳酸鈣的產(chǎn)物。在一些實(shí)施方式中，在接觸和產(chǎn)生所述產(chǎn)物之后，洗滌材料被用過，并且至少部分用過的洗滌材料與新鮮的第一制造成分和新鮮的第二制造成分混合。如此，本發(fā)明的這些方法和洗滌材料促進(jìn)可持續(xù)反展的發(fā)端，包括平衡當(dāng)前增長(zhǎng)和發(fā)展的需要與為后代保護(hù)自然和人造環(huán)境的需要。進(jìn)一步地，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)為各種靜止點(diǎn)源提供降低的二氧化碳排放，這在降低溫室氣體排放之外，還提供給這樣的點(diǎn)源遵守各種規(guī)定的能力，以通過二氧化碳排放信譽(yù)交易程序獲得經(jīng)濟(jì)和商業(yè)利益，并且在廢物流中存在二氧化碳的情況下，減少潛在的腐蝕和無效伴隨物。權(quán)利要求1、一種從含二氧化碳的流體流中去除二氧化碳的方法，該方法包括通過將流體流與包括第一組分、第二組分和水的洗滌材料的接觸減少流體流中的二氧化碳的量，其中第一組分不同于第二組分，第一組分包含氧化鈣源和堿金屬離子源，且第二組分包含具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣。2、如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括生成含有碳酸鉤的產(chǎn)物。3、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第一組分包含選自由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的材料。4、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第二組分包含選自由高爐礦渣、鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。5、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第二組分包含選自由空氣冷卻的高爐礦渣、顆粒狀高爐礦渣、研磨的?；郀t礦渣、膨脹的和/或成丸狀的高爐礦渣、頂吹氧轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣、電弧爐鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。6、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第一組分包含水泥窯粉塵(CKD)，且第二組分包含不銹鋼鋼渣。7、如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述洗滌材料中第一組分與第二組分的比例為約10:1至約1:10。8、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述洗滌材料中鈣(Ca)與硅(Si)的摩爾比為約1:1至約10:1。9、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述洗滌材料中的水含量為約15wt。/。至約85wt%。10、如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一組分含有選自由CaO、Na20、K20及其混合物所組成的組中的一種或多種活性成分，其中所述洗滌材料中活性成分的總量為約30wt。/。至約60wt%。11、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第二組分包含選自由CaSi03、CaO及其混合物所組成的組中的一種或多種活性成分，其中第二組分中所述活性成分的總量為約35wt。/Q至約90wt%。12、如權(quán)利要求1所述的方法，其中堿金屬離子用來提高洗滌材料的pH值，從而增加二氧化碳與洗滌材料的反應(yīng)率。13、如權(quán)利要求l所述的方法，包括連續(xù)法。14、如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述流體流與洗滌組合物連續(xù)接觸，以達(dá)到二氧化碳的減少量，并且接觸之后，產(chǎn)生用過的洗滌組合物，其中所述方法進(jìn)一步包括，在后續(xù)的與所述流體流的接觸之前，將所述用過的洗滌組合物與新鮮的洗滌材料結(jié)合。15、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述包括二氧化碳的流體流是燃燒源產(chǎn)生的廢物流。16、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體流產(chǎn)生自鍋爐、熔爐、焚化爐、水泥窯、石灰窯及其組合中的一種或多種。17、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接觸發(fā)生在流化床反應(yīng)器、漿料床反應(yīng)器、文丘里洗滌器、噴淋塔洗滌器、填充洗滌塔反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器及其組合中。18、如權(quán)利要求1所述的方法，其中在接觸后，二氧化碳的量小于或等于接觸前二氧化碳初始量的約50%。19、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第二組分包含大于或等于約25wt。/。的二氧化硅(Si02)。20、如權(quán)利要求19所述的方法，其中第二組分進(jìn)一步包含大于或等于約35wt。/。的氧化鈣(CaO)。21、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第二組分包含約10~約35wt。/o的二氧化硅(Si02);約35~約55wt。/。的氧化鈣(CaO);約3~約10wt。/。的氧化鎂(MgO);約0.1約40wt。/。的氧化鐵(FeO);和約0.1~約10wt。/。的氧化鋁(Al203)。22、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第一組分包含大于或等于約30wt。/o的氧化鈣(CaO)。23、如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一組分包含大于或等于約lwt。/。的氧化鈉(Na20)和/或氧化鉀(&0)形式的堿性離子源。24、如權(quán)利要求l所述的方法，其中第一組分包含約30~約45wt。/。的氧化鈣(CaO);約10~約20wt。/。的二氧化硅(SiO2);約2~約7wt。/。的氧化鋁(Al2Cb);約1~約3wt。/。的氧化鐵(Fe203);約0.5~約3wt。/。的氧化鎂(MgO);約1~約15wt。/。的硫酸鹽(S03);約0.1~約lwt。/。的氧化鈉(Na20);和約0.1~約15wt。/o的氧化鉀(K20)。25、如權(quán)利要求l所述的方法，其中除了二氧化碳以外，廢物流還包括一種或多種其他空氣污染物，其中與所述洗滌材料的接觸降低了廢物流中所述一種或多種其他空氣污染物的量。26、如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述一種或多種其他空氣污染物選自由一氧化碳、含氯氟烴、氬氯酸、氮氧化物、硫氧化物、微粒物質(zhì)、揮發(fā)性有機(jī)化合物、浮質(zhì)化合物、汞、鉛、氨、臭氧及其混合物所組成的組中。27、如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述接觸在環(huán)境壓力條件下進(jìn)行。28、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接觸在低于或等于約IO(TC下進(jìn)行。29、如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述洗滌材料的pH值為9或更高。30、一種用于從含二氧化碳的流體流中洗滌二氧化碳的二氧化碳分離材料漿料，該漿料包括笫一組分，包含選自由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的一種或多種材料；第二組分，包含具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣；和水，其中所述漿料包含具有最大平均粒徑為小于或等于約500nm且平均表面積大于或等于約1000cm2/g的微粒。31、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述微粒具有大于或等于約4,000cm2/g的平均表面積。32、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述微粒具有大于或等于約7，000cm2/g的平均表面積。33、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述微粒具有小于或等于約300pm的平均最大粒徑。34、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述微粒具有小于或等于約100pm的平均最大粒徑。35、如權(quán)利要求30所述的材料，其中第一組分包含水泥窯粉塵(CKD)。36、如權(quán)利要求30所述的材料，其中第二組分包含不銹鋼鋼渣。37、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述漿料中第一組分與第二組分的比例為約10:1~1:10。38、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述漿料中第一組分與第二組分的比例為約3:4~4:3。39、如權(quán)利要求30所述的材料，其中所述漿料中的水含量為約15wt°/。~85wt%。40、一種用于從含二氧化碳的流體流中洗滌二氧化碳的漿料形式的二氧化碳分離材料，所述漿料包括第一組分，包含水泥窯粉塵(CKD);第二組分，包含具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣；和水，其中所述漿料包含具有最大平均粒徑小于或等于約500pm且平均表面積大于或等于約1000cm2/g的微粒。41、如權(quán)利要求40所述的材料，其中所述漿料中第一組分與第二組分的比例為約10:1~1:10。42、如權(quán)利要求40所述的材料，其中所述漿料中第一組分與第二組分的比例為約3:44:3。43、一種二氧化碳排放物減少系統(tǒng)，包括反應(yīng)腔室，其具有流體入口、漿料入口、混合區(qū)、流體出口和漿料出口；其中含有二氧化碳的廢物流與所述反應(yīng)腔室流體聯(lián)通，且通過流體入口引入所述反應(yīng)腔室；漿料源與所述反應(yīng)腔室流體聯(lián)通，且通過漿料入口引入所述反應(yīng)腔室；所述混合區(qū)使所述漿料和廢物流進(jìn)行湍流混合；其中所述反應(yīng)腔室具有的體積可提供足夠的停留時(shí)間來處理所述廢物流以減少至少約30%的二氧化碳；其中所述漿料包括含有氧化鈣源和堿金屬離子源的第一組分，含有具有反應(yīng)性硅酸鹽源的礦渣的第二組分，和水；并且其中用過的漿料和/或石友酸4丐產(chǎn)物通過漿料出口從所述反應(yīng)腔室中去除。44、如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中所述反應(yīng)腔室選自由流化床反應(yīng)器、漿料床反應(yīng)器、文丘里洗滌器、噴淋塔洗滌器、填充洗滌塔反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器及其組合所組成的組中。45、如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述漿料的研磨機(jī)。46、如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述流體入口流體聯(lián)通的一個(gè)或多個(gè)空氣污染物控制裝置(APCD)，其中所述一個(gè)或多個(gè)APCD在含二氧化碳的廢物流進(jìn)入所述反應(yīng)腔室的流體入口之前對(duì)其進(jìn)行處理。47、如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述流體出口流體聯(lián)通的一個(gè)或多個(gè)空氣污染物控制裝置(APCD)，其中所述一個(gè)或多個(gè)APCD在所述廢物流從所述流體出口排出之后對(duì)其進(jìn)行處理。48、一種減少來自水泥生產(chǎn)廠的二氧化碳排放的方法，該方法包括使水泥生產(chǎn)原料進(jìn)行反應(yīng)以產(chǎn)生熟料和含有二氧化碳的廢物流；使至少部分所述廢物流與二氧化碳洗滌材料接觸，所述洗滌材料包括第一組分、與第一組分不同的第二組分和水，其中第一組分含有氧化鉤源和堿金屬離子源，第二組分含有具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣；和產(chǎn)生包括碳酸鉤和用過的洗滌組合物的產(chǎn)物。49、如權(quán)利要求48所述的方法，進(jìn)一步包括再利用作為產(chǎn)物產(chǎn)生的碳酸釣來生產(chǎn)熟料，其中部分所述水泥生產(chǎn)原料包括所述碳酸鉀。50、如權(quán)利要求48所述的方法，進(jìn)一步包括重復(fù)利用作為產(chǎn)物產(chǎn)生的所述用過的洗滌組合物，其中部分所述洗滌材料包含所述用過的洗滌組合物。51、如權(quán)利要求51所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)所述用過的洗滌組合物中堿離子含量，其中當(dāng)堿離子含量偏離預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)時(shí)去除一部分用過的洗滌組合物。52、如權(quán)利要求51所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)所述用過的洗滌組合物的pH值，當(dāng)該pH值偏離預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)時(shí)，去除一部分所述用過的洗滌組合物。53、如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述使原料進(jìn)行反應(yīng)的步驟進(jìn)一步包括產(chǎn)生水泥窯粉塵(CKD)，且所述洗滌材料包括至少部分所產(chǎn)生的水泥窯粉塵(CKD)。54、如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述產(chǎn)生包括碳酸鉤產(chǎn)物的步驟包括從碳酸4丐固體中分離用過的洗滌組合物。55、如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述產(chǎn)生包括碳酸鉤產(chǎn)物的步驟包括從碳酸4丐固體中分離水。56、如權(quán)利要求48所述的方法，其中所產(chǎn)生的碳酸鉀隨后與原料結(jié)合以生產(chǎn)熟料。57、一種減少來自水泥和/或石灰生產(chǎn)廠的二氧化碳排放的方法，該方法包括使洗滌材料與至少部分在窯中產(chǎn)生的含有二氧化碳的廢物流進(jìn)行接觸，其中所述洗滌材料包括第一組分、與第一組分不同的第二組分和水，其中第一組分含有氧化鈣源和堿金屬離子源，且第二組分含有具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣；和產(chǎn)生包括二氧化碳和用過的洗滌組合物的產(chǎn)物；和在所述窯中再利用所述碳酸4丐作為原料。58、如權(quán)利要求57所述的方法，進(jìn)一步包括在窯中使原料進(jìn)行反應(yīng)以生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品、廢物流、以及水泥窯粉塵(CKD)或石灰窯粉塵(LKD)，其中所述洗滌材料包括至少部分所產(chǎn)生的水泥窯粉塵(CKD)或石灰窯粉塵(LKD)。59、如權(quán)利要求57所述的方法，其中所述產(chǎn)生包括碳酸鉤的產(chǎn)物的步驟包括從碳酸鈣固體中分離用過的洗滌材料。60、一種減少來自鐵和/或鋼生產(chǎn)廠的二氧化碳排放的方法，該方法包括的廢物流進(jìn)行接觸，其中所述洗滌材料包括第一組分、與第一組分不同的第二組分和水，其中第一組分含有氧化鉤源和堿金屬離子源，第二組分含有具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣；和產(chǎn)生能作為工業(yè)過程中的原料再利用的包括碳酸鈣的產(chǎn)物。61、如權(quán)利要求60所述的方法，其中第一組分含有選自由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的材料，第二組分含有產(chǎn)生自鐵和/或鋼生產(chǎn)過程的礦渣。62、如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括在所述鐵和/或鋼的生產(chǎn)過程中使用所述碳酸釣作為助熔劑。63、如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括使用所述碳酸釣作為水泥或石灰生產(chǎn)過程中的原料。64、如權(quán)利要求60所述的方法，其中第二組分含有選自由高爐礦渣、鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。65、如權(quán)利要求60所述的方法，其中第二組分含有選自由空氣冷卻的高爐礦渣、顆粒狀高爐礦渣、研磨的顆粒狀高爐礦渣、膨脹的和/或成丸狀的高爐礦渣、頂吹氧轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣、電弧爐鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。66、一種減少來自烴類燃料燃燒源的二氧化碳排放的方法，該方法包括使洗滌材料與至少部分在燃燒腔室中產(chǎn)生的含有二氧化碳的廢物流進(jìn)行接　觸，其中所述洗滌材料包括第一組分、與第一組分不同的第二組分和水，其中第一組分含有氧化4丐源和堿金屬離子源，且第二組分含有具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣；和產(chǎn)生能作為工業(yè)過程中的原料再利用的包括碳酸釣的產(chǎn)物。67、如權(quán)利要求66所述的方法，其中第一組分包含選自由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的材料，第二組分包含高爐礦渣、鋼渣及其混合物。68、如權(quán)利要求66所述的方法，進(jìn)一步包括將所述碳酸鈣作為原料用于水泥生產(chǎn)、石灰生產(chǎn)、鐵生產(chǎn)或鋼生產(chǎn)中的一種或多種生產(chǎn)中。69、如權(quán)利要求66所述的方法，其中第二組分含有選自由空氣冷卻的高爐礦渣、顆粒狀高爐礦渣、研磨的顆粒狀高爐礦渣、膨脹的和/或造粒的高爐礦渣、頂吹氧轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣、電弧爐鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。70、一種重復(fù)利用工業(yè)副產(chǎn)物的方法，包括將含有氧化鈣源和堿金屬離子源的第一制造組分與含有具有一種或多種硅酸鹽化合物的礦渣的第二制造組份進(jìn)行摻混形成洗滌材料；使產(chǎn)生自工業(yè)過程中的含有二氧化碳的廢物流與所述洗滌材料進(jìn)行接觸；和產(chǎn)生能夠在工業(yè)過程中再利用的包括碳酸鈣的產(chǎn)物。71、如權(quán)利要求70所述的方法，其中在所述接觸步驟之后和所述產(chǎn)生步驟之后，所述產(chǎn)物進(jìn)一步包括用過的洗滌組合物，并且所述摻混步驟包括將至少部分用過的洗滌組合物與第一制造組分和第二制造組分摻混。72、如權(quán)利要求70所述的方法，其中第一制造組分含有選自由水泥窯粉塵、石灰窯粉塵、甜菜石灰、熟料粉塵、熟石灰、生石灰及其混合物所組成的組中的材料。73、如權(quán)利要求70所述的方法，其中第二制造組分含有選自由高爐礦渣、鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。74、如權(quán)利要求70所述的方法，其中第二制造組分含有選自由空氣冷卻的　高爐礦渣、顆粒狀高爐礦渣、研磨的顆粒狀高爐礦渣、膨脹的和/或成丸狀的高爐礦渣、頂吹氧轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐鋼渣、電弧爐鋼渣及其混合物所組成的組中的材料。75、如權(quán)利要求70所述的方法，其中第一制造組分包含水泥窯粉塵，且第二組分包含不銹鋼鋼渣。全文摘要本發(fā)明提供了分離和/或減少存在于含有二氧化碳的工業(yè)廢物流中的二氧化碳的方法和系統(tǒng)。包括第一組分、第二組分(不同于第一組分)和優(yōu)選還包括水的洗滌材料與所述廢物流相接觸。第一組分包含氧化鈣源和堿金屬離子源。第二組分包含具有一種或多種反應(yīng)性硅酸鹽化合物的礦渣。本發(fā)明提供了從燃燒源、石灰和/或水泥窯、煉鐵和/或煉鋼爐等產(chǎn)生的廢氣中減少二氧化碳的方法。還公開了一種二氧化碳排放減少系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了重復(fù)利用工業(yè)副產(chǎn)物的方法。文檔編號(hào)B01D53/62GK101400430SQ200780008692公開日2009年4月1日申請(qǐng)日期2007年3月8日優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日發(fā)明者道格拉斯·C·科姆里申請(qǐng)人:道格拉斯·C·科姆里