УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

1. Способ превращения диоксида углерода в твердый материал, содержащий следующие стадии:
(a) прямая термоактивация магнийсиликат-гидроксидного минерального сырья путем сжигания топлива, в результате чего образуется активированное сырье;
(b) отделение от активированного сырья оксидов металлов, при существенном исключении отделения оксида магния и силиката магния, в результате чего образуется остаточное активированное сырье;
(c) до или после стадии отделения суспендирование активированного сырья в растворителе с образованием суспензии; и
(d) контактирование суспензии остаточного активированного сырья с диоксидом углерода, в результате чего диоксид углерода превращается в карбонат магния.
2. Способ по п.1, в котором магнийсиликат-гидроксидное минеральное сырье в основном состоит из серпентина или талька.
3. Способ по п.1, в котором отделенные от активированного сырья оксиды металлов содержат оксиды одного или более элементов из группы: железа, кремния, алюминия, марганца, хрома, никеля, титана, меди, калия, фосфора, кальция и натрия.
4. Способ по п.1, в котором прямая термоактивация магнийсиликат-гидроксидного минерального сырья происходит в результате воздействия теплом, выделяющимся при сгорании углеводородистого топлива в обжиговой печи, топочной камере, печи с псевдоожиженным слоем или подобной камере сгорания или нагревательном аппарате.
5. Способ по п.1, в котором магнийсиликат-гидроксидное минеральное сырье предварительно нагревают перед проведением прямой термоактивации путем воздействия теплом, выделяющимся при сгорании топлива, за счет использования тепла, выделяющегося при реакции диоксида углерода с активированным сырьем и/или низкопотенциального или отбросного тепла, отводимого из технологически связанного процесса сжигания углеродистого или углеводородистого топлива, газификации, реформинга или генерирования электроэнергии, и/или тепла, отводимого при охлаждении продуктов из топливосжигающего нагревательного аппарата, и/или тепла от охлаждения диоксида углерода после сжатия.
6. Способ по п.1, в котором прямую термоактивацию сырья осуществляют при повышении и поддерживании температуры указанного сырья до (и при) по меньшей мере примерно 580°С.
7. Способ по п.1, в котором сырье нагревают в ряду теплообменников и нагревательных аппаратов в по существу сухом состоянии, благодаря чему сырье транспортируется через указанный ряд теплообменников и нагревательных аппаратов без добавления к этому сырью какой-либо жидкости, что снижает тепловые требования для процесса нагрева.
8. Способ по п.1, в котором сырье нагревают в нагревательном аппарате, который сконструирован таким образом, чтобы вращать и/или перемешивать сырье во время его нагрева для облегчения его дегидроксилирования и активации.
9. Способ по п.1, в котором сырье нагревают изолированно от газообразных продуктов сгорания за счет радиации, теплопроводности или конвекции от камеры сгорания топлива в подходящем нагревательном аппарате.
10. Способ по п.1, в котором прямую термоактивацию сырья проводят в обедненной кислородом горючей смеси, в результате чего содержание кислорода составляет меньше стехиометрического соотношения, которое требуется для полного сгорания углеродного содержимого в углеводородистом топливе до диоксида углерода.
11. Способ по п.1, в котором воду, выделяемую в реакции дегидроксилирования на стадии прямой термоактивации, извлекают для повторного использования в процессе в конденсаторе, расположенном на выходе газообразного потока, отходящего с указанной стадии прямой термоактивации.
12. Способ по п.1, в котором сырье подвергают измельчению с целью уменьшения среднего размера частиц до менее чем примерно 500 µм.
13. Способ по п.1, в котором активированное сырье смешивают с водным растворителем и после прямой термоактивации, но перед стадией разделения подвергают дополнительному измельчению до достижения размера зерна меньше 75 µм.
14. Способ по п.1, в котором отделение оксидов металлов, проводимое при существенном исключении отделения оксида магния и силиката магния, в результате чего получают остаточное активированное сырье, проводят с использованием процесса гравитационного разделения или разделения по плотности.
15. Способ по п.1, в котором отделение оксидов металлов, проводимое при существенном исключении отделения оксида магния и силиката магния, в результате чего получают остаточное активированное сырье, проводят с использованием комбинации способов разделения по плотности и способов магнитного и/или электростатического разделения.
16. Способ по п.1, в котором активированное сырье перед вводом в контакт с диоксидом углерода суспендируют в слабокислом водном или смешанном водном и/или солевом или другом растворителе, смешивающимся с диоксидом углерода.
17. Способ по п.16, в котором растворитель выбирают из одного или более из: воды, слабых кислот, солевых растворов слабых кислот, растворов солей, водных растворов хлорида натрия и бикарбоната натрия, растворов бикарбоната калия, смешанных водно-спиртовых растворов, смешанных водно-гликолевых растворов и смешанных водно-глицериновых растворов
18. Способ по п.1, в котором диоксид углерода находится в разбавленных потоках или забирается непосредственно из атмосферы.
19. Способ по п.1, в котором диоксид углерода вводят в контакт с активированным сырьем в системе открытых площадок, шламонакопителей, отвалов или подобных аэрируемых сооружений или штабелей для кучного выщелачивания, содержащих активированное сырье.
20. Способ по п.1, в котором активированное сырье вводят в контакт со сверхкритическим, сжиженным или находящимся под высоким давлением диоксидом углерода, в результате чего значительная часть диоксида углерода превращается в карбонаты магния.
21. Способ по п.20, в котором диоксид углерода и остаточное активированное сырье вводят в контакт в реакционном аппарате, который сконструирован таким образом, чтобы обеспечить условия высокой турбулентности или быстрого диспергирования, или измельчения для того, чтобы быстро превратить значительную часть диоксида углерода в карбонаты магния.
22. Способ по п.21, в котором в реакционном аппарате имеется рециркуляционный поток, который, циркулируя, возвращает непрореагировавшее сырье, растворитель и другие реагенты в аппарат для реакции карбонизации.
23. Способ по п.22, в котором рециркуляционный поток включает дополнительную стадию разделения, на которой осуществляют существенное отделение оксида кремния и карбоната магния от по существу не прореагировавшего сырья с целью возвращения этого по существу не прореагировавшего сырья в реактор.
24. Способ по п.23, в котором на стадии разделения используют гравитационное разделение или разделение по плотности.
25. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором энергию, полученную от операции охлаждения, используют для приведения в действие насосов или компрессоров для сжатия диоксида углерода.