目前,钙离子的结垢问题是海水淡化过程中的重要限制因素之一。同时,烟气中含有的CO₂和SO₂已经严重影响了人类的生活环境。因此,本课题分别通过考察以氧化镁为碱源的化学法以及双极膜电渗析法,旨在实现海水钙离子矿化固定CO₂以及SO₂的脱除,从而达到烟气中碳硫的脱除以及海水脱钙的目的。首先利用MgO作为碱源提供的碱性环境,在海水脱钙固碳的基础上,对烟道气脱硫进行了探究。过程中以脱钙率、固碳率和脱硫率作为考察指标,通过改变活化时间、反应温度和卤水浓度三个变量,研究了海水脱钙固碳与脱硫的耦合过程。并且,通过改变混合气的组成,探究了二氧化硫的存在对脱钙和固碳效果的影响。结果显示:80°C时,不活化的实验条件下,1.5倍的海水体系中,可达到最佳的脱钙效果94.43%。混合气中二氧化硫的存在,可降低溶液的脱钙效果,但对固碳效果影响不大。同时,所有反应条件下脱硫率均维持在100%左右,说明此过程脱硫效果良好。这充分说明以氧化镁作为碱源,可实现海水脱钙固碳与脱硫的耦合。膜污染问题一直是限制膜技术推广与应用的关键之一。本研究针对双极膜电渗析法海水脱钙固碳过程,开展了膜污染防控的研究。利用离子迁移规律和诱导结晶原理,着重考察盐室通气、碱室通气和结晶室有无诱导晶种等不同的操作方式下的膜污染状况,并阐明其防控机理。结果显示,碱室通气加晶种的条件下,获得了较好的脱钙和固碳效果,较低的能量损耗,同时有效地避免了膜污染。将双极膜电渗析系统应用于气体吸收、液固反应方面,解决了固相造成的膜污染问题。因此,在膜污染防控研究的基础上,利用双极膜电渗析系统和结晶器的集成装置,探究了双极膜电渗析法海水固碳脱硫耦合的可行性。通过改变电流密度、混合气流量和混合气中CO₂含量,以脱钙率、固碳率、脱硫率、能量损耗以及膜污染情况为衡量指标,进行了研究。在电流密度为12.5 A/m²,混合气流量为30 L/h,其中CO₂含量为10%时的条件下,反应时间为90 min时,到了最优的处理效果:脱钙率达到83.26%,固碳率为36.67%,脱硫率为100%,处理原料液的能耗为2.73 Wh/kg,得到单位质量Ca CO₃的能耗为3.25 k Wh/kg,固定单位质量CO₂的能耗为1.72 k Wh/kg;同时,有效的避免了膜污染。验证了双极膜电渗析法海水脱钙固碳与脱硫的可行性。