将废气涤除CO2和/或SO制造技术

废气洗涤方法，其包括提供富含可碳化的Ca和/或Mg相，并且d

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将废气涤除CO2和/或SO
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的方法
[0001]本专利技术涉及通过将干燥形式或湿润形式的废料喷射入废气流中来洗涤废气的方法，以及涉及废料流用于对废气清除CO2和/或SO
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(其中x为0至3)的用途。
[0002]水泥一方面是一种重要的建筑材料，但另一方面，水泥工业与水泥熟料的生产相关的高CO2排放作斗争。波特兰水泥(混凝土的必需成分)的生产导致大量二氧化碳(CO2)(一种温室气体)的释放。据说，生产一吨波特兰水泥熟料产生大约一吨CO2。来自水泥生产的大约一半的CO2排放源于石灰石的煅烧，即，燃烧石灰石并将CO2气体释放到大气中的过程。
[0003]此外，水泥制造过程中还固有地排放硫氧化物(SO
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)。原料中基于硫的化合物的存在对水泥工业具有重大影响，这是因为该过程中使用了大量的石灰石，当矿床具有高含量的黄铁矿(FeS2)时尤其如此。SO
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还产生自窑中使用的燃料中的硫的燃烧或水泥装置中通常燃烧的可含有有机硫化合物的废物中的硫的燃烧。但是，允许的SO
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排放量是有限的。吸入此类物质对人体健康招致风险，并且它们与大气的相互作用导致形成硫酸，引起酸雨。
[0004]由于无法改变基本化学，因此本行业试图找到其它方法来减少CO2和SO
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输出。限制这种环境CO2足迹的最容易的解决方案是生产复合水泥。不幸的是，复合水泥在产品组合中的比例的增加受到高质量辅助胶凝材料(SCM)(即，导致明显的强度发展的反应性材料)的可利用性的限制。<br/>[0005]还已开发了碳捕获与封存(CCS)技术，以减轻来自水泥装置或燃煤发电装置的CO2排放。但是，这些技术并未达到允许全面应用的技术发展。此外，这些技术是成本密集型的。
[0006]基于水泥的材料的自然碳化是减少与水泥制造工艺和使用相关的碳足迹的潜在途径。碳化在使用寿命期间以及在拆除后当破碎的混凝土块在堆存期间暴露于大气时发生。理论上，归因于在CO2的存在下(即使在大气中普遍的非常低的0.04％CO2浓度的情况下)水合化合物的不稳定性，混凝土能够随着时间的推移吸收几乎与水泥窑中方解石煅烧期间最初化学释放的量相同的量的CO2。
[0007]通过碳化的CO2再吸收与从混凝土建筑和基础设施的拆除场所获取的再生混凝土骨料(RCA)特别相关。在混凝土再生期间，将混凝土破碎，且较小的粒度加速碳化。在提取粗的再生骨料之后，剩余的细料表征为相当高的反应水泥含量(因此可吸收大量CO2)。类似的方法可用于其它富含Ca或Mg的废料(例如粉煤灰、矿渣等)。最近的研究中已经提议使用自然碳化来将CO2捕获在这些材料(尤其是再生混凝土细料(RCF))中，参见例如Engelsen等人"Carbon Dioxide Uptake in Demolished and Crushed Concrete"，BYGGFORSK Norwegian Building Research Institute，项目报告395，奥斯陆2005和B.Lagerblad"Carbon Dioxide Uptake During Concrete Life Cycle:State ofthe Art"，Tech.Rep.Swedish Cement and Concrete Research Institute，2005。但是，使用空气对料堆混凝土进行碳化是非常漫长的过程，这花费数百年。
[0008]WO 2007/106372 A2描述了用包含CaO源和碱金属离子源的第一组分和包含反应性硅酸盐的第二组分的组合来洗涤废气。第一组分优选水泥窑粉尘、石灰窑粉尘和其它富含CaO的废料，且第二组分优选矿渣。特定组合的制备是艰巨的。
[0009]因此，减少与混凝土生产相关的CO2排放是当前的挑战，并且是当今创新的驱动
力。同时，循环经济要求对废料流进行再利用。这包括用过的混凝土的回收和再利用。存在若干个将RCA和RCF应用于混凝土的生产的实例。归因于RCF的不恰当特性(例如高的需水量和低到无潜在水硬反应性或火山灰反应性)，RCF在水泥和混凝土制造中的适用性具有挑战性。类似地，一些高钙粉煤灰的应用也具有挑战性。
[0010]公布的欧洲专利申请第17207076.5号(无优先权，2017年12月13日提交)(EP 3 498 681 A1)提议将碳化的RCF作为辅助胶凝材料。据说，通过将RCF暴露于废气可实现碳化。该文献未考虑这种碳化对废气的影响。
[0011]公布的欧洲专利申请第18176964.7号(无优先权，2018年6月11日提交)(EP 3 581 257 A1)提议废料(尤其是RCF)在料堆或特定设备中用于对废气清除CO2和/或SO
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(其中x为0至3)的用途。这种方法的缺点在于不容易将其集成到现有的洗涤设备中，需要进行改造。
[0012]此外，已建议了从水泥工业中去除SO
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排放物的技术。这些技术分成三大类：工艺的固有去除、工艺变更和SO
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洗涤技术。工艺变更减少生成的SO
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的量，而洗涤器技术在生成SO
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后将其捕获。一些窑系统可潜在通过使用工艺变更(例如设备改变、对操作程序的变更和/或原料或燃料改变)来减少生成的SO
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的量。但是，设备改变和操作变更是成本密集型的。一种原料被另一种原料代替在经济上可能不可行，并且由于对水泥中总碱浓度的产品质量限制，可能无法增加碱(例如NaHCO3)投入以便降低硫。
[0013]在窑系统中生成SO
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后捕获SO
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的洗涤器技术可分成四类：干试剂喷射、热粉喷射(hot meal injection)、石灰喷雾干燥吸收器和石灰/石灰石湿式洗涤器。总的硫捕获效率取决于喷射的吸收剂的类型、喷射区的温度、吸收剂的细度和停留时间。干试剂系统的实例是向窑进料中添加氢氧化钙(Ca(OH)2)或将其喷射入预热器的两个上部旋风分离器之间的立管(riser duct)中。热粉喷射系统使用来自窑系统的煅烧材料作为吸收SO
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的石灰(CaO)的来源。石灰喷雾干燥器系统将石灰或石灰浆料喷射入预热器的调节塔中。
[0014]将气体涤除酸性气体组分(例如SO2)的现有技术是在湿法处理中使酸性气体组分与石灰石接触。采用CaCO3的湿法处理交换SO2，将CO2释放到大气中。所得产物为CaSO4·
2H2O。此类处理一般应用于许多行业，水泥行业位于其中。该处理的核心在于使湿浆料与SO2密切接触，并吸收水性浆料中的SO2。由于CaCO3存在于浆料中并分散，由SO2发展的酸性环境将溶解CO2，并由此最终形成CaSO4·
2H2O：
[0015][0016]也可在半湿法吸收处理或半干法吸收处理中使用CaCO3或Ca(OH)2来完成SO
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洗涤。该处理利用基于脱碳(decarbonated)Ca的吸收剂，主要产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.将废气涤除CO2和SO
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的方法，其中x为1至3，所述方法包括以下步骤：
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提供干燥形式或浆料形式的d
90
≤1000μm且罗辛
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拉姆勒斜率n为0.6至1.4的再生混凝土细料，
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将所述再生混凝土细料喷射入所述废气中以供与CO2和SO
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反应，以在废气流中提供其量为5至30kg/m3范围内的干再生混凝土细料，并调节相对湿度为50至100％和温度为40至130℃，
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取出部分碳化和/或硫化的再生混凝土细料和净化的废气，
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回收所述部分碳化和硫化的再生混凝土细料中的一部分，同时排出剩余部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中以含有4至28重量％、优选10至18重量％固体的浆料形式并且按20至50l/m3的量来添加所述再生混凝土细料或者以干材料形式结合水和/或浆料的添加来添加所述再生混凝土细料。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中按氧化物计算，至少12.5重量％的所述再生混凝土细料为CaO和MgO，且至少80重量％的CaO和MgO在碳化之前处于可碳化的相，和/或CaO和MgO占所述废料的至少20重量％，优选至少30重量％，且最优选至少50重量％，和/或至少85重量％，优选至少90重量％的CaO和MgO处于可碳化的相。4.根据权利要求1至3中一项所述的方法，其额外包括机械预处理所述再生混凝土细料，尤其是研磨。5.根据权利要求1至4中一项所述的方法，其中所述再生混凝土细料具有以下粒度分布：d
90
≤500μm，优选d
90
≤200μm，更优选d
90
≤100μm，和/或罗辛
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拉姆勒斜率n为0.7至1.2。6.根据权利要求1至5中一项所述的方法，其中所述废气获取自用以生成用于材料或能量生产过程的热量的装置燃烧燃料，如煤、油、气体，且尤其是含硫燃料，特...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：海德堡水泥公司，
类型：发明
国别省市：