含CO2的气态流出物的用途制造技术

披露了含CO2的气态流出物(10)的用途，其中将该流出物中存在的至少部分CO2作为CO2颗粒和液氮(20)的混合物(25，35)捕获，使该混合物在制备湿混凝土(125)之前和/或期间和/或之后与该湿混凝土(125)的一种或多种成分(100，101，102，121)接触，使得该混合物(25，35)从所述一种或多种成分(100，101，102，121)提取热量并且来自该混合物(25，35)的CO2使该湿混凝土(125)中存在的Ca化合物部分地碳酸化。(125)中存在的Ca化合物部分地碳酸化。(125)中存在的Ca化合物部分地碳酸化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含CO2的气态流出物的用途
[0001]本专利技术涉及含CO2的气态流出物的用途。
[0002]含CO2的气态流出物由大量工业过程，包括但不限于燃烧过程产生。
[0003]传统上，此类含CO2的气态流出物被释放到大气中。
[0004]近年来，已经提出了提取所述气态流出物的CO2级分进行封存或进一步使用、特别是作为化学合成工艺中的反应物使用的技术。然而，在这两种情况下，都需要对CO2级分进行大量纯化。尤其由于这个原因，大多数提出的技术已被证明不具有成本效益，特别是在产生有限量的含CO2的气态流出物和/或具有低或可变的CO2浓度的气态流出物的中小型工业过程的情况下。
[0005]因此，需要对来自工业过程的气态流出物的CO2级分的替代用途。特别地，对于来自以有限规模产生含CO2的气态流出物的工业过程的气态流出物的CO2级分，需要替代用途。
[0006]此外，本专利技术提出了一种用于使用含有CO2气体级分和任选地但通常还有非CO2气体级分二者的气态流出物的新方法。
[0007]本专利技术的方法包括第一步骤(步骤(a))，其中，在第一位置：
[0008]·
提供了温度不高于
‑
196℃的液氮，以及
[0009]·
使该气态流出物接触所述液氮，使得将该流出物的该CO2气体级分中存在的至少部分CO2作为固体CO2颗粒和液氮的混合物捕获，因为所述部分CO2以所述固体颗粒的形式凝华。
[0010]由于该液氮的温度远低于CO2的凝华温度，所捕获的CO2的温度同样低于其凝华温度，即所捕获的CO2是过冷的。
[0011]在该方法的步骤(b)中，将步骤(a)中所获得的混合物从第一位置输送到第二位置，在第二位置该混合物用于有用的目的。
[0012]根据本专利技术，该混合物用于混凝土领域中。
[0013]实际上，在步骤(c)期间，在第二位置，在通过将湿混凝土的成分在共混器中共混来制备该湿混凝土之前和/或期间和/或之后，使该混合物与该湿混凝土的一种或多种成分接触。
[0014]该混合物与该湿混凝土的一种或多种成分的接触使得：
[0015]·
该混合物从该湿混凝土的一种或多种成分中提取热量，并且
[0016]·
来自该混合物的CO2使该湿混凝土中存在的Ca化合物部分地碳酸化。
[0017]混合物从一种或多种成分中所提取的热量为以下提供了所需的热能：使液氮达到其蒸发温度和使液氮蒸发，以及将CO2的温度升高到其凝华温度和使所述CO2凝华。因此，由于混合物中过冷固体CO2颗粒的额外冷却效果，可以至少部分地抵消由部分碳酸化产生的反应热。在某些情况下，甚至可以提供比若仅使用液氮作为冷却介质更有效的冷却，而没有同时出现部分碳酸化。
[0018]步骤(a)发生的第一位置通常在产生含CO2的气态流出物的场所/工厂处或在其附近。
[0019]步骤(c)发生的第二位置可以靠近或远离第一位置。例如，第二位置可以是在步骤
(a)进行的场所(第一位置)上或附近的湿混凝土生产厂。第二位置还可以是距离步骤(a)进行的场所(第一位置)几公里远的湿混凝土分配厂或建筑场所。
[0020]根据本专利技术的方法的一个优点是，在步骤(b)中，所捕获的CO2以液体(即在液氮中)而不是以气态形式输送。将混合物从第一位置输送到第二位置可以至少部分通过管道进行。当混合物要在中短距离上输送时，例如在工厂内或到同一工业场所上的相邻工厂，通过管道输送受到特别的关注。
[0021]混合物从第一位置到第二位置的输送还可以至少部分地通过在可移动的低温储器中运输混合物来进行，例如通过铁路(罐式货车车厢)、公路(罐式卡车)、水上(乘船)等。
[0022]当第一位置(其中含CO2的气态流出物是可获得的)和第二位置(其中制备了湿混凝土，其中浇筑了湿混凝土或者在湿混凝土在其制备与其浇筑之间的行进路径上)被定位在距彼此显著的距离处，特别是在至少10km、优选至少20km的距离处时，本专利技术是特别有用的。
[0023]关于步骤(c)，将理解的是，当混合物与“湿混凝土的一种或多种成分”之间的接触发生在通过共混制备湿混凝土之后时，确切地说使混合物与如此制备的湿混凝土接触，并且因此与湿混凝土的所有成分接触。当混合物与“湿混凝土的一种或多种成分”之间的接触发生在制备湿混凝土的共混过程结束时也是如此。在这些情况下，热量显然是从湿混凝土本身中提取的。
[0024]湿混凝土是包括水泥和水的糊状物，该水被称为“工艺水”。湿混凝土典型地包括另外的固体成分，诸如细骨料、特别是砂，和粗骨料、特别是砾石或碎石。湿混凝土糊状物任选地还含有附加的添加剂以调节湿混凝土在凝固之前和/或期间的特性或由此获得的凝固混凝土的特性。
[0025]水泥的水合，更具体地水泥的Ca化合物与水的反应使得糊状物硬化或凝固并获得强度直到形成岩石状物质，其通常被称为凝固或硬化的混凝土或简而言之混凝土，与未硬化或仅部分硬化的“湿混凝土”形成对比。
[0026]水合反应是放热的并且导致湿混凝土的温度升高。湿混凝土升温的其他原因是：共混期间、混合期间和运输期间的摩擦以及高环境温度和/或热辐射。
[0027]湿混凝土升温可能导致坍落损失，凝固混凝土中的裂缝、特别是塑性收缩裂缝和/或热应力裂缝，钙矾石形成延迟和/或湿混凝土的可使用性降低。
[0028]为了避免或减少所述缺点，本领域中已知的是冷却湿混凝土，以便将湿混凝土浇筑和/或凝固的温度维持在预定温度范围内。所述预定温度范围可根据混凝土类型和/或浇筑湿混凝土的建筑类型或尺寸而变化。
[0029]一种已知的冷却湿混凝土的方法是借助于工艺水，将其添加到共混器中。工艺水可以例如在将其添加到共混器中之前进行冷冻，可以将部分工艺水除液态工艺水之外作为冰添加并且与液态工艺水分开添加，或者工艺水可以作为液态水中的冰泥添加。
[0030]另一种已知的冷却方法依赖于将低温液体、特别是液氮作为冷却剂注入其中正在混合湿混凝土的混合器中。
[0031]液氮相对于湿混凝土是惰性的并且仅产生冷却效果。
[0032]根据本专利技术使用的混合物除了液氮之外还含有固体CO2。
[0033]如上所指示的，混合物中的CO2引起湿混凝土的部分碳酸化，使得混合物的至少部
分CO2被捕获在最终的凝固混凝土内而不释放到大气中。此外，如下文将更详细讨论的，部分碳酸化还改善了湿混凝土或凝固混凝土的某些特性。
[0034]同时，混合物从湿混凝土的一种或多种成分中提取热能。
[0035]因此，根据本专利技术，通过使用固体CO2和液氮的混合物，可以通过单一干预实现有效的热提取以及有益的部分碳酸化。同时，避免了有害的过度碳酸化。如果固体CO2单独用于碳酸化和冷却二者，由于接下来有效冷却所需的CO2量，则可能出现此种过度碳酸化。
[0036]根据一个优选实施例，在共混步骤之前并且优选在将工艺水添加到所述一种或多种固体成分中之前，使混合物与湿混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用含有CO2气体级分和任选地非CO2气体级分的气态流出物(10)的方法，该方法包括以下步骤：(a)在第一位置：
●
提供温度不高于
‑
196℃的液氮(20)，
●
使该气态流出物(10)接触该液氮(20)，以便将该CO2气体级分中存在的至少部分CO2作为CO2颗粒和液氮(20)的混合物(25，35)捕获，(b)将该混合物(25，35)的至少一部分输送到第二位置，以及(c)在该第二位置，在通过将湿混凝土(125)的成分(100，101，102，121)在共混器(120)中共混来制备该湿混凝土(125)之前和/或期间和/或之后，使该混合物(25，35)与该湿混凝土(125)的一种或多种成分(100，101，102，121)接触，使得
●
该混合物(25，35)从该湿混凝土(125)的所述一种或多种成分(100，101，102，121)中提取热量，并且
●
来自该混合物(25，35)的CO2使该湿混凝土(125)中存在的Ca化合物部分地碳酸化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在该第二位置，在该共混步骤之后，优选在该湿混凝土(125)的搅拌期间，使该混合物(25，35)与该湿混凝土(125)接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在该共混器(120)中或在该共混器(120)中所制备的该湿混凝土(125)被转移到其中的混合器中搅拌该湿混凝土(125)期间，使该混合物(25，35)与该湿混凝土(125)接触。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该CO2气体级分构成该气态流出物(10)的从7至100％vol、优选从10至90％vol并且更优选从25至60％vol。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使该气态流出物(10)在其接触该液氮(20)之前经受冷却步骤。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在该冷却步骤期间从该气态流出物(10)中回收热能，并且其中，将所述回收的热能的至少一部分作为加热过程中的热源、作为用于产生机械能的能源或作为用于产生电能的能源使用。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使该气态流出物(10)接触该液氮(20)直至该混合物(25，35)呈现的CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕克，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：