pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统和方法，系统包括水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统，添加剂系统，给水系统，窑尾废气送风系统，pH在线检测系统，搅拌矿化吸收系统，脱碳废气出风系统，和矿化灰输送系统；矿化过程中，通过添加醋酸钠，控制醋酸钠水溶液质量分数为1

【技术实现步骤摘要】
pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统和方法


[0001]本专利技术涉及水泥行业减少二氧化碳排放
，特别是涉及一种pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统和方法。

技术介绍

[0002]据统计，全球水泥生产排放的二氧化碳占二氧化碳排放总量的7％，水泥行业大幅削减二氧化碳排放有望减少对气候变暖的不利影响。水泥行业也是中国二氧化碳排放大户，资料显示，2019年中国二氧化碳年排放总量约100亿吨，占世界二氧化碳年排放量的30％，其中水泥行业排放约13.2亿吨，约占全国工业企业二氧化碳总排放量的15％，水泥行业二氧化碳减排任务艰巨。
[0003]二氧化碳的矿化吸收具有环境风险小、不需要监测、所生成的碳酸盐能够自然长期稳定存在的特点，有望成为二氧化碳减排和资源化利用的重要方式。我国每年排放大量的含钙镁氧化物或氢氧化物的大宗固废，可以用于矿化吸收二氧化碳，具有来源广、固碳总量大、适合就地取材等优点。因此，减少水泥行业二氧化碳排放的方法之一是将产生的二氧化碳与水泥制造过程中产生的碱性物料发生反应，形成碳酸盐，从而实现永久性固碳，为水泥行业碳减排做贡献。
[0004]水泥窑旁路放风收尘灰是水泥生产过程中由旁路放风系统排出的一种含钙碱性材料。由于水泥窑协同处置垃圾、污泥和固体废物成分复杂，硫氯含量高，水泥窑协同处置过程大量的碱、氯、硫元素释放出来，并在窑内循环富集，易造成窑内结皮堵塞。为避免碱、氯、硫在窑系统中循环富集，当热生料中的硫氯含量达到一定数值时，采用旁路放风技术将富集高浓度碱、氯、硫的烟气放出一部分以缓解此问题；连同烟气一同释放出来的还有已经分解的部分氧化钙和氧化镁以及大量的碱性物质，因此，旁路放风收尘灰是一种成分复杂的高碱高氯物料，目前其主要利用方式是作为混合材少量添加到水泥中使用。随着我国水泥行业消纳城市生活垃圾、污泥、固废和危废越来越多，大量水泥厂建成协同处置系统，旁路放风系统已逐渐成为协同处置固废水泥窑的标配，旁路放风收尘灰产生量逐年增加，综合利用难度加大。
[0005]利用水泥厂旁路放风收尘灰矿化吸收水泥厂自身排放的窑尾废气中的二氧化碳是高附加值利用旁路放风收尘灰的重要途径，但是因为旁路放风收尘灰在吸收窑尾废气中的二氧化碳过程中，生成的碳酸钙晶体会沉积在旁路放风收尘灰颗粒表面，延缓了二氧化碳矿化吸收反应效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决现有技术存在的问题，提供了一种pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统和方法。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，包括水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统，添加剂系统，给水系统，窑尾废气送风系统，pH在
线检测系统，搅拌矿化吸收系统，脱碳废气出风系统，和矿化灰输送系统；
[0008]所述水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统的出口与搅拌矿化吸收系统的进料口相连，所述添加剂系统的出口与给水系统的进口相连，所述给水系统的出口与搅拌矿化吸收系统的进水口相连，所述窑尾废气送风系统的出口与搅拌矿化吸收系统的进风口相连，所述pH在线检测系统与搅拌矿化吸收系统的pH值取样口相连，所述搅拌矿化吸收系统的出风口与脱碳废气出风系统相连，所述搅拌矿化吸收系统的卸料口与矿化灰输送系统相连。
[0009]优选的，所述水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统包括顺序相连的水泥窑旁路放风灰储仓、电动闸板阀和螺旋计量给料机，所述螺旋计量给料机的出口与搅拌矿化吸收系统的进料口相连。
[0010]优选的，所述添加剂系统包括顺序相连的添加剂储仓、圆盘给料机和给料溜子，所述给料溜子的出口与给水系统的进口相连。
[0011]优选的，所述给水系统包括顺序相连的储水罐、计量水泵和给水管道，所述给水管道出口与搅拌矿化吸收系统的进水口相连。
[0012]优选的，所述搅拌矿化吸收系统包括矿化搅拌机，及位于矿化搅拌机上的进料口、进水口、pH值取样口、进风口、出风口、和卸料口。
[0013]优选的，所述窑尾废气送风系统包括离心风机和窑尾废气送风管道，所述离心风机的入口与窑尾烟囱相连，离心风机的出口通过窑尾废气送风管道与搅拌矿化吸收系统的进风口相连；所述脱碳废气出风系统包括脱碳废气出风管道，所述搅拌矿化吸收系统的出风口与脱碳废气出风管道的入口相连，所述脱碳废气出风管道的出口与窑尾烟囱相连。
[0014]优选的，所述pH在线检测系统包括取样装置和检测装置，所述取样装置安装在矿化搅拌机的pH值取样口。
[0015]一种pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的方法，所述方法利用上述系统对二氧化碳进行矿化吸收，包括如下步骤：
[0016]S1、将醋酸钠通过添加剂系统加入到给水系统，控制醋酸钠水溶液质量分数为1
‑
3％；
[0017]S2、将水泥窑旁路放风灰通过水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统送入搅拌矿化吸收系统，按照水灰比为0.1
‑
0.3的比例加水搅拌一定时间，使水泥窑旁路放风灰中的氧化钙充分水化为氢氧化钙；
[0018]S3、由窑尾废气送风系统从窑尾烟囱引水泥窑尾废气，并按照3000
‑
5000Nm3/h的风量通入搅拌矿化吸收系统，边搅拌边通水泥窑尾废气，矿化0.5
‑
1.5h，使水泥窑旁路放风灰吸收水泥窑尾废气中的CO2实现永久固化；
[0019]S4、矿化过程中，使用pH值在线检测系统全程监测搅拌矿化吸收系统内物料的pH值，保证pH值在10
‑
11之间，当pH值下降至小于10时，向搅拌矿化吸收系统缓慢加入水泥窑旁路放风灰，维持物料的pH值始终处于10
‑
11之间，直至矿化完成；
[0020]S5、矿化完成后，停止通水泥窑尾废气，打开搅拌矿化吸收系统的卸料口，生成的矿化灰经矿化灰输送系统运输至堆场或储库。
[0021]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0022]1、本专利技术首次提出采用pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统和方法，
该技术能够加快二氧化碳固化速率，提高二氧化碳矿化吸收量，对于水泥厂自身二氧化碳减排实践具有重要意义；
[0023]2、本专利技术在醋酸钠环境，通过调节pH值在10
‑
11范围，能够促使碳酸钙晶体不断长大，二氧化碳可以通过碳酸钙晶体间的空隙进入旁路灰颗粒内部继续进行矿化，从而显著加速矿化速率；
[0024]3、本专利技术的矿化吸收方法是一种半干法，工艺流程简单，环境友好，无废水排放；
[0025]4、本专利技术为加速水泥行业二氧化碳矿化利用提供了新的方法，对于难以减排的水泥行业开辟了新的减排途径；随着水泥行业替代燃料、固废处置需求量的增加，旁路放风灰产量增大，适合大面积推广应用，具有较好的推广应用前景。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，其特征在于，包括水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统，添加剂系统，给水系统，窑尾废气送风系统，pH在线检测系统，搅拌矿化吸收系统，脱碳废气出风系统，和矿化灰输送系统；所述水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统的出口与搅拌矿化吸收系统的进料口相连，所述添加剂系统的出口与给水系统的进口相连，所述给水系统的出口与搅拌矿化吸收系统的进水口相连，所述窑尾废气送风系统的出口与搅拌矿化吸收系统的进风口相连，所述pH在线检测系统与搅拌矿化吸收系统的pH值取样口相连，所述搅拌矿化吸收系统的出风口与脱碳废气出风系统相连，所述搅拌矿化吸收系统的卸料口与矿化灰输送系统相连。2.根据权利要求1所述的pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，其特征在于，所述水泥窑旁路放风灰储存、计量和输送系统包括顺序相连的水泥窑旁路放风灰储仓、电动闸板阀和螺旋计量给料机，所述螺旋计量给料机的出口与搅拌矿化吸收系统的进料口相连。3.根据权利要求1所述的pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，其特征在于，所述添加剂系统包括顺序相连的添加剂储仓、圆盘给料机和给料溜子，所述给料溜子的出口与给水系统的进口相连。4.根据权利要求1所述的pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，其特征在于，所述给水系统包括顺序相连的储水罐、计量水泵和给水管道，所述给水管道出口与搅拌矿化吸收系统的进水口相连。5.根据权利要求1所述的pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，其特征在于，所述搅拌矿化吸收系统包括矿化搅拌机，及位于矿化搅拌机上的进料口、进水口、pH值取样口、进风口、出风口、和卸料口。6.根据权利要求1所述的pH值调控碳酸钙加速矿化吸收烟气中CO2的系统，其特征在于，所述窑尾废气送风系统包括离心风机和窑尾废气送风管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秋生，范道荣，雷云路，杜亮波，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：