一种吸收二氧化碳的固废处理方法及带式固废处理设备技术

本发明专利技术属于环保领域，公开了一种吸收二氧化碳的固废处理方法及带式固废处理设备，其中方法包括：第一步、将固废破碎成颗粒状并按一定比例混合；第二步、将混合后固废颗粒输入带式处理装置并以一定厚度铺设在输送带上；第三步、从带式处理装置的出料端以输送带输送的相反方向通入含二氧化碳的干燥气体；第四步、对输送带上的固废颗粒均匀喷洒有助于碳吸收反应的液体；第五步、带式处理装置排出尾气和经过干湿循环的碳吸收反应的干燥固废颗粒；第六步、将干燥固废颗粒输入下一个带式处理装置。本发明专利技术提高了固废的碳化速率，从而提升了单位时间内的固碳量，也提升二氧化碳吸收效果。也提升二氧化碳吸收效果。也提升二氧化碳吸收效果。

【技术实现步骤摘要】
一种吸收二氧化碳的固废处理方法及带式固废处理设备


[0001]本专利技术属于环保
，具体涉及一种吸收二氧化碳的固废处理方法及带式固废处理设备。

技术介绍

[0002]二氧化碳捕集、利用与封存技术(CCUS)被认为是在全世界范围内实现碳达峰、碳中和的最关键技术之一。二氧化碳资源化技术把CO2捕获后，投入新的生产过程进行循环再利用。将二氧化碳资源化，不仅可以减少二氧化碳排放，还能产生经济效益，所以更具有现实操作性。经过多年的发展，CCUS技术已在全球范围内得到接受与使用。
[0003]二氧化碳矿化可以分为原位二氧化碳矿化和非原位二氧化碳矿化。原位矿化是通过具有反应活性的地层岩石原位完成矿物吸收过程，即将工厂产生的二氧化碳进行捕集后直接注入富含钙镁碱土金属的硅酸盐矿物层。非原位矿化是指利用然钙镁硅酸盐矿物(橄榄石、蛇纹石等)以及工业固体废弃物等经破碎、筛选等预处理后，在二氧化碳气氛中进行矿化反应产生稳定碳酸盐过程。而钢渣、废弃混凝土微粉等大宗固废在直接掺入混凝土时会对混凝土性能带来较大的负面影响。在碳化反应处理后，钢渣等工业固废中的游离氧化钙、氧化镁等会被消耗生成碳酸盐，从而避免掺入混凝土引发的体积安定性问题。碳化反应处理大宗固废被认为是一种极具规模化潜力的低成本减排路线。
[0004]然而，现阶段利用大宗固废固定二氧化碳时碳化反应速度较慢，从动力学角度来说，由于碳化是个涉及固、液、气三相的复杂反应过程，碱金属离子从固体内部的析出、二氧化碳在空气中的扩散和碳酸根离子在液体中的扩散等都对碳化反应速率起着巨大的影响，自然条件下的二氧化碳气体与钢渣直接接触产生碳化的过程及其缓慢。这一方面会导致固定二氧化碳的量较为有限、固碳率低，另一方面还会导致固废碳化程度较低，固废反应后其中游离氧化钙、氧化镁等物质仍大量存在。为了加快碳化反应速率，国内外采用的方法包括：提升反应温度、提升气体压力、提升二氧化碳浓度等。但这些方法需要特殊的反应容器来维持反应条件，工艺复杂，且采用浓缩二氧化碳所需成本高昂。国内外也有在液体浸泡中进行碳化反应的技术，但尚不成熟，仅停留在实验室研究阶段，一般是将固废浸入有助于反应的液体中，在持续搅拌的同时向液体中通入二氧化碳。然而二氧化碳在水中的溶解度相对较小，溶解速率慢，并且溶解生成的碳酸根离子在液体中的扩散缓慢，较大的固废颗粒沉降于底部更难以与碳酸根离子充分接触并反应，后续固液分离、干燥的过程会造成更多的额外成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种吸收二氧化碳的固废处理方法，用于解决现有技术中的以下问题：(1)在湿润气体中碳化由于液相不足造成离子难以传输，碳化产物在表面堆积并形成致密包覆层，影响后续碳化反应，最终导致碳化程度低、固碳量低的问题；(2)在液体持续浸泡并搅拌条件下碳化后续产物颗粒细小、含水量高导致的固液分离、干燥处理工序复
杂、成本高昂的问题；(3)常规手段通过高温、高压、高纯二氧化碳气体加速碳化反应、提高碳化程度，会导致成本高昂、生产连续性差的问题。
[0006]所述的一种吸收二氧化碳的固废处理方法，包括下列步骤：
[0007]第一步、将固废破碎成颗粒状并按一定比例混合；
[0008]第二步、将混合后固废颗粒输入带式处理装置并以一定厚度铺设在输送带上；
[0009]第三步、从带式处理装置的出料端以输送带输送的相反方向通入含二氧化碳的干燥气体；
[0010]第四步、对输送带上的固废颗粒均匀喷洒有助于碳吸收反应的液体，在所述干燥气体的环境下，固废颗粒、有助于碳吸收反应的液体与二氧化碳反应；
[0011]第五步、带式处理装置排出尾气和经过干湿循环的碳吸收反应的干燥固废颗粒；
[0012]第六步、将干燥固废颗粒输入下一个带式处理装置；
[0013]重复第二至第六步的干湿循环的碳吸收反应，直至将固废处理完毕。
[0014]优选的，所述第二步中，铺洒固废颗粒厚度小于50mm，输送带将固废颗粒以10
‑
5000mm/min的速率传输。
[0015]优选的，所述第三步中，所述含二氧化碳的干燥气体的温度为20
‑
350℃，所述干燥气体中的二氧化碳浓度为1％
‑
95％，含二氧化碳的干燥气体的气体流量为1
‑
500000Nm3/h。
[0016]优选的，所述第四步中，有助于碳吸收反应的液体为水、饱和石灰水、碱性工业废液和工业废渣浸出液中的任意一种或多种的组合。
[0017]优选的，所述固废为含钙、镁离子的碱性工业固废或废弃混凝土。
[0018]优选的，检测尾气的二氧化碳含量及湿度，如果检测出二氧化碳基本耗尽或气体达到饱和湿度，则排出尾气；如果尾气尚未达到饱和湿度，且气体中的二氧化碳含量仍满足反应要求的浓度，则将尾气通入其他带式处理装置的进气口(6)。
[0019]本专利技术还提供了一种吸收二氧化碳的带式固废处理设备，用于上述的一种吸收二氧化碳的固废处理方法。所述带式固废处理设备包括若干带式处理装置，所述带式处理装置包括外壳、设于所述外壳中的输送带和液体喷洒机构，所述外壳和所述输送带同向设置，所述外壳的进料端顶部设有向下进料的固废进料口，所述输送带的进料端位于所述固废进料口下方，所述外壳的进料端还设有连通外壳内通道的尾气排放口，所述外壳的出料端底部设有固废出料口，所述输送带的出料端位于所述固废出料口上方，所述外壳的出料端还设有连通所述外壳内通道的气体进气口，一个带式处理装置的固废出料口向相邻的下一个带式处理装置的固废进料口送料。
[0020]优选的，所述气体进气口通过管路连接到含二氧化碳的干燥气体的供应源，所述尾气排放口连接到尾气检测装置。
[0021]优选的，所述液体喷洒机构的喷头设于邻近所述固废进料口的位置，所述喷头位于所述固废进料口和固废出料口之间。
[0022]本专利技术具有以下优点：
[0023](1)对固废颗粒均匀喷洒液体，使氢氧化钙、氧化钙、硅酸钙等颗粒表面形成水膜，不仅有利于二氧化碳的溶解，还有利于钙离子的溶解和传输，避免碳化产物碳酸钙在固废颗粒表面形成致密的包覆层，避免致密包覆层阻碍后续的碳化反应，因此可以提高固废的碳化程度，提高单位固废的固碳量。
[0024](2)对喷洒的液体进行干燥的过程，可以带走由碳化反应产生的水分。由于二氧化碳在空气中的传输速率远大于碳酸根离子在液体中的扩散速率，干燥过程可以避免过量水分阻碍二氧化碳在空气中的传输，包括二氧化碳穿过上层固废传输至下层固废、二氧化碳通过废弃混凝土中微孔传输至内部等，从而提高碳化速率。通过干湿循环的方法，使碳化反应界面上的水膜及二氧化碳的传输在一定时间内维持相对较理想的状态。最后产出的固废为干燥的固废，无需复杂的干湿分离及额外干燥流程。
[0025](3)可以协同处置工业固废，吸收过二氧化碳的工业固废可以作为混凝土掺合料，由于游离氧化钙和游离氧化镁被碳化，不会导致混凝土体积安定性问题；再生混凝土微粉和骨料经过碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸收二氧化碳的固废处理方法，其特征在于：包括下列步骤：第一步、将固废破碎成颗粒状并按一定比例混合；第二步、将混合后固废颗粒(8)输入带式处理装置并以一定厚度铺设在输送带(4)上；第三步、从带式处理装置的出料端以输送带(4)输送的相反方向通入含二氧化碳的干燥气体；第四步、对输送带(4)上的固废颗粒(8)均匀喷洒有助于碳吸收反应的液体，在所述干燥气体的环境下，固废颗粒(8)、有助于碳吸收反应的液体与二氧化碳反应；第五步、带式处理装置排出尾气和经过干湿循环(9)的碳吸收反应的干燥固废颗粒(8)；第六步、将干燥固废颗粒(8)输入下一个带式处理装置；重复第二至第六步的干湿循环(9)的碳吸收反应，直至将固废处理完毕。2.根据权利要求1所述的一种吸收二氧化碳的固废处理方法，其特征在于：所述第二步中，铺洒固废颗粒(8)厚度小于50mm，输送带(4)将固废颗粒(8)以10
‑
5000mm/min的速率传输。3.根据权利要求1所述的一种吸收二氧化碳的固废处理方法，其特征在于：所述第三步中，所述含二氧化碳的干燥气体的温度为20
‑
350℃，所述干燥气体中的二氧化碳浓度为1％
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95％，含二氧化碳的干燥气体的气体流量为1
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500000Nm3/h。4.根据权利要求1所述的一种吸收二氧化碳的固废处理方法，其特征在于：所述第四步中，有助于碳吸收反应的液体为水、饱和石灰水、碱性工业废液和工业废渣浸出液中的任意一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的一种吸收二氧化碳的固废处理方法，其特征在于：所述固废为含钙、镁离子的碱性工...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴铁军，刘致远，马明，
申请(专利权)人：三碳安徽科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：