适用于预制构件厂的固碳工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于预制构件厂的固碳工艺及设备，属于净化废气的一般方法技术领域。本发明专利技术工艺利用高压环境进行二氧化碳与浆液的混合，制备得到稳定的气液混合物，该气液混合物内部呈现气泡化，具有极高的内比表面积，具有更高的碳矿化反应面积，因此有助于提高反应效率。本发明专利技术还提供了一种用于湿法研磨碳化的设备，该设备采用气泡增强型搅拌盘和气体逸散盘，可使气液混合物实现气泡化，可快速提供可供碳化的新鲜表面，促进碳化反应的进行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
适用于预制构件厂的固碳工艺及设备


[0001]本专利技术涉及净化废气的一般方法
，尤其涉及一种适用于预制构件厂的固碳工艺及设备。

技术介绍

[0002]二氧化碳是导致全球变暖最关键的温室气体，而各类工厂中化石燃料燃烧排放的烟气是主要的人为地二氧化碳排放。因此，利用碱性工业固废吸收固化烟气中的二氧化碳是缓解温室效应的重要举措。现有的碳矿化手段最大的问题在于其效率低下不能满足工业大规模应用的需求。这主要是在碳矿化过程中二氧化碳在碱性颗粒表面形成碳酸盐膜层(某些情况下存在二氧化硅层)阻碍二氧化碳进一步渗入和钙镁离子的向外扩散。此外，碳矿化产物的资源化利用也是个大问题。最后，对碳矿化全产业缺少系统性技术的整合也是制约该技术实际应用的一大难题。

技术实现思路

[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，在本专利技术的第一方面，提供了一种适用于预制构件厂的固碳工艺，包括如下步骤：
[0004]烟气处理：
[0005]去除工业烟气中的杂质，得到二氧化碳气源；
[0006]碱性工业固废制浆：
[0007]碱性工业固废与水混合并制浆，向所得浆体中加入增粘剂、分散剂，混合后制得碱性工业固废浆料；
[0008]气液混合：
[0009]对所述二氧化碳气源进行加压，将其分为发泡气源和预混合气源；将所述碱性工业固废浆料分为预混合浆料和辅助浆料；发泡气源、预混合浆料和起泡剂进行初步混合完成引气，随后将所得发泡液与预混合气源进行气液混合处理，得到气液混合物；
[0010]湿法研磨碳化：
[0011]所述气液混合物通过湿法研磨碳化工艺，完成碳矿化处理，处理中碱性工业固废浆料不足时由辅助浆料进行补充，分离所得气泡化混合物中的气体，得到碳矿化浆料；
[0012]预制构件生产：
[0013]以所述碳矿化浆料作为混凝土的掺合料，完成混凝土基预制构件的生产。
[0014]优选的，所述烟气处理中，所述工业烟气包括燃煤电厂烟气、烧结烟气、冶炼烟气、生物质电厂烟气、石灰窑烟气、水泥窑烟气、垃圾焚烧站烟气、构件厂锅炉烟气中的至少一种。
[0015]优选的，所述烟气处理的具体操作如下：工业烟气经除尘、脱硝、干燥，去除工业烟中的杂质，得到二氧化碳气源。
[0016]进一步优选的，对于含有SO2的工业烟气，在干燥、除尘、脱硝外，可通过脱酸处理
去除SO2；亦可通过SO2浓度检测、计量和防泄漏、报警措施来防止SO2对人员、环境造成的危害。
[0017]进一步优选的，经所述干燥后，所述二氧化碳气源的水分含量≤3％。
[0018]优选的，所述碱性工业固废制浆中，所述碱性工业固废为含钙、镁的工业固废，包括钢渣、电石渣、矿渣、镁渣、水泥厂窑灰中的至少一种。
[0019]优选的，所述碱性工业固废制浆中，所述碱性工业固废所述碱性工业固废的物理状态包括块状、粉状、泥团、滤饼状中的一种。
[0020]优选的，所述碱性工业固废制浆中，所述碱性工业固废浆料的固含量为5％～70％，中值粒径≤300μm，最大粒径＜20目，粘度为0.4～1.5Pa
·
s，静置泌水率≤5％，采用圆锥试模法测试的流动度＞200mm。
[0021]优选的，所述碱性工业固废制浆中，增粘剂包括温轮胶、麦芽糊精、聚丙烯酸钠中的至少一种。
[0022]优选的，所述气液混合中，所述二氧化碳气源经加压后的压强为1～5MPa。
[0023]优选的，所述气液混合中，所述起泡剂包括松香树脂类起泡剂、蛋白类起泡剂、合成类起泡剂中的至少一种；所述起泡剂的添加量为所述预混合浆料的0.5wt.％～1wt.％。
[0024]优选的，所述气液混合中，所述气液混合处理的预混合气源和发泡液的气液体积比为3～30：1。
[0025]优选的，所述湿法研磨碳化中，碳矿化处理的过程中浆料整体的pH＞7，浆体的二氧化碳吸收范围在50～350kgCO2eq/t；湿法研磨碳化设备对二氧化碳气源中的二氧化碳吸收率在99％以上，所述碳矿化浆料的中值粒径为300～8000nm。
[0026]优选的，所述预制构件生产中的具体操作如下：根据所述碳矿化浆料的中值粒径，将其划分为早强型浆状掺合料和普通浆状掺合料；以上述两种浆状掺合料作为混凝土的掺合料，用以替换混凝土中的部分原料；含有早强型浆状掺合料或普通浆状掺合料的混凝土经搅拌、振捣、养护，制得预制构件，完成混凝土基预制构件的生产。
[0027]进一步优选的，所述早强型浆状掺合料的中值粒径为300nm～1000nm，所述普通浆状掺合料的中值粒径为1000～8000nm。
[0028]进一步优选的，所述早强型浆状掺合料替换所述混凝土中部分原料时，对水泥的取代量为10～30kg/m3，对普通掺合料的取代量为20～30kg/m3，以上取代量皆折合为早强型浆状掺合料除去水后的干组分含量；替换时混凝土的外加剂使用量增加1～3kg/m3。
[0029]进一步优选的，所述普通浆状掺合料替换所述混凝土中部分原料时，对水泥的取代量为50～100kg/m3，对普通掺合料的取代量为10～30kg/m3，以上取代量皆折合为普通浆状掺合料除去水后的干组分含量；替换时混凝土的外加剂使用量增加1～3kg/m3。
[0030]进一步优选的，含有早强型浆状掺合料或普通浆状掺合料的混凝土在进行通用搅拌、振捣、养护工艺外，需增强搅拌，延长时间为10～30s，成型时应增强振捣，延长时间为10～20s；在对含有早强型浆状掺合料的混凝土进行养护时，可降低蒸养温度10～20℃或缩短蒸养时间1～3h。
[0031]本专利技术的第二方面，提供了一种用于湿法研磨碳化的设备，包括动力系统、供料系统、反应系统、排料系统和冷却系统；
[0032]所述反应系统包括搅拌系统和筒身18；所述筒身18包括筒体和耐磨内衬；
[0033]所述动力系统包括电机1、减速机2、磁力耦合器3和铜片感应器4；所述电机1与减速机2连接，通过与减速机2连接的磁力耦合器3传递动力，磁力耦合器3和铜片感应器4对应设置于筒身18顶部中轴方向的内外两侧，铜片感应器4用于防解耦；
[0034]所述供料系统包括压力表19、进料管道20和启动阀门21；所述进料管道20沿切向进料方向设置于筒身18的底部，使筒身18的内腔与原料输送端连通，进料管道20设有压力表19和启动阀门21，分别用于监测进料管道20的内部压力和控制进料管道20的开合状态；
[0035]所述搅拌系统包括搅拌轴5、搅拌部6、气体逸散盘16和气泡增强型搅拌盘17；所述搅拌轴5与铜片感应器4连接，沿筒身18的中轴方向径向设置，搅拌轴5靠近筒身18底部的一端，由下至上沿搅拌轴5的切线方向依次设有气泡增强型搅拌盘17、气体逸散盘16、搅拌部6；使用时，通过搅拌轴5的轴向转动带动搅拌部6、气体逸散盘16和气泡增强型搅拌盘17的旋转，进而增强供料系统输入原料的气泡搅拌和气体逸散，使原料呈现气泡化，提高内比表面积和碳矿化反应面积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于预制构件厂的固碳工艺，其特征在于，包括如下步骤：烟气处理：去除工业烟气中的杂质，得到二氧化碳气源；碱性工业固废制浆：碱性工业固废与水混合并制浆，向所得浆体中加入增粘剂、分散剂，混合后制得碱性工业固废浆料；气液混合：对所述二氧化碳气源进行加压，将其分为发泡气源和预混合气源；将所述碱性工业固废浆料分为预混合浆料和辅助浆料；发泡气源、预混合浆料和起泡剂进行初步混合完成引气，随后将所得发泡液与预混合气源进行气液混合处理，得到气液混合物；湿法研磨碳化：所述气液混合物通过湿法研磨碳化工艺，完成碳矿化处理，处理中碱性工业固废浆料不足时由辅助浆料进行补充，分离所得气泡化混合物中的气体，得到碳矿化浆料；预制构件生产：以所述碳矿化浆料作为混凝土的掺合料，完成混凝土基预制构件的生产。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述烟气处理中，所述工业烟气包括燃煤电厂烟气、烧结烟气、冶炼烟气、生物质电厂烟气、石灰窑烟气、水泥窑烟气、垃圾焚烧站烟气、构件厂锅炉烟气中的至少一种。3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述烟气处理的具体操作如下：工业烟气经除尘、脱硝、干燥，去除工业烟中的杂质，得到二氧化碳气源；对于含有SO2的工业烟气，在干燥、除尘、脱硝外，可通过脱酸处理去除SO2；亦可通过SO2浓度检测、计量和防泄漏、报警措施来防止SO2对人员、环境造成的危害；经所述干燥后，所述二氧化碳气源的水分含量≤3％。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述碱性工业固废制浆中，所述碱性工业固废为含钙、镁的工业固废，包括钢渣、电石渣、矿渣、镁渣、水泥厂窑灰中的至少一种；所述碱性工业固废所述碱性工业固废的物理状态包括块状、粉状、泥团、滤饼状中的一种；所述碱性工业固废浆料的固含量为5％～70％，中值粒径≤300μm，最大粒径＜20目，粘度为0.4～1.5Pa
·
s，静置泌水率≤5％，采用圆锥试模法测试的流动度＞200mm；所述碱性工业固废制浆中，增粘剂包括温轮胶、麦芽糊精、聚丙烯酸钠中的至少一种。5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述气液混合中，所述二氧化碳气源经加压后的压强为1～5MPa；所述气液混合中，所述起泡剂包括松香树脂类起泡剂、蛋白类起泡剂、合成类起泡剂中的至少一种；所述起泡剂的添加量为所述预混合浆料的0.5wt.％～1wt.％；所述气液混合中，所述气液混合处理的预混合气源和发泡液的气液体积比为3～30：1。6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述湿法研磨碳化中，碳矿化处理的过程中浆料整体的pH＞7，浆体的二氧化碳吸收范围在50～350kgCO2eq/t；湿法研磨碳化设备对二氧化碳气源中的二氧化碳吸收率在99％以上，所述碳矿化浆料的中值粒径为300～8000nm。7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述预制构件生产中的具体操作如下：根
据所述碳矿化浆料的中值粒径，将其划分为早强型浆状掺合料和普通浆状掺合料；以上述两种浆状掺合料作为混凝土的掺合料，用以替换混凝土中的部分原料；含有早强型浆状掺合料或普通浆状掺合料的混凝土经搅拌、振捣、养护，制得预制构件，完成混凝土基预制构件的生产；所述早强型浆状掺合料的中值粒径为300nm～1000nm，所述普通浆状掺合料的中值粒径为1000～8000nm。8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于：所述早强型浆状掺合料替换所述混凝土中部分原料时，对水泥的取代量为10～30kg/m3，对普通掺合料的取代量为20～30kg/m3，以上取代量皆折合...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺行洋，刘巧，郑正旗，王迎斌，苏英，杨进，代飞，李玉博，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：