水泥基材料的微波预处理-碳化养护一体机及养护方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥基材料的微波预处理

【技术实现步骤摘要】
水泥基材料的微波预处理
‑
碳化养护一体机及养护方法


[0001]本专利技术涉及固体废物资源化
，具体地指一种水泥基材料的微波预处理
‑
碳化养护一体机及养护方法
。

技术介绍

[0002]随着能源消耗与日俱增，我国碳排放呈快速增长趋势，其中能源活动占总排放量的
87
％
。
[0003]因此，对低浓度二氧化碳进行捕集和储存，并将储存后的二氧化碳对混凝土进行碳化养护，将其封存在混凝土中同时提高混凝土相关性能
。
[0004]由于碳化养护效果受含水量影响较大，因此实践中普遍会在水泥基材料碳化养护前对其进行预处理，降低其含水量
。
目前主流的预处理方法有热源辐射法
、
热空气对流法和热传导法，但这些降低含水量的方法存在如下问题：
[0005]第一，升温较慢，预处理时间太长；
[0006]第二，水泥基材料内外温度差异较大，一般来说，材料表面温度高于内部温度，导致材料内部结构容易被破坏；
[0007]第三，预处理所需空间较大
。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种水泥基材料的微波预处理
‑
碳化养护一体机及养护方法，该一体机将微波预处理工序和碳化养护工序相结合，占用空间较小，能够提高水泥基材料的碳化养护效率；在微波预处理阶段，不仅能够对水泥基材料进行较为均匀的加热，保障材料内外温度差异较小，结构不容易破坏，而且在温度提升较快的情况下，加速材料水化，提升材料性能；在碳化养护阶段，能够自动调节碳化养护的条件，提高碳化养护效果
。
[0009]为达到上述目的，本专利技术所设计的一种水泥基材料的微波预处理
‑
碳化养护一体机，包括位于最外层的外壳，其特别之处在于：
[0010]所述外壳呈水平放置的圆柱体状，所述外壳一端封闭，另一端设置有能够打开和关闭的密闭门；
[0011]所述外壳内侧设置有隔热夹层；
[0012]所述隔热夹层内侧设置有用于对水泥基材料进行微波预处理和碳化养护的内腔，所述内腔内壁由光滑密闭的金属构成；
[0013]所述内腔底部设置有水平布置的导轨，所述导轨用于将水泥基材料运送进内腔；
[0014]所述内腔顶部设置有微波加热组件，所述微波加热组件包括设置在内腔顶部
、
且用于产生微波的磁控管；所述磁控管连接有朝向不同方向分布的波导管，每个所述波导管用于传送磁控管产生的微波；每个所述波导管连接有分布在内腔不同位置处的微波天线，每个所述微波天线用于接收波导管传送的微波，对水泥基材料表面进行微波加热预处理；
[0015]所述内腔顶部还设置有红外温度热像采集器，所述红外温度热像采集器用于实时采集水泥基材料表面的温度，为微波预处理方案提供依据；
[0016]所述内腔内部设置有温度传感器
、
湿度传感器和二氧化碳浓度传感器，所述温度传感器用于采集内腔内部的空气温度，为微波预处理和碳化养护过程中的温度条件控制提供依据；所述湿度传感器用于采集内腔内部的空气湿度，为微波预处理和碳化养护过程中的湿度条件控制提供依据；所述二氧化碳浓度传感器用于采集内腔内部的二氧化碳温度，为碳化养护过程中的二氧化碳条件控制提供依据；
[0017]所述内腔底部设置有若干个引气风扇，引气风扇连通引气管道，所述引气管道从内腔底部延伸至内腔顶部
、
再从内腔顶部延伸至外壳一端内侧的送气风扇位置处，所述引气风扇用于将内腔空气引入至引气管道，所述送气风扇用于将引气管道空气吹入内腔内部，从而实现内腔空气循环；所述引气管道道内分别设置有降温器和除湿器，所述降温器和除湿器分别用于降低引气管道空气的温度和湿度，从而降低内腔空气的温度和湿度，所述降温器和除湿器连接有压缩机，所述压缩机用于为控制降温器和除湿器提供工作支持；
[0018]所述外壳一端开凿有二氧化碳进气口，所述二氧化碳进气口内侧设置所述送气风扇，所述送气风扇用于将从外壳外侧通入的二氧化碳气体和引气管道空气吹入内腔内部，促进内腔空气的流通；所述送气风扇内侧设置有用于加热空气温度的加热棒，所述加热棒内侧设置有与送气风扇处于同一平面的加湿器，所述加湿器用于将水箱中的水转变为悬浮态，增加内腔空气湿度；
[0019]所述外壳另一端设置有出气口，所述出气口用于将内腔空气和二氧化碳排出；
[0020]所述一体机还包括控制台，所述控制台与密封门相连接，用于确认密封门是否处于关闭状态，若被开启则立刻停止微波加热；所述控制台与磁控管相连接，用于开启和关闭磁控管；所述控制台与微波天线相连接，用于控制微波的发射方向；所述控制台与红外温度热像采集器相连接，用于接收红外温度热像采集器采集的水泥基材料表面温度；所述控制台与温度传感器相连接，用于接收温度传感器采集的内腔空气温度；所述控制台与湿度传感器相连接，用于接收湿度传感器采集的内腔空气湿度；所述控制台与二氧化碳浓度传感器相连接，用于接收二氧化碳浓度传感器采集的内腔二氧化碳浓度；所述控制台与引气风扇相连接，用于控制引气风扇的启闭；所述控制台与降温器相连接，用于在温度过高时降低空气温度；所述控制台与除湿器相连接，用于在湿度过高时降低空气湿度；所述控制台与二氧化碳进气口相连接，用于控制是否进气；所述控制台与送气风扇相连接，用于控制送气风扇是否送气；所述控制台与加热棒相连接，用于在温度过低时加热空气温度；所述控制台与加湿器相连接，用于在湿度过低时提高空气湿度；所述控制台与出气口相连接，用于控制出气口是否出气；所述控制台与压缩机相连接，用于控制压缩机是否为降温器和除湿器提供支持
。
[0021]进一步地，所述密闭门接缝处进行防微波渗漏处理；所述内腔内壁的金属接缝处进行防微波渗漏处理
。
[0022]更进一步地，所述导轨和承载水泥基材料的板材的材质均采用耐热玻璃
、
耐高温塑料
、
陶瓷中的一种或多种
。
[0023]进一步地，所述二氧化碳进气口入口处设置有避免大颗粒物质进入的过滤装置，所述出气口出口处设置有二氧化碳浓度测量装置，以监测碳化吸收二氧化碳效果
。
[0024]更进一步地，所述二氧化碳进气口入口处还设置有增压阀，用于对水泥基材料进行加压碳化养护
。
[0025]进一步地，所述送气风扇
、
出气口与内腔连接的开口处均设置能够将微波反射回去的金属隔离罩，所述金属隔离罩用于在进行物质交换或数据采集的同时防止微波渗漏，保护设备安全
。
[0026]更进一步地，所述控制台与密封门
、
磁控管
、
微波天线
、
红外温度热像采集器
、
温度传感器
、
湿度传感器
、
二氧化碳浓度传感器
、
引气风扇
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水泥基材料的微波预处理
‑
碳化养护一体机，包括位于最外层的外壳
(1)
，其特征在于：所述外壳
(1)
呈水平放置的圆柱体状，所述外壳
(1)
一端封闭，另一端设置有能够打开和关闭的密闭门
(4)
；所述外壳
(1)
内侧设置有隔热夹层
(2)
；所述隔热夹层
(2)
内侧设置有用于对水泥基材料进行微波预处理和碳化养护的内腔
(3)
，所述内腔
(3)
内壁由光滑密闭的金属构成；所述内腔
(3)
底部设置有水平布置的导轨
(5)
，所述导轨
(5)
用于将水泥基材料运送进内腔
(3)
；所述内腔
(3)
顶部设置有微波加热组件，所述微波加热组件包括设置在内腔
(3)
顶部
、
且用于产生微波的磁控管
(15)
；所述磁控管
(15)
连接有朝向不同方向分布的波导管
(16)
，每个所述波导管
(16)
用于传送磁控管
(15)
产生的微波；每个所述波导管
(16)
连接有分布在内腔
(3)
不同位置处的微波天线
(17)
，每个所述微波天线
(17)
用于接收波导管
(16)
传送的微波，对水泥基材料表面进行微波加热预处理；所述内腔
(3)
顶部还设置有红外温度热像采集器
(11)
，所述红外温度热像采集器
(11)
用于实时采集水泥基材料表面的温度，为微波预处理方案提供依据；所述内腔
(3)
内部设置有温度传感器
(12)、
湿度传感器
(13)
和二氧化碳浓度传感器
(14)
，所述温度传感器
(12)
用于采集内腔
(3)
内部的空气温度，为微波预处理和碳化养护过程中的温度条件控制提供依据；所述湿度传感器
(13)
用于采集内腔
(3)
内部的空气湿度，为微波预处理和碳化养护过程中的湿度条件控制提供依据；所述二氧化碳浓度传感器
(14)
用于采集内腔
(3)
内部的二氧化碳温度，为碳化养护过程中的二氧化碳条件控制提供依据；所述内腔
(3)
底部设置有若干个引气风扇
(19)
，引气风扇
(19)
连通引气管道
(20)
，所述引气管道
(20)
从内腔
(3)
底部延伸至内腔
(3)
顶部
、
再从内腔
(3)
顶部延伸至外壳
(1)
一端内侧的送气风扇
(9)
位置处，所述引气风扇
(19)
用于将内腔
(3)
空气引入至引气管道
(20)
，所述送气风扇
(9)
用于将引气管道
(20)
空气吹入内腔
(3)
内部，从而实现内腔
(3)
空气循环；所述引气管道
(20)
道内分别设置有降温器
(21)
和除湿器
(22)
，所述降温器
(21)
和除湿器
(22)
分别用于降低引气管道
(20)
空气的温度和湿度，从而降低内腔
(3)
空气的温度和湿度，所述降温器
(21)
和除湿器
(22)
连接有压缩机
(23)
，所述压缩机
(23)
用于为控制降温器
(21)
和除湿器
(22)
提供工作支持；所述外壳
(1)
一端开凿有二氧化碳进气口
(8)
，所述二氧化碳进气口
(8)
内侧设置所述送气风扇
(9)
，所述送气风扇
(9)
用于将从外壳
(1)
外侧通入的二氧化碳气体和引气管道
(20)
空气吹入内腔
(3)
内部，促进内腔
(3)
空气的流通；所述送气风扇
(9)
内侧设置有用于加热空气温度的加热棒
(10)
，所述加热棒
(10)
内侧设置有与送气风扇
(9)
处于同一平面的加湿器
(7)
，所述加湿器
(7)
用于将水箱中的水转变为悬浮态，增加内腔
(3)
空气湿度；所述外壳
(1)
另一端设置有出气口
(18)
，所述出气口
(18)
用于将内腔
(3)
空气和二氧化碳排出；所述一体机还包括控制台
(24)
，所述控制台
(24)
与密封门
(4)
相连接，用于确认密封门
(4)
是否处于关闭状态，若被开启则立刻停止微波加热；所述控制台
(24)
与磁控管
(15)
相连接，用于开启和关闭磁控管
(15)
；所述控制台
(24)
与微波天线
(17)
相连接，用于控制微波的
发射方向；所述控制台
(24)
与红外温度热像采集器
(11)
相连接，用于接收红外温度热像采集器
(11)
采集的水泥基材料表面温度；所述控制台
(24)
与温度传感器
(12)
相连接，用于接收温度传感器
(12)
采集的内腔空气温度；所述控制台
(24)
与湿度传感器
(13)
相连接，用于接收湿度传感器
(13)
采集的内腔空气湿度；所述控制台
(24)
与二氧化碳浓度传感器
(14)
相连接，用于接收二氧化碳浓度传感器
(14)
采集的内腔二氧化碳浓度；所述控制台
(24)
与引气风扇
(19)
相连接，用于控制引气风扇
(19)
的启闭；所述控制台
(24)
与降温器
(21)
相连接，用于在温度过高时降低空气温度；所述控制台
(24)
与除湿器
(22)
相连接，用于在湿度过高时降低空气湿度；所述控制台
(24)
与二氧化碳进气口
(8)
相连接，用于控制是否进气；所述控制台
(24)
与送气风扇
(9)
相连接，用于控制送气风扇
(9)
是否送气；所述控制台

【专利技术属性】
技术研发人员：马彦涛，杜征宇，房小健，曾志武，罗垚，张翔，薛文，杨松涛，吴少扬，沈向荣，张均龙，刘鹏，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：