【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二氧化碳减排，涉及一种利用管式反应器固化co2的系统及方法。
技术介绍
1、减少co2排放是应对全球变暖导致的极端天气的重要手段。目前主流的co2捕集和封存(ccs)方法设备体系庞大，能耗高，减排成本高昂。co2固化技术模拟自然界本身的矿化过程实现co2永久封存，并且在热力学上有利。该技术通过co2与矿石或工业固废中的钙、镁等活性金属离子反应，将co2转化为稳定的碳酸盐，可以直接利用火电厂等排放源产生的低浓度co2，降低co2的减排成本，且在碳减排的同时协同处置固体废弃物。
2、自然矿化过程通常在高压条件下缓慢发生，现有的co2固化技术也多采用高压条件(cn201310343224、cn201711108761、cn202111543451)。这类技术能耗高，将大量烟气压缩(1-30mpa)需要消耗大量电能。另一部分co2固化技术采用液相反应方法，使固废原料与co2在水中充分接触反应(cn201610172089、cn201810232721)，或加入酸碱等介质辅助萃取浸出固废原料中的活性金属(cn 2015102177956、cn201810948855、cn202111248674)，提高与co2的反应性。这类技术涉及渣浆分离流程复杂，且消耗大量辅助试剂，增加原料成本，容易造成二次污染。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用管式反应器固化co2的系统及方法，该系统及方法能够再处理固体废物的同时，实现二氧化碳的固化
2、为达到上述目的，本专利技术公开了一种利用管式反应器固化co2的系统，包括管式反应器及二氧化碳循环系统；
3、所述管式反应器水平设置，所述管式反应器内设置有输料机，所述管式反应器的一端设置有进料口、蒸汽入口及出气口，所述管式反应器的另一端设置有出料口及进气口；二氧化碳循环系统的出口与进气口相连通，二氧化碳循环系统的入口与出气口相连通。
4、所述二氧化碳循环系统包括烟道气入口、风机、二氧化碳检测器、第一三向阀、第二三向阀及脱碳烟气出口；
5、其中，烟道气入口与第一三向阀的第一个开口相连通，第一三向阀的第二个开口经风机与所述进气口相连通，所述出气口经二氧化碳检测器与第二三向阀的第一个开口相连通，第二三向阀的第二个开口与脱碳烟气出口相连通，第二三向阀的第三个开口与第一三向阀的第三个开口相连通。
6、本专利技术所述的利用管式反应器固化co2的方法包括以下步骤：
7、固体废弃物原料经进料口送入管式反应器中，饱和蒸气经蒸汽入口通入所述管式反应器中，固体废弃物与饱和蒸气接触升温加湿，并在输料机的作用下，固体废弃物从进料口逐渐向出料口移动；
8、富碳烟气从烟道气入口进入第一三向阀中，再经风机后从所述进气口进入管式反应器中，再在管式反应器中，与固体废弃物逆向接触，co2与固体废弃物中的活性金属发生固化反应，反应后的物料经出料口排出；
9、反应后的烟气经出气口排出，再经二氧化碳检测器确定co2浓度，当co2浓度降低至预设浓度时，则将烟气经由第二三向阀排出至脱碳烟气出口，并经第一三向阀引入新的烟气，否则，则将烟气经第二三向阀及第一三向阀送入风机中，直至烟气中co2浓度降低至预设浓度为止。
10、所述管式反应器内的温度为300-800℃。
11、所述固体废弃物原料在管式反应器中的停留时间为30-60min。
12、所述进入烟道气入口的富碳烟气中的co2浓度为10-100vol％。
13、所述从脱碳烟气出口排出的烟气中co2浓度为3-10vol％。
14、所述蒸汽在管式反应器内的含量为5-50vol％。
15、本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术所述的利用管式反应器固化co2的系统及方法在具体操作时，在管式反应器中，对低浓度co2直接进行连续固化，无需对烟气中的co2进行捕集，避免碳捕集过程中高能耗和高成本问题，同时避免釜式矿化技术中频繁的装填过程。另外，在管式反应器中，富碳烟气与固化反应物的逆向接触，以提高co2固化效率；同时co2固化反应在常压下进行，不需要压缩大量烟气，对设备材质要求低，电耗成本低。需要说明的是，本专利技术利用燃煤、炼钢、冶矿等过程中产生的大宗工业固废灰渣作为固碳原料，原料成本低，来源广泛，在碳减排的同时实现固体废弃物资源化利用。
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1.一种利用管式反应器固化CO2的系统，其特征在于，包括管式反应器(1)及二氧化碳循环系统；
2.根据权利要求1所述的利用管式反应器固化CO2的系统，其特征在于，所述二氧化碳循环系统包括烟道气入口(2)、风机(3)、二氧化碳检测器(4)、第一三向阀(51)、第二三向阀(52)及脱碳烟气出口(6)；
3.一种利用管式反应器固化CO2的方法，其特征在于，基于权利要求2所述的利用管式反应器固化CO2的系统，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的利用管式反应器固化CO2的方法，其特征在于，所述管式反应器(1)内的温度为300-800℃。
5.根据权利要求3所述的利用管式反应器固化CO2的方法，其特征在于，所述固体废弃物原料在管式反应器(1)中的停留时间为30-60min。
6.根据权利要求3所述的利用管式反应器固化CO2的方法，其特征在于，所述进入烟道气入口(2)的富碳烟气中的CO2浓度为10-100vol％。
7.根据权利要求3所述的利用管式反应器固化CO2的方法，其特征在于，所述从脱碳烟气出口(6)排出的烟气中
8.根据权利要求3所述的利用管式反应器固化CO2的方法，其特征在于，所述蒸汽在管式反应器(1)内的含量为5-50vol％。
...【技术特征摘要】
1.一种利用管式反应器固化co2的系统，其特征在于，包括管式反应器(1)及二氧化碳循环系统；
2.根据权利要求1所述的利用管式反应器固化co2的系统，其特征在于，所述二氧化碳循环系统包括烟道气入口(2)、风机(3)、二氧化碳检测器(4)、第一三向阀(51)、第二三向阀(52)及脱碳烟气出口(6)；
3.一种利用管式反应器固化co2的方法，其特征在于，基于权利要求2所述的利用管式反应器固化co2的系统，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的利用管式反应器固化co2的方法，其特征在于，所述管式反应器(1)内的温度为300-800℃。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘逸芸，蒙毅，刘玺璞，石振晶，谭增强，赵越，王帅，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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