【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳中和，尤其是涉及一种固定空气中co2的系统和方法。
技术介绍
1、co2的过量排放不仅会导致气候变化，还会影响生物多样性和生态系统的稳定。许多动植物物种对气候的变化非常敏感，气候变暖、干旱等极端的气候事件会导致生物灭绝和生态系统的破坏。在人为co2气体排放中，地面点源排放占比最高。典型的点源排放主要包括火电、钢铁、石化、化工等重点行业固定点源及高架点源等工业点源排放。此外，包括地面交通、城市餐饮、废弃物处理行业的废弃物填埋场、污水处理过程以及农林畜牧养殖业等非传统点源排放也不可忽视，这类非传统点源排放具有分散广、数量大、难收集等特点，往往只能放任其排到大气中。
2、工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日渐凸显。在工业气体产业中，空分设备是必不可少的核心设施。空分设备是将空气作为原料，利用低温条件将空气转化为液体，然后在蒸馏过程中将氧气、氮气、氩气等惰性气体分离。空分设备主要由八大系统构成，分别为压缩系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统。空分设备的工艺流程为：由空压机产生的压缩空气经过分子筛(净化系统)除去水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质，其中的一部分被送入蒸馏塔上部，另一部分通过膨胀机进行冷却再送入塔中。在蒸馏塔中，通过热交换，上层塔顶可以获得高纯度的氮气等，而上层塔基则可以获得高纯度的氧气。
3、目前，对于空分设备经过分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质均采用污氮气吹扫的方式直接排放，不利于
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种固定空气中co2的系统和方法，不仅能够提高低浓度co2的吸收利用率以及含钙物质或含镁物质的利用率，同时能够加强碳酸盐晶核的混合效果，使生成的碳酸盐产品粒径更加均一。
2、本专利技术提供一种固定空气中co2的系统，包括反应器主体，在反应器主体内部从下至上依次设有气体分布器、一个以上循环物料喷嘴和一个以上新鲜物料喷嘴，新鲜物料喷嘴通过送料管与新鲜物料储罐连通，循环物料喷嘴通过循环管与反应器主体连通，在反应器主体内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板，在多孔折流挡板下方交错设置扇叶，在反应器主体的底部和顶部分别设有气体进口和气体出口。
3、进一步地，在反应器主体内部还设有除沫器和冲洗水喷嘴，除沫器位于新鲜物料喷嘴上方，冲洗水喷嘴位于除沫器上方，冲洗水喷嘴通过冲洗管与冲洗水储罐连通。
4、进一步地，在反应器主体内部设有多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴，多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴沿反应器主体高度方向间隔交错设置，新鲜物料喷嘴的设置数量大于循环物料喷嘴的设置数量。
5、进一步地，多孔折流挡板向下倾斜设置，多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角小于60度，多孔折流挡板上分布孔径为5mm×10mm的鱼鳞型孔，开孔高度为2mm，开孔率为45-60％。
6、进一步地，扇叶在气流和经多孔折流挡板流下的物料双重作用下转动。
7、本专利技术还提供一种固定空气中co2的方法，采用上述固定空气中co2的系统进行，固定空气中co2的方法包括：将含钙物质或含镁物质通过新鲜物料喷嘴送入反应器主体，将含co2气体通过气体进口送入反应器主体，通过循环物料喷嘴对反应器主体内部的物料进行循环，含钙物质或含镁物质与含co2气体中的co2反应生成碳酸盐。
8、进一步地，含钙物质为含钙氧化物或含钙氢氧化物，含镁物质为含镁氧化物或含镁氢氧化物；具体地，含钙物质可以采用电石渣、钢渣等。此外，含钙物质或含镁物质的粒径为100-400目，例如为300-400目。
9、进一步地，含co2气体来源于空气分离纯化系统；含co2气体中co2的体积浓度为0.1-5％。
10、进一步地，含co2气体的空塔气速为0.07-0.28m/s。
11、研究发现：在对来源于空气分离纯化系统的含co2气体进行利用时，由于气体中的co2体积浓度低，气量大，导致使用传统鼓泡塔、环流反应器等设备无法实现co2的高效吸收利用，不仅造成co2和含钙/镁物料的利用率低，同时由于气液固三相混合不均导致生成的碳酸盐产品粒径分布范围较大，不利于实际生产和应用。
12、针对上述问题，本专利技术提出一种固定空气中co2的系统和方法，通过对系统的结构和工艺过程进行优化和控制，设置带鱼鳞型孔的多孔折流挡板和扇叶，含钙/镁物质在多孔折流挡板和扇叶表面形成液膜，含co2气体经鱼鳞型孔上升过程与含钙/镁物质液膜充分接触，同时在扇叶的扰流作用下，实现了含co2气体的均匀分布，加强了气固液三相混合效果；另外通过采用梯级逆流吸收的操作方式，含co2气体与循环物料喷雾和新鲜物料喷雾依次进行逆流接触，可以实现超低浓度co2的高效和充分吸收，不仅提高了低浓度co2的吸收利用率以及含钙物质或含镁物质的利用率，同时能够加强co2气体的均匀分布和碳酸盐晶核的混合效果，使生成的碳酸盐产品粒径更加均一。
13、本专利技术的固定空气中co2的系统结构简单，操作过程易控，便于工程放大和工业化生产；该系统以空分设备中经过分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质废气作为矿化原料气，利用含钙物质或含镁物质与矿化原料气中的co2反应生成碳酸盐，既达到了永久固定空气中co2的目的，实现了碳减排和废气的回收再利用，同时使得碳酸盐产品得粒径更加均一，提高了碳酸盐产品的品质。
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1.一种固定空气中CO2的系统，其特征在于，包括反应器主体，在反应器主体内部从下至上依次设有气体分布器、一个以上循环物料喷嘴和一个以上新鲜物料喷嘴，新鲜物料喷嘴通过送料管与新鲜物料储罐连通，循环物料喷嘴通过循环管与反应器主体连通，在反应器主体内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板，在多孔折流挡板下方交错设置扇叶，在反应器主体的底部和顶部分别设有气体进口和气体出口。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在反应器主体内部还设有除沫器和冲洗水喷嘴，除沫器位于新鲜物料喷嘴上方，冲洗水喷嘴位于除沫器上方，冲洗水喷嘴通过冲洗管与冲洗水储罐连通。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在反应器主体内部设有多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴，多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴沿反应器主体高度方向间隔交错设置，新鲜物料喷嘴的设置数量大于循环物料喷嘴的设置数量。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多孔折流挡板向下倾斜设置，多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角小于60度，多孔折流挡板上分布孔径为5mm×10mm的鱼鳞型孔，开孔高度为2mm，开孔率
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，扇叶在气流和经多孔折流挡板流下的物料双重作用下转动。
6.一种固定空气中CO2的方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的系统进行，固定空气中CO2的方法包括：将含钙物质或含镁物质通过新鲜物料喷嘴送入反应器主体，将含CO2气体通过气体进口送入反应器主体，通过循环物料喷嘴对反应器主体内部的物料进行循环，含钙物质或含镁物质与含CO2气体中的CO2反应生成碳酸盐。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，含钙物质为含钙氧化物或含钙氢氧化物，含镁物质为含镁氧化物或含镁氢氧化物；含钙物质或含镁物质的粒径为100-400目。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，含CO2气体来源于空气分离纯化系统；含CO2气体中CO2的体积浓度为0.1-5％。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，含CO2气体的空塔气速为0.07-0.28m/s。
...【技术特征摘要】
1.一种固定空气中co2的系统，其特征在于，包括反应器主体，在反应器主体内部从下至上依次设有气体分布器、一个以上循环物料喷嘴和一个以上新鲜物料喷嘴，新鲜物料喷嘴通过送料管与新鲜物料储罐连通，循环物料喷嘴通过循环管与反应器主体连通，在反应器主体内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板，在多孔折流挡板下方交错设置扇叶，在反应器主体的底部和顶部分别设有气体进口和气体出口。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在反应器主体内部还设有除沫器和冲洗水喷嘴，除沫器位于新鲜物料喷嘴上方，冲洗水喷嘴位于除沫器上方，冲洗水喷嘴通过冲洗管与冲洗水储罐连通。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在反应器主体内部设有多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴，多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴沿反应器主体高度方向间隔交错设置，新鲜物料喷嘴的设置数量大于循环物料喷嘴的设置数量。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多孔折流挡板向下倾斜设置，多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角小于60度，多孔折流挡板...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，蔡力宏，王麒，于常军，张绍岩，
申请(专利权)人：原初科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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