本发明专利技术提供了一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统及方法，该处理系统包括工业废气热分离装置、废气净化装置、尾气收集处理装置、地基土搅拌装置、气体泵入装置。处理系统采用经除尘、脱硫、脱硝后的废气热，经分离装置和净化装置提取纯净二氧化碳，用搅拌装置将固化剂拌入地基土中，利用气体泵入装置将纯净二氧化碳泵入混合土中来碳化加固软土地基。废气净化装置包括吸收室和分解室，均是带阀门的密闭装置，装置内的净化溶液为碱溶液或碳酸盐溶液，或其混合液，可循环利用。该方法和处理系统充分利用工业的废气热，解决了工业废气热资源化利用的难题，同时提高了地基加固的施工效率和地基土强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种加固软土地基的处理系统及方法，特别涉及，属于环境岩土工程
技术介绍
2007年，政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告中指出:“自20世纪中期以来全球气候变暖是由于人为温室气体的排放增加所致，尤其是二氧化碳”。目前，人类活动引起全球二氧化碳的排放量约为每年240亿吨，累计的二氧化碳浓度为379ppm，超过工业化前的33%，并且每年将以超过Ippm的速度增加，给全球造成了许多重大灾难。据文献统计，二氧化碳的排放量到2025年将增加到388亿吨，全世界环境难民已达2500万人，预计到2050年，全球变暖导致的环境难民将达到1.5亿人，中国也深受气候变暖的危害。据2008年的《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书所述，中国气候变暖的趋势与全球的总趋势基本一致。中国百年来(1908-2007年)地表平均气温升高了 1.1°C，近30年来，中国沿海的海表面温度上升了 0.9°C，沿海海平面上升了 9cm。中国科学家的预测结果表明:2020年中国年平均气温将升高1.3°C 2.1°C,2050年将升高2.3°C 3.3°C。这将引起极端天气气候事件发生频率增加，降水分布不均现象更加明显，强降水事件发生频率增加，干旱范围继续扩大，海平面上升趋势进一步加剧。因此，二氧化碳减排已成为制约经济社会和生态环境发展的瓶颈。水泥生产排放的二氧化碳包括:煅烧熟料和燃料直接产生的二氧化碳和煅烧石灰石间接生成的二氧化碳；理论上，每生产I吨水泥熟料生成0.511吨二氧化碳，煤燃烧产生0.383 0.704吨二氧化碳。加上生成熟料时碳酸钙分解产生的二氧化碳，每生产I吨水泥熟料排放0.894 1.215吨二氧化碳，一般来说，每生产I吨水泥熟料排放约I吨二氧化碳。目前，每年全球波兰特水泥的产量超过25亿吨，并且预计到2050年可翻一倍，水泥生产产生的二氧化碳相当于所有全球人为排放的5 10%，有统计称，我国2008年水泥量超过7亿吨，水泥生产过程中的二氧化碳排放总量约占全国二氧化碳排放总量的18% 22%。中国作为负责任的发展中大国和京都协定的签约国，承担着很重的二氧化碳减排责任，二氧化碳的减排、捕捉和封存已引起政府和科研界的关注，是当前环境工程研究的一个重点问题。但二氧化碳捕捉和封存技术仍处于探索和初始阶段，其安全性有待继续检验，成本相对较高。然而工程建设中水泥生产是二氧化碳产生的重要来源之一，国内外科学家早已开始研究波兰特水泥的替代品，如1867年法国所瑞尔(Sorel)专利技术的Sorel水泥，也称镁水泥或氯氧镁水泥；澳大利亚科学家John Harrison在2001和2004年利用活性氧化续专利技术了 Tec-cements、Eco_cements 和 Enviro-cements 三种“绿色水泥”。同时 Harrison强调了新型含镁水泥具有一些优于波兰特水泥的优势，如活性氧化镁可在比波兰特水泥低600 750°C的温度下生产，而水泥生产的煅烧温度高达1450°C;生产I吨氧化镁需要2.08吨的碳酸镁，产生约1.4吨的二氧化碳排放，生产I吨生石灰则需要1.8吨石灰石，并且排放约0.79吨二氧化碳；此外，生石灰是早期主要的土体固化剂，生石灰与土中的水分快速发生水化反应并生成氢氧化钙，该反应会降低土体中的含水量，改善土体性质，氢氧化钙经胶凝作用生成了硅酸钙，若通入二氧化碳也可由部分石灰石生成，从而提高固化土的强度。活性氧化镁在常温下可与水迅速发生反应，生成氢氧化镁，在通入二氧化碳作用下，可在数小时内完成碳化，能提高固化土的强度，经测试其强度并不低于水泥土的强度，同时吸收了二氧化碳，具有显著的环境效应。我国处于工程建设的快速发展时期，仍有大量的地基加固工程，并且我国已有很多关于地基加固的技术和方法，但是目前所具有的处理装置在满足低碳环保和施工效率等方面仍存很大差距。因此，结合以上环境问题和我国目前的现状，开发和研制一种具有自主知识产权的利用工业废气热加固软土地基的处理系统和方法，对我国二氧化碳减排、改善生态环境和提闻地基加固效率等方面具有重要意义。
技术实现思路
针对上述存在的环境问题和工业废气热的可利用性，本专利技术的目的在于提供一种低碳、环保利用工业废气热加固软土地基的处理系统及方法，同时该专利技术也可提高地基的加固效率。其技术解决方案为: 一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统，其特征在于:包括废气热分离装置5、废气净化装置、尾气收集处理装置15、地基土搅拌装置、气体泵入装置，所述废气热分离装置5的进气口与防腐保温管4的后端密封连接，防腐保温管4的前端与烟囱I的排气口顶端通过法兰盘2密封连接，防腐保温管4上设有排气阀A3，所述废气净化装置包括吸收室8和分解室10，吸收室8底部与废气热分离装置5通过防腐导气管6连接，防腐导气管6的一端与废气热分离装置5相连接，防腐导气管6的另一端伸入到吸收室8内底部，吸收室8的底部与分解室10的底部通过冷凝管19连通，冷凝管19上装有冷凝器18，吸收室8和冷凝器18之间的冷凝管上设有控制阀B17，分解室10置于加热箱9中，废气热分离装置5与加热箱9通过防腐导热管7连接，防腐导热管7 —端与废气热分离装置9连接，防腐导热管7的另一端伸入到加热箱9中，尾气收集处理装置15与吸收室8顶端通过防腐导气管14连接，防腐导气管14上设有控制阀A13，分解室10内设有温度传感器40，吸收室8顶端上设有降压排气管11，降压排气管11上设有排气阀B12，所述搅拌装置包括桩机架29、搅拌轴32、多个搅拌叶片33、固化剂储藏容器31和固化剂输送管30，搅拌轴32竖直附着在桩机架29上，搅拌轴32与固化剂储藏容器31通过固化剂输送管30连接，所述多个搅拌叶片33固定在搅拌轴32上，所述气体泵入装置包括减压阀20、冷却抽气泵21、气体流量计22、导气管23、控制阀C24、高压气瓶25、压力泵26、高压管36和高压阀37，分解室10顶端与高压气瓶25顶端通过导气管23密封连接，从分解室10到高压气瓶25的方向上，导气管23上依次设有减压阀20、冷却抽气泵21、气体流量计22和控制阀C24，其中减压阀20置于分解室10顶端和冷却抽气泵21之间，与分解室10顶端和冷却抽气泵21相邻，冷却抽气泵21置于减压阀20和气体流量计22之间，与减压阀20和气体流量计22相邻，控制阀C24置于气体流量计22和高压气瓶25顶端之间，与气体流量计22和高压气瓶25顶端相邻，压力泵26置于高压气瓶25顶端，多个导入管27插入地基土 28中，所述多个导入管27分别与支管38连接，高压管36的一端与高压气瓶25的内顶端连通，另一端通过压力控制阀37与支管38连接。进一步地，吸收室8、分解室10和加热箱9均为密封容器，吸收室8中盛放反应液16，分解室10底部高度不低于吸收室8中反应液16的上平面，吸收室8采用防腐材料制作，分解室10采用防腐且导热的材料制作。进一步地，所述多个搅拌叶片33通过螺栓或焊接连接在搅拌轴32的低端，搅拌轴32为中空状的，所述多个搅拌叶片33为对称排布，可为2或3层，在搅拌轴低端的两层搅拌叶片33之间的搅拌轴32上设有固化剂喷口 34。 进一步地，导入管27上设有双排通气孔39，导入管27与支管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统，其特征在于：包括废气热分离装置（5）、废气净化装置、尾气收集处理装置（15）、搅拌装置、气体泵入装置，所述废气热分离装置（5）的进气口与防腐保温管（4）的后端密封连接，防腐保温管（4）前端与烟囱（1）的排气口顶端通过法兰盘（2）密封连接，防腐保温管（4）上设有排气阀A（3），所述废气净化装置包括吸收室（8）和分解室（10），吸收室（8）底部与废气热分离装置（5）通过防腐导气管（6）连接，防腐导气管（6）的一端与废气热分离装置（5）相连接，防腐导气管（6）的另一端伸入到吸收室（8）内底部，吸收室（8）的底部与分解室（10）的底部通过冷凝管（19）连通，冷凝管（19）上装有冷凝器（18），吸收室（8）和冷凝器（18）之间的冷凝管上设有控制阀B（17），分解室（10）置于加热箱（9）中，废气热分离装置（5）与加热箱（9）通过防腐导热管（7）连接，防腐导热管（7）一端与废气热分离装置（9）连接，防腐导热管（7）的另一端伸入到加热箱（9）中，尾气收集处理装置（15）与吸收室（8）内顶端通过防腐导气管（14）连接，防腐导气管（14）上设有控制阀A（13），分解室（10）内设有温度传感器（40），吸收室（8）顶端上设有降压排气管（11），降压排气管（11）上设有排气阀B（12），所述搅拌装置包括桩机架（29）、搅拌轴（32）、多个搅拌叶片（33）、固化剂储藏容器（31）和固化剂输送管（30），搅拌轴（32）竖直附着在桩机架（29）上，搅拌轴（32）与固化剂储藏容器（31）通过固化剂输送管（30）连接，所述多个搅拌叶片（33）固定在搅拌轴（32）上，所述气体泵入装置包括减压阀（20）、冷却抽气泵（21）、气体流量计（22）、导气管（23）、控制阀C（24）、高压气瓶（25）、压力泵（26）、高压管（36）和高压阀（37），分解室（10）内顶端与高压气瓶（25）内顶端通过导气管（23）密封连接，从分解室（10）到高压气瓶（25）的方向上，导气管（23）上依次设有减压阀（20）、冷却抽气泵（21）、气体流量计（22）和控制阀C（24），其中减压阀（20）置于分解室（10）顶端和冷却抽气泵（21）之间，与分解室（10）顶端和冷却抽气泵（21）相邻，冷却抽气泵（21）置于减压阀（20）和气体流量计（22）之间，与减压阀（20）和气体流量计（22）相邻，控制阀C（24）置于气体流量计（22）和高压气瓶（25）顶端之间，与气体流量计（22）和高压气瓶（25）顶端相邻，压力泵（26）置于高压气瓶（25）顶端，多个导入管（27）插入地基土（28）中，所述多个导入管（27）分别与支管（38）连接，高压管（36）的一端与高压气瓶（25）的内顶端连通，另一端通过压力控制阀（37）与支管（38）连接。...
【技术特征摘要】
1.一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统，其特征在于:包括废气热分离装置(5)、废气净化装置、尾气收集处理装置(15)、搅拌装置、气体泵入装置，所述废气热分离装置(5)的进气口与防腐保温管(4)的后端密封连接，防腐保温管(4)前端与烟囱(I)的排气口顶端通过法兰盘(2 )密封连接，防腐保温管(4 )上设有排气阀A (3 )，所述废气净化装置包括吸收室(8)和分解室(10)，吸收室(8)底部与废气热分离装置(5)通过防腐导气管(6)连接，防腐导气管(6)的一端与废气热分离装置(5)相连接，防腐导气管(6)的另一端伸入到吸收室(8)内底部，吸收室(8)的底部与分解室(10)的底部通过冷凝管(19)连通，冷凝管(19)上装有冷凝器(18)，吸收室(8)和冷凝器(18)之间的冷凝管上设有控制阀B (17)，分解室(10)置于加热箱(9)中，废气热分离装置(5)与加热箱(9)通过防腐导热管(7)连接，防腐导热管(7) —端与废气热分离装置(9)连接，防腐导热管(7)的另一端伸入到加热箱(9)中，尾气收集处理装置(15)与吸收室(8)内顶端通过防腐导气管(14)连接，防腐导气管(14)上设有控制阀A (13 )，分解室(10 )内设有温度传感器(40 )，吸收室(8 )顶端上设有降压排气管(11)，降压排气管(11)上设有排气阀B(12)，所述搅拌装置包括桩机架(29)、搅拌轴(32 )、多个搅拌叶片(33 )、固化剂储藏容器(31)和固化剂输送管(30 )，搅拌轴(32 )竖直附着在桩机架(29 )上，搅拌轴(32 )与固化剂储藏容器(31)通过固化剂输送管(30 )连接，所述多个搅拌叶片(33)固定在搅拌轴(32)上，所述气体泵入装置包括减压阀(20)、冷却抽气泵(21)、气体流量计(22)、导气管(23)、控制阀C (24)、高压气瓶(25)、压力泵(26)、高压管(36)和高压阀(37)，分解室(10)内顶端与高压气瓶(25)内顶端通过导气管(23)密封连接，从分解室(10)到高压气瓶(25)的方向上，导气管(23)上依次设有减压阀(20)、冷却抽气泵(21)、气体流量计(22)和控制阀C (24)，其中减压阀(20)置于分解室(10)顶端和冷却抽气泵(21)之间，与分解室(10)顶端和冷却抽气泵(21)相邻，冷却抽气泵(21)置于减压阀(20)和气体流量计(22)之间，与减压阀(20)和气体流量计(22)相邻，控制阀C (24)置于气体流量计(22 )和高压气瓶(25 )顶端之间，与气体流量计(22 )和高压气瓶(25 )顶端相邻，压力泵(26)置于高压气瓶(25)顶端，多个导入管(27)插入地基土(28)中，所述多个导入管(27)分别与支管(38)连接，高压管(36)的一端与高压气瓶(25)的内顶端连通，另一端通过压力控制阀(37 )与支管(38 )连接。2.根据权利要求1所述的一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统，其特征在于:吸收室(8 )、分解室(10 )和加热箱(9 )均为密封容器，吸收室(8 )中盛放反应液(16 )，分解室(10)底部高度不低于吸收室(8)中反应液(16)的上平面，吸收室(8)采用防腐材料制作，分解室(10 )采用防腐且导热的材料制作。3.根据权利要求1或2所述的一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡光华，易耀林，刘松玉，秦小青，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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