CN114409289A - 一种强化再生骨料和再生砖的固碳***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环利用水泥厂热二氧化碳强化再生骨料和再生砖的固碳***和方法。该***包括工厂、管道***、固废处置车间和制砖车间,所述固废处置车间包括中间的固废处置生产线和生产线两旁平行设置的若干料库,制砖车间包括制砖生产线和生产线旁的水泥砖养护窑;所述管道***包括连接工厂的主管道,以及与主管道连接的料库管道和水泥砖养护窑管道,料库管道延伸至固废处置车间中料库的地面,并且在管道上设置若干小孔;水泥砖养护窑管道延伸至制砖车间中水泥砖养护窑中水泥砖的下方,并且在管道上设置若干小孔。本发明利用了充分利用了水泥厂废二氧化碳和废热,减少了温室气体排放,使水泥生产充分利用固废,减少了水泥生产过程的碳排放量。
Description
技术领域
本发明属于再生混凝土固碳强化技术领域,特别涉及一种利用水泥厂废气中二氧化碳和余热进行再生骨料和再生砖碳固化的***和方法。
背景技术
近年来因城市化快速稳定发展,水泥产量和用量都非常大,中国水泥年产量约为25亿吨,占全球的55%。每生产一吨水泥,平均排放900kg二氧化碳,水泥产业已经成为温室气体排放的主要源头,在“双碳”目标的驱动下,水泥行业的减碳固碳技术越来越受到重视。
另一方面,越来越多的建筑需要拆除,废弃混凝土的产生量也随之日益增加,建筑垃圾被称之为城市矿山。目前主要将废弃混凝土重新破碎、筛分制成再生骨料,然而如此制备的再生混凝土质量也不如人意。
利用二氧化碳强化再生骨料,使之具有更好的物理力学性能和耐久性能;也减少了二氧化碳的排放量。另外,水泥工业领域排出的废气中含有较高余热的二氧化碳,这部分热能也有利用的价值,能促进水泥水化和固化发生发展。
二氧化碳强化再生骨料和再生混凝土的实质是,二氧化碳溶于水生成碳酸,然后与氢氧化钙、水化硅酸钙等水化产物或未水化成分反应,这些反应中最主要的是氢氧化钙与二氧化碳生成碳酸钙晶体,而且反应速率受多个因素影响,目前常用的方法是通过升温、加压和控制湿度等方式,加速再生骨料的固碳效率。
目前,如果将水泥厂产生的废二氧化碳和废热充分利用,值得进一步研究。
发明内容
发明目的:为解决现有技术存在的问题,本发明提供了一种强化再生骨料和再生砖的固碳***和方法。
技术方案:为达到上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种强化再生骨料和再生砖的固碳***,包括水泥厂、管道***、固废处置车间和制砖车间,所述固废处置车间包括中间的固废处置生产线和生产线两旁平行设置的若干料库,制砖车间包括制砖生产线和生产线旁的水泥砖养护窑;所述管道***包括连接水泥厂的主管道,以及与主管道连接的料库管道和水泥砖养护窑管道,料库管道延伸至固废处置车间中料库的地面,并且在管道上设置若干小孔;水泥砖养护窑管道延伸至制砖车间中水泥砖养护窑中水泥砖的下方,并且在管道上设置若干小孔。
优选的,所述主管道上设置第一流量计;料库管道上设置第二流量计和第三流量计;水泥砖养护窑管道上设置第四流量计;上述流量计均同时具有温度计和压力计的功能。
优选的,所述料库包括生产线两旁平行设置的料库A和料库B、料库C和料库D、以及料库E和料库F,料库A、料库C和料库E依次并列设置在生产线一旁,料库B、料库D和料库F依次并列设置在生产线另一旁。
进一步优选的,所述料库A和料库B储存0-5mm的再生细骨料;料库C和D储存5-16mm的再生粗骨料;料库E和F储存16-31.5mm的再生粗骨料。
优选的,所述料库管道位于料库地面的部分,连接若干料库分支管道,料库分支管道上预留小孔。
进一步优选的,所述料库分支管道选用方钢管,边长35mm-50mm,壁厚优选4mm-5mm;小孔直径4mm-8mm,间距200mm-300mm。
优选的,所述水泥砖养护窑中的水泥砖置于托板上,托板置于养护窑内壁的支撑上,每一层托板下布置两根养护窑分支管道,管道上布置小孔,所述养护窑分支管道均与水泥砖养护窑管道连接。
一种强化再生骨料和再生砖的固碳方法,包括以下步骤:
利用上述***,将水泥厂排放的废二氧化碳和废热通过管道***输送到固废处置车间的料库和制砖车间的水泥砖养护窑,废CO2和废热通过管道上的小孔分散到料库和养护窑内,对再生骨料和再生转进行强化;同时,料库生产的再生细骨料可以作为水泥混合材供水泥厂使用,也可以进入制砖车间用于制作水泥砖。
优选的,所述料库通入废CO2和废热前,先将建筑固废经过破碎,筛分和清洗等步骤制成再生骨料,同时将常温水作为溶剂,碳酸氢钠固体作为溶质形成饱和碳酸氢钠溶液,通入料库中,温度保持在常温,之后通入废CO2和废热。
为了减少水泥产业二氧化碳的排放,并利用二氧化碳强化技术对再生骨料和再生混凝土进行强化。本发明利用水泥厂排放的废气,其中包含浓度约25%二氧化碳和温度约70摄氏度的废热,加速再生骨料的碳化,提高碳化率,以提高再生混凝土的力学性能。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优势:
1、利用了水泥工业产生二氧化碳以及所附带的较高余温,对再生骨料和水泥砖进行碳化,充分利用了二氧化碳,减少温室气体排放。
2、碳化后的再生骨料和水泥砖,强度高,耐久性好。
3、利用热的二氧化碳碳化水泥砖,能缩短养护时间,加快养护窑的周转。
4、建筑固废再生细骨料可以作为水泥行业的混合使用,使水泥生产充分利用固废,减少了水泥生产过程的碳排放量。
附图说明
图1为本发明***的结构示意图。
图2为本发明***中料库顶视图。
图3为本发明***中料库地面断面详图。
图4为本发明***中水泥砖养护窑正视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种强化再生骨料和再生砖的固碳***,如图1所示,包括水泥厂1、管道***2、固废处置车间3和制砖车间4,固废处置车间3包括中间的固废处置生产线和生产线两旁平行设置的若干料库,制砖车间4包括制砖生产线和生产线旁的水泥砖养护窑;所述管道***2包括连接水泥厂1的主管道21,以及与主管道21连接的料库管道22和水泥砖养护窑管道23,料库管道22延伸至固废处置车间3中料库的地面,并且在管道上设置若干小孔;水泥砖养护窑管道23延伸至制砖车间4中水泥砖养护窑中水泥砖的下方,并且在管道上设置若干小孔。
主管道21上设置第一流量计5;料库管道22上设置第二流量计6和第三流量计7;水泥砖养护窑管道23上设置第四流量计8;上述流量计均同时具有温度计和压力计的功能。
料库包括生产线两旁平行设置的料库A和料库B、料库C和料库D、以及料库E和料库F,料库A、料库C和料库E依次并列设置在生产线一旁,料库B、料库D和料库F依次并列设置在生产线另一旁。料库A和料库B储存0-5mm的再生细骨料;料库C和D储存5-16mm的再生粗骨料;料库E和F储存16-31.5mm的再生粗骨料。
如图2和3所示,料库管道22位于料库地面的部分,连接若干料库分支管道220,料库分支管道220上预留小孔221。料库分支管道220选用方钢管,边长35mm-50mm,壁厚优选4mm-5mm;小孔221直径4mm-8mm,间距200mm-300mm。
如图4所示,水泥砖养护窑中的水泥砖40置于托板41上,托板41置于养护窑内壁的支撑42上,每一层托板41下布置两根养护窑分支管道43,管道上布置小孔,养护窑分支管道43均与水泥砖养护窑管道23连接。
该***的工作方法和原理如下:
水泥厂1排放的废CO2和废热经管道***2输送到建筑固废处置工厂,管道***2设置流量计,同时具有温度计和压力计的功能,管道***2中废CO2和废热经由流量计输送到固废处置车间3,废CO2和废热也经由流量计输送到制砖车间4。固废处置车间3主要包括固废处置生产线和配套的料库。废CO2和废热经管道输送到料库后进入分布在料库地面的料库分支管道220,并从管道上的小孔221排出,从而实现对料库中堆存的再生骨料进行碳化。料库A和料库B轮换作为碳化库和装料库,当料库A存满时,开始对其中堆存的再生骨料进行碳化,碳化周期以3天为宜,同时,料库B作为装料库开始装料。待碳化库A中再生骨料的碳化进程基本完成时,开始使用料库A中再生骨料,同时,开始对料库B中骨料进行碳化。料库C和料库D轮换作为碳化库和装料库;料库E和料库F轮换作为碳化库和装料库。
料库A和料库B中的0-5mm的碳化后的再生细骨料可以作为水泥混合材,供水泥厂使用,以减少水泥生产的碳排放量,同时达到循环利用的目的。
料库A和料库B中的0-5mm的碳化后的再生细骨料也可以进入制砖车间4用于制作水泥砖,制砖车间4配置水泥砖养护窑,废CO2和废热通入水泥砖养护窑,对水泥砖进行碳化养护。
实施例2
一种强化再生骨料和再生砖的固碳方法,包括以下步骤:
利用上述实施例1的***,将水泥厂排放的废二氧化碳和废热通过管道***输送到固废处置车间的料库和制砖车间的水泥砖养护窑,废CO2和废热通过管道上的小孔分散到料库和养护窑内,对再生骨料和再生转进行强化;同时,料库生产的再生细骨料可以作为水泥混合材供水泥厂使用,也可以进入制砖车间用于制作水泥砖。
首先将建筑固废经过破碎,筛分和清洗等步骤制成再生骨料,同时将常温水作为溶剂,碳酸氢钠固体作为溶质形成饱和碳酸氢钠溶液,通入再生骨料碳化室中,温度保持在常温。接着将具有较高温度的工业二氧化碳,通过热传递的方式,控制水的流通速率来调节碳化室内的相对湿度,尽量保持在50%~70%,控制具有较高温度二氧化碳在螺旋通气管道中的流通速率来调节碳化***内部温度,此外该方法不涉及加压步骤,碳化***内部温度为60℃为最佳。碳化反应过程中,可以实时测量***内二氧化碳浓度,当其浓度示数保持不变或变化比较缓慢时,停止通入二氧化碳。碳化反应后,冷却过滤并收集剩余溶液,其主要为碳酸钠和碳酸氢钠,通过加热的方式可以进一步得到具有余热的二氧化碳气体。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,包括水泥厂(1)、管道***(2)、固废处置车间(3)和制砖车间(4),所述固废处置车间(3)包括中间的固废处置生产线和生产线两旁平行设置的若干料库,制砖车间(4)包括制砖生产线和生产线旁的水泥砖养护窑;所述管道***(2)包括连接水泥厂(1)的主管道(21),以及与主管道(21)连接的料库管道(22)和水泥砖养护窑管道(23),料库管道(22)延伸至固废处置车间(3)中料库的地面,并且在管道上设置若干小孔;水泥砖养护窑管道(23)延伸至制砖车间(4)中水泥砖养护窑中水泥砖的下方,并且在管道上设置若干小孔。
2.根据权利要求1所述的强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,所述主管道(21)上设置第一流量计(5);料库管道(22)上设置第二流量计(6)和第三流量计(7);水泥砖养护窑管道(23)上设置第四流量计(8);上述流量计均同时具有温度计和压力计的功能。
3.根据权利要求1所述的强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,所述料库包括生产线两旁平行设置的料库A和料库B、料库C和料库D、以及料库E和料库F,料库A、料库C和料库E依次并列设置在生产线一旁,料库B、料库D和料库F依次并列设置在生产线另一旁。
4.根据权利要求3所述的强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,所述料库A和料库B储存0-5mm的再生细骨料;料库C和D储存5-16mm的再生粗骨料;料库E和F储存16-31.5mm的再生粗骨料。
5.根据权利要求1所述的强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,所述料库管道(22)位于料库地面的部分,连接若干料库分支管道(220),料库分支管道(220)上预留小孔(221)。
6.根据权利要求5所述的强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,所述料库分支管道(220)选用方钢管,边长35mm-50mm,壁厚优选4mm-5mm;小孔(221)直径4mm-8mm,间距200mm-300mm。
7.根据权利要求1所述的强化再生骨料和再生砖的固碳***,其特征在于,所述水泥砖养护窑中的水泥砖(40)置于托板(41)上,托板(41)置于养护窑内壁的支撑(42)上,每一层托板(41)下布置两根养护窑分支管道(43),管道上布置小孔,所述养护窑分支管道(43)均与水泥砖养护窑管道(23)连接。
8.一种强化再生骨料和再生砖的固碳方法,其特征在于,包括以下步骤:
利用权利要求1-7任一项所述的***,将水泥厂排放的废二氧化碳和废热通过管道***输送到固废处置车间的料库和制砖车间的水泥砖养护窑,废CO2和废热通过管道上的小孔分散到料库和养护窑内,对再生骨料和再生转进行强化;同时,料库生产的再生细骨料可以作为水泥混合材供水泥厂使用,也可以进入制砖车间用于制作水泥砖。
9.根据权利要求8所述的强化再生骨料和再生砖的固碳方法,其特征在于,所述料库通入废CO2和废热前,先将建筑固废经过破碎,筛分和清洗等步骤制成再生骨料,同时将常温水作为溶剂,碳酸氢钠固体作为溶质形成饱和碳酸氢钠溶液,通入料库中,温度保持在常温,之后通入废CO2和废热。
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GR01 | Patent grant | ||
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