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用于碳化混凝土废料和/或固存CO2的改进方法和装置

摘要

本发明涉及一种通过碳化混凝土细料来制造补充性水泥质材料并固存CO2的方法,所述方法包括以下步骤:在由含有10至99体积%CO2的气体提供的碳化气氛中,在高于水露点1至10℃的温度下,在磨机中磨碎由已压碎混凝土拆除废料获得的混凝土细料,在与所述碳化气氛接触的流化床反应器中使所述磨碎且部分碳化的混凝土细料循环,并且排出脱碳酸的气体和碳化的混凝土细料。

著录项

  • 公开/公告号CN113840813A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-12-24

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 海德堡水泥公司;

    申请/专利号CN202080039383.7

  • 申请日2020-05-25

  • 分类号C04B20/02(20060101);C04B18/16(20060101);C04B40/02(20060101);

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人贺珊珊;林毅斌

  • 地址 德国海德堡

  • 入库时间 2023-06-19 13:48:08

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-03-11

    实质审查的生效 IPC(主分类):C04B20/02 专利申请号:2020800393837 申请日:20200525

    实质审查的生效

说明书

本发明涉及一种制造适合作为补充性水泥质材料的碳化的混凝土细料的方法和装置,以及可通过所述方法获得的碳化的混凝土细料作为补充性水泥质材料的用途。

最近一段时间,鉴于被拆除的混凝土建筑的量越来越多,以及对更加可持续的建设的需要,混凝土的再循环已获得越来越多的关注。提议见于例如US 2015/0210594 A1和US 2016/0046532 A1中。两个文献都描述了并行地磨碎和碳化粗压碎的混凝土拆除废料,以增强硬化水泥浆与集料的分离。都提及了使用废气作为CO

因此,目的仍是提供更加可持续的建筑材料。这主要涉及节约自然资源、如矿物原料和降低能量消耗以减少二氧化碳排放。此外,二氧化碳的固存仍是一个未真正得到解决的问题。

现已意外地发现,当在高于水露点1至10℃的温度范围内、在优选浓缩的二氧化碳的存在下在磨机中磨碎再循环的混凝土细料,磨机与固存剩余二氧化碳中的至少一些并在很大程度上碳化混凝土细料的碳化再循环区连接时,可靠且快速地获得了出乎意料地反应性SCM。该过程在本文中也将被命名为碳化磨碎。与通过在磨碎之后碳化获得的产品相比,以及相比于从在单一装置和步骤中碳化和磨碎获得的产品,所得SCM显示更高的反应性。后述在单一装置和步骤中的方法也不能固存同样多的二氧化碳或需要更高的CO

因此,上述目的通过根据权利要求1所述的碳化混凝土细料的方法来实现,该方法包括在高于水露点1至10℃的温度下、在含有10至99体积% CO

术语“补充性水泥质材料(缩写为SCM)”在本文中被定义为具有火山灰质反应性或潜在水硬反应性或两者(在下文中称作SCM反应性)的材料。展现SCM反应性的可能性之一是将水泥的一部分用反应性SCM替换从而产生粘结料,并且将这种粘结料的强度与含有等量非反应性材料的粘结料的强度进行比较。含SCM粘结料的强度明显高于具有非反应性材料的粘结料。因此,SCM不包括不具有SCM反应性的矿物添加物(至少不是不具有可观程度的SCM反应性的那些,如石灰岩)。

此外,为了简化描述,使用以下常用的氧化物水泥化学记号:H – H

水泥命名了一种在与水性液体混合后形成浆料的材料,其能够通过水硬反应产生机械强度。因此,水泥大多指示磨碎有或没有其它组分的熟料,以及如过硫化水泥的混合物,地聚合物粘结料,和不通过烧结获得的水硬性材料、如由水热处理获得的硅酸二钙。复合粘结料或粘结料混合物意指含有水泥和补充性水泥质材料的混合物。粘结料至少包含水泥,并且通常添加水或另一种液体来使用,且大多还聚集形成浆料。通常,将掺合料和/或添加剂加入粘结料和/或浆料。

根据本发明,由混凝土拆除产生的细料被转化成补充性水泥质材料。再循环的混凝土细料(缩写为RCF)命名了在压碎混凝土拆除废料并且分离了可作为集料再使用的颗粒和在可适用情况下所含的任何外来物质之后获得的材料。混凝土细料的精确组成和粒度分布取决于混凝土中使用的原始粘结料和组成,并且取决于应用的拆除和磨碎工序。通常,尽可能多地分离原始集料,并且RCF主要含有磨碎的硬化粘结浆料连同细砂/集料,通常是以总材料重量的30至80重量%的量。

在水泥和混凝土制造中使用这种RCF因诸如高需水量和低(几乎无) SCM反应性的不适当性质而有挑战性。然而,碳化可提供所需的SCM反应性。混凝土和其它水泥基材料经受天然碳化。对于建筑物而言,该过程是缓慢的并且仅表面层被碳化,参见例如Hills等人,“Statistical analysis of the carbonation rate of concrete”,Cement andConcrete Research,第72卷,2015年6月,第98-107页,摘要见于http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008884615000496

考虑到具有与RCF类似的组成、即富含可碳化Ca和/或Mg相的其它废料,例如水合物、飞灰、矿渣和它们的混合物,可以与混凝土细料相同的方式被碳化以提供高反应性SCM。富含可碳化的Ca和/或Mg相意指计算为氧化物的至少12.5重量%的废料是CaO和/或MgO,并且在碳化前至少80重量%的CaO和MgO处于可碳化相中。优选地,CaO和/或MgO构成至少20重量%、更优选至少30重量%且最优选至少50重量%的废料。优选地,至少85重量%、更优选至少90重量%的CaO和MgO处于可碳化相中。因此,尽管废料中一部分的可碳化CaO和MgO可能已在碳化前被碳化,但计算为氧化物的至少10重量%的材料是可碳化但仍未碳化的CaO和/或MgO。

由再循环的混凝土细料制造补充性水泥质材料的方法要求呈已适当处理的拆除混凝土形式的RCF作为进料。因此,在拆除混凝土建筑结构之后,以本身已知的方式将粗的拆除废料压碎和磨碎,以提供主要由磨碎的粘结浆料组成的再循环混凝土细料。通常,存在部分的原始集料的细粒部分。拆除废料的原始集料和非混凝土部分通过压碎、在需要时通过分离步骤(例如筛选以分离粗颗粒和用磁铁分离出金属)和磨碎来分离。在高CO

四种典型的RCF (含有大多为石英的细集料)的氧化物和相方面的化学和矿物学组成如下:

表1

通过对可用作原材料以通过碳化磨碎转化成根据本发明的SCM的RCF (富Ca/Mg废料)进行筛分或激光粒度测定法来测定的粒度分布通常符合d

混凝土细料经受碳化磨碎以将其转化成SCM。其中,混凝土细料被转移入磨机,例如立式辊磨机、卧式球磨机、辊压机或冲击式磨机。在磨碎期间将含二氧化碳的气体引入磨机,以提供含有10至99体积% CO

在第一实施方案中,含二氧化碳的气体的合适来源是如从工厂、例如燃煤发电厂或水泥厂直接接收的废气。通常,工厂将在磨机附近,从而允许以低费用利用管道转移废气。

取决于熔结技术、所用燃料和原料,来自用于熟料制造的旋转窑的典型废气包含14-33体积% CO

在一个优选方法中,来自以所谓的氧燃料模式运行的水泥厂的废气被用作含二氧化碳的气体。在这种制造模式中,窑和也任选的预煅烧炉/热交换器用氧气代替空气进料以避免形成氮氧化物。从这类工厂排出的废气较富含CO

在另一个实施方案中,使用浓缩了或者已富集二氧化碳或液化二氧化碳的气体。气体源可为如上述已浓缩了CO

60至80℃的较低运行温度有利于利用通常提供10至30% CO

磨机-反应器-滤器系统中常用的气体滞留时间是10至30秒(气路)。烟道气中的材料滞留时间取决于再循环速率,可为例如10至100次通过。因此,RCF颗粒可大体上在气体中和滤袋上100至3000秒。反应器中的颗粒密度范围通常为10至100 kg/m

在所有实施方案中,优选通过与可用气体和材料流热交换来调节磨机内部碳化气氛的温度,和/或利用来自各种装置部件的废热加热气体。因此,用作提供碳化气氛的含二氧化碳的气体的废气可用来自磨机的废热加热。如果需要另外的热,热可由燃烧炉、例如燃气或燃油炉供应。降低磨机内部温度的一个优选方式是引入水,例如将水喷至循环碳化气氛的管道中的一者中。还可能将用作含二氧化碳的气体的废气通过用其预热混凝土细料来冷却。

根据本发明的装置用作并行地磨碎和碳化混凝土细料,从而同时实现二氧化碳的固存。它包括:磨机,其适于接收作为进料的混凝土细料和含有10至99体积%二氧化碳以提供碳化气氛的气体;流化床反应器,其连接至磨机并且适于接收来自磨机的磨碎且部分碳化的混凝土细料和部分脱碳酸的气体以循环;分离器,其用于将磨机中过粗的颗粒返回并且将足够细的颗粒传至反应器;控温构件,其用于调节气体的温度;以及输出构件,其适于排放脱碳酸气体并排出碳化的混凝土细料,并且使气体再循环直至其被脱碳酸至期望的程度和使混凝土细料再循环直至其被碳化至期望的程度。

磨机可例如为立式辊磨机,卧式球磨机或辊压机。优选地,使用立式辊磨机。磨机适于接收作为进料的混凝土细料或富含可碳化Ca和/或Mg相的其它废料。磨机进一步适于接收作为碳化气氛的含二氧化碳的气体。可使用两级磨机,但不预期提供另外的益处。

优选地,气体是直接来自附近工厂的废气或者液化或压缩二氧化碳。当应直接使用废气时,废气可经由一个或更多个热交换器到达磨机以调节温度。如果使用液化二氧化碳,则预见到用于蒸发/减压和预热二氧化碳的构件。替代地,气体可为废气和液化或压缩二氧化碳或富集二氧化碳的废气的混合物。

磨机连接至分离器,分离器允许未磨至足够细的混凝土细进料的颗粒再循环并且仅将足够细的颗粒传入流化床反应器。可使用任何已知的静态或动态分离器,类型并不重要,内部分离器也是可能的。由激光粒度测定法测定的进入反应器的RCF的粒度分布应具有d

用于调节气体温度的控温构件通常包括加热构件和冷却构件以及测温构件。合适的是例如注水以冷却或用燃烧炉直接加热。注入的水将使运行温度与水露点之间的差距变窄至通常1至10℃。例如,窑废气可热交换再循环气以补偿热损失。或者系统用磨碎热和在需要时用天然气燃烧补足热损失。然而,如果RCF含有难以磨碎的材料,则用电力磨碎的热可能过量,并且必须冷却离开磨碎单元的气体。例如,冷却水降低气体温度。气体还可用已旁通系统的气体被不断补足。然后这将用水降低温度,同时升高水露点。

在一个实施方案中,给水装置被提供为冷却构件。水可被引入,例如喷入或滴入循环或转移气体的管道,以通过将合适量的水计量添加入碳化气氛来调节磨机内部的含水量和/或温度。例如通过傅立叶变换红外光谱法测量碳化气氛或成为碳化气氛的气体中的含水量是有利的。然后可容易地计算水露点并且相应地调节气体温度。

装置可包括气-气热交换器以加热碳化气氛,尤其是再加热再循环气体。通常,热交换器接收来自其它步骤、例如用来提供混凝土细料或部分废气的压碎机的热气体。

尤其针对方法启动,可用的是提供燃烧炉以(再)加热再循环的碳化气氛。燃料可为例如油或气体,优选使用气体、例如天然气。来自燃烧炉的废气通常被排放。它还可被进料至磨机,特别是在温度过低时。

流化床反应器用来完成混凝土细料的碳化和气体的脱碳酸、即二氧化碳的固存,至期望的程度。温度、压力(通常为环境压力)和气流与磨机中的条件相同或类似。颗粒载荷和停留时间与磨机独立地调节,但也可类似。优选的颗粒载荷为至少10 kg/m

此外,提供允许排出碳化的混凝土细料和脱碳酸气体的构件。一些混凝土细料和气体被再循环至流化床反应器和/或磨机中。为此,颗粒优选再循环至流化床反应器中,并且气体再循环至磨机中。取决于再循环速率,颗粒细度、温度和二氧化碳浓度影响碳化速率并且将彼此适应以实现期望的碳化程度和固存。例如,约95%的RCF碳化和气体中约20%的CO

用于排出和再循环的构件优选是织物滤器和旋转阀或V形槽翻转门的组合。

装置可接收作为混凝土细进料的已压碎混凝土拆除废料,或者包括压碎机和分离器以提供进料。压碎机用来压碎粗混凝土拆除废料。分离器是从混凝土细料中排出主要含有集料的粗级分和如金属的任何外来材料所需的。通常通过筛选分离开粗级分。通过本身已知构件来分离外来材料,例如用磁铁分离钢。如果压碎机是装置的部件,则其生热可用于含二氧化碳的气体的温度调节,和/或压碎机可用来在压碎期间固存二氧化碳中的一些。

常用和熟知的用于测量温度和压力的构件、用于循环气体的构件(通常为风机)、用于分流气流的构件、用于分流颗粒流的构件以及转移气体和颗粒的导管(conducts)使装置完整。

可能将优选相对于总混凝土细进料计0.001至1重量%的量的助磨剂加入RCF。合适的材料包括链烷醇胺,例如伯胺、如单乙醇胺(MEA)和二甘醇胺(DGA),仲胺、如二乙醇胺(DEA)和二异丙醇胺(DIPA),和叔胺、如甲基二乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA),或它们的混合物。

此外,可能已将掺合料加入混凝土细进料(通常那些将被加入粘结料),掺合料改良最终粘结料和由其制成的建筑材料的性质。通常使用的掺合料是减水剂和增塑剂,如例如但不仅限于具有一个或更多个来自羧酸基、磺酸基、膦酸基、磷酸基或醇官能团的有机化合物。这些用来以较少量的水实现浆料的良好稠度、即流动性。因为w/b的减少通常提供强度的提高,所以常用这类掺合料。携气剂也能够改进流动性,并且可出于该目的使用,或因诸如但不限于密度改良、紧密度改进等的其它理由而需要。

影响可加工性的其它掺合料是缓凝剂。它们主要针对延长维持规定稠度的时间。缓凝剂使粘结浆料的固化和/或硬化延缓。合适的物质是例如但不仅限于磷酸盐,硼酸盐,Pb、Zn、Cu、As、Sb的盐,木质素磺酸盐,羟基羧酸和其盐,膦酸盐,糖(糖类)。还可能添加被设计成改良流变性质以控制固化时间的掺合料,即增塑剂和超增塑剂。那些也可具有缓凝影响,例如木质素磺酸盐、多羧酸等。

所有掺合料都以本身已知的量来使用,其中量以已知方式适于特定粘结料和特殊需要。

可将添加剂加入混凝土细进料或通常也加入粘结料,诸如像填料、颜料、强化成分、自愈合剂等。所有这些可以本身已知的量来添加。

照例,通过碳化磨碎获得的SCM具有对用于复合粘结料中或者作为过硫化水泥或地聚合物粘结料而言合适的细度。如果SCM的细度不充足,或如果期望尤其高的细度,则可在已知装置中且以已知方式,与其它粘结料组分、例如水泥一起或无其它粘结料组分地,进一步磨碎SCM。可添加助磨剂或可在磨碎拆除的混凝土中存在。

在砂浆中28天时,根据EN 197-1,在30% CEM I 32.5 R的相同替换水平下,碳化RCF、即根据本发明的SCM的反应性指数为石灰岩(根据EN 197-1为LL)的至少1.1倍、优选1.2倍、最优选1.3倍。反应性指数被定义为含SCM复合粘结料的EN 196-1砂浆强度比含石灰岩复合粘结料的强度的比率。

因此,类似于诸如磨碎的成粒高炉矿渣、飞灰和油页岩的已知SCM,根据本发明的SCM适合于制备复合粘结料、过硫化水泥、地聚合物粘结料等。如果碳化后的细度不如期望的、即可与水泥的相比较,则通过磨碎根据本发明的SCM和/或通过与水泥一起共磨碎它来实现适当的细度。

所得补充性水泥质材料的反应性允许其以1至80重量%、优选5至50重量%的量根据本发明在复合粘结料中使用。合适的水泥是波特兰水泥(OPC),硫铝酸钙水泥(CSA),铝酸钙水泥(CAC)和其它水硬性水泥、包括石灰。水泥通常以5至95重量%、优选30至80重量%的量存在于粘结料中。另外,常用的添加剂和/或掺合料可如上文所描述的用于加入RCF。自然地,特定粘结料中所有组分的量总计达100%,因此如果SCM和水泥是仅有的组分,则它们的量总计达100%;当存在其它组分时,SCM和水泥的量小于100%。

此外,可含有其它SCM,如矿渣、飞灰和根据EN 197-1其它主要的水泥组成部分。优选地,仅含有根据本发明的SCM,因为在技术上更容易。通常将飞灰加入混凝土,对于来自根据本发明的复合粘结料的混凝土而言这也是可能的。

水泥和SCM的细度被调节至如本身已知的预期用途。通常,由激光粒度测定法测定的d

同样地,利用根据本发明的SCM制备的过硫化水泥或地聚合物粘结料另外如已知地制备。

根据本发明的复合粘结料、过硫化水泥、地聚合物粘结料等可用于对于根据EN197-1的水泥和其它常见的水硬性粘结料本身已知的应用。

根据本发明的方法和装置的主要优点是可能快速碳化RCF和调节条件使得获得非常有反应性的SCM。同时,气体的再循环允许或多或少完全的二氧化碳固存和最终废气中其它酸性污染物的固存。使用由过程例如由磨碎和气体输送固有生成的热来加热碳化气氛的可能性显著改进了总能量平衡。

直接使用废气节省了能量以及浓缩二氧化碳和运输的工作。它完整或替换了工厂中的废气处理装置以更容易地符合期望的净化目的。因此,额外的投资成本可相对地低。与水泥厂组合是尤其有利的,因为来自压碎机的SCM和集料都可直接用于新混凝土。

使用浓缩了CO

将进一步参考附图来说明本发明,但不将范围限制于所述特定实施方案。本发明包括不相互排斥的所述特征且尤其是优选特征的所有组合。

如果未另外规定,以百分数或份计的任何量是以重量计,且在有疑问的情况下指代所涉及组合物/混合物的总重量。关于数值的如“约”、“大约”和类似表达的表征意指包括多达10%更高和更低的值,优选多达5%更高和更低的值,且在任何情况下至少多达1%更高和更低的值,准确值是最优选的值或限值。术语“大致上不含”意指特定材料未被有目的地加入组合物,且仅以痕量或作为杂质存在。除非另外指示,本文中所使用的术语“不含”意指组合物不包含特定材料,即组合物包含0重量%的这种材料。

在附图中:

图1示出第一碳化磨碎方法,并且

图2示出第二碳化磨碎方法。

图1示出直接使用废气作为含二氧化碳的气体的第一碳化磨碎方法和装置。转移气体和/或颗粒的管道被示为线,其中气体和颗粒的流动方向各自用箭头指示。

在图1中,来自水泥厂的窑废气在所谓的尾端构造中被输送至根据本发明的装置。可选全部窑废气或仅部分1被用于碳化和形成含二氧化碳的气体。在碳化期间,废气中存在的SO

如果一部分窑气体2旁通了碳化磨碎,则它优选被用于热交换,从而升高磨机8/反应器18中的水露点,并且经过与在磨机8中被脱碳酸的气体部分1相同的烟道14排放。磨机8可为立式辊磨机,卧式球磨机,冲击式磨机或辊压机。

对于启动和因混凝土细进料9的过量水分所致的热缺乏的情况,缺乏的热可由燃烧炉23经由热交换器20和21提供,或由旁通了碳化磨碎的窑废气的部分2中所含的热提供。对于此可有利地利用气-气热交换器4。

为了控制磨机8和流化床反应器18中的温度和水露点,取已处理窑气体的一部分至烟道气冷却器和冷凝器3。冷凝器被空气冷却,并且调节温度受冷却空气进料的风机控制。待再循环的气体还可与旁通气体中的一些混合,以再次调节温度高于水露点。用于此的热由旁通气体的固有热提供。必须理解的是运行的主要成本动因是是否必须提供另外的热。因此与设法吸收所有CO

在烟道气冷却期间冷凝的水经由虹吸管5去除,并且经由泵作为冷凝物24带走。冷凝水可被用于其它应用,例如用于混凝土制造或任何其它容许或需要含二氧化碳的水的工业过程。

借助压碎机10制备混凝土细进料9,压碎机10包括分离器27以分离出诸如金属和塑料件的外物11并且例如通过筛选排出粗且低Ca的部分12用作混凝土集料。磨机8和压碎机10以及装置内流通或产生的气体(水和最终的燃烧炉废气)和空气被排放至系统织物滤器17以除尘并收集(部分)碳化的混凝土细料13。

用来自压碎机10的混凝土细料9馈送磨机8,混凝土细料9具有100 μm至4 mm、优选至2 mm的最大粒径。细料9在磨机8中被细磨至10至50 μm的平均粒径。磨机8具有静态或动态分离器35以控制混凝土细料的细度。分离器35经由压碎机的分离器27将过粗的颗粒传回至磨机8中。毫无疑问,还可能将过粗的颗粒直接输送至磨机或混凝土细进料中。

系统织物滤器17收集离开流化床反应器18的磨碎且(部分)碳化的混凝土细料13。需要时和在混凝土细料未被完全碳化的情况下,部分碳化的混凝土细料15被反馈至循环流化床反应器18。当这些必须被进一步磨碎以活化材料时,它们作为颗粒16被反馈至磨机8。

CO

存储的细料回给至磨机8 (或未示出的反应器18孔口)和作为碳化的混凝土细料19排出是通过例如旋转阀或V形槽翻转门布置30或任何其它合适的构件而实现的。再循环至磨机8或反应器18的速率平均为10至100,取决于研磨强度和实现的表面活性。反应器18中的常用固体材料载荷为10至100 kg/m

磨机8和反应器18中碳化气氛的温度被保持在高于水露点2至7℃的范围内。这通常在58至83℃的范围内。因此,主要包含H

在例如由硬质材料引起的磨机8中的热过量的情况下,通过经由水控制阀31将水注入磨机8中来布置所需的冷却。添加的水还升高了水露点并且促进CO

引风机6和26的主要目的是提供装置中所需的气流和克服产生的压降。特别地,热交换器4、烟道气冷却器和冷凝器3、磨机8、反应器18和滤器17通常产生8至16 kPa的总组合压降。在磨机8至滤器17的路线中,系统的特定颗粒载荷是1至5 kg/m

分流至磨机8和压碎机10的循环气的分布受气体分流器32以及微调风机6和26控制,这导致磨机8中以及压碎机10中所需的提升速度。

在废气的旁通气体部分2的线路中还预见到引风机33,以补偿热交换器4的压降。替代地或另外,分流点34处的气体压力为正,以克服在该线路中由热交换器4产生的阻力。通常5至20毫巴的剩余压力足以使另外的引风机33为多余的。这也是引风机33的通常的压力波动要求。

对于系统的启动,安装二级热交换器21以预热装置部件。所需热由燃烧炉23中油或气体燃料的燃烧提供。理想地,天然气或任何其它由烃组成的气体被用作燃料。加热期间生成的燃烧炉尾气被作为废气28排放。

图2示出一种使用液化二氧化碳以提供含二氧化碳的气体的方法和装置。装置的许多部件与图1中所示的实施方案相同,并因此具有相同的参考号。

在图2中,外部生产和浓缩的液化CO

为此,液化CO

通过上述热回收和在点22处引入加热的CO

在CO

尽管如此,一些液滴仍分散于部分脱碳酸的气体中或因压缩而产生。这些通过离心力在离心式引风机6中与部分脱碳酸的气体分离。叶轮的高梢速将液滴推进至风机壁,在该处这些液滴收集在表面上并且因重力移动至位于风机罩的较低点中的排放口。

冷凝水可被用于其它方法,例如用于混凝土制造或者任何其它容许或需要含二氧化碳的水的工业过程。气态且预热的CO

借助压碎机10制备混凝土细进料9,压碎机10包括分离器27以分离出诸如金属件的外物11并且例如通过筛选排出粗且低Ca的部分12用作混凝土集料。磨机8和压碎机10以及磨机和碳化反应器内流通或产生的气体和空气被排放至系统织物滤器17以除尘并收集(部分)碳化的混凝土细料13。

用来自压碎机10的混凝土细料9馈送磨机8,混凝土细料9在磨机8中被细磨至10至50 μm范围内的平均粒径。磨机8具有静态或动态分离器35以控制混凝土细料的细度。分离器35经由压碎机的分离器27将过粗的颗粒传回至磨机8中。替代地,这些颗粒可直接再循环至磨机8中。

系统织物滤器17收集离开流化床反应器18的磨碎且(部分)碳化的混凝土细料13。需要时和在混凝土细料未被碳化至期望程度的情况下,部分碳化的混凝土细料15被反馈至循环流化床反应器18。当这些必须被进一步磨碎以活化材料时,它们可作为颗粒16反馈至磨机8。

CO

存储的材料回给至磨机8或反应器18孔口和作为碳化的混凝土细料19排出是通过例如旋转阀或V形槽翻转门布置30而实现的。再循环至磨机8或反应器18的平均数为10至100,取决于研磨强度和实现的表面活性。反应器18中的常用固体材料载荷为10至100 kg/m

磨机8和反应器18中碳化气氛的温度被保持在高于水露点2至7℃的范围内。这通常在58至83℃的范围内。因此,主要包含H

在热过量的情况下,通过经由水控制阀31将水注入磨机8中来布置所需的冷却。替代地,可经由阀(31)调节水露点。

引风机6和26的主要目的是提供装置中所需的气流和克服产生的压降。特别地,热交换器103、磨机8、反应器18和滤器17通常产生8至16 kPa的总组合压降。在磨机8至滤器17的路线中,系统的特定微粒载荷是1至5 kg/m

分流至磨机8和压碎机10的循环气的分布受气体分流器32以及微调风机6和26控制,这导致磨机8中以及压碎机10中所需的提升速度。

对于系统的启动,需要二级热交换器21以预热装置部件。所需的热由燃烧炉23中油或气体燃料的燃烧提供。理想地,天然气或任何其它由烃组成的气体被用作燃料。在加热期间生成的燃烧炉尾气作为废气28被排放。在加热后气体循环中热缺乏的情况下,燃烧炉尾气可被至少部分地引导至磨机8。然而,通常磨碎热、压碎热和气体输送期间产生的热足以驱动所述方法。

参考号列表

1:含二氧化碳的气体(至磨机的窑气体部分)

2:旁通磨机的窑废气部分

3:气体冷却器和冷凝器

4:气-气热交换器

5:冷凝物收集虹吸管

6:引风机

7:混合点

8:(立式辊)磨机

9:混凝土细进料

10:(预)压碎机

11:已压碎混凝土的外来或大部分非矿物的部分

12:可再循环的粗级分矿物

13:部分碳化的混凝土细料

14:至烟道的脱碳酸气体

15:反馈至循环流化床反应器的混凝土细料

16:过粗的混凝土细料

17:系统织物滤器

18:循环流化床反应器

19:碳化的混凝土细料

20:热交换器

21:热交换器

22:混合点

23:燃烧炉

24:冷凝物

25:再循环气

26:引风机

27:三路筛选系统

28:燃烧炉废气

29:至磨机的燃烧炉尾气

30:固体控制阀或分流器布置

31:冷却水注入

32:压碎机进料气分流器

33:静态分离器

100:液态和加压二氧化碳保持器

101:蒸发和加热的二氧化碳

102:二氧化碳计量添加单元

103:热交换器

104:分滴器

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