[发明专利]一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加固软土地基的处理系统及方法，特别涉及一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统及方法，属于环境岩土工程技术领域。

背景技术

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1ppm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℃，近30年来，中国沿海的海表面温度上升了0.9℃，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℃～2.1℃，2050年将升高2.3℃～3.3℃。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1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1吨水泥熟料排放0.894～1.215吨二氧化碳，一般来说，每生产1吨水泥熟料排放约1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）发明的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年利用活性氧化镁发明了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℃的温度下生产，而水泥生产的煅烧温度高达1450℃；生产1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1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、改善生态环境和提高地基加固效率等方面具有重要意义。

发明内容

针对上述存在的环境问题和工业废气热的可利用性，本发明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，同时该发明也可提高地基的加固效率。

其技术解决方案为：