[发明专利]一种二氧化碳矿化封存及固化飞灰中重金属的系统及方法有效

专利信息
申请号: 201911355348.1 申请日: 2019-12-25
公开(公告)号: CN111085101B 公开(公告)日: 2021-03-09
发明(设计)人: 张永生;杨刚;王家伟;汪涛;潘伟平 申请(专利权)人: 华北电力大学
主分类号: B01D53/83 分类号: B01D53/83;B01D53/62;A62D3/30;A62D101/08
代理公司: 天津合正知识产权代理有限公司 12229 代理人: 吕琦;马云云
地址: 102206*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 二氧化碳 封存 固化 飞灰中 重金属 系统 方法
【权利要求书】:

1.一种二氧化碳矿化封存及固化飞灰中重金属的系统,其特征在于,沿烟气的流动方向依次包括锅炉(11)、脱硝装置(12)、除尘器(13)、脱硫塔(14)和烟囱(15),所述除尘器(13)连接有机械改性装置(21),所述脱硫塔(14)和所述烟囱(15)之间连接有烟气旁通管路(31),所述烟气旁通管路(31)连接有二氧化碳分离装置(32),经过所述二氧化碳分离装置(32)分离出的烟气与所述烟囱(15)连接,以将该部分烟气通过所述烟囱(15)排出;

所述机械改性装置(21)和所述二氧化碳分离装置(32)之间连接有反应装置(20),经所述机械改性装置(21)机械改性后的飞灰和经所述二氧化碳分离装置(32)分离出的二氧化碳进入所述反应装置(20)反应生成碳酸盐,以实现二氧化碳的矿化封存及飞灰中重金属的固化;

所述二氧化碳分离装置(32)和所述反应装置(20)之间设置有加压装置(33),所述反应装置(20)的外部设置有加热套(201),以实现二氧化碳处于超临界状态;其中,二氧化碳的超临界状态是指当二氧化碳的温度超过31℃、压力超过7.38MPa时的状态,通过控制所述加热套(201)和所述加压装置(33)达到二氧化碳的超临界状态;

所述反应装置(20)还连接有泄压回路,沿二氧化碳的泄压流动方向,所述泄压回路上依次设置有泄压阀(41)、储存罐(42)和第一两通阀(43);

沿二氧化碳的增压流动方向,所述二氧化碳分离装置(32)和所述反应装置(20)之间依次设置有第二两通阀(34)、三通阀(35)、所述加压装置(33)和第三两通阀(36),所述第一两通阀(43)和所述三通阀(35)连通。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一两通阀(43)、所述第二两通阀(34)和所述第三两通阀(36)均为气动阀,所述加压装置(33)为气动增压泵。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述反应装置(20)内设置有搅拌器(202)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,所述除尘器(13)和所述机械改性装置(21)之间设置有卸料装置(22)和卸料仓(23),所述除尘器(13)、所述卸料装置(22)、所述卸料仓(23)和所述机械改性装置(21)依次连接;

其中,所述卸料装置(22)的一端与所述除尘器(13)的一电场(131)连接。

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述卸料装置(22)包括气化斜槽(221)和设置于所述气化斜槽(221)上的气动蝶阀(222),所述气化斜槽(221)的一端与所述除尘器(13)的一电场(131)连接,另一端与所述卸料仓(23)连接。

6.一种二氧化碳矿化封存及固化飞灰中重金属的方法,其特征在于,所述方法基于权利要求1-5中任一项所述的系统;

所述方法包括以下步骤:

获取除尘器(13)的至少部分飞灰,利用机械改性装置(21)对获取的飞灰进行机械研磨;

获取脱硫塔(14)后的至少部分烟气,利用二氧化碳分离装置(32)从获取的烟气中分离出二氧化碳;

将经所述机械改性装置(21)机械改性后的飞灰和经所述二氧化碳分离装置(32)分离出的二氧化碳进行混合反应,以实现二氧化碳的矿化封存及飞灰中重金属的固化。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤所述利用二氧化碳分离装置(32)从获取的烟气中分离出二氧化碳之后,还包括步骤:

对分离出的二氧化碳进行加压加温,以使分离出的二氧化碳处于超临界状态。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤所述将经所述机械改性装置(21)机械改性后的飞灰和经所述二氧化碳分离装置(32)分离出的二氧化碳进行混合反应之后,还包括步骤:

将反应后剩余的二氧化碳进行储存,对储存的二氧化碳进行加压加温后,再次与经所述机械改性装置(21)机械改性后的飞灰进行混合反应。

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