[发明专利]一种利用烟气CO2

说明书

本发明公开一种利用烟气CO₂改善钢渣建材安定性的反应装置与方法，该装置包括储气罐、减压阀、真空泵、反应釜、数显式压力表、自动温湿度记录仪、CO₂浓度检测仪，以及阀门与高压气管。先将脱模后的钢渣制品与自动温湿度记录仪一同放入反应釜中，抽真空后通入烟气CO₂，压力表读数到达预设压力后开始计时，期间保持压力值不变，并定时检测CO₂浓度；若CO₂浓度低于10％，则放出釜内气体后重新抽真空、通烟气CO₂。自动温湿度记录仪本发明的装置及方法成本低廉，操作简便，可随时查看气体压力及浓度值，反应釜内气体浓度始终控制在要求值以上，能够有效保证非纯CO₂反应过程的高效进行。此外，本发明实现了“以废治废”，将“废气”与“废渣”变废为宝，同时助力了碳减排碳中和。

技术领域

本发明属于建材制作技术领域，具体涉及一种利用烟气CO₂改善钢渣建材安定性的反应装置及方法，。

背景技术

钢渣是炼钢过程中产生的大宗固体废弃物，其排放量约占钢铁产量的7％～15％。目前我国的钢渣累计堆存量已经超过18亿吨，资源化利用率却不足30％。而钢渣大量堆积、填埋不仅浪费土地资源，钢渣中的重金属元素经过长期雨水冲刷后浸出，也将严重破坏周边环境。我国目前对于钢渣的资源化利用方式主要是用于生产建材。然而，将钢渣制成建材后，钢渣中的游离氧化钙(f-CaO)会发生水化生成氢氧化钙而出现体积膨胀，导致建材出现安定性不良的问题。因此，降低f-CaO含量、改善钢渣的安定性是钢渣能否在建材领域大规模资源化利用的关键。

虽然钢渣的水化反应活性较低，在富CO₂环境中却表现出了较高的碳化反应活性。因此，钢渣碳化成为了改善钢渣安定性的新型途径之一。然而，目前钢渣制品的碳化相关发明使用的基本都是高纯CO₂，未见到利用捕集回收的CO₂进行碳化的研究。而从真正有效缓解温室效应，降低地球大气中CO₂含量，助力国家如期实现“碳达峰碳中和”目标的角度讲，只有将排放到空气中的CO₂以及即将排放到空气中的烟道气CO₂等进行捕集回收并利用才有现实意义，因为没排到大气中的碳并不会加剧温室效应。捕集得到的通常是不纯的低浓度CO₂，因此，如果把这些低浓度CO₂直接用于钢渣制品的养护，将更具经济、环保和社会价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用烟气CO₂改善钢渣建材安定性的反应装置及方法，本发明将低浓度CO₂用于钢渣建材制品的养护，以解决建材安定性不良的问题。所用装置及方法简便实用，而且釜内气体浓度易测可调，能够保证碳化过程快速高效地进行。本发明在真正减少碳排放助力碳中和的同时也将钢渣放心地用于建材生产，是目前已知的利用烟气CO₂改善钢渣安定性的最佳方案。

一种利用烟气CO₂改善钢渣建材安定性的反应装置，包括储气罐1、减压阀、真空泵5、反应釜7、压力表8、自动温湿度记录仪9、CO₂浓度检测仪14，以及阀门与气管；

其连接关系如下：储气罐1的出气端连接储气罐放气阀门2，储气罐放气阀门2再连接第一减压阀3，第一减压阀3通过管路连接反应釜进气阀门4，反应釜抽气阀门6与真空泵5连接，组成抽真空装置；反应釜盖上配置压力表8，反应釜内放置自动温湿度记录仪9，用于检测反应期间反应釜内的压力、温度及湿度的变化情况；反应釜检测阀门12与第二减压阀13连接，第二减压阀13再连接CO₂浓度检测仪14，构成气体浓度检测装置；反应釜7上还设置有反应釜放气阀门11。

所述储气罐1的工作压力为3MPa，罐体上带有进出气阀门、压力表和安全阀。

所述第一减压阀3和第二减压阀13的输入范围为0～25MPa，输出范围为0～1MPa。