【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及資源再生與固碳減排利用，具體涉及垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前全國在運(yùn)行中的生活垃圾焚燒廠已經(jīng)突破六百多座。生活垃圾焚燒處理能力占垃圾產(chǎn)量占比達(dá)65％左右。未來隨著垃圾焚燒發(fā)電廠的不斷新建，生活垃圾焚燒處理能力的不斷增加，垃圾焚燒煙氣的排放量也將逐年增加。垃圾焚燒煙氣的主要成分為n2、co2、o2、h2o。據(jù)統(tǒng)計(jì)，焚燒1噸生活垃圾大概能產(chǎn)生125噸co2。因此在垃圾焚燒領(lǐng)域的碳減排顯得尤為重要，急需一種能夠顯著降低煙氣中co2含量的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法及系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)以co2固化技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)以大宗固廢為主要原料制得的生態(tài)建材進(jìn)行礦化養(yǎng)護(hù)，可在實(shí)現(xiàn)煙氣co2減排的同時(shí)獲得滿足工程需求生態(tài)建材產(chǎn)品。
2、為達(dá)此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、一方面，本專利技術(shù)提供一種垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，包括以下步驟：
4、s10、根據(jù)固廢的化學(xué)組成及生態(tài)建材的種類設(shè)計(jì)配比群，然后根據(jù)該配比群中的不同配比獲得對(duì)應(yīng)si-al-ca-fe配比，并獲得由多種si-al-ca-fe比例集合所組成的四維點(diǎn)陣圖；
5、s20、確定所要生產(chǎn)的生態(tài)建材的類型，根據(jù)該生態(tài)建材的類型在所述四維點(diǎn)陣圖中找到對(duì)應(yīng)的si-al-ca-fe配比；
6、s30、根據(jù)si-al-ca-fe配
7、s40、根據(jù)各種固廢的指導(dǎo)用量制備生態(tài)建材初制品，利用高壓釜和增壓后的垃圾焚燒煙氣對(duì)該生態(tài)建材初制品進(jìn)行礦化反應(yīng)，制得對(duì)應(yīng)的生態(tài)建材。
8、本專利技術(shù)首先根據(jù)垃圾焚燒爐渣、建筑垃圾、尾礦渣、粉煤灰、脫硫石膏、鋼渣、電石渣各種固廢的物化性質(zhì)設(shè)計(jì)原材配比，獲得不同si-al-ca-fe比例的原料配比群，然后結(jié)合各原料配比相對(duì)應(yīng)的建材強(qiáng)度特征，制出不同si-al-ca-fe比例的四維點(diǎn)陣圖，然后在四維點(diǎn)陣圖的指導(dǎo)下進(jìn)行生態(tài)建材的制備。其中，四維點(diǎn)陣圖可直接反應(yīng)不同si-al-ca-fe比例與建材強(qiáng)度特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可根據(jù)建材產(chǎn)品的性能要求，在四維點(diǎn)陣圖中找到相應(yīng)的si-al-ca-fe集群，并以此獲得相應(yīng)的多元固廢原料配比，即指導(dǎo)用量，從而達(dá)到指導(dǎo)生態(tài)建材制備的目的。
9、進(jìn)一步地，四維點(diǎn)陣圖中，si-al-ca-fe配比為(3-6):(1-3):(1-4):(0-2)，多種si-al-ca-fe比例的集合即為si-al-ca-fe的四維點(diǎn)陣圖；固廢種類包括0-60wt.％垃圾焚燒爐渣、0-40wt.％建筑垃圾、0-50wt.％尾礦渣、0-60wt.％粉煤灰、0-30wt.％脫硫石膏、0-30wt.％鋼渣以及0-30wt.％電石渣。
10、進(jìn)一步地，四維點(diǎn)陣圖中，生態(tài)建材為高強(qiáng)度混凝土類建材(混凝土磚、護(hù)坡磚等)時(shí)，對(duì)應(yīng)的si:al＝(4-5):(2-3)，對(duì)應(yīng)的固廢為粉煤灰、尾礦渣和鋼渣；生態(tài)建材為高固碳類建材(市政用磚、圍墻用磚等)時(shí)，對(duì)應(yīng)的si:ca＝(2-3):(3-4)，對(duì)應(yīng)的固廢為鋼渣、脫硫石膏和電石渣；生態(tài)建材為普通建材產(chǎn)品(非承重墻體磚、人行道用磚等)時(shí)，對(duì)應(yīng)的si:ca＝(3-4):(2-3)，對(duì)應(yīng)的固廢為建筑垃圾、垃圾焚燒爐渣。其主要作用是大規(guī)模消納低質(zhì)大宗固廢，并獲得符合特定需求的建材產(chǎn)品。
11、進(jìn)一步地，步驟s40具體包括以下步驟：
12、s40a、根據(jù)各固廢的指導(dǎo)用量添加固廢并輔以水泥膠凝原料，通過混合攪拌、澆筑成型、脫模獲得生態(tài)建材初制品；
13、s40b、將該生態(tài)建材初制品置于高壓釜內(nèi)，并在控制系統(tǒng)上設(shè)置好礦化反應(yīng)條件，將增壓后的垃圾焚燒煙氣輸送至高壓釜內(nèi)進(jìn)行礦化反應(yīng)，制得對(duì)應(yīng)的生態(tài)建材。
14、進(jìn)一步地，高壓釜內(nèi)的礦化反應(yīng)壓力為1-3mpa、溫度為60-80℃、濕度為50-80％、時(shí)間為10-12h。
15、另一方面，本專利技術(shù)提供一種用于實(shí)現(xiàn)所述垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法的系統(tǒng)，包括：
16、建材制備單元，包括用以制備生態(tài)建材初制品的生態(tài)建材制備裝置和為其供料的無機(jī)固廢料倉；
17、礦化反應(yīng)單元，包括用以對(duì)生態(tài)建材初制品進(jìn)行礦化反應(yīng)以制備生態(tài)建材的高壓釜和用以控制高壓釜內(nèi)溫度、壓力、濕度和反應(yīng)時(shí)間的控制系統(tǒng)；
18、增壓單元，用以對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的垃圾焚燒煙氣進(jìn)行增壓處理并將增壓后的垃圾焚燒煙氣輸送至高壓釜內(nèi)；
19、煙氣處理單元，包括用以對(duì)高壓釜產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理的煙氣處理裝置。
20、其中，建材制備單元中，無機(jī)固廢料倉主要用以儲(chǔ)存多種大宗無機(jī)固廢，例如垃圾焚燒爐渣、建筑垃圾、尾礦渣、粉煤灰、脫硫石膏、鋼渣、電石渣、垃圾焚燒爐渣、建筑垃圾、尾礦渣、粉煤灰、脫硫石膏、鋼渣、電石渣，經(jīng)過復(fù)配設(shè)計(jì)后利用生態(tài)建材制備裝置制備出不同場景需求的生態(tài)建材初制品，如混凝土磚、發(fā)泡磚、護(hù)坡石、植草磚等。該單元需根據(jù)生態(tài)建材尺寸等要求設(shè)計(jì)出不同的生態(tài)建材制備模具。該單元的核心是需根據(jù)大宗無機(jī)固廢的物化性質(zhì)設(shè)計(jì)原材配比，獲得不同si-al-ca-fe比例的原料配比群，然后結(jié)合各原料配比相對(duì)應(yīng)的建材強(qiáng)度特征，制出不同si-al-ca-fe比例的四維點(diǎn)陣圖，然后在四維點(diǎn)陣圖的指導(dǎo)下進(jìn)行生態(tài)建材的制備。
21、礦化反應(yīng)單元主要作用是強(qiáng)化生態(tài)建材的性能，獲得滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的生態(tài)建材群，該單元的需根據(jù)生態(tài)建材生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)并研制出滿足生產(chǎn)需要的高壓反應(yīng)釜，該高壓反應(yīng)釜的制作材料為碳錳鋼、不銹鋼等復(fù)合材料，同時(shí)該高壓反應(yīng)釜上需安裝有溫度、濕度、壓力顯示器，還有co2在線監(jiān)測功能部件，以獲得精準(zhǔn)的礦化反應(yīng)過程數(shù)據(jù)，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)投資規(guī)模、運(yùn)行需要等進(jìn)行綜合評(píng)估選擇；該單元的核心是礦化反應(yīng)條件的設(shè)置與優(yōu)化，以生態(tài)建材性能要求為前提，設(shè)計(jì)礦化反應(yīng)條件，包括溫度(60-80℃)、壓力(1-3mpa)、濕度(50-80％)、時(shí)間(10-12h)等，然后將生態(tài)建材的性能與前面制作的點(diǎn)陣圖相結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析，獲得最優(yōu)的礦化反應(yīng)條件。煙氣處理單元主要作用是將高壓釜內(nèi)排出的煙氣進(jìn)行除塵處置，以使煙氣指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該單元的核心完成除塵裝置的設(shè)計(jì)與研制，該裝置可連續(xù)運(yùn)行，并且煙氣處理量可達(dá)1000m3～5000m3/h，除塵效率可達(dá)99％。
22、本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)利用si-al-ca-fe四維點(diǎn)陣圖可獲得制備對(duì)應(yīng)生態(tài)建材類型所需要的各大宗固廢的指導(dǎo)用量，從而高效制備出生態(tài)建材初制品，并采用增壓后的垃圾焚燒煙氣對(duì)生態(tài)建材制品進(jìn)行礦化作用，在強(qiáng)化生態(tài)建材制品性能同時(shí)，可使生態(tài)建材制品能夠捕集固化部分co2，能夠有效降低垃圾焚燒煙氣中的co2濃度，達(dá)到降碳減排的效果。
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1.一種垃圾焚燒煙氣CO2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣CO2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，四維點(diǎn)陣圖中，Si-Al-Ca-Fe配比為(3-6):(1-3):(1-4):(0-2)，固廢種類包括0-60wt.％垃圾焚燒爐渣、0-40wt.％建筑垃圾、0-50wt.％尾礦渣、0-60wt.％粉煤灰、0-30wt.％脫硫石膏、0-30wt.％鋼渣以及0-30wt.％電石渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣CO2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，四維點(diǎn)陣圖中，生態(tài)建材為高強(qiáng)度混凝土類建材時(shí)，對(duì)應(yīng)的Si:Al＝(4-5):(2-3)，對(duì)應(yīng)的固廢為粉煤灰、尾礦渣和鋼渣；生態(tài)建材為高固碳類建材時(shí)，對(duì)應(yīng)的Si:Ca＝(2-3):(3-4)，對(duì)應(yīng)的固廢為鋼渣、脫硫石膏和電石渣；生態(tài)建材為普通建材產(chǎn)品時(shí)，對(duì)應(yīng)的Si:Ca＝(3-4):(2-3)，對(duì)應(yīng)的固廢為建筑垃圾、垃圾焚燒爐渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣CO2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的垃圾焚燒煙氣CO2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，高壓釜內(nèi)的礦化反應(yīng)壓力為1-3MPa、溫度為60-80℃、濕度為50-80％、時(shí)間為10-12h。
6.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述垃圾焚燒煙氣CO2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，四維點(diǎn)陣圖中，si-al-ca-fe配比為(3-6):(1-3):(1-4):(0-2)，固廢種類包括0-60wt.％垃圾焚燒爐渣、0-40wt.％建筑垃圾、0-50wt.％尾礦渣、0-60wt.％粉煤灰、0-30wt.％脫硫石膏、0-30wt.％鋼渣以及0-30wt.％電石渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒煙氣co2固化耦合固廢制生態(tài)建材一體化方法，其特征在于，四維點(diǎn)陣圖中，生態(tài)建材為高強(qiáng)度混凝土類建材時(shí)，對(duì)應(yīng)的si:al＝(4-5):(2-3)，對(duì)應(yīng)的固廢為粉煤灰、尾...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳亮廣，魯敏，劉俐麟，熊祖鴻，龍艷秋，柯仕忠，容毅浜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東廣業(yè)投資集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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