一种钢渣捕碳资源化处理装置及处理方法与流程-k8凯发

本发明涉及二氧化碳减排处理领域，主要应用于水泥、钢铁、电力等行业，尤其是指一种钢渣捕碳资源化处理装置及处理方法。

背景技术：

1、随着对co2减排的深入研究，人们逐渐意识到对co2进行简单的捕获和储存不能从根本上解决其减排的问题，而co2减排的最重要的方法是其资源化利用。减少和利用co2的途径有很多，如从源头减排、化学转化、生物转化和矿化。相比之下，矿物碳酸化固定co2因其成本低、规模大、反应活性高、长期稳定等优点而备受关注，这种方法的关键是寻找低成本的原材料，要求原材料要价廉、易得，同时可以消耗大量的co2。基于以上的愿景，鉴于钢渣富含钙元素和碱性物质，近年来对以钢渣为原料储存co2进行了大量研究。

2、钢渣是在钢铁冶炼过程中转炉、电炉等设备排放的固体废弃物，排放量约为粗钢的15%-20%，主要化学成分为钙、镁、硅、铁、铝、锰等氧化物，钢渣中cao、mgo以游离氧化钙、游离氧化镁形式存在，游离氧化物易与水或水蒸气反应产生体积膨胀，导致钢渣及钢渣处置后的尾渣难以规模化建材利用，利用率低、堆存量大。同时，约40%的co2排放来自大型工业部门的化石燃料燃烧，由于钢渣等固体废弃物接近co2排放源，因此钢渣碳酸化不仅可就近利用钢厂副产品钢渣固定副产废气co2，还可以显著降低钢渣中的游离氧化物，促进钢渣建材化利用，实现“以废治废、循环利用”。

3、目前，钢渣捕碳的主要方式有两种：直接捕碳和间接捕碳，直接捕碳是利用co2直接与钢渣混合碳酸化反应固定co2，间接捕碳则需要中间反应介质如乙酸、铵盐、磷酸三丁酯（tbp）等。

4、两种捕碳方式均有优缺点，直接捕碳不会产生二次污染，但捕碳效率低；间接捕碳效率较高些，但会产生二次污染。

5、由上述可知，目前亟需设计一种高效钢渣捕碳资源化技术，在现有钢渣间接捕碳工艺的基础上，优化工艺流程，寻求高效捕集co2的工艺契合点。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种钢渣捕碳资源化处理装置及处理方法。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种钢渣捕碳资源化处理装置，包括：

4、上料机构，用于提升输送钢渣微粉；

5、活性改性机构，和上料机构的出口连接，用于对钢渣微粉进行表面活化及活性组分负载；

6、固碳反应机构，和活性改性机构的出口连接，用于使活化的钢渣微粉发生固碳反应；固碳反应机构包括外壁设有震动锤的反应器，反应器设有卸料口和回收口，且反应器设有引入含co2的烟气的第一风道和第二风道，第一风道设置于反应器的一侧，第二风道设置于反应器的底部；反应器的一侧设有至少一个细料出口和至少一个团料出口，细料出口位于团料出口306之上，细料出口连通卸料口，团料出口连通回收口；第一风道引入含co2的烟气用于使位于反应器内上部的悬浮态活化钢渣微粉发生固碳反应并推动悬浮态活化钢渣微粉向卸料口移动并从细料出口排出至卸料口，第二风道引入含co2的烟气用于使位于反应器内下部的沉降态活化钢渣微粉悬浮流体化并发生固碳反应，向回收口移动并从团料出口排出至回收口；

7、回收输送机构，其进口和固碳反应机构的回收口连接，其出口和上料机构的进口连接；

8、其中，发生固碳反应和未发生固碳反应的混合物的目数大于预设目数进入卸料口，发生固碳反应和未发生固碳反应的混合物的目数小于预设目数通过回收口经回收输送机构进入上料机构，继续循环固碳；

9、还包括第一除尘机构，分别与活性改性机构和固碳反应机构连接，用于收集固碳反应机构排出的气体，并对气体进行除尘，除尘后，从第一除尘机构的固体出口进入活性改性机构，继续循环固碳。

10、在本发明的一个实施例中，所述回收口有多个，多个所述回收口沿所述反应器的长度方向设置在所述反应器的底部，且每个所述回收口设有卸料阀。

11、在本发明的一个实施例中，所述反应器的顶部设有至少一个第二喷枪，所述第二喷枪向所述反应器内喷入活化助剂。

12、在本发明的一个实施例中，还包括第二除尘机构，和所述第一除尘机构连接，用于收集所述第一除尘机构的出口烟气，并对所述出口烟气进行除尘。

13、在本发明的一个实施例中，所述第二除尘机构包括布袋除尘器、旋风除尘出风管、除尘器出风管和离心风机，所述旋风除尘出风管的一端和所述旋风除尘器的气体出口连通，所述旋风除尘出风管的另一端和所述布袋除尘器的进口连通；所述除尘器出风管的一端和所述布袋除尘器的进风口连通，所述除尘器出风管的另一端和所述离心风机的出风口连通。

14、在本发明的一个实施例中，所述活性改性机构包括双轴螺旋混料送料机和至少一个第一喷枪，所述第一喷枪安装于所述双轴螺旋混料送料机的内腔顶部，所述第一喷枪向所述双轴螺旋混料送料机内喷入活化助剂。

15、在本发明的一个实施例中，所述上料机构包括提升机和进料管，所述进料管的一端连通所述提升机的出口，所述进料管的另一端连通所述活性改性机构的进口。

16、在本发明的一个实施例中，所述进料管的末端设有破碎阀。

17、本发明还提供一种钢渣捕碳资源化处理方法，包括以下步骤，

18、s1、钢渣微粉进行表面活化及活性组分负载；

19、s2、将步骤s1中活化后的钢渣微粉输送至反应器内，利用一次送风引入含co2的烟气使位于反应器内上部的悬浮态活化钢渣微粉发生固碳反应并推动悬浮态活化钢渣微粉移动，利用二次送风引入含co2的烟气使位于所述反应器内下部的沉降态活化钢渣微粉悬浮流体化并发生固碳反应；

20、s3、收集目数大于预设目数的颗粒。

21、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

22、本发明所述的钢渣捕碳资源化处理装置利用冶金固废钢渣和水泥分解窑尾气中的co2作为主要原料，在处理装置中，与烟气中co2进行反应，将烟气中的co2固定在钢渣中。

23、本发明所述的钢渣捕碳资源化处理装置促使钢渣中游离cao、mgo及硅酸钙等矿物相与co2快速反应形成碳酸盐产物，在利用钢渣捕集co2的同时，改进了钢渣本身的活性，且提高钢渣的反应效率，提高钢渣反应活性，并将预处理的钢渣用作混合材，部分取代水泥熟料，制备低碳水泥或用作混凝土掺合料。

技术特征：

1.一种钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，所述回收口（304）有多个，多个所述回收口（304）沿所述反应器（301）的长度方向设置在所述反应器（301）的底部，且每个所述回收口（304）设有卸料阀。

3.根据权利要求2所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，所述反应器（301）的顶部设有至少一个第二喷枪，所述第二喷枪向所述反应器（301）内喷入活化助剂。

4.根据权利要求1所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，还包括第二除尘机构（800），和所述第一除尘机构（700）连接，用于收集所述第一除尘机构（700）的出口烟气，并对所述出口烟气进行除尘。

5.根据权利要求4所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，所述第二除尘机构（800）包括布袋除尘器（801）、旋风除尘出风管（802）、除尘器出风管（803）和离心风机（804），所述旋风除尘出风管（802）的一端和所述第一除尘机构（700）的气体出口连通，所述旋风除尘出风管（802）的另一端和所述布袋除尘器（801）的进口连通；所述除尘器出风管（803）的一端和所述布袋除尘器（801）的进风口连通，所述除尘器出风管（803）的另一端和所述离心风机（804）的出风口连通。

6.根据权利要求1所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，所述活性改性机构（200）包括双轴螺旋混料送料机（201）和至少一个第一喷枪（202），所述第一喷枪（202）安装于所述双轴螺旋混料送料机（201）的内腔顶部，所述第一喷枪（202）向所述双轴螺旋混料送料机（201）内喷入活化助剂。

7.根据权利要求6所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，所述上料机构（100）包括提升机（101）和进料管（102），所述进料管（102）的一端连通所述提升机（101）的出口，所述进料管（102）的另一端连通所述活性改性机构（200）的进口。

8.根据权利要求7所述的钢渣捕碳资源化处理装置，其特征在于，所述进料管（102）的末端设有破碎阀。

9.一种钢渣捕碳资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤，

技术总结
本发明涉及一种钢渣捕碳资源化处理装置及处理方法，其中处理装置包括：上料机构，用于提升输送钢渣微粉；活性改性机构，和上料机构的出口连接，用于对钢渣进行表面活化及活性组分负载；固碳反应机构，和活性改性机构的出口连接，用于使活化的钢渣微粉发生固碳反应；回收输送机构，其进口和固碳反应机构的回收口连接，其出口和上料机构的进口连接；其中，发生固碳反应和未发生固碳反应的混合物的目数大于预设目数进入卸料口，发生固碳反应和未发生固碳反应的混合物的目数小于预设目数通过回收口经回收输送机构进入上料机构继续循环固碳。本发明优化捕碳工艺，提高钢渣的反应效率，提高钢渣反应活性。

技术研发人员：辛丰,陆寿江,程新安,董仕宏,吴倩倩,何文
受保护的技术使用者：苏州仕净科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8