一种利用工业固体废弃物捕获二氧化碳的养护窑的制作方法

1.本实用新型属于建筑养护装备的领域，特别是一种利用工业固体废弃物捕获二氧化碳的养护窑。


背景技术：

2.工业革命的兴起和人类的活动会产物大量的co2等一些气体，即温室气体，温室气体是指大气中能够吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，其中如co2、n2o等是地球大气中主要的温室气体，但是温室气体中各种气体的含量来讲co2所占比例是最大的，约为60％，co2的过量排放对于大气环境和地球都会有巨大的危害，它们会使地球便面变得更暖，地球变得很热，导致冰川会融化，海平面会上升，威胁人类的生存。
3.随着全球气候变暖，co2排放量必须减少，从而减缓人类的气候危机，为了减少co2的排放量，在2009年联合国气候变化哥本哈根大会上，中国政府向世界宣布2020年中国单位gdp碳排放量将在2005年的水平上下降40％
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50％。为了做到减少co2的排放量，可以从减少co2的排放和加强co2吸收两点出发。减少co2排放主要在电力、氢能、工业、建筑、交通等几个方面做到节能减排和调整能源结构。而加强co2吸收可以从提高森林等碳汇、加大碳捕获与封存等技术研发应用。
4.而加大碳捕捉与封存技术研发应用其中一条路径是用含钙、镁的固体废弃物捕获、固化co2，把含有钙、镁成分的固体废弃物先变成砖坯，再放到充满co2气体的环境中进行养护，因此目前需要一个大容量的反应或养护装备。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用工业固体废弃物捕获二氧化碳的养护窑，有效地为含有钙、镁的固体废弃物固化co2气体提供反应装置，形成吸收废气中co2的养护窑系统，达到碳减排的效果。
6.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
7.一种利用工业固体废弃物捕获二氧化碳的养护窑，包括一组通过气体管道依次串联的窑体，以及用于堆放待养护砖坯的窑车；
8.每个窑体内部设有用于容纳待养护砖坯的容纳空间；所述窑体的两端设有能够开合的窑门，窑体的内外铺设有轨道，所述轨道穿过窑门处并贯穿窑体；所述的窑车能够滑动地在轨道上移动，用于将待养护砖坯在窑体内外运输；
9.所述的气体管道与窑体内部连通，用于向窑体内通入含co2的工业废气。
10.具体地，所述窑体的窑壁采用三层结构组成，包括自外向内依次设置的混凝土外层、保温层和防腐层；所述的保温层由酚醛泡沫材料组成；所述防腐层由涂覆聚脲防腐材料的衬板组成。
11.具体地，所述窑体的两端，分别设有进气口和出气口，通过进气口和出气口与气体管道连接。
12.进一步地，所述的进气口为三个，分别设置在窑体的顶部和两侧，并与气体管道的进气管道连接；所述进气管道具有三个分管，分别连接三个进气口；窑体顶部进气口的管道垂直窑顶设置；窑体侧面进气口的管道与窑体侧壁以一定角度倾斜设置，其中，一侧管道向上倾斜插入窑体侧壁，另一侧管道向下倾斜插入窑体侧壁，两根管道设置的高度相同，与窑体侧壁倾斜角度相等。
13.进一步地，所述的出气口为一个，设置在窑体的顶部，并与气体管道的出气管道连接。
14.具体地，相邻的两个窑体之间，前一个窑体上的出气管道与后一个窑体上的进气管道连接，从而通过气体管道依次串联，前后两个窑体之间的气体管道上设有控制阀门。
15.进一步地，位于窑体的出气口处，设有用于测定浓度和温度的检测仪，其采用重锤式的方式设置在窑体的出气口处。
16.有益效果：
17.本实用新型通过气体管道与窑体的整体配合，形成吸收废气中co2的养护窑系统，管道以不同的角度深入窑内，通过管道阀门控制气体流入以及流出，气体通过管道在窑内形成co2旋流对砖坯进行养护，而且在窑结构和控制系统创新设计下，通过一组串联且等尺寸的窑共同配合下进行养护工作，实现火电厂、水泥厂、钢铁厂等巨量废气中co2气体的净化，同时，吸碳后的块体材料变硬为具有一定力学强度的建筑用材料，起到了以废治废的效果。
附图说明
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
19.图1是该养护窑的整体结构示意图。
20.图2是单个窑体的结构示意图。
21.图3是窑体与进气管道的连接方式示意图。
具体实施方式
22.根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。
23.说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
24.以下实例中给出了一种利用工业固体废弃物捕获二氧化碳的养护窑，能够有效地为含有钙、镁的固体废弃物固化co2气体提供反应装置，达到碳减排的效果。
25.参照图1、图2所示，该养护窑由两个串联且等尺寸的窑体3以及气体管道组成。每个窑体3内部设有用于容纳待养护砖坯的容纳空间；窑体3的两端设有能够开合的窑门1，窑
体3的内外铺设有轨道2，轨道2穿过窑门1处并贯穿窑体；窑车4能够滑动地在轨道2上移动，用于将待养护砖坯5在窑体内外运输；气体管道与窑体3内部连通，用于向窑体3内通入含co2的工业废气。
26.如图2所示，窑体3是吸碳材料组成的砖坯5经过二氧化碳处理的主要作业部位，并提供反应场所，内部分为进气区、养护区、出气区。在窑上部有供气体流动的气管，有出气管道和进气管道组成，以方便废气中的co2在两个窑之间相互流动。窑体3具有位于其内部的隧道2，此隧道2延伸至窑体3以外。因此，待养护的砖坯5可以从利用窑车动力系统经轨道2从一端的窑门1进入到隧道中，停留在隧道中间反应区，当养护结束，再打开另一端的窑门1从窑内离开。当窑车4装载由吸碳材料组成的砖坯5通过轨道2进去窑内，停留在养护区，窑门1关闭，等待养护。
27.如图2所示，窑体3的窑壁采用三层结构组成，包括自外向内依次设置的混凝土外层12、保温层13和防腐层14。最外围为负责保护窑体的25cm厚的混凝土外层12，用来组成整个养护窑；中间有负责保温的15cm厚酚醛泡沫材料保温层13，避免窑内温度散失，影响养护条件；最内层是有涂覆聚脲防腐材料的5cm厚防腐蚀衬板组成的防腐层14，以免废气中的各种气体腐蚀保温层。
28.砖坯5是由含钙、镁类工业废渣组成，将该废渣压以挤压成型的方法在加工区加工成具有小孔样式的多孔吸碳材料，并以小孔方向与窑轴同向摆放在窑车5上，可参考图3，用含钙、镁类工业废渣做吸碳材料主要是模仿自然界吸收co2的过程，碳酸化反应后得到稳定的碳酸盐来长期储存co2，如式1。这种方法不但能够永久的、稳定的固定二氧化碳，而且原料来源充分。
29.mo(s) co2→
mco3(s) q(m包括ca、mg等)(1)
30.窑车上具有减震和承重作用的垫板，而且砖坯5每层之间都放有泡沫板以避免砖坯因重力原因出现挤压变形，而且每一层的每一列与相邻砖胚间隔10mm
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15mm，装载多孔吸碳材料的窑车4通过轨道2行驶在窑内的时候，窑车4与左右窑壁之间的间距只有1
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2cm，距离与吸碳材料中的孔洞大小接近，这样可以让养护窑内的co2气体最大程度的与吸碳材料进行反应。
31.如图1和图3所示，窑体3的两端分别设有进气口和出气口，通过进气口和出气口与气体管道连接。进气口为三个，分别设置在窑体3的顶部和两侧，并与气体管道的进气管道6连接。进气管道6在窑顶上方50cm距离的时候会分叉为三个不同方向的管道穿过窑壁伸入窑内，一条管道为进气管道垂直延长伸入窑内，左侧管道沿着窑壁向下然后在以倾斜一定角度伸入窑内，右侧管道同样沿着窑壁向下然后在以倾斜一定角度伸入窑内，这样把含co2的废气从进气管道吹入，在三个不同方位的管道作用下co2气体会在窑内形成旋流。左右两根管道设置的高度相同，与窑体3侧壁倾斜角度相等。出气口为一个，设置在窑体3的顶部，并与气体管道的出气管道7连接。
32.如图1所示，该实例中一号窑的进气区在窑头，进气口在窑壁上的位置距离窑门50
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60cm，出气口在窑尾，出气口距离尾部窑壁的距离同样在50
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60cm。而二号窑的进气口和出气口与一号窑相反，这样设计有利于co2的废气在整个系统中循环。两个窑体之间，前一个窑体上的出气管道与后一个窑体上的进气管道连接，从而通过气体管道依次串联，前后两个窑体之间的气体管道上设有控制阀门11。
33.养护区的吸碳材料组成的砖坯5距离前后气体管道有30
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50cm的距离，给废气中的co2一定的空间形成旋流，在尾部的出气口内设置有气体检测仪15，气体检测仪15采用深圳圣凯安科技有限公司定制(ska
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ne301
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ex)用来检测窑内气体浓度、温度等指标，当窑内co2气体浓度等指标达到设定值时，仪器会发出声音以此来提醒，并通过联机电脑来显示气体状态。
34.结合图1，该养护窑的实施原理及使用流程为：当载有吸碳材料制成的砖坯5的窑车4由轨道2进入一号窑内，在窑车4进入窑内时窑门1关闭，当窑车4行驶到窑内养护区时，这时位于一号窑前端的不同方位的一号窑进气管道6阀门打开，开始工作释放废气，含有co2的废气中从管道进入窑内，由于管道的特殊设计，能够让co2在窑内形成气体旋流，这样能够让co2气体充分与砖坯5进行反应。co2气体从进气区经过养护区流向出气区，会经过很长一段时间停留在养护区，这样让砖坯5一直处于co2气体环境中。在气体流动过程中，co2气体被窑内的吸碳材料逐惭吸收。然后，出气口的气体检测仪15如果检测废气中co2被吸收干净，被吸收干净的废气则打开一号窑出气管道7的阀门通过管道排入大气中或回到原有废气排放的烟囱中。此时，二号窑处于非工作的预备状态，如果从出气区气体co2浓度大于1％时，则打开气体管道8的阀门11，将气体通过管道8切换至入二号窑进气管道中，二号窑开始重复一号窑的工作。由于养护完成，一号窑养护区的砖坯5不在继续吸收co2，所以当一号窑出气区co2浓度等于原有废气中co2浓度时，关闭气体管道8阀门，打开气体管道9的阀门，由原有废气管道直接给二号窑输入气体，同时，关闭一号窑进气管道。吸收后的废气自二号窑出气管道10经气体管道9和气体管道8从出气管道7排出。此后，将一号窑轨道车上吸碳材料运出窑体，并重新装入新的吸碳材料，让一号窑处于非工作的预备状态，一号窑与二号循环工作，形成吸收废气中co2的养护窑系统。
35.该养护窑系统在养护窑的基础上，增加输入废气的气体管道，在控制气体管道的情况下，通过一号窑和二号窑的循环工作，形成吸收废气中co2的养护窑系统，并且而养护窑系统所需的co2气体可直接从火电厂、水泥厂、钢铁厂等工厂的废气管道接入。另一方面，钢铁厂等产生的工业固体废弃物，经过处理运转到加工区进行加工，以挤压成型的方式制成吸碳材料，送到养护窑进行养护。通过窑结构和废气控制系统设计的创新，使工业固体废弃物连续地吸收废气中的co2，实现火电厂、水泥厂、钢铁厂等巨量废气中co2气体的净化，同时，吸碳后的砖坯5变硬为具有一定力学强度的建筑用材料，起到了以废治废的效果。
36.本实用新型提供了一种利用工业固体废弃物捕获二氧化碳的养护窑的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。