一种用烟气养护碳化制品的方法及装置

本发明涉及碳化制品，尤其涉及一种用烟气养护碳化制品的方法及装置。

背景技术：

1、工业和制造业在蓬勃发展的同时，也带来了越来越多的环境及人身安全问题，其中最具代表的污染物气体与烟尘排放，造成了严重的环境污染，也对人们的身体健康产生危害。工业和制造业生产过程中的烟气排放主要来源于电力行业和钢铁、水泥等非电力行业。目前电力行业大多以火力发电为主，火力发电的燃烧过程产生了大量的污染气体和烟尘。钢铁在冶炼过程中产生大量的co2污染气体和固体废弃物，水泥在焙烧过程中也会产生大量的co2污染气体。因此，控制污染物气体的排放已然成为发展的焦点。

2、在建材领域，水泥混凝土的生产过程产生了大量的co2气体，如何在源头减碳、过程降碳、末端固碳成为人们研究的热点。基于此，低碳胶凝材料成为替代水泥、减少co2排放的潜在胶凝材料。低碳胶凝材料在取材、生产及应用方面大大降低了co2的排放，有实现负碳排放的潜在可能。以低碳胶凝材料为粘结剂制成的碳化制品逐渐得到广泛应用，包括碳化骨料、碳化砖、碳化混凝土、碳化板材等。

3、碳化制品的生产与应用是一个吸碳的过程，在目前的技术中，主要以富集的高纯度co2为养护气体。养护过程虽然吸收大量的co2，但co2的富集过程仍然需要较高的成本投入，这也限制了碳化制品的应用。然而，目前工业生产产生的烟气中含有较高比例的co2气体组分，其排放后造成了严重的环境污染与温室效应。

4、鉴于低碳胶凝材料的高碳化活性和烟气中存在的大量co2气体，使得利用烟气来养护碳化制品存在潜在可能性。但目前仍然没有一种利用烟气来养护碳化制品的方法和装置，这也是减少工业烟气排放亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种用烟气养护碳化制品的方法及装置，解决现有技术中无法有效利用烟气来养护碳化制品的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明提供的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供了一种用烟气养护碳化制品的方法，包括以下步骤：

4、(1)将碳化制品坯体a进行预养护，得到碳化制品坯体b；所述预养护包括热能输入干燥预养护和co2预养护中的一种或多种；

5、(2)将碳化制品坯体b静置5～10min后，再进行co2养护，得到碳化制品；

6、其中，co2预养护和co2养护中采用的co2气体源均为烟气，所述烟气中co2体积浓度≥5％。

7、进一步地，步骤(1)中，所述热能输入干燥预养护的温度为30～40℃，湿度为0～85％rh，时间为1～4h。

8、进一步地，步骤(1)中，所述co2预养护采用co2组分体积浓度为5～10％vol的第一烟气，第一烟气的气体流速为5～10m3/h。

9、进一步地，步骤(1)中，所述co2预养护的温度为0～40℃，湿度为0～90％rh，时间为1～4h。

10、进一步地，步骤(2)中，所述co2养护采用co2组分体积浓度为10～40％vol的第二烟气，第二烟气的气体流速为5～10m3/h。

11、进一步地，步骤(2)中，所述co2养护的温度为0～60℃，湿度为0～90％rh，时间为2～24h。

12、第二方面，本发明提供了一种用烟气养护碳化制品的装置，包括co2预养护室、热能输入干燥预养护室、余热捕集系统和co2养护室；

13、所述co2预养护室和co2养护室均开设烟气通入口，烟气通入口分别连接用于通入烟气的烟气通入管道；

14、co2预养护室和co2养护室之间设置第一缓冲室；热能输入干燥预养护室与co2养护室之间设置第二缓冲室；

15、co2预养护室、第一缓冲室和co2养护室之间设置有用于运输碳化制品坯体的第一传送带；热能输入干燥预养护室、第二缓冲室和co2养护室之间设置有用于运输碳化制品坯体的第二传送带；

16、余热捕集系统用于捕集co2预养护室和co2养护室中的热能并输送至热能输入干燥预养护室。

17、进一步地，co2预养护室和co2养护室内分别设有用于使气体均匀分布的鼓风机。

18、co2预养护室连通第一烟气通入管道，co2养护室连通第二烟气通入管道和第三烟气通入管道；第一烟气通入管道与第二烟气通入管道连接的烟气通入口均低于第一传送带上表面，第三烟气通入管道连接的烟气通入口低于第二传送带上表面；

19、co2预养护室上端设置第一抽风机，第一抽风机通过第一气体管道连接余热捕集系统的第一入口；co2养护室上端设置第二抽风机，第二抽风机通过第二气体管道连接余热捕集系统的第二入口；余热捕集系统通过设置气体出口连通第三气体管道；第三气体管道连通第一烟气通入管道或烟气排出口，用于形成气体循环回路或者排出co2浓度不达标气体。

20、co2预养护室、co2养护室、烟气通入管道和第三气体管道上均设有co2浓度检测仪；热能输入干燥预养护室上设有温湿度传感器。

21、进一步地，在co2养护室中，第一传送带或第二传送带的传送方向与co2养护室气体通入方向相反。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

23、本发明提供的利用烟气养护碳化制品的方法包括预养护和养护两个部分，全程利用烟气作为co2气体源，这大大降低了co2的富集成本，且降低了烟气中co2对环境的污染。本发明的预养护过程采用两种养护方式，包括热能输入干燥预养护和co2预养护，可选择性好，且通过预养护将制品中的多余水分排出，利于后续养护过程中co2气体扩散到基体内部，结合静置处理促进制品内部水分重新分散，利于后续co2养护，从而有效提升碳化制品的力学性能和吸碳量。

24、本发明提供的利用烟气养护碳化制品的装置，包括预养护室、缓冲室、养护室、传送带和余热捕集系统等；并设置了缓冲室，可为制品提供内部水分重新分布的时间，进而有利于后续co2养护。本发明提供的养护装置利用传送带将预养护与养护过程连为一体，生产效率高。

25、进一步地，碳化反应是一个放热的过程，在co2预养护及养护过程中会产生大量的热能排出，本发明通过形成气体循环回路，通过气体循环可将碳化反应产生的热能捕集，供碳化制品干燥预养护使用。

技术特征：

1.一种用烟气养护碳化制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用烟气养护碳化制品的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热能输入干燥预养护的温度为30～40℃，湿度为0～85％rh，时间为1～4h。

3.根据权利要求1所述的用烟气养护碳化制品的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述co2预养护采用co2组分体积浓度为5～10％vol的第一烟气，第一烟气的气体流速为5～10m3/h。

4.根据权利要求1所述的用烟气养护碳化制品的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述co2预养护的温度为0～40℃，湿度为0～90％rh，时间为1～4h。

5.根据权利要求1所述的用烟气养护碳化制品的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述co2养护采用co2组分体积浓度为10～40％vol的第二烟气，第二烟气的气体流速为5～10m3/h。

6.根据权利要求1所述的用烟气养护碳化制品的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述co2养护的温度为0～60℃，湿度为0～90％rh，时间为2～24h。

7.一种用烟气养护碳化制品的装置，其特征在于，所述装置用于权利要求1-6任一项方法中进行烟气养护碳化制品；所述装置包括co2预养护室、热能输入干燥预养护室、余热捕集系统和co2养护室；

8.根据权利要求7所述的用烟气养护碳化制品的装置，其特征在于，co2预养护室和co2养护室内分别设有用于使气体均匀分布的鼓风机。

9.根据权利要求7所述的用烟气养护碳化制品的装置，其特征在于，co2预养护室连通第一烟气通入管道，co2养护室连通第二烟气通入管道和第三烟气通入管道；第一烟气通入管道与第二烟气通入管道连接的烟气通入口均低于第一传送带上表面，第三烟气通入管道连接的烟气通入口低于第二传送带上表面；

10.根据权利要求7所述的用烟气养护碳化制品的装置，其特征在于，co2预养护室、co2养护室、烟气通入管道和第三气体管道上均设有co2浓度检测仪；热能输入干燥预养护室上设有温湿度传感器；

技术总结本发明涉及一种用烟气养护碳化制品的方法及装置，包括以下步骤：(1)将碳化制品坯体A进行预养护，得到碳化制品坯体B；所述预养护包括热能输入干燥预养护和CO<subgt;2</subgt;预养护中的一种或多种；(2)将碳化制品坯体B进行养护，得到碳化制品；其中，CO<subgt;2</subgt;预养护和CO<subgt;2</subgt;养护中采用的CO<subgt;2</subgt;气体源均为烟气，所述烟气中CO<subgt;2</subgt;体积浓度≥5％。本发明利用烟气作为CO<subgt;2</subgt;气体源，降低CO<subgt;2</subgt;的富集成本和烟气中CO<subgt;2</subgt;对环境的污染；通过预养护将制品中的多余水分排出，利于后续养护过程中CO<subgt;2</subgt;气体扩散到基体内部，结合静置处理促进制品内部水分重新分散，有效提升碳化制品的力学性能和吸碳量；生产效率高。技术研发人员：王发洲,刘志超,谢大明,胡曙光受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2