[发明专利]一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统

说明书

本发明属于烟气治理、建筑材料技术领域，具体为一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统，该生产系统包括制浆系统、吸收塔系统、固液分离系统，所述制浆系统与所述吸收塔系统上部连接，将所述制浆系统的吸收剂送入所述吸收塔，所述吸收塔系统底部与所述固液分离系统连接，所述固液分离系统与所述制浆系统连接，将分离得到的溶液通过所述制浆系统重新回到所述吸收塔系统。本发明的有益效果是：通过本发明的技术可以通过碱性固废来捕捉固化工业烟气中的CO2，将CO2转换为无机高效胶凝材料，可用于建材制造，实现了对二氧化碳和固废的再处理和利用，工艺和反应简单易实现，具有较高的经济价值。

技术领域

本发明属于烟气治理、建筑材料技术领域，具体为一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统。

背景技术

碳捕捉(CCS)为将工业生产中的二氧化碳用各种手段捕捉然后储存或者利用的过程。目前的碳捕捉技术很难资源化，成本昂贵。现有技术使用碳捕捉技术进行CO2处理时，一般通过外加剂捕捉工业烟气中的CO2到溶液中，并通过高能耗的方式将溶液中的CO2以气体形式释放并浓缩提纯。提纯后的CO2，进行固化填埋，或作为其他食品及化工工业用品的原材料。由于食品及化工工业对原材料的纯度要求极高，其中浓缩和提纯的成本昂贵。而固体填埋的处理费用较高，并且可能有二次逃逸的风险。

碳酸钙是使用范围非常广泛的一种无机填料，其可以广泛应用于造纸、橡胶、建材、涂料等工业领域中，尤其在建筑行业有广泛的应用，需要与粘土等材料混合制备成水泥才具有胶结的特性。

中国专利CN104936900A提供了一种制备碳酸钙凝胶的方法及由其获得的产物，包括使干燥固体形式的熟石灰与醇反应以形成醇钙的醇悬浮液；将二氧化碳注入所述悬浮液中，以及使悬浮液凝胶化成沉淀的碳酸钙醇凝胶，然后能够干燥所述醇溶胶以形成碳酸钙的气凝胶或干凝胶。该方法能够工业制备稳定的气凝胶，且该凝胶具有大的BET比表面积。该技术是通过气凝胶的方式得到一种凝胶物质，并实现碳酸钙较大比表面积轻质结构的，其可作为绝缘体的候选者。在[0033]段指明，所用的醇含有尽可能少的水，由于上述这种水会造成凝胶解构的风险。反应条件要求苛刻。由于普通烟气环境及含有二氧化碳的固体废弃物中，一般都会有水的存在，因此该方法用于烟气和固体废弃物的处理时效果还有待进一步验证，且生成的是碳酸钙凝胶，不具有胶凝材料胶结其它物料的性能。

目前，仍然没有对烟气中二氧化碳及固废进行回收再利用较好的方法，该问题亟需进行研究解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统，通过本发明的技术可以通过碱性固废来捕捉固化工业烟气中的CO2，将CO2转换为无机高效胶凝材料，可用于建材制造，实现了对二氧化碳和固废的再处理和利用，工艺和反应简单易实现，具有较高的经济价值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）将碳捕捉剂在制浆系统内制浆，并加水稀释混匀，得到二氧化碳吸收剂；

（2）二氧化碳的捕捉吸收：将含有二氧化碳的工业烟气通入吸收塔，将上述吸收剂泵送至吸收塔进行喷淋，得到二氧化碳储集材料CO2SM；喷淋后的溶液从塔底泵送回吸收塔重新进行喷淋；

（3）固液分离及碳固化：吸收完二氧化碳的浆液，至PH值降低至6-7时，从吸收塔底部泵送入固液分离系统，在固液分离系统加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物，使体系中物质在有水的条件下反应并结晶，得到球霰石CaCO3 （V型）颗粒，即球霰石胶凝建筑原材料；结晶后的溶液回收，重新用于二氧化碳的捕捉。

优选地，所述步骤（2）中，喷淋过程挥发出来的雾气由吸收塔内的除雾器捕捉收集，除雾器用水进行清洗，清洗液进入塔底；经过除雾器的净烟气从吸收塔的塔上烟囱出去。