一种基于喷射粉煤灰浆体的CO2固碳装置及固碳方法
本发明涉及碳封存及利用装置领域，具体是指一种基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置及固碳方法。
背景技术：
1、煤炭的大量使用伴随着温室气体尤其是二氧化碳(co2)的排放，对环境造成了严重影响。为了应对这一挑战，实现碳达峰和碳中和目标，碳封存技术成为了一种重要的解决方案。通过将工业排放的co2进行有效封存，可以减少大气中的温室气体浓度，对抵制全球变暖具有重要意义。
2、粉煤灰，作为火力发电厂中产生的工业副产品，具有巨大的碳封存潜力。它含有较高比例的碱性氧化物，如氧化钙(cao)，这些成分能够与co2发生化学反应，生成稳定的碳酸盐矿物，实现co2的长期固定。粉煤灰的这一特性，加之其丰富的来源和较低的处理成本，使其成为实现碳封存的有力候选材料。此外，粉煤灰的利用还有助于减少工业固废的环境影响，实现废物的资源化利用。目前，粉煤灰碳封存的手段主要包括湿法碳酸化、干法碳酸化和直接液相矿化法等。因此需要一种可以采用粉煤灰对co2进行固碳的固碳装置。
3、cn116492828a提供了一种粉煤灰矿化封存二氧化碳的装置，通过将二氧化碳吸收液输送到反应腔内进行碳化反应后分离的方式进行固碳，然而这种方式需要将二氧化碳气体先吸收为液体，步骤复杂、成本高。而单独将二氧化碳气体输送至反应腔的方案，二氧化碳气体与粉煤灰的接触面积小，碳化效率低。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题为提供一种基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，能够实现co2的碳封存，操作简便、成本低廉。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，包括co2进气管道、进料装置、粉煤灰浆体罐、搅拌装置、喷射装置、co2出气口；
3、所述进料装置与所述粉煤灰浆体罐连通向粉煤灰浆体罐内提供粉煤灰及水，所述搅拌装置设于所述粉煤灰浆体罐内部将粉煤灰和水进行混合搅拌成粉煤灰浆料；
4、所述粉煤灰浆料罐上方呈开口，所述co2进气管道及co2出气口与所述粉煤灰浆料罐上方相通；
5、所述喷射装置通过流体输送装置与所述粉煤灰浆体罐连通，以在co2进气管道内及co2出气口下方喷射所述粉煤灰浆料。
6、在其中一些实施例中，所述进料装置包括储水箱、粉煤灰原料仓，所述储水箱通过出水管道将水输送至粉煤灰浆体罐内；所述粉煤灰原料仓的粉煤灰通过输送带输送至粉煤灰浆料罐内。
7、在其中一些实施例中，所述出水管道上还设有液体流量阀。
8、在其中一些实施例中，所述喷射装置分为设于co2进气管道的第一喷嘴与co2出气口的第二喷嘴，所述第一喷嘴通过第一输送管道与流体输送装置出料口连通，所述第二喷嘴通过第二输送管道与流体输送装置出料口连通。
9、在其中一些实施例中，还包括三通分流管道，所述三通分流管道进口与流体输送装置出料口连接，所述第一输送管道与第二输送管道分别与所述三通分流管道的两个出口连接。
10、在其中一些实施例中，还包括出料机构，所述出料机构与所述粉煤灰浆体罐连通。
11、在其中一些实施例中，所述出料机构包括出料管道以及设于出料管道的阀门及出水泵。
12、在其中一些实施例中，还包括鼓风机，所述鼓风机将co2气体吹入所述co2进气管道。
13、在其中一些实施例中，所述粉煤灰浆料罐分为第一部分与第二部分，所述co2进气管道及co2出气口与所述粉煤灰浆料罐第一部分相通，所述进料装置设于所述第二部分上方，所述第一部分与第二部分的开口相互隔离不连通。
14、为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种上述的固碳装置的固碳方法包括以下步骤；
15、s1：在粉煤灰浆料罐中搅拌形成粉煤灰浆料；
16、s2：打开所述流体输送装置，同时向co2进气管道输送co2；所述流体输送装置将所述粉煤灰浆料喷射向co2进气管道内及co2出气口下方，co2气体一部分与co2进气管道的粉煤灰浆料进行碳化反应，还有一部分与所述粉煤灰浆料罐内的粉煤灰浆料进行碳化反应，剩余的部分与co2出气口下方的粉煤灰浆料进行碳化反应，未反应的部分从co2出气口排出。
17、相较于现有技术，本发明所具备的有益效果包括：
18、1、本发明采用喷射技术，通过将粉煤灰浆体均匀喷射到co2气体中，显著增加了气液接触面积，加速了co2的吸收和矿化反应。这种喷射方式确保了碳化反应在整个系统中的均匀性，避免了传统搅拌设备可能出现的反应不均匀问题。同时强化了传热和传质过程，进一步提升了碳化反应速率。
19、2、本发明喷射装置向co2进气管道和co2出气口下方喷射浆料，确保了粉煤灰浆体可以在整个气体流动路径上均匀喷射。这种布局不仅提高了co2的利用率，还使得气体在进入和离开反应区时都能与粉煤灰浆体充分接触，从而最大程度地促进了co2的矿化反应，使得粉煤灰浆体能在气体流动中形成细小液滴，增加了与co2接触的机会，提高了反应效率，同时减少了能源消耗和运行成本。
20、3、本发明不仅能有效实现co2的封存，还能将粉煤灰这一工业废弃物转化为有价值的资源。通过湿法矿化过程，粉煤灰中的碱性成分与co2反应生成稳定的碳酸盐，不仅减少了环境污染，还为粉煤灰提供了新的应用途径。此外，经过处理的粉煤灰可以用于建筑材料、土壤改良剂、甚至是作为某些化工产品的原料，大大拓宽了其应用范围。出料口的粉煤灰基产品可根据需求定制，适用于多种不同的工业和环境工程领域，展现了该技术的高度灵活性和市场潜力。
技术特征：
1.一种基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，包括co2进气管道、进料装置、粉煤灰浆体罐、搅拌装置、喷射装置、co2出气口；
2.根据权利要求1所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，所述进料装置包括储水箱、粉煤灰原料仓，所述储水箱通过出水管道将水输送至粉煤灰浆体罐内；所述粉煤灰原料仓的粉煤灰通过输送带输送至粉煤灰浆料罐内。
3.根据权利要求2所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，所述出水管道上还设有液体流量阀。
4.根据权利要求1所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，所述喷射装置分为设于co2进气管道的第一喷嘴与co2出气口的第二喷嘴，所述第一喷嘴通过第一输送管道与流体输送装置出料口连通，所述第二喷嘴通过第二输送管道与流体输送装置出料口连通。
5.根据权利要求4所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，还包括三通分流管道，所述三通分流管道进口与流体输送装置出料口连接，所述第一输送管道与第二输送管道分别与所述三通分流管道的两个出口连接。
6.根据权利要求1所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，还包括出料机构，所述出料机构与所述粉煤灰浆体罐连通。
7.根据权利要求6所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，所述出料机构包括出料管道以及设于出料管道的阀门及出水泵。
8.根据权利要求1所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，还包括鼓风机，所述鼓风机将co2气体吹入所述co2进气管道。
9.根据权利要求1所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置，其特征在于，所述粉煤灰浆料罐分为第一部分与第二部分，所述co2进气管道及co2出气口与所述粉煤灰浆料罐第一部分相通，所述进料装置设于所述第二部分上方，所述第一部分与第二部分的开口相互隔离不连通。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于喷射粉煤灰浆体的co2固碳装置的固碳方法，其特征在于，包括以下步骤；
技术总结
本发明提供了一种基于喷射粉煤灰浆体的CO<subgt;2</subgt;固碳装置，包括CO<subgt;2</subgt;进气管道、进料装置、粉煤灰浆体罐、搅拌装置、喷射装置、CO<subgt;2</subgt;出气口；所述进料装置与所述粉煤灰浆体罐连通向粉煤灰浆体罐内提供粉煤灰及水，所述搅拌装置设于所述粉煤灰浆体罐内部将粉煤灰和水进行混合搅拌成粉煤灰浆料；所述粉煤灰浆料罐上方呈开口，所述CO<subgt;2</subgt;进气管道及CO<subgt;2</subgt;出气口与所述粉煤灰浆料罐上方相通；所述喷射装置通过流体输送装置与所述粉煤灰浆体罐连通，以在CO<subgt;2</subgt;进气管道内及CO<subgt;2</subgt;出气口下方喷射所述粉煤灰浆料。
技术研发人员：张高鸿,林继铭,侯建强,杨建红
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23