【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于节能环保，具体涉及一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统。
技术介绍
1、钢渣、废弃混凝土等大宗固废如果直接掺入混凝土会对混凝土性能造成负面影响，而这些富含钙、镁的大宗固废在湿润状态下与二氧化碳接触后能吸收二氧化碳，转化为相应的固体碳酸盐矿物。其中钢渣等固废在碳化后可以降低游离氧化钙、氧化镁含量，避免影响水泥混凝土安定性；废弃混凝土碳化后可以在自身孔隙中生成碳酸钙和硅胶，从而起到增强作用。因此对上述大宗固废通入二氧化碳在湿润状态下能够实现对固废的碳化，既减少了二氧化碳的排放，又能便于固废作为混凝土原料进行使用，减少对混凝土性能的负面影响。
2、在现有技术中，为了增加碳化反应效率，也为后续资源化利用做准备，固废一般都会被破碎研磨成较小颗粒后再进行碳化，其中一种方式就是将一定粒径的固废颗粒加入球磨机，进行湿法球磨，并通入二氧化碳。相对于研磨后进行碳化，一方面能同时进行研磨和碳化，另一方面研磨过程能破坏碳化时在固废表层形成的碳化层，能保持固废的未碳化部分与二氧化碳接触，因此能够提高碳化速率并让固废充分被碳化。但这类现有技术目前仍存在下列缺陷：湿法球磨对于料浆流动性要求很高，需要加入大量液体，直接通入的二氧化碳与液体接触面小，二氧化碳溶解量少，存在较难直接接触固废，降低反应效率的问题。为此，现有技术常采用加压注入二氧化碳的方式增加二氧化碳溶解量和反应效率，但这一方面需要使用增压装置，提高了能耗，对容器和管路也提出了更高的耐高压要求，另一方面该方式对二氧化碳溶解速率和碳化反应效率的提升有限，仍需进一步提高碳化反应效率
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，用于解决现有技术中湿磨碳化时二氧化碳气体溶解速度慢、溶解量低，碳化反应程度低、持续时间长的技术问题。
2、所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，包括立式球磨机和二氧化碳气源，还包括微细气泡发生器、浆液循环泵和浆液循环管，所述立式球磨机的筒体内置研磨球用于对固废进行湿法球磨，所述微细气泡发生器安装在所述筒体底部，所述微细气泡发生器的出口与所述筒体内连通，所述微细气泡发生器的液体入口通过浆液循环管连通所述筒体上的液体循环出口，所述浆液循环泵设于所述浆液循环管上，所述二氧化碳气源通过气管连接到所述微细气泡发生器的气体入口。
3、优选的，所述立式球磨机包括所述筒体、搅拌机构、搅拌电机和筒盖，所述搅拌电机安装在所述筒盖上，所述筒盖安装在所述筒体的顶部开口上，所述搅拌机构位于所述筒体内并与所述搅拌电机的输出轴相连，所述筒体的筒底内设有进液结构，所述进液结构的上部为连通所述筒体内研磨腔的若干进液槽，所述进液结构的下部为与所述微细气泡发生器的出口相连通的进液口。
4、优选的，所述进液结构还包括在所述筒底内的进液腔，所述进液腔顶部的形状和大小与所述研磨腔的底部形状和大小相适配，所述进液槽均匀分布在所述研磨腔的底部并与所述进液腔的顶部连通，所述进液口设于所述进液腔的底部中心。
5、优选的，所述筒底上面固定安装有若干耐磨板，所述耐磨板之间留有间隙，所述进液槽均位于所述耐磨板之间的间隙下方。
6、优选的，所述微细气泡发生器包括发生器外壳、安装在所述发生器外壳底部的发生器电机、气泡破碎机构和所述出口，所述微细气泡发生器的出口为文丘里管结构，位于所述出口顶部的开口直径大于位于所述出口中部的喉管部分的直径，所述喉管部分的直径小于所述出口底部的直径。
7、优选的，所述出口顶部的开口处设有防止浆液逆流的单向阀，所述微细气泡发生器的出口通过密封连接的旋转接头与所述筒底连接。
8、优选的，所述发生器外壳内固定有水平隔板，所述水平隔板将所述发生器外壳的内腔分隔为上部的气泡破碎腔和下部的储液腔，所述气泡破碎机构包括中心转轴和安装在所述中心转轴上的气泡剪切叶片，所述中心转轴竖直安装在所述发生器外壳的内腔中心，所述中心转轴的下部穿过所述水平隔板的中心通孔与所述发生器电机的输出轴相连，所述气泡剪切叶片安装在所述中心转轴位于所述水平隔板上方的部分，所述中心通孔的半径小于所述气泡剪切叶片径向伸出的长度，所述储液腔与所述液体入口连通，所述液体入口的侧面设有所述气体入口。
9、优选的，所述湿法球磨碳化系统还包括旋流分离器和浓浆液回收箱，所述浆液循环管分为第一循环管和第二循环管，所述第一循环管连接所述液体循环出口和所述旋流分离器的入口，所述浆液循环泵设于所述第一循环管上，所述第二循环管连接所述旋流分离器的稀浆液出口和所述微细气泡发生器的液体入口，所述旋流分离器下端的浓浆液出口与所述浓浆液回收箱连通。
10、优选的，所述浓浆液回收箱通过固废回输管连通到所述筒盖上的固废入口，所述固废回输管上设有浓浆液输送泵。
11、优选的，所述二氧化碳气源为储气罐，所述筒盖上设有连通所述筒体上部的出气口，所述出气口经气体循环管连通所述储气罐的进气口，且所述气体循环管上设有加压泵。
12、本专利技术具有以下优点：本专利技术提供了一种湿法球磨碳化系统，通过浆液循环管实现浆液的循环输送，稀浆液和二氧化碳均被输送到微细气泡发生器中混合并将二氧化碳气泡打碎，在剧烈扰动下，稀浆液与二氧化碳发生初步碳化反应，产生颗粒细小的微纳米级轻质碳酸钙，此类轻质碳酸钙可以有效提高混凝土各方面性能。未完全溶解反应的二氧化碳微气泡形成均匀混合有二氧化碳微细气泡的浆液，再将该种浆液补充回球磨机中，从而在湿法球磨过程中对筒体内的浆液中引入二氧化碳的微细气泡，这种形式的微细气泡能有效加速二氧化碳溶解，从而加速生成碳酸根离子并与固废表面发生碳化反应。
13、本方案中混合有微细气泡的浆液是从筒体底部均匀充入筒体中，在充入过程中，研磨球的搅动作用和微细气泡自身浮力结合，让微细气泡对浆液产生剧烈地搅动、剪切效果，从而能避免碳化过程中碳化产物对钢渣等固废颗粒表面的堆积包覆，在微细气泡的搅动冲击和湿磨共同作用下，作为碳化产物的碳酸钙晶体不断破碎，难以在固废颗粒表面持续长大，因此能提高碳化产物的颗粒细度，使得应用该类产物的混凝土的相关性能得到提升。最后从二氧化碳吸收角度来看，微细气泡的上浮速度低于大气泡，因此本方案从筒体底部引入微细气泡后，还能通过降低浆液中二氧化碳的上浮速度，有利于固废及浆液中未碳化反应完的物质与二氧化碳充分接触，通过增加接触时间提高碳吸收效果，让二氧化碳尽可能被捕集，提高碳捕集效率。
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1.一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，包括立式球磨机(2)和二氧化碳气源(1)，其特征在于：还包括微细气泡发生器(3)、浆液循环泵(6)和浆液循环管(8)，所述立式球磨机(2)的筒体(21)内置研磨球(24)用于对固废进行湿法球磨，所述微细气泡发生器(3)安装在所述筒体(21)底部，所述微细气泡发生器(3)的出口与所述筒体(21)内连通，所述微细气泡发生器(3)的液体入口(35)通过浆液循环管(8)连通所述筒体(21)上的液体循环出口(211)，所述浆液循环泵(6)设于所述浆液循环管(8)上，所述二氧化碳气源(1)通过气管连接到所述微细气泡发生器(3)的气体入口(36)。
2.根据权利要求1所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述立式球磨机(2)包括所述筒体(21)、搅拌机构(23)、搅拌电机(22)和筒盖(26)，所述搅拌电机(22)安装在所述筒盖(26)上，所述筒盖(26)安装在所述筒体(21)的顶部开口上，所述搅拌机构(23)位于所述筒体(21)内并与所述搅拌电机(22)的输出轴相连，所述筒体(21)的筒底内设有进液结构，所述进液结构的上部为
3.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述进液结构还包括在所述筒底内的进液腔(28)，所述进液腔(28)顶部的形状和大小与所述研磨腔的底部形状和大小相适配，所述进液槽(212)均匀分布在所述研磨腔的底部并与所述进液腔(28)的顶部连通，所述进液口设于所述进液腔(28)的底部中心。
4.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述筒底上面固定安装有若干耐磨板(25)，所述耐磨板(25)之间留有间隙，所述进液槽(212)均位于所述耐磨板(25)之间的间隙下方。
5.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述微细气泡发生器(3)包括发生器外壳(31)、安装在所述发生器外壳(31)底部的发生器电机(33)、气泡破碎机构(32)和所述出口，所述微细气泡发生器(3)的出口为文丘里管结构，位于所述出口顶部的开口直径大于位于所述出口中部的喉管部分(38)的直径，所述喉管部分(38)的直径小于所述出口底部的直径。
6.根据权利要求5所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述出口顶部的开口处设有防止浆液逆流的单向阀(37)，所述微细气泡发生器(3)的出口通过密封连接的旋转接头(39)与所述筒底连接。
7.根据权利要求5所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述发生器外壳(31)内固定有水平隔板，所述水平隔板将所述发生器外壳(31)的内腔分隔为上部的气泡破碎腔和下部的储液腔(34)，所述气泡破碎机构(32)包括中心转轴和安装在所述中心转轴上的气泡剪切叶片，所述中心转轴竖直安装在所述发生器外壳(31)的内腔中心，所述中心转轴的下部穿过所述水平隔板的中心通孔与所述发生器电机(33)的输出轴相连，所述气泡剪切叶片安装在所述中心转轴位于所述水平隔板上方的部分，所述中心通孔的半径小于所述气泡剪切叶片径向伸出的长度，所述储液腔(34)与所述液体入口(35)连通，所述液体入口(35)的侧面设有所述气体入口(36)。
8.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述湿法球磨碳化系统还包括旋流分离器(4)和浓浆液回收箱(5)，所述浆液循环管(8)分为第一循环管和第二循环管，所述第一循环管连接所述液体循环出口(211)和所述旋流分离器(4)的入口，所述浆液循环泵(6)设于所述第一循环管上，所述第二循环管连接所述旋流分离器(4)的稀浆液出口和所述微细气泡发生器(3)的液体入口(35)，所述旋流分离器(4)下端的浓浆液出口与所述浓浆液回收箱(5)连通。
9.根据权利要求8所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述浓浆液回收箱(5)通过固废回输管连通到所述筒盖(26)上的固废入口(262)，所述固废回输管上设有浓浆液输送泵(9)。
10.根据权利要求1所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述二氧化碳气源(1)为储气罐，所述筒盖(26)上设有连通所述筒体(21)上部的出气口(261)，所述出气口(261)经气体循环管连通所述储气罐的进气口，且所述气体循环管上设有加压泵(7)。
...【技术特征摘要】
1.一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，包括立式球磨机(2)和二氧化碳气源(1)，其特征在于：还包括微细气泡发生器(3)、浆液循环泵(6)和浆液循环管(8)，所述立式球磨机(2)的筒体(21)内置研磨球(24)用于对固废进行湿法球磨，所述微细气泡发生器(3)安装在所述筒体(21)底部，所述微细气泡发生器(3)的出口与所述筒体(21)内连通，所述微细气泡发生器(3)的液体入口(35)通过浆液循环管(8)连通所述筒体(21)上的液体循环出口(211)，所述浆液循环泵(6)设于所述浆液循环管(8)上，所述二氧化碳气源(1)通过气管连接到所述微细气泡发生器(3)的气体入口(36)。
2.根据权利要求1所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述立式球磨机(2)包括所述筒体(21)、搅拌机构(23)、搅拌电机(22)和筒盖(26)，所述搅拌电机(22)安装在所述筒盖(26)上，所述筒盖(26)安装在所述筒体(21)的顶部开口上，所述搅拌机构(23)位于所述筒体(21)内并与所述搅拌电机(22)的输出轴相连，所述筒体(21)的筒底内设有进液结构，所述进液结构的上部为连通所述筒体(21)内研磨腔的若干进液槽(212)，所述进液结构的下部为与所述微细气泡发生器(3)的出口相连通的进液口。
3.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述进液结构还包括在所述筒底内的进液腔(28)，所述进液腔(28)顶部的形状和大小与所述研磨腔的底部形状和大小相适配，所述进液槽(212)均匀分布在所述研磨腔的底部并与所述进液腔(28)的顶部连通，所述进液口设于所述进液腔(28)的底部中心。
4.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述筒底上面固定安装有若干耐磨板(25)，所述耐磨板(25)之间留有间隙，所述进液槽(212)均位于所述耐磨板(25)之间的间隙下方。
5.根据权利要求2所述的一种利用微细气泡的湿法球磨碳化系统，其特征在于：所述微细气泡发生器(3)包括发生器外壳(31)、安装在所述发生器外壳(31)底部的发生器电机(33)、气泡破碎机构(32)和所述出口，所述微细气泡发生器(3)的出口为文丘里管结构，位于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永波，刘致远，马明，姚方行，徐晓亮，吴启一，刘龙飞，汤磊，
申请(专利权)人：三碳安徽科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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