[發明專利]一種利用工業廢氣熱加固軟土地基的處理系統及方法

有效

• 申請號: 201310122135.0
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103147434A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 蔡光華;易耀林;劉松玉;秦小青
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11;E02D3/12
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王劍

技術領域

本發明涉及一種加固軟土地基的處理系統及方法，特別涉及一種利用工業廢氣熱加固軟土地基的處理系統及方法，屬于環境巖土工程技術領域。

背景技術

2007年，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第四次評估報告中指出：“自20世紀中期以來全球氣候變暖是由于人為溫室氣體的排放增加所致，尤其是二氧化碳”。目前，人類活動引起全球二氧化碳的排放量約為每年240億噸，累計的二氧化碳濃度為379ppm，超過工業化前的33%，并且每年將以超過1ppm的速度增加，給全球造成了許多重大災難。據文獻統計，二氧化碳的排放量到2025年將增加到388億噸，全世界環境難民已達2500萬人，預計到2050年，全球變暖導致的環境難民將達到1.5億人，中國也深受氣候變暖的危害。據2008年的《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書所述，中國氣候變暖的趨勢與全球的總趨勢基本一致。中國百年來（1908-2007年）地表平均氣溫升高了1.1℃，近30年來，中國沿海的海表面溫度上升了0.9℃，沿海海平面上升了9cm。中國科學家的預測結果表明：2020年中國年平均氣溫將升高1.3℃～2.1℃，2050年將升高2.3℃～3.3℃。這將引起極端天氣氣候事件發生頻率增加，降水分布不均現象更加明顯，強降水事件發生頻率增加，干旱范圍繼續擴大，海平面上升趨勢進一步加劇。因此，二氧化碳減排已成為制約經濟社會和生態環境發展的瓶頸。

水泥生產排放的二氧化碳包括：煅燒熟料和燃料直接產生的二氧化碳和煅燒石灰石間接生成的二氧化碳；理論上，每生產1噸水泥熟料生成0.511噸二氧化碳，煤燃燒產生0.383～0.704噸二氧化碳。加上生成熟料時碳酸鈣分解產生的二氧化碳，每生產1噸水泥熟料排放0.894～1.215噸二氧化碳，一般來說，每生產1噸水泥熟料排放約1噸二氧化碳。目前，每年全球波蘭特水泥的產量超過25億噸，并且預計到2050年可翻一倍，水泥生產產生的二氧化碳相當于所有全球人為排放的5～10%，有統計稱，我國2008年水泥量超過7億噸，水泥生產過程中的二氧化碳排放總量約占全國二氧化碳排放總量的18%～22%。

中國作為負責任的發展中大國和京都協定的簽約國，承擔著很重的二氧化碳減排責任，二氧化碳的減排、捕捉和封存已引起政府和科研界的關注，是當前環境工程研究的一個重點問題。但二氧化碳捕捉和封存技術仍處于探索和初始階段，其安全性有待繼續檢驗，成本相對較高。然而工程建設中水泥生產是二氧化碳產生的重要來源之一，國內外科學家早已開始研究波蘭特水泥的替代品，如1867年法國所瑞爾（Sorel）發明的Sorel水泥，也稱鎂水泥或氯氧鎂水泥；澳大利亞科學家John?Harrison在2001和2004年利用活性氧化鎂發明了Tec-cements、Eco-cements和Enviro-cements三種“綠色水泥”。同時Harrison強調了新型含鎂水泥具有一些優于波蘭特水泥的優勢，如活性氧化鎂可在比波蘭特水泥低600～750℃的溫度下生產，而水泥生產的煅燒溫度高達1450℃；生產1噸氧化鎂需要2.08噸的碳酸鎂，產生約1.4噸的二氧化碳排放，生產1噸生石灰則需要1.8噸石灰石，并且排放約0.79噸二氧化碳；此外，生石灰是早期主要的土體固化劑，生石灰與土中的水分快速發生水化反應并生成氫氧化鈣，該反應會降低土體中的含水量，改善土體性質，氫氧化鈣經膠凝作用生成了硅酸鈣，若通入二氧化碳也可由部分石灰石生成，從而提高固化土的強度。活性氧化鎂在常溫下可與水迅速發生反應，生成氫氧化鎂，在通入二氧化碳作用下，可在數小時內完成碳化，能提高固化土的強度，經測試其強度并不低于水泥土的強度，同時吸收了二氧化碳，具有顯著的環境效應。

我國處于工程建設的快速發展時期，仍有大量的地基加固工程，并且我國已有很多關于地基加固的技術和方法，但是目前所具有的處理裝置在滿足低碳環保和施工效率等方面仍存很大差距。

因此，結合以上環境問題和我國目前的現狀，開發和研制一種具有自主知識產權的利用工業廢氣熱加固軟土地基的處理系統和方法，對我國二氧化碳減排、改善生態環境和提高地基加固效率等方面具有重要意義。

發明內容

針對上述存在的環境問題和工業廢氣熱的可利用性，本發明的目的在于提供一種低碳、環保利用工業廢氣熱加固軟土地基的處理系統及方法，同時該發明也可提高地基的加固效率。

其技術解決方案為：