[發明專利]一種用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的反應器及使用方法

有效

• 申請號: 201410092500.2
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104907010B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 李會泉;趙紅濤;包煒軍;李松庚;王晨曄;孫振華;盛勇;李兵;梅勝明;周佩
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J8/08
• 分類號: B01J8/08;B01F13/02;C01F11/18
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的反應器，其特征在于，反應器為帶氣動攪拌的加壓環流反應器(1)，在加壓環流反應器(1)的中間設有導流筒(2)，在導流筒(2)的最下端設有變徑(3)，在加壓環流反應器(1)的底部中心設有高壓CO₂氣體入口(4)，在加壓環流反應器(1)的頂部分別設有CO₂氣體出口(5)和壓力監測接口(6)以及液位監測接口(7)，在加壓環流反應器(1)的底部還設有溫度監測接口(8)，在加壓環流反應器(1)的側面靠上方設有鈣基固廢與氨介質混合物料進口(9)，在加壓環流反應器(1)的側面靠下方設有鈣基固廢礦化CO₂產物出口(10)，此外在導流筒(2)的正上方設有氣液分離區(11)。

2.如權利要求1所述一種氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的反應器，其特征在于，加壓環流反應器(1)筒體的高徑比為2～10：1，加壓環流反應器(1)內設導流筒(2)的高徑比為2～20：1，加壓環流反應器(1)筒體截面積與導流筒(2)截面積的比值為1：0.2～0.8，導流筒(2)下端變徑(3)的錐角為30度～150度，導流筒(2)下端變徑(3)的上下端截面積比值為1：0.3～0.8。

3.如權利要求1所述一種氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的反應器，其特征在于，高壓CO₂氣體入口(4)安裝位置為其頂端與變徑(3)下端平行，混合物料進口(9)安裝位置為導流筒(2)最上端往下5～30cm，產物出口(10)安裝位置為導流筒(2)最下端往上5～30cm，高壓CO₂氣體入口(4)、混合物料進口(9)以及產物出口(10)的截面積取決于鈣基固廢與氨介質混合物料在加壓環流反應器中的停留時間。

4.一種如權利要求1所述的反應器用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的方法，其特征在于，將處理后得到的一定粒度鈣基固廢顆粒與一定濃度含氨介質的水溶液，經攪拌混合均勻，經物料進口(9)連續打入加壓環流反應器(1)中，在一定溫度下與經氣體入口(4)連續通入具有一定壓力的CO₂氣體，進行強化碳酸化反應，強化碳酸化反應后的產物經產物出口(10)連續排出并進行固液分離，得到鈣基固廢礦化產物，殘余的未反應氣體經CO₂氣體出口(5)排出，排出的未反應氣體經氨介質吸收，所得吸收液再與鈣基固廢顆粒混合均勻后，連續打入加壓環流反應器中進行強化碳酸化反應。

5.如權利要求4所述的反應器用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的方法，其特征在于，所述的鈣基固廢選自工業磷石膏、氟石膏、脫硫石膏、鐵水脫硫渣中的一種或幾種，所述的氨介質選自氣氨、液氨、碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或幾種。

6.如權利要求4所述的反應器用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的方法，其特征在于，加壓環流反應器內所采用的反應條件為：反應溫度為60～200℃，反應停留時間為5～60分鐘，CO₂氣體分壓為1～40bar，CO₂氣體濃度為20～99.99％。