CN102671519A - 一种钢渣资源化固定co2的方法 - Google Patents

一种钢渣资源化固定co2的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102671519A
CN102671519A CN201210169202XA CN201210169202A CN102671519A CN 102671519 A CN102671519 A CN 102671519A CN 201210169202X A CN201210169202X A CN 201210169202XA CN 201210169202 A CN201210169202 A CN 201210169202A CN 102671519 A CN102671519 A CN 102671519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
steel slag
shrend
recycling
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210169202XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵宏欣
齐涛
袁章福
潘贻芳
张军玲
李树庆
王丽娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN201210169202XA priority Critical patent/CN102671519A/zh
Publication of CN102671519A publication Critical patent/CN102671519A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钢渣资源化固定CO2的方法，属于节能减排及资源综合利用领域，提供一种钢渣资源化及固定CO2的节能减排技术。将钢渣水淬过程与CO2固定过程耦合，使得CO2永久固化储存在钢渣中。本发明一方面起到固化温室气体CO2的环保作用，另一方面在基本不增加钢渣水淬工艺难度的基础上，有效地处理钢渣，改善钢渣性能使其可制成高附加值产品，为钢渣的资源化利用开辟了一条新途径。不仅解决了钢渣难以规模化有效利用的难题，而且真正实现了低成本固化CO2，以废制废并变废为宝，有望成为破解全球低碳难题的一把新钥匙，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种钢渣资源化固定CO2的方法
技术领域
本发明属于节能减排及资源综合利用领域，涉及一种钢渣资源化及固定CO2的节能技术，提供一种钢渣固定CO2的方法。
背景技术
随着化石能源的大量消耗，CO2排放量逐年递增，温室效应也愈发加剧，给人类生存环境带来巨大的危害。预计未来10年，中国经济将继续保持较快的发展势头，对能源的消耗和碳的排放总量也将提高，因此，CO2减排势在必行。一方面可以通过开发清洁能源或改进生产方式等手段降低能耗，即从源头上减少CO2的产出；另一方面是后期对CO2的治理，主要是CO2大规模储存与固定技术，主要包括地质储存、海洋储存以及矿物碳酸化固定等多种方式。
钢渣是钢铁生产的副产品，矿物成分比较复杂，可作为CO2碳酸化固定的原料，主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、游离CaO和MgO等。钢渣处理方法呈现多样化，主要有：弃渣法、热泼法、盘泼淬冷法、风淬法、水淬法、热闷法及滚筒法等，水淬法是目前处理钢渣的主流方法之一。我国每年的钢渣排放量非常大，2008年排放量约为6357万吨，但有效利用率很低，仅为20％。目前钢渣积存量已近1亿吨。钢渣含有较多游离CaO和MgO，造成钢渣的稳定性不良，是钢渣难以规模化应用的主要制约因素之一。因此，加强对固体废弃物的处理和资源化利用，已成为亟待解决的问题之一。
钢渣碳酸化固定CO2引起了很多研究工作者的兴趣，然而目前钢渣碳酸化固定CO2过程存在的主要障碍是，钢渣原料直接与CO2气体反应，在气-固体系中，气体在多孔材料内部的传递受限，造成化学反应与传质不匹配，钢渣原料需经过预处理，或研磨，或用浸出液浸出Ca，Mg等，过程能耗高，经济性不好。
鉴于目前的研究现状及存在问题，本发明提供一种水淬钢渣资源化固定CO2的方法，主要着眼于目前工业钢渣水淬处理过程，钢渣水淬过程与CO2固定过程耦合，将CO2永久固化储存在钢渣中。
钢渣水淬的原理是高温液态钢渣在流出和下降的过程中被高速水流分割、击碎，当高温钢渣遇水急冷收缩产生应力集中而破碎、粉化，并在此时进行热交换，使钢渣在水幕中被粒化。
由于我国每年钢渣产量十分巨大，因而采用水淬钢渣固化的CO2量将十分可观。本发明的特点是钢渣体系本身就具有固化CO2的能力，在钢渣水淬过程中，基本不用为CO2的固化添加额外的材料和增加制备难度，水淬钢渣原料具有较高的反应活性，不需进行预处理。由于钢渣在水淬过程中被水和高速CO2流股分割、击碎，使其粒化，形成渣浆，不需要为提高碳酸化活性再进行额外的破碎，因而经济性高。同时，由于矿物颗粒细小，能进一步提高碳酸化反应的速率和程度，从而加强吸收CO2的能力。水淬钢渣碳化反应为放热反应，由于水淬钢渣量大，使得其内温度高；反应温度的适当提高均有利于加速矿物碳化反应的速率。
本发明不仅解决了钢渣难以规模化有效利用的难题，而且真正实现了低成本固定CO2，以废制废并变废为宝，有望成为破解全球低碳难题的一把新钥匙。
发明内容
本发明提供了一种以钢渣固定CO2的方法，其基本原理是将钢渣水淬过程与CO2固定过程耦合，钢渣在压力下分割、击碎中进行粒化，水化后钢渣活性增加，使钢渣碳酸化固定CO2，水淬促进了传质过程，气-液反应体系的传质优于气-固体系，这都促进钢渣的碳酸化过程。有利于大宗固体废弃物碳酸化固定CO2并实现资源循环利用。
本发明的工艺流程为转炉产生的高温液态钢渣倒入专用的渣罐中，渣罐车将其运至水渣跨水淬点，渣罐在水淬点由支撑架支撑，用倾动卷扬倾翻，开启水泵在水淬喷嘴形成高速喷射的水幕，渣罐以前方支柱为中心倾翻实现水淬，钢渣缓慢流下落在高速喷射的水幕上被击碎粒化后进入水淬池和沉淀池，同时用高速CO2流股对液态钢渣冲击、分割，粒化，达到双重粒化钢渣作用；CO2与钢渣中可碳化组分进行反应，在熔融和半熔融渣粒落入水池中冷却时促进渣中钙镁等可碳化组分的消解反应，生成碳酸钙或碳酸镁，使得CO2碳酸化固定在钢渣中，同时粒化和冷却过程使钢渣中的不稳定相基本消失，钢渣的潜在活性提高，再由天车抓斗捞起运到水淬渣地坪进行滤水，滤水后的水淬渣由汽车运到用户点使用，水淬后的水进入沉淀池，沉淀后流入热水井，由冷却塔将水冷却后进入冷水池后循环使用。
对于30～300吨转炉，水淬钢渣水淬固定CO2的方法，其水淬水压力为0.1～5MPa，渣水比1∶1～1∶20，CO2工作压力为0.1～1MPa，吨渣耗气量为10～100Nm3，处理能力为1～10t/min。
本工艺CO2的来源可利用转炉煤气经回收处理获得的CO2，亦可以采用自然界的天然CO2资源或各种工业炉窑的废气回收处理后获得的CO2为气源。
本发明的优点在于一方面起到固化温室气体CO2的环保作用，另一方面在基本不增加钢渣水淬工艺难度的基础上，有效地处理钢渣，这将改善钢渣性能使其可制成高附加值产品如钢渣水泥，钢渣砖等，为钢渣的资源化利用开辟了一条新途径。
附图说明
图1为本发明的水淬钢渣固定CO2的工艺流程图。
包括转炉1、渣罐接渣系统2、倾翻平台3、水淬系统4、CO2喷吹系统5、水淬池6、地坪滤水7及用户8。
主要工艺流程是从转炉1排出的高温熔渣经由渣罐接渣系统2后运至倾翻平台3，然后进入水淬系统4，水淬高温熔渣与从CO2喷吹系统5中高速CO2，水淬钢渣与高速CO2进行对流，CO2被吸收，反应后的钢渣进入水淬池6，然后经天车抓斗进入地坪滤水7，再由天车抓斗外运至用户8使用。钢渣性能得到改善使其可制成高附加值产品，储存CO2的同时为钢渣的资源化利用开辟了一条新途径。
具体实施方式
实施例1.
100吨转炉，钢渣水淬固定CO2工艺，水淬水压力为0.3MPa，渣水比1∶10，CO2工作压力为0.3MPa，吨渣耗气量为35Nm3，处理能力为3t/min。采用此种方法处理1小时，每吨钢渣可固定CO2为187kg。
实施例2.
300吨转炉，钢渣水淬固定CO2工艺，水淬水压力为0.5MPa，渣水比1∶15，CO2工作压力为0.6MPa，吨渣耗气量为60Nm3，处理能力为7t/min。采用此种方法处理1小时，每吨钢渣可固定CO2为250kg。

Claims (3)

1.一种钢渣资源化固定CO2的方法，其特征是将钢渣水淬过程与CO2固定过程耦合，钢渣被高速喷射的水幕和高速CO2流股冲击、分割，粒化，双重粒化钢渣，水淬过程中CO2与钢渣中可碳化组分进行反应，促进渣中钙镁等可碳化组分的反应，使得CO2碳酸化固定在钢渣中，同时粒化和冷却过程使钢渣中的不稳定相基本消失，钢渣的潜在活性提高，使钢渣规模化有效利用。
2.按照权利要求1所述的方法，将钢渣水淬过程与CO2固定过程耦合工艺，对于30～300吨转炉，水淬钢渣水淬封存CO2的方法，其水淬水压力为0.1～5MPa，渣水比1∶1～1∶20，CO2工作压力为0.1～1MPa，吨渣耗气量为10～100Nm3，处理能力为1～10t/min。
3.按照权利要求1所述的方法，所述CO2来源于转炉煤气经回收处理获得的CO2，或采用自然界的天然CO2资源或各种工业炉窑的废气回收处理后获得的CO2。
CN201210169202XA 2012-05-29 2012-05-29 一种钢渣资源化固定co2的方法 Pending CN102671519A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210169202XA CN102671519A (zh) 2012-05-29 2012-05-29 一种钢渣资源化固定co2的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210169202XA CN102671519A (zh) 2012-05-29 2012-05-29 一种钢渣资源化固定co2的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102671519A true CN102671519A (zh) 2012-09-19

Family

ID=46804464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210169202XA Pending CN102671519A (zh) 2012-05-29 2012-05-29 一种钢渣资源化固定co2的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102671519A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103111186A (zh) * 2013-02-22 2013-05-22 中国科学院过程工程研究所 一种强化钢渣矿化固定二氧化碳的方法
CN103992054A (zh) * 2014-02-23 2014-08-20 济南大学 一种碳酸化钢渣骨料及其制备方法
CN106823774A (zh) * 2017-02-14 2017-06-13 河钢股份有限公司 一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置和方法
CN109368643A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 华北理工大学 一种利用aod渣固碳的方法
CN109569238A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 华北理工大学 一种利用eaf渣固碳的方法
CN110078463A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 三明学院 一种利用钢渣固化co2制造砌块的生产工艺
CN110698087A (zh) * 2019-11-05 2020-01-17 中国科学院过程工程研究所 一种热态钢渣综合利用的装置及方法
CN115069362A (zh) * 2022-05-30 2022-09-20 湖北工业大学 一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用
CN115365274A (zh) * 2022-09-20 2022-11-22 中南大学 一种提高钢渣粉磨效率及铁资源回收率的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2193362Y (zh) * 1994-01-17 1995-03-29 济南钢铁总厂 钢渣水淬气水喷射粒化器
EP1473072A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and system for recovering carbon dioxide
CN101475999A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 首钢总公司 一种热态块状钢渣快速稳定化处理方法
CN101851071A (zh) * 2010-04-26 2010-10-06 首钢总公司 一种二氧化碳固定与钢渣微粉中游离氧化钙消解的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2193362Y (zh) * 1994-01-17 1995-03-29 济南钢铁总厂 钢渣水淬气水喷射粒化器
EP1473072A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and system for recovering carbon dioxide
CN101475999A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 首钢总公司 一种热态块状钢渣快速稳定化处理方法
CN101851071A (zh) * 2010-04-26 2010-10-06 首钢总公司 一种二氧化碳固定与钢渣微粉中游离氧化钙消解的方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103111186B (zh) * 2013-02-22 2015-06-03 中国科学院过程工程研究所 一种强化钢渣矿化固定二氧化碳的方法
CN103111186A (zh) * 2013-02-22 2013-05-22 中国科学院过程工程研究所 一种强化钢渣矿化固定二氧化碳的方法
CN103992054A (zh) * 2014-02-23 2014-08-20 济南大学 一种碳酸化钢渣骨料及其制备方法
CN106823774B (zh) * 2017-02-14 2023-03-21 河钢股份有限公司 一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置和方法
CN106823774A (zh) * 2017-02-14 2017-06-13 河钢股份有限公司 一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置和方法
CN109368643A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 华北理工大学 一种利用aod渣固碳的方法
CN109569238A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 华北理工大学 一种利用eaf渣固碳的方法
CN110078463A (zh) * 2019-04-18 2019-08-02 三明学院 一种利用钢渣固化co2制造砌块的生产工艺
CN110698087B (zh) * 2019-11-05 2020-11-10 中国科学院过程工程研究所 一种热态钢渣综合利用的装置及方法
CN110698087A (zh) * 2019-11-05 2020-01-17 中国科学院过程工程研究所 一种热态钢渣综合利用的装置及方法
CN115069362A (zh) * 2022-05-30 2022-09-20 湖北工业大学 一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用
CN115069362B (zh) * 2022-05-30 2023-11-21 湖北工业大学 一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用
CN115365274A (zh) * 2022-09-20 2022-11-22 中南大学 一种提高钢渣粉磨效率及铁资源回收率的方法
CN115365274B (zh) * 2022-09-20 2024-05-28 中南大学 一种提高钢渣粉磨效率及铁资源回收率的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102671519A (zh) 一种钢渣资源化固定co2的方法
CN103111186B (zh) 一种强化钢渣矿化固定二氧化碳的方法
Chen et al. Application of iron and steel slags in mitigating greenhouse gas emissions: A review
Matsuura et al. Recycling of ironmaking and steelmaking slags in Japan and China
CN102559960A (zh) 一种钢渣处理方法
CN105384364A (zh) 一种电炉钢渣改质剂及其电炉钢渣改质的方法
Zhao et al. Co-treatment of waste from steelmaking processes: steel slag-based carbon capture and storage by mineralization
CN114950119B (zh) 工业烟气脱碳并协同制备钢渣砼的方法及得到的产品
CN114702055A (zh) 利用可循环氨基酸浸提剂从高钙粉煤灰中制备高纯碳酸钙的方法
CN102534070A (zh) 转炉炼钢渣的处理方法
Minyu et al. Research progress in CO2 mineral sequestration technology
CN103553541A (zh) 桩底沉渣固化剂
CN106396440B (zh) 废气废渣综合利用的方法
Luo et al. A green approach to prepare polymorph CaCO3 for clean utilization of salt gypsum residue and CO2 mineralization
CN202022829U (zh) 一种使用温室气体co2赤泥脱碱装置
CN101643371A (zh) 一种利用高温钢渣或高温高炉渣和钾长石制备钾肥的方法
CN104891878A (zh) 一种水泥基二氧化碳固化剂及其制备方法
CN105036796B (zh) 利用煤矸石和石灰氮水解废料制备的承重加气混凝土及其制备方法
CN116023055A (zh) 在氨介导下利用co2改良钢渣体积安定性和制备碳封存轻质骨料的方法
Lin et al. A review on carbon storage via mineral carbonation: Bibliometric analysis, research advances, challenge, and perspectives
CN105018736B (zh) 一种碳素铬铁冶炼渣中镁、铝、铬、铁综合回收的方法
CN106517120B (zh) 一种窑法制磷酸联产轻质骨料的方法
CN106084817A (zh) 一种具有光催化降解尾气排放物功能的沥青材料及其制备方法
CN103408051B (zh) 一种氧化钙团块高活性与高强度耦合调控方法
Song et al. A review of mineral carbonation from industrial waste

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120919