CN113813767A - 一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统 - Google Patents

一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气治理、建筑材料技术领域，具体为一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统，该生产系统包括制浆系统、吸收塔系统、固液分离系统，所述制浆系统与所述吸收塔系统上部连接，将所述制浆系统的吸收剂送入所述吸收塔，所述吸收塔系统底部与所述固液分离系统连接，所述固液分离系统与所述制浆系统连接，将分离得到的溶液通过所述制浆系统重新回到所述吸收塔系统。本发明的有益效果是：通过本发明的技术可以通过碱性固废来捕捉固化工业烟气中的CO2，将CO2转换为无机高效胶凝材料，可用于建材制造，实现了对二氧化碳和固废的再处理和利用，工艺和反应简单易实现，具有较高的经济价值。

Description

一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺 及系统
技术领域
本发明属于烟气治理、建筑材料技术领域，具体为一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统。
背景技术
碳捕捉(CCS)为将工业生产中的二氧化碳用各种手段捕捉然后储存或者利用的过程。目前的碳捕捉技术很难资源化，成本昂贵。现有技术使用碳捕捉技术进行CO2处理时，一般通过外加剂捕捉工业烟气中的CO2到溶液中，并通过高能耗的方式将溶液中的CO2以气体形式释放并浓缩提纯。提纯后的CO2，进行固化填埋，或作为其他食品及化工工业用品的原材料。由于食品及化工工业对原材料的纯度要求极高，其中浓缩和提纯的成本昂贵。而固体填埋的处理费用较高，并且可能有二次逃逸的风险。
碳酸钙是使用范围非常广泛的一种无机填料，其可以广泛应用于造纸、橡胶、建材、涂料等工业领域中，尤其在建筑行业有广泛的应用，需要与粘土等材料混合制备成水泥才具有胶结的特性。
中国专利CN104936900A提供了一种制备碳酸钙凝胶的方法及由其获得的产物，包括使干燥固体形式的熟石灰与醇反应以形成醇钙的醇悬浮液；将二氧化碳注入所述悬浮液中，以及使悬浮液凝胶化成沉淀的碳酸钙醇凝胶，然后能够干燥所述醇溶胶以形成碳酸钙的气凝胶或干凝胶。该方法能够工业制备稳定的气凝胶，且该凝胶具有大的BET比表面积。该技术是通过气凝胶的方式得到一种凝胶物质，并实现碳酸钙较大比表面积轻质结构的，其可作为绝缘体的候选者。在[0033]段指明，所用的醇含有尽可能少的水，由于上述这种水会造成凝胶解构的风险。反应条件要求苛刻。由于普通烟气环境及含有二氧化碳的固体废弃物中，一般都会有水的存在，因此该方法用于烟气和固体废弃物的处理时效果还有待进一步验证，且生成的是碳酸钙凝胶，不具有胶凝材料胶结其它物料的性能。
目前，仍然没有对烟气中二氧化碳及固废进行回收再利用较好的方法，该问题亟需进行研究解决。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺及系统，通过本发明的技术可以通过碱性固废来捕捉固化工业烟气中的CO2，将CO2转换为无机高效胶凝材料，可用于建材制造，实现了对二氧化碳和固废的再处理和利用，工艺和反应简单易实现，具有较高的经济价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）将碳捕捉剂在制浆系统内制浆，并加水稀释混匀，得到二氧化碳吸收剂；
（2）二氧化碳的捕捉吸收：将含有二氧化碳的工业烟气通入吸收塔，将上述吸收剂泵送至吸收塔进行喷淋，得到二氧化碳储集材料CO2SM；喷淋后的溶液从塔底泵送回吸收塔重新进行喷淋；
（3）固液分离及碳固化：吸收完二氧化碳的浆液，至PH值降低至6-7时，从吸收塔底部泵送入固液分离系统，在固液分离系统加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物，使体系中物质在有水的条件下反应并结晶，得到球霰石CaCO3 （V型）颗粒，即球霰石胶凝建筑原材料；结晶后的溶液回收，重新用于二氧化碳的捕捉。
优选地，所述步骤（2）中，喷淋过程挥发出来的雾气由吸收塔内的除雾器捕捉收集，除雾器用水进行清洗，清洗液进入塔底；经过除雾器的净烟气从吸收塔的塔上烟囱出去。
优选地，所述步骤（3）中，在加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物前还包括过滤过程，将吸收塔塔底的液体先泵送至板框压滤机，经压滤后脱除存在的少量固体后，再将滤液进行反应和结晶。
优选地，所述步骤（1）中碳捕捉剂为乙二胺与1,3-丁二醇按照摩尔比20:1-40:1的混合体系；步骤（3）中吸收完二氧化碳浆液中水的总质量与 Ca（OH）2或CaO的质量比为5:1-20:1，CO2SM 与加入的Ca（OH）2或CaO的质量比为10-50，优选30-40；反应温度20-40℃，优选25-30℃；反应时间20-60min，优选40-50min；反应过程辅以超声波。
优选地，喷淋吸收剂的流量和烟气流量的气液比在0.5-2之间。
优选地，还包括工艺水系统，将工艺水箱的水通过水泵为各工艺用水和冷却水供水，如：使用工艺水泵为制浆系统供水、通过除雾器清洗水泵为除雾器提供清洗用水、通过冷却水水泵为冷却用水点（如结晶冷却用水）供水，工艺水回水、冷却水回水重新回到工艺水箱中。
优选地，对于CO2含量高、其他废气源少的工业烟气可以直接使用此系统处理；对于SO2、NOx 较高的工业烟气，可先对烟气进行脱硫、脱销，达到目前大气排放要求后再进行碳收集。
优选地，含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物为熟石灰、石灰、电石渣等中的一种或几种，优选为电石渣。
一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产系统，其特征在于：包括制浆系统、吸收塔系统、固液分离系统，所述制浆系统与所述吸收塔系统上部连接，将所述制浆系统的吸收剂送入所述吸收塔，所述吸收塔系统底部与所述固液分离系统连接，将吸收塔系统的浆液送入固液分离系统进行反应并分离，所述固液分离系统与所述制浆系统连接，将分离得到的溶液通过所述制浆系统重新回到所述吸收塔系统；
所述吸收塔系统包括吸收塔，所述吸收塔上设有烟气入口，所述吸收塔内上方设有与所述制浆系统连接的喷淋层，所述喷淋层上方设有位于所述吸收塔内的除雾器，所述吸收塔顶部设有吸收塔烟囱；
所述固液分离系统包括结晶装置，所述结晶装置与所述吸收塔底部连接，将所述吸收塔底部吸收二氧化碳后的浆液送入所述结晶装置，所述结晶装置结晶得到的液体通过所述制浆系统重新送入所述吸收塔。
所述结晶装置包括冷却结晶系统、蒸发结晶系统和废水处理池，所述冷却结晶系统的入口与所述吸收塔底连接，将塔底液体泵送至所述冷却结晶系统，所述冷却结晶系统的液体出口与所述蒸发结晶系统入口连接，所述蒸发结晶系统的气体出口与所述废水处理池连接，所述废水处理池与所述制浆系统连接，通过所述制浆系统将吸收剂送入所述吸收塔。
所述固液分离系统还包括板框压滤装置，所述板框压滤装置位于所述结晶装置与所述吸收塔之间，所述板框压滤装置包括板框压滤机和清液水箱，所述板框压滤机的进液端与所述吸收塔下部连接，出液端与所述清液水箱连接，所述清液水箱与所述结晶装置的冷却结晶系统连接。
所述制浆系统包括制浆地坑、设置在制浆地坑内的地坑搅拌器、位于制浆地坑上方的计量系统，所述制浆地坑通过供浆泵将吸收剂送至所述吸收塔。
所述吸收塔底部通过自循环管路、吸收塔循环泵与所述喷淋层连接；与所述吸收塔烟气入口连接的管路上设有分支烟气管路，所述分支烟气管路上设有备用烟囱。在吸收系统故障时，烟气从备用烟囱排出。
还包括工艺水系统，所述工艺水系统分别通过管路与所述制浆系统、所述吸收塔系统、所述固液分离系统连接，所述工艺水系统包括工艺水箱以及与工艺水箱连接的工艺水管路、除雾器冲洗水管路、冷却水管路、工艺水回水管路、冷却回水管路，所述工艺水管路、工艺水回水管路与制浆系统连接，所述除雾器冲洗水管路与吸收塔的除雾器连接，所述冷却水管路、冷却回水管路与所述结晶系统连接。
本发明的有益效果为：
本发明的二氧化碳来源于工业烟气，碱性原材料来源于固体废弃物，且使用碳捕捉技术捕捉下来的CO2，通过碱性原材料进行反应生成胶凝剂，碳捕捉的吸收剂可被反复利用，在进行烟气和固体废弃物处理的同时，生成了副产物球霰石CaCO3 （V型）颗粒，使资源得到了最大限度的利用，在治理环境的同时节能减排，使烟气中二氧化碳和含碱固废材料得到很好处理和应用，解决了二氧化碳在捕捉后容易逃逸的难题。
本发明的工艺得到的球霰石为水性胶凝材料，具有使胶乳逐渐转变成均匀的半刚性固体凝胶、并保持原有形状的特性，可于建筑材料，又由于其在结晶脱水过程获得了较大的比表面积、较高的分散性能以及较小的比重，使其可以应用在轻质建筑材料上，从而可以有效减少建材中水泥的使用量，这样就可以减少水泥制造带来的能源及环境消耗。同时使用球霰石CaCO3 （V型）颗粒制造的建材可以有效减小建材的重量，减少整体能耗。
此外，由于在建材制造的工艺流程本身就有水的参与，而对原材料纯度要求较低，所以对CO2基的胶凝原材料，浓缩和提纯要求低，且水分的存在有利于反应的进行，可以加速球霰石CaCO3的生成，反应条件简单不严苛，对生产设备要求低，对工业废气、废渣和反应产物都进行了充分利用，是一个低成本、可持续、资源化和有实际功能并可大规模推广的方法，具有极高的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本发明生产系统的流程示意图。
图中：烟气入口1、主抽风机2、分支烟气管路3、烟囱旁路挡门板4、备用烟囱5、主烟道挡门板6、供浆泵7、吸收塔8、喷淋层9、除雾器10、吸收塔烟囱11、吸收塔搅拌器12、自循环管路13、吸收塔循环泵14、浆液排出泵15、板框压滤机16、清液水箱17、冷却结晶系统18、蒸发结晶系统19、废水处理池20、工艺水箱21、工艺水泵22、除雾器冲洗水泵23、冷却水水泵24、制浆间25、自动拆包机26、上料粉仓27、螺旋给料机28、制浆地坑29、地坑搅拌器30。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺和生产系统，参照图1所示的结构示意图，本发明的生产工艺包括如下步骤：
（1）利用制浆系统制备碳捕捉用的二氧化碳吸收剂：将乙二胺与1,3-丁二醇通过计量系统按照摩尔比20:1-40:1在制浆系统内混合，并加入水进行稀释，使吸收剂更好地混合，得到二氧化碳吸收剂，用于二氧化碳的捕捉。
当使用固体粉末碳捕捉剂时，先用自动拆包机26拆除包装，然后经过上料粉仓27进入计量系统将碳捕捉剂按照比例混合，并通过计量系统加水搅拌，使固体碳捕捉剂混合均匀，制得二氧化碳吸收剂备用。
（2）二氧化碳的捕捉吸收：将含有二氧化碳的工业烟气通入吸收塔8，将上述吸收剂泵送至吸收塔8直接进行喷淋，得到二氧化碳储集材料CO2SM，喷淋吸收剂的流量和烟气流量的气液比控制在0.5-2之间；挥发出来的雾气由吸收塔8内的除雾器10捕捉收集；经过除雾器10的净烟气从吸收塔8的塔上烟囱出去，在此期间除雾器10用水进行清洗，清洗液进入塔底，反应完成后与吸收剂、二氧化碳储集材料CO2SM一起进入固液分离系统；
吸收塔8内喷淋后的浆液从塔底泵送回吸收塔8重新进行喷淋。
（3）固液分离及碳固化：吸收完二氧化碳的浆液，至PH值降低至6-7时，从吸收塔8底部泵送入固液分离系统进行反应结晶，在固液分离系统内的浆液中加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物进行反应和结晶，含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物可以为熟石灰、石灰、电石渣等，为节约成本，优选电石渣。CO2SM与 Ca（OH）2或CaO的质量比在10-50之间，优选30-40；并使反应体系中水的总质量（包括除雾器清洗用水与吸收剂中的水）为 Ca（OH）2或CaO的质量的5倍-20倍，反应温度20-40℃，反应时间20-60min，为加快反应，反应过程辅以超声波，将反应后的体系进行常温冷却结晶，分离的液体再在120-180℃下蒸发结晶，得到球霰石CaCO3 （V型）颗粒，即球霰石胶凝建筑原材料；结晶后的溶液回收，重新用于二氧化碳的捕捉。
如果对得到的球霰石胶凝材料要求较高，可以在反应前先进行过滤，将吸收塔8塔底的液体先泵送至板框压滤机16，经压滤后脱除存在的少量固体后，再将滤液进行结晶。
整个工艺过程的用水通过工艺水箱21和水泵为各工艺用水和冷却水供水，如：通过除雾器清洗水泵23为除雾器10提供清洗用水、通过冷却水水泵24为冷却用水点（如结晶冷却用水）供水、使用工艺水泵22为制浆系统供水。
需要说明的是，对于CO2含量高、其他废气源少的工业烟气可以直接使用此系统处理；对于SO2、NOx 较高的工业烟气，可先对烟气进行脱硫、脱销，达到目前大气排放要求后再进行碳收集。
相较硅酸盐水泥（制备时复杂的多晶相反应，硅酸盐水泥呈碱性、对纤维有腐蚀，且在反应时有收缩，并且会持续），通过本发明的生产工艺得到的球霰石胶凝材料，反应简单，养护周期短，PH呈中性，适用于各种纤维，使其在制备轻质板材时可选择较便宜材料；且尺寸稳定性好，可代替5%-100%的水泥直接添加到建材材料中使用。
本发明还提供了实现上述生产工艺的生产系统，该生产系统包括吸收塔系统、固液分离系统、制浆系统、工艺水系统，其中制浆系统用于二氧化碳吸收剂的制备，吸收塔系统用于完成工业烟气中二氧化碳的捕捉、收集，将二氧化碳转化为二氧化碳储集材料CO2SM，固液分离系统一方面用于将二氧化碳储集材料CO2SM转化为球霰石CaCO3胶凝建筑原材料，另一方面完成对该材料与吸收剂的分离。工艺水系统为各设备使用过程中提供工艺用水和冷却用水。
其中，制浆系统与吸收塔系统上部连接，将制浆系统的吸收剂送入吸收塔8，吸收塔系统底部与固液分离系统连接，从吸收塔8底部出来的浆液进入固液分离系统，在固液分离系统进行反应并通过结晶完成固液分离，固液分离系统与制浆系统连接，将固液分离得到的溶液通过制浆系统重新回到吸收塔系统进行喷淋。
本发明的吸收塔系统可以为湿法喷淋气液收集系统，还可以为曝气法等气液收集系统，本实施例以湿法喷淋气液收集系统为例，该吸收塔系统包括吸收塔8，在吸收塔8中部设有烟气入口1，烟气通过主抽风机2从烟气入口1进入吸收塔8，在该管路上设置主烟道挡门板6作为开关，控制烟气是否通入；为防止吸收塔系统发生故障，与吸收塔8烟气入口1连接的管路上还设置了分支烟气管路3，在分支烟气管路3上设置了备用烟囱5，分支烟气管路3上安装烟囱旁路挡门板4作为开关，当吸收塔系统发生故障时，烟气从备用烟囱5出去。
吸收塔8内上方设置多层喷淋层9，喷淋层9可以满覆盖烟气的全部区域，烟气入口1设置在喷淋层9以下。喷淋层9用于喷洒吸收剂，在制浆系统与喷淋层9的连接管道上安装供浆泵7，可以将吸收剂泵送至喷淋层9，吸收剂从喷淋层9喷下，进行烟气中二氧化碳的吸收。喷淋吸收剂的流量和烟气流量的气液比一般在0.5-2之间。喷淋层9上方安装有位于吸收塔8内的除雾器10，一些由于溶液较高温度挥发的雾气，通过除雾器10捕捉收集，并定期用水对除雾器10进行清洗，水通过除雾器清洗泵23从工艺水系统的工艺水箱21输送至除雾器10，清洗液与喷淋液均落入塔底。在吸收塔8顶部还设有吸收塔烟囱11，吸收二氧化碳后的净化气体从塔顶的吸收塔烟囱11排出；吸收塔8底部通过浆液排出泵15与固液分离系统连接，已经吸收完成的液体（PH值降低至6-7时）通过浆液排出泵15被送入固液分离系统。在固液分离系统完成球霰石CaCO3胶凝建筑原材料的生产及固废分离，并对固液分离的液体进行重新利用。
为了节约成本和提高吸收剂的吸收率，在吸收塔8底部到喷淋层9之间安装自循环管路13，在自循环管路13上设置吸收塔循环泵14，通过吸收塔循环泵14和自循环管路13，实现吸收剂的循环利用；还可在吸收塔8内安装吸收塔搅拌器12，以使塔底气体和液体充分混合，加速吸收。
固液分离系统包括结晶装置，结晶装置与吸收塔8连接，使吸收塔8底部的溶液进入结晶装置，结晶装置结晶得到的液体通过制浆系统重新进入吸收塔8用于喷淋。
结晶装置可以使用蒸发结晶或冷却结晶、板框结晶的方式。本实施例的结晶装置包括蒸发结晶系统19、冷却结晶系统18和废水处理池20，冷却结晶系统18的入口与吸收塔8底连接，通过浆液排出泵15将塔底液体泵送至冷却结晶系统18，冷却结晶系统18的液体出口与蒸发结晶系统19入口连接，蒸发结晶系统19的冷凝液出口与废水处理池20连接，废水处理池20与制浆系统连接，废水处理池20的溶液进入制浆系统，并通过制浆系统将吸收剂送入吸收塔8，实现了吸收剂的回收利用。在冷却结晶系统18内加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物，如熟石灰、石灰、电石渣等，优选为电石，进行反应和常温冷却结晶，对二氧化碳进行碳固化。冷却结晶时用冷却水水泵24为其提供冷却水。然后通过蒸发结晶系统19再次进行结晶，得到球霰石CaCO3 （V型）颗粒，球霰石胶凝材料可作为建筑原材料用于建筑行业。
如果需要较为纯净的球霰石胶凝材料，滤掉液体中的一些不溶的颗粒，可以选配通过板框压滤装置进行分离。脱除的少量固体，存放在渣库，进行清运。此时，本发明的固液分离系统还应包括板框压滤装置，板框压滤装置应该设置在结晶装置前方，位于结晶装置与吸收塔8之间，图中板框压滤装置包括板框压滤机16和清液水箱17，板框压滤机16的进液端通过浆液排出泵15与吸收塔8底部连接，吸收塔8的浆液从底部出来后先进入板框压滤机16压滤，板框压滤机16的出液端与清液水箱17连接，清液水箱17再与结晶装置的冷却结晶系统18连接，将板框压滤得到的滤液送入冷却结晶系统18进行蒸发结晶，在常温冷却结晶。同样在冷却结晶系统18投入含CaO或Ca（OH）2的碱性矿物材料进行碳捕捉固化。结晶后的溶液经制浆系统再次回到进行碳收集的吸收塔8系统。
如果将球霰石用于一般建材的原材料，则不需选配板框压滤装置，精简系统并减少运营成本。
本实施例的制浆系统设置在制浆间25内，包括制浆地坑29、设置在制浆地坑29内的地坑搅拌器30、位于制浆地坑29上方的计量系统，如计量泵（图中未标出）、螺旋给料机28。吸收剂经通过计量系统定量加入制浆地坑29，并加入水用地坑搅拌器30搅拌均匀。当使用液体制剂时，直接通过计量泵将捕捉剂按照比例进行添加混匀，当使用粉末制剂时，通过自动拆包机26拆除包装，然后经过上料粉仓27进入螺旋给料机28，通过螺旋给料机28将碳捕捉剂按照比例混合，并用计量泵加水在制浆地坑29内搅拌，使固体碳捕捉剂混合均匀，制得的吸收剂储存在缓存罐，并利用供浆泵7泵送给吸收塔8。
该生产系统还包括工艺水系统，工艺水系统分别通过管路与制浆系统、吸收塔系统、固液分离系统连接，工艺水系统包括工艺水箱21以及与工艺水箱21连接的工艺水管路、除雾器冲洗水管路、冷却水管路、工艺水回水管路、冷却回水管路，工艺水管路、工艺水回水管路与制浆系统连接，除雾器冲洗水管路与吸收塔8的除雾器10连接，冷却水管路、冷却回水管路与所述结晶系统连接。为各工艺路线提供用水和接收回水。
本发明可以用于工业烟气的处理如发酵、化工、电厂、钢厂等烟气。其中对于CO2含量高、其他废气源少的烟气可以直接使用此系统处理。对于SO2、NOx 较高者，可在本系统前端首先使用脱硫、脱销系统来预处理烟气，达到目前大气排放要求。然后使用此系统来进行烟气中的碳收集。
以上对本发明的实例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）将碳捕捉剂在制浆系统内制浆，并加水稀释混匀，得到二氧化碳吸收剂；
（2）二氧化碳的捕捉吸收：将含有二氧化碳的工业烟气通入吸收塔，将上述吸收剂泵送至吸收塔进行喷淋，得到二氧化碳储集材料CO2SM；喷淋后的溶液从塔底泵送回吸收塔重新进行喷淋；
（3）固液分离及碳固化：吸收完二氧化碳的浆液，至PH值降低至6-7时，从吸收塔底部泵送入固液分离系统，在固液分离系统加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物，使体系中物质在有水的条件下反应并结晶，得到球霰石CaCO3 （V型）颗粒，即球霰石胶凝建筑原材料；结晶后的溶液回收，重新用于二氧化碳的捕捉。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，喷淋过程挥发出来的雾气由吸收塔内的除雾器捕捉收集，除雾器用水进行清洗，清洗液进入塔底；经过除雾器的净烟气从吸收塔的塔上烟囱出去。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，在加入含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物前还包括过滤过程，将吸收塔塔底的液体先泵送至板框压滤机，经压滤后脱除存在的少量固体后，再将滤液进行反应和结晶。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中碳捕捉剂为乙二胺与1,3-丁二醇按照摩尔比20:1-40:1的混合体系；所述步骤（3）中浆液中水的总质量与 Ca（OH）2或CaO的质量比为5:1-20:1，CO2SM 与加入的Ca（OH）2或CaO的质量比为10-50；反应温度20-40℃，反应时间20-60min，反应过程辅以超声波。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：含CaO或Ca（OH）2碱性矿物材料的固体废弃物为熟石灰、石灰、电石渣等中的一种或几种。
6.一种利用碳捕捉技术制备球霰石胶凝建筑原材料的生产系统，其特征在于：包括制浆系统、吸收塔系统、固液分离系统，所述制浆系统与所述吸收塔系统上部连接，将所述制浆系统的吸收剂送入所述吸收塔，所述吸收塔系统底部与所述固液分离系统连接，将吸收塔系统的浆液送入固液分离系统进行反应并分离，所述固液分离系统与所述制浆系统连接，将分离得到的溶液通过所述制浆系统重新回到所述吸收塔系统；
所述吸收塔系统包括吸收塔，所述吸收塔上设有烟气入口，所述吸收塔内上方设有与所述制浆系统连接的喷淋层，所述喷淋层上方设有位于所述吸收塔内的除雾器，所述吸收塔顶部设有吸收塔烟囱；
所述固液分离系统包括结晶装置，所述结晶装置与所述吸收塔底部连接，将所述吸收塔底部吸收二氧化碳后的浆液送入所述结晶装置，所述结晶装置结晶后的液体通过所述制浆系统重新送入所述吸收塔。
7.根据权利要求6所述的生产系统，其特征在于：所述结晶装置包括冷却结晶系统、蒸发结晶系统和废水处理池，所述冷却结晶系统的入口与所述吸收塔底连接，将塔底液体泵送至所述冷却结晶系统，所述冷却结晶系统的液体出口与所述蒸发结晶系统入口连接，所述蒸发结晶系统的气体出口与所述废水处理池连接，所述废水处理池与所述制浆系统连接，通过所述制浆系统将吸收剂送入所述吸收塔。
8.根据权利要求7所述的生产系统，其特征在于：所述固液分离系统还包括板框压滤装置，所述板框压滤装置位于所述结晶装置与所述吸收塔之间，所述板框压滤装置包括板框压滤机和清液水箱，所述板框压滤机的进液端与所述吸收塔下部连接，出液端与所述清液水箱连接，所述清液水箱与所述结晶装置的冷却结晶系统连接。
9.根据权利要求6所述的生产系统，其特征在于：所述制浆系统包括制浆地坑、设置在制浆地坑内的地坑搅拌器、位于制浆地坑上方的计量系统，所述制浆地坑通过供浆泵将吸收剂送至所述吸收塔。
10.根据权利要求6所述的生产系统，其特征在于：所述吸收塔底部通过自循环管路、设置在自循环管路上的吸收塔循环泵与所述喷淋层连接；
与所述吸收塔烟气入口连接的管路上设有分支烟气管路，所述分支烟气管路上设有备用烟囱。
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