CN116177912B - 一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统，该系统能够使利用废气中的CO₂气体对废建材进行再利用使其成为性能优良、可再次使用的素混凝土。本发明系统中废气处理系统可以对工业废气进行重新利用并有效去除废气中的硫化物；回收的废气可以用于强化、改性废建材骨料、粉煤灰、高炉渣以及素混凝土，同时还可以用于养护制备的混凝土产品。

Description

一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统及其用途

技术领域

本发明属于二氧化碳捕获与消耗、废旧建筑材料回收利用、微生物矿化沉积及新型绿色建筑材料制造技术领域，具体涉及一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统及其用途。

背景技术

在交通运输领域产生的大量CO₂和废弃建材严重影响环境并浪费自然资源，比如：交通运输领域的CO₂排放约占到我国全社会CO₂总排放的11％，而交通建设行业中的沥青拌和站也会产生大量的废气、废热，也富含CO₂气体。

再比如：在交通基础设施升级改造以及新型城镇化建设的过程中产生的大量废弃建筑材料，据不完全统计我国每年产生的废弃混凝土近亿吨，利用率仅为5％，主要通过简易填埋或非法倾倒的方式处理。填埋处理1万t废弃混凝土大约需要666.67m²土地，在混凝土生产过程中，1m³的混凝土约需1 700～2 000kg的砂石骨料，意味着我国每年需开采天然骨料超过2.2Gt。因此，一方面，废弃建筑材料的丢弃和堆放不仅占用大量土地资源，还会导致环境污染；另一方面，交通建设存在建筑材料短缺的问题，随意开采会导致自然资源枯竭。

现有技术中还没有能够同时处理废建材和废气中的CO₂气体的装置，并且也没有一种能够对大量的废建材进行批量处理制成素混凝土的方法，无法实现废建材的高效转化。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统，该系统能够使利用废气中的CO₂气体对废建材进行再利用使其成为性能优良、可再次使用的素混凝土。

本发明的一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统，包括：

用于接收高二氧化碳含量的工业废气并去除废气中的硫化物的废气处理系统；

用于向废建材骨料喷洒矿化菌液并向其提供废气处理系统处理后的废气的预处理强化系统；

用于向粉煤灰和/或高炉渣喷洒矿化菌液并向其提供废气处理系统处理后的废气的改性微粉生产系统；

用于接收废气处理系统处理后的废气、预处理强化系统处理后的碳化骨料以及改性微粉生产系统处理后的改性微粉并将其与水泥拌合成混凝土产品的碳化拌合生产系统；

用于接收预处理强化系统、改性微粉生产系统和碳化拌合生产系统使用后的低二氧化碳含量废气并对碳化拌合生产系统生产的混凝土产品进行碳化养护的碳化养护系统。

在上述方案的基础上，所述废气处理系统包括用于为预处理强化系统、改性微粉生产系统和碳化拌合生产系统提供CO₂气体的供气装置、用于收集预处理强化系统、改性微粉生产系统和碳化拌合生产系统返回的低浓度CO₂气体并为碳化养护系统供气的储集仓。

在上述方案的基础上，所述预处理强化系统包括用于装盛、搅拌废建材骨料的搅拌仓、用于向搅拌仓内的废建材骨料喷洒矿化菌液的菌液喷洒装置、用于将废气处理系统内的废气提供给搅拌仓内的第一进气管。

在上述方案的基础上，所述改性微粉生产系统包括固化研磨仓、粉料斗、第二菌液喷洒装置、拌合研磨装置、用于将研磨后的微粉输送到碳化拌合生产系统的输送装置、用于将废气处理系统内的CO₂提供给固化研磨仓的第二进气管。

在上述方案的基础上，所述碳化拌合生产系统包括用于拌合混凝土的拌合仓、用于将拌合后的混凝土制成成品混凝土块的制模仓以及用于将拌合仓内的拌合后的混凝土输送至制模仓内的传输装置；所述拌合仓上开设有改性微粉入口、水泥入口、供水口、减水剂入口、用于接收废气处理系统处理后的废气的第三进气管、用于向外输出碳化拌合生产系统使用后的低二氧化碳含量废气的第三出气管和用于接收预处理强化系统处理后的碳化骨料的进料口；所述拌合仓内还设置有用于搅拌混凝土材料的搅拌装置；

所述传输装置包括传输泵和注浆管。

所述制模仓内设置有传送带，传送带上放置有接收注浆管中的混凝土浆液的模具。

在上述方案的基础上，所述碳化养护系统包括用于盛放传送带传出的混凝土产品的养护仓和用于向养护仓内的混凝土产品喷洒石灰水的喷洒装置；所述喷洒装置还能够向养护仓内输送低二氧化碳含量废气。

在上述方案的基础上，所述供气装置包括用于检测并去除废气中含硫气体的除硫仓；

所述除硫仓内盛有饱和NaHCO₃溶液，饱和NaHCO₃溶液上方设置有两端贯穿除硫仓的第一管体以及与第一管体相连通的第二管体和第三管体；所述第二管体远离第一管体的一端伸入饱和NaHCO₃溶液中，所述第三管体位于饱和NaHCO₃溶液上方；废气从第一管体靠近第二管体一端进气，在靠近第三管体一端出气；所述第一管体在进气一端设置有含硫检测装置，所述第一管体在第二管体和第三管体中间的位置处设置有第一阀门，所述第二管体上设置有第二阀门，所述第三管体上设置有第三阀门；当含硫检测装置检测到废气中含硫时，关闭第一阀门、打开第二阀门和第三阀门；当含硫检测装置未检测到废气中含硫时，打开第一阀门、关闭第二阀门和第三阀门；当不需要储集废气时，关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门。

在上述方案的基础上，所述搅拌装置包括水平设置的支撑管、若干个与支撑管相连通的竖直方向设置的搅拌管以及用于带动支撑管转动的转动臂；所述支撑管靠近转动臂的一侧设置有用于连接第三进气管的进气管；所述进气管、支撑管和搅拌管的管腔依次联通；所述搅拌管上设置若干个导气孔。

本发明的有益之处在于：本发明提供了一套完整的利用工业废气和废建材生产素混凝土的系统，系统中废气处理系统可以对工业废气进行重新利用并有效去除废气中的硫化物；回收的废气可以用于强化、改性废建材骨料、粉煤灰、高炉渣以及素混凝土，同时还可以用于养护制备的混凝土产品。通过对工业废气和废建材进行处理和再利用，通过微生物的矿化作用将生成的碳酸钙附着在骨料表面，提高骨料孔强度降低空隙率，同时生产改性微粉替换部分水泥，增强混凝土的碳化效率，吸收更多的CO₂，在后期拌和、养护过程中通过控温控压、喷洒石灰水提供反应钙源等技术手段和方法增强二氧化碳对回收建筑材料的碳化强化作用，持续吸收CO₂，制作出可用于道路底基层和非结构区域的混凝土产品，实现在建筑材料的加工、养护的过程中对二氧化碳的吸收，从而提高产品的质量。

附图说明

图1为实施例1中所述的系统的原理示意图；

图2为实施例1系统中废气处理系统的结构示意图；

图3为实施例1系统中预处理强化系统的结构示意图；

图4为实施例1系统中碳化拌合生产系统的结构示意图；

图5为实施例1系统中碳化养护系统的结构示意图；

图6为废气处理系统中的除硫仓的结构示意图；

图7为预处理强化系统中的搅拌仓的结构示意图；

图8为碳化拌合生产系统中搅拌装置的结构示意图；

图9为实施例1系统中改性微粉生产系统的结构示意图；

图10为改性微粉生产系统中拌合研磨装置的结构示意图。

具体实施方式

在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。

下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施方式提供一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统，具体包括：

用于接收高二氧化碳含量的工业废气并去除废气中的硫化物的废气处理系统1；本实施例中的工业废气可以选择交通建设行业中的沥青拌和站产生的大量废气，其本身富含CO₂气体。

用于向废建材骨料喷洒矿化菌液并向其提供废气处理系统1处理后的废气的预处理强化系统2；

用于向粉煤灰和/或高炉渣喷洒矿化菌液并向其提供废气处理系统1处理后的废气的改性微粉生产系统5；通过喷入矿化菌液产生碳化反应，未反应的细菌固化到微粉表面，将其磨细筛分后，制成附有大量矿化细菌的改性微粉；

用于接收废气处理系统1处理后的废气、预处理强化系统2处理后的碳化骨料以及改性微粉生产系统5处理后的改性微粉并将其与水泥拌合成混凝土产品的碳化拌合生产系统3；

用于接收预处理强化系统2、改性微粉生产系统5和碳化拌合生产系统3使用后的低二氧化碳含量废气并对碳化拌合生产系统3生产的混凝土产品进行碳化养护的碳化养护系统4。

矿化菌液可以使用对二氧化碳固定有一定作用的细菌，本专利的所有实施例中，选用的是胶质芽孢杆菌Bacillus mucilaginosus的菌液，该菌购买于中国工业微生物保藏中心，编号为CICC 23640，其携带的碳酸酐酶对二氧化碳的固定有一定作用。

具体的，如图2所示，所述废气处理系统1包括用于为预处理强化系统2、改性微粉生产系统5和碳化拌合生产系统3提供CO₂气体的供气装置10、用于收集预处理强化系统2、改性微粉生产系统5和碳化拌合生产系统3使用后返回的低浓度CO₂气体并为碳化养护系统4供气的储集仓11。

作为一个具体的实施方案，如图2和6所示，所述供气装置10包括用于检测并去除废气中含硫气体的除硫仓12；所述除硫仓12内盛有饱和NaHCO₃溶液，饱和NaHCO₃溶液上方设置有两端贯穿除硫仓12的第一管体121以及与第一管体121相连通的第二管体122和第三管体123；所述第二管体122远离第一管体121的一端伸入饱和NaHCO₃溶液中，所述第三管体123位于饱和NaHCO₃溶液上方；废气从第一管体121靠近第二管体122一端进气，在靠近第三管体123一端出气；所述第一管体121在进气一端设置有含硫检测装置120(本实施例中，使用的是3012H型自动烟尘检测仪)，所述第一管体121在第二管体122和第三管体123中间的位置处设置有第一阀门124，所述第二管体122上设置有第二阀门125，所述第三管体123上设置有第三阀门126；当含硫检测装置120检测到废气中含硫时，关闭第一阀门124、打开第二阀门125和第三阀门126；当含硫检测装置120未检测到废气中含硫时，打开第一阀门124、关闭第二阀门125和第三阀门126；当不需要储集废气时，关闭第一阀门124、第二阀门125和第三阀门126。

使用时，废气从第一管体121的进气端进入，处理完之后从第一出气孔101排出，分别进入预处理强化系统2、改性微粉生产系统5和碳化拌合生产系统3，当这三个系统使用完废气后，气体通过回收口110回收进储集仓11，最后，储集仓11内的废气(低二氧化碳含量)通过供给口111向碳化养护系统4供气。由于储集仓11内返回的是低浓度的CO₂气体，储集仓11内的压力会不断升高，为了避免压强问题对碳化养护系统4的影响，所述储集仓11在供给口111位置处还设置有用于调整气体压力大小的减压阀112。

如图3所示，所述预处理强化系统2包括用于装盛、搅拌废建材骨料的搅拌仓21、用于向搅拌仓21内的废建材骨料喷洒矿化菌液的菌液喷洒装置22、用于将废气处理系统1内的废气提供给搅拌仓21内的第一进气管23。

废建材骨料在进入搅拌仓21之前，需要对其进行清洗，因此，所述预处理强化系统2还包括用于清洗废建材骨料并将其向搅拌仓21内输送的传送清洗仓20；所述传送清洗仓20包括用于传送废建材骨料的骨料传送带201、用于清洗骨料传送带201上的废建材骨料的喷淋系统203以及为喷淋系统203提供喷淋用水的循环泵202。作为一个优选的方案，所述传送清洗仓20底部内壁呈弧形或者V型，喷淋清洗后的水直接在传送清洗仓20的底部处汇聚，之后被循环泵202抽取并输送给喷淋系统203，这种结构能够提高清洗效率，节约用水量。

如图7所示，所述搅拌仓21整体呈圆桶形，圆桶壁上设置有搅拌仓进料口211以及用于打开和关闭进料口211的进料封门212；搅拌仓21的一端设置有由电机(图中未示出)带动的转动轴213，所述第一进气管23穿过转动轴213为搅拌仓21内的物料供气；所述搅拌仓21的另一端设置有用于向外输出预处理强化系统2使用后的低二氧化碳含量废气的第一出气管25(具体是输送到储集仓11内)。进料前，进料封门212打开，清洗后的废建材骨料通过骨料传送带201从搅拌仓进料口211输送至搅拌仓21内，输送完毕后，搅拌仓21在电机(图中未示出)的带动下转动至菌液喷洒位置，菌液喷洒装置22通过进料口211向骨料上喷洒菌液，喷洒完毕后关闭进料封门212，搅拌仓21在电机的带动下不断转动，转动过程中高二氧化碳含量的废气通过第一进气管23不断输送至搅拌仓21内；使用后的废气通过第一出气管25输出。骨料完成碳化后，搅拌仓21转动至出料位置，即进料口211朝下，进料封门212打开，骨料从搅拌仓21内输出。

输出后的碳化骨料需要进行干燥，为此，基于上述方案，预处理强化系统2还包括干燥仓26以及将搅拌仓21输出后的碳化骨料输送至干燥仓26的碳化骨料传送带24。具体的，干燥仓26的结构与搅拌仓21的结构相同，唯一不同的是向干燥仓26输入的气体是热风。干燥后的碳化骨料从设置在干燥仓26下方的输出通道27输送至碳化拌合生产系统3。

如图9所示，所述改性微粉生产系统5包括固化研磨仓50、粉料斗511、第二菌液喷洒装置513、拌合研磨装置516、用于将研磨后的微粉输送到碳化拌合生产系统3的输送装置541、用于将废气处理系统1内的CO₂提供给固化研磨仓50的第二进气管531以及用于向外输出改性微粉生产系统5使用后的低二氧化碳含量废气的第二出气管532(具体是输送到储集仓11内)。所述固化研磨仓50的底部还设置有用于控制固化研磨仓50底部开合的封门521，研磨前和研磨过程中，封门521关闭，当研磨完成后，可以打开封门521将研磨后的粉料从固化研磨仓50内输出。

作为一个具体的实施方案，如图10所示，所述拌合研磨装置516包括电机516-1、将电机516-1固定在固化研磨仓50顶部的固定板516-2、由电机516-1驱动的转动盘516-3和转动杆516-4；所述转动盘516-3上固定连接有向远离电机516-1的方向延伸的若干个搅拌轴516-5；所述转动杆516-4在远离电机516-1的一侧设置有磨粉刀片516-6。

作为一个的具体实施方案，如图4所示，所述碳化拌合生产系统3包括用于拌合混凝土的拌合仓30、用于将拌合后的混凝土制成成品混凝土块的制模仓31以及用于将拌合仓30内的拌合后的混凝土输送至制模仓31内的传输装置32；所述拌合仓30上开设有改性微粉入口301(用以联通输送装置541)、水泥入口305、供水口306、减水剂入口308、用于接收废气处理系统1处理后的废气的第三进气管302、用于向外输出碳化拌合生产系统3使用后的低二氧化碳含量废气的第三出气管307(具体是输送到储集仓11内)和用于接收预处理强化系统2处理后的碳化骨料的进料口303；所述拌合仓30内还设置有用于搅拌混凝土材料的搅拌装置304；所述传输装置32包括传输泵321和注浆管322。

所述制模仓31内设置有传送带311，传送带311上放置有接收注浆管322中的混凝土浆液的模具。制作时，搅拌好的混凝土通过注浆管322注入模具内即可。

如图8所示，所述搅拌装置304包括水平设置的支撑管304-1、若干个与支撑管304-1相连通的竖直方向设置的搅拌管304-2以及用于带动支撑管304-1转动的转动臂304-3；所述支撑管304-1靠近转动臂304-3的一侧设置有用于连接第三进气管302的进气管304-4；所述进气管304-4、支撑管304-1和搅拌管304-2的管腔依次联通；所述搅拌管304-2上设置若干个导气孔304-5。

具体的，第三进气管302插入到进气管304-4中并与进气管304-4转动密封连接。使用时，用于驱动搅拌装置304转动的电机(图中未示出)驱动转动臂304-3转动；转动臂304-3进而带动支撑管304-1和搅拌管304-2转动，从而实现对物料的搅拌，搅拌的过程中，第三进气管302不断通过进气管304-4向支撑管304-1和搅拌管304-2的管腔内通入废气，通入的废气通过导气孔304-5进入搅拌中的物料。

制好的混凝土块通过传送带311输出并进入碳化养护系统4中进行养护。

作为一个具体的实施方案，如图5所示，所述碳化养护系统4包括用于盛放传送带311传出的混凝土产品的养护仓41和用于向养护仓41内的混凝土产品喷洒石灰水的喷洒装置42；所述喷洒装置42还能够向养护仓41内输送低二氧化碳含量废气。具体的，低二氧化碳含量废气来自于储集仓11，即储集仓11收集的预处理强化系统2、改性微粉生产系统5和碳化拌合生产系统3使用后返回的低浓度CO₂气体。

实施例2

基于实施例1的系统，本实施例提供一种利用废气与废建材制备素混凝土的方法，具体的，包括如下步骤：

S1.回收水泥厂、沥青拌合站等高碳排放区的废气，如果废气中含硫，则先除硫；

废气回收处理后CO₂浓度约为10％～20％。

具体的，步骤S1.运行废气处理系统1：含硫检测装置120检测到废气中含硫(如SO₂、SO等)，关闭第一阀门124、打开第二阀门125和第三阀门126，使废气穿过NaHCO₃溶液去除废气中的硫化物；当含硫检测装置120未检测到废气中含硫时，打开第一阀门124、关闭第二阀门125和第三阀门126；当不需要储集废气时，关闭第一阀门124、第二阀门125和第三阀门126；

S2.将破碎后的废建材进行清洗，之后在洗净后的骨料上喷洒微生物矿化菌液，并通入步骤S1处理后得到的高含量CO₂废气对骨料进行强化；

由于细菌代谢活动，带有微裂纹的骨料被碳酸钙沉淀填充自主愈合。

最后，将强化处理后的骨料进行烘干处理。

具体的，S2.运行预处理强化系统2：废建材骨料在进入搅拌仓21之前，需要先在传送清洗仓20对其进行清洗，清洗后，由骨料传送带201将骨料传送至搅拌仓21内。进料前，进料封门212打开，清洗后的废建材骨料通过骨料传送带201从搅拌仓进料口211输送至搅拌仓21内，输送完毕后，搅拌仓21在电机(图中未示出)的带动下转动至菌液喷洒位置，菌液喷洒装置22通过进料口211向骨料上喷洒菌液，喷洒完毕后关闭进料封门212，搅拌仓21在电机的带动下不断转动，转动过程中高二氧化碳含量的废气(步骤S1处理后得到)通过第一进气管23不断输送至搅拌仓21内；使用后的废气通过第一出气管25输出。骨料完成碳化后，搅拌仓21转动至出料位置，即进料口211朝下，进料封门212打开，骨料从搅拌仓21内输出。

输出后的碳化骨料需要进行干燥，为此，基于上述方案，输出的骨料由碳化骨料传送带24传送至干燥仓26内进行干燥；干燥后的碳化骨料从设置在干燥仓26下方的输出通道27输出。

作为一个具体的实施方案，在搅拌仓21内，当加入洗净后的骨料后，每隔6h喷洒浓度为10⁷cells/ml、质量为骨料质量1％的微生物矿化菌液，共喷洒8次，每次喷洒完成后搅拌15min，使菌液与骨料混合均匀，整个过程不断向搅拌仓21内充入废气，待第8次喷洒菌液完成后6h，将强化骨料在60±5℃的温度下持续干燥12h。

碳化骨料的各项指标如表1所示。

表1骨料碳化前后的物理性能

S3.将粉煤灰和高炉渣以等质量比混合并通入CO₂气体，并喷洒微生物矿化菌液，拌合均匀，控制温度以及湿度使细菌充分固化到微粉上使其改性，固化一定的时间后进行烘干研磨。

具体的，微生物矿化菌液的菌浓度为10⁷cells/ml，一次喷洒，喷洒质量为所加入的微粉质量的1.5％；拌合5min使菌液与微粉颗粒充分混合，温度控制在30±2℃，相对湿度设定为60±5％，固化24h，整个过程不断充入废气。固化完成后在温度为60±5℃的条件下干燥。

具体的，S3.运行改性微粉生产系统5：将粉煤灰和高炉渣以等质量比混合加入固化研磨仓50内，边搅拌边加入菌液，之后进行固化。固化完成后从第二进气管531向固化研磨仓50内通入热风进行干燥，干燥过程中不断高速搅拌、切磨。改性后微粉过0.075mm方孔筛。

S4.将步骤S2得到的骨料、步骤S3得到的改性微粉、水、水泥、减水剂依次加入碳化拌合生产装置，根据生产的多孔混凝土的产品类型以及技术要求进行配合比调整，通入CO₂，室温下进行拌合，拌合均匀后将混合料倒入相应的模具，压实成型后进行养护；具体的，水泥应符合GB/T 2015的规定，减水剂应符合GB-8076的规定。

S5.步骤S4制备的混凝土产品进行养护，养护时，向混凝土产品喷洒石灰水，整个养护过程在CO₂废气的氛围下进行。

具体的，养护时，温度设定为25℃～35℃、湿度为95％，CO₂浓度为9％～15％；养护24h后每隔12h喷洒一次质量为混凝土产品质量1％的石灰水，所述石灰水的pH值约为7.5～9，此pH值为细菌最适pH值，养护3～7d后脱模。

实施例3

本实施例以生产多孔混凝土预制路面板为例，利用矿化细菌将废气与废建材制备成强度等级为C25的多孔混凝土预制路面板。

各原料配合比如下表

表2多孔混凝土预制路面板配合比 单位：(Kg/m³)

水泥等级为P.O 42.5，减水剂为标准型聚羧酸减水剂，通入CO₂(步骤S2、S3、S4中CO₂浓度为15-18％)，室温下进行拌合，拌合均匀后将混合料倒入尺寸为1000×1000×120mm的模具，震动压实成型后放入养护室进行养护；

养护室内温度设定为25℃、湿度为95％，CO₂浓度为10-13％；并在混凝土产品传送至养护仓24h后每隔12h喷洒一次质量为混凝土产品质量1％的石灰水，所述石灰水的ph值为8.5，养护7d后脱模。

实施例4

本实施例以生产多孔混凝土挡土墙砌块为例，利用矿化细菌将废气与废建材制备成强度等级为C25的多孔混凝土挡土墙砌块，按照本发明的技术方案，本实施例的具体实施步骤同实施例2；分别生产粒径为0.16～5mm/5～10mm/10～25mm的生物矿化强化再生骨料；多孔混凝土挡土墙砖的配合比见表3

表3多孔混凝土挡土墙砌块配合比 单位：(Kg/m³)

模具尺寸为400×200×100mm，养护3d后脱模；所述其他材料与实施例3相同。

实施例5

本实施例以生产多孔混凝土护坡砖为例，利用矿化细菌将废气与废建材制备成强度等级为C25的多孔混凝土护坡砖，本实施例的具体实施步骤同实施例2，分别生产粒径为0.16～5mm/5～10mm的生物矿化强化再生骨料；多孔混凝土挡土墙砖的配合比见表4

表4多孔混凝土护坡砖配合比 单位：(Kg/m³)

模具为空心六角型，各边尺寸为250×50×100mm，养护5d后脱模；所述其他材料与实施例3相同。

对比例

(1)筛分清洗

将破碎的废弃混凝土筛分成粒径为5-10mm的再生粗骨料后倒入清洗装置，通过高压水枪将骨料洗净后倒入烘干装置，在60℃的温度下持续干燥12h；

(2)拌合生产

将再生骨料、未改性的微粉、水、水泥、减水剂依次加入拌合生产装置，配合比与实施例3相同；水泥等级为P.O 42.5，减水剂为标准型聚羧酸减水剂，室温下进行拌合，拌合均匀后将混合料倒入尺寸为1000×1000×120mm的模具，震动压实成型后放入养护室进行养护；

(3)普通养护

拌合生产的混凝土产品传送至常规养护室内，养护室内设置与实施例3相同的温湿度，不通入CO₂，但喷洒石灰剂量与频率与实施例3相同，养护完成后脱模得到多孔混凝土产品。

为了验证本发明的有益效果，申请人按照国家标准GB/T 25993-2010《透水路面砖和透水路面板》对本发明实施例3～5以及对比例生产的多孔混凝土进行制件进行检测，试验情况如下：

测试仪器：微机控制电液伺服万能试验机，由济南交专运达设备公司生产；混凝土单边盐冻融试验机，由无沧州昌志建筑仪器有限公司生产；养护室，为山东交通学院公路检测中心混凝土养护室。

(1)检测方法

按国家标准GB/T 25993-2010《透水路面砖和透水路面板》进行检测。

(2)检测结果

检测结果见表4。

表5沥青常规指标检测结果表

由表5可见，实施例3～5生产的多孔混凝土产品能够满足GB/T 25993-2010《透水路面砖和透水路面板》的技术标准；而与实施例3相比，对比例生产的多孔混凝土无法满足GB/T25993-2010中的技术标准，且固碳率有着较大的差距。说明本发明利用矿化细菌将废气与废建材制备成多孔混凝土的方法能够充分利用废气与废建材，生产符合部颁标准的合格多孔混凝土产品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用废气与废建材制备素混凝土的系统，其特征在于，包括：

用于接收高二氧化碳含量的工业废气并去除废气中的硫化物的废气处理系统（1）；所述废气处理系统（1）包括用于为预处理强化系统（2）、改性微粉生产系统（5）和碳化拌合生产系统（3）提供CO₂气体的供气装置（10）、用于收集预处理强化系统（2）、改性微粉生产系统（5）和碳化拌合生产系统（3）返回的低浓度CO₂气体并为碳化养护系统（4）供气的储集仓（11）；所述供气装置（10）包括用于检测并去除废气中含硫气体的除硫仓（12）；

用于向废建材骨料喷洒矿化菌液并向其提供废气处理系统（1）处理后的废气的预处理强化系统（2）；所述预处理强化系统（2）包括用于装盛、搅拌废建材骨料的搅拌仓（21）、用于向搅拌仓（21）内的废建材骨料喷洒矿化菌液的菌液喷洒装置（22）、用于将废气处理系统（1）内的废气提供给搅拌仓（21）内的第一进气管（23）；

用于向粉煤灰和/或高炉渣喷洒矿化菌液并向其提供废气处理系统（1）处理后的废气的改性微粉生产系统（5）；所述改性微粉生产系统（5）包括固化研磨仓（50）、粉料斗（511）、第二菌液喷洒装置（513）、拌合研磨装置（516）、用于将研磨后的微粉输送到碳化拌合生产系统（3）的输送装置（541）、用于将废气处理系统（1）内的CO₂提供给固化研磨仓（50）的第二进气管（531）；

用于接收废气处理系统（1）处理后的废气、预处理强化系统（2）处理后的碳化骨料以及改性微粉生产系统（5）处理后的改性微粉并将其与水泥拌合成混凝土产品的碳化拌合生产系统（3）；

用于接收预处理强化系统（2）、改性微粉生产系统（5）和碳化拌合生产系统（3）使用后的低二氧化碳含量废气并对碳化拌合生产系统（3）生产的混凝土产品进行碳化养护的碳化养护系统（4）。

2.根据权利要求1所述的利用废气与废建材制备素混凝土的系统，其特征在于，

所述碳化拌合生产系统（3）包括用于拌合混凝土的拌合仓（30）、用于将拌合后的混凝土制成成品混凝土块的制模仓（31）以及用于将拌合仓（30）内的拌合后的混凝土输送至制模仓（31）内的传输装置（32）；所述拌合仓（30）上开设有改性微粉入口（301）、水泥入口（305）、供水口（306）、减水剂入口（308）、用于接收废气处理系统（1）处理后的废气的第三进气管（302）、用于向外输出碳化拌合生产系统（3）使用后的低二氧化碳含量废气的第三出气管（307）和用于接收预处理强化系统（2）处理后的碳化骨料的进料口（303）；所述拌合仓（30）内还设置有用于搅拌混凝土材料的搅拌装置（304）；

所述传输装置（32）包括传输泵（321）和注浆管（322）；

所述制模仓（31）内设置有传送带（311），传送带（311）上放置有接收注浆管（322）中的混凝土浆液的模具。

3.根据权利要求1所述的利用废气与废建材制备素混凝土的系统，其特征在于，

所述碳化养护系统（4）包括用于盛放传送带（311）传出的混凝土产品的养护仓（41）和用于向养护仓（41）内的混凝土产品喷洒石灰水的喷洒装置（42）；所述喷洒装置（42）还能够向养护仓（41）内输送低二氧化碳含量废气。

4.根据权利要求1所述的利用废气与废建材制备素混凝土的系统，其特征在于，

所述除硫仓（12）内盛有饱和NaHCO₃溶液，饱和NaHCO₃溶液上方设置有两端贯穿除硫仓（12）的第一管体（121）以及与第一管体（121）相连通的第二管体（122）和第三管体（123）；所述第二管体（122）远离第一管体（121）的一端伸入饱和NaHCO₃溶液中，所述第三管体（123）位于饱和NaHCO₃溶液上方；废气从第一管体（121）靠近第二管体（122）一端进气，在靠近第三管体（123）一端出气；所述第一管体（121）在进气一端设置有含硫检测装置（120），所述第一管体（121）在第二管体（122）和第三管体（123）中间的位置处设置有第一阀门（124），所述第二管体（122）上设置有第二阀门（125），所述第三管体（123）上设置有第三阀门（126）；当含硫检测装置（120）检测到废气中含硫时，关闭第一阀门（124）、打开第二阀门（125）和第三阀门（126）；当含硫检测装置（120）未检测到废气中含硫时，打开第一阀门（124）、关闭第二阀门（125）和第三阀门（126）；当不需要储集废气时，关闭第一阀门（124）、第二阀门（125）和第三阀门（126）。

5.根据权利要求2所述的利用废气与废建材制备素混凝土的系统，其特征在于，所述搅拌装置（304）包括水平设置的支撑管（304-1）、若干个与支撑管（304-1）相连通的竖直方向设置的搅拌管（304-2）以及用于带动支撑管（304-1）转动的转动臂（304-3）；所述支撑管（304-1）靠近转动臂（304-3）的一侧设置有用于连接第三进气管（302）的进气管（304-4）；所述进气管（304-4）、支撑管（304-1）和搅拌管（304-2）的管腔依次联通；所述搅拌管（304-2）上设置若干个导气孔（304-5）。

6.根据权利要求1所述的利用废气与废建材制备素混凝土的系统，其特征在于，所述拌合研磨装置（516）包括电机（516-1）、将电机固定在固化研磨仓（50）顶部的固定板（516-2）、由电机（516-1）驱动的转动盘（516-3）和转动杆（516-4）；所述转动盘（516-3）上固定连接有向远离电机（516-1）的方向延伸的若干个搅拌轴（516-5）；所述转动杆（516-4）在远离电机（516-1）的一侧设置有磨粉刀片（516-6）。

7.如权利要求1-6任一项所述的系统用于利用废气与废建材骨料制备素混凝土。