CN117619048B - 一种固定空气中co2的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种固定空气中CO2的系统和方法。本发明的系统包括反应器主体，在反应器主体内部从下至上依次设有气体分布器、一个以上循环物料喷嘴和一个以上新鲜物料喷嘴，新鲜物料喷嘴通过送料管与新鲜物料储罐连通，循环物料喷嘴通过循环管与反应器主体连通，在反应器主体内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板，在多孔折流挡板下方交错设置扇叶，在反应器主体的底部和顶部分别设有气体进口和气体出口。本发明的系统和方法能够实现更好的气固液三相混合效果，不仅能够提高低浓度CO2的吸收利用率以及含钙物质或含镁物质的利用率，同时能够加强碳酸盐晶核的混合效果，使生成的碳酸盐产品粒径更加均一。
Description
技术领域
本发明涉及碳中和技术领域，尤其是涉及一种固定空气中CO2的系统和方法。
背景技术
CO2的过量排放不仅会导致气候变化，还会影响生物多样性和生态系统的稳定。许多动植物物种对气候的变化非常敏感，气候变暖、干旱等极端的气候事件会导致生物灭绝和生态系统的破坏。在人为CO2气体排放中，地面点源排放占比最高。典型的点源排放主要包括火电、钢铁、石化、化工等重点行业固定点源及高架点源等工业点源排放。此外，包括地面交通、城市餐饮、废弃物处理行业的废弃物填埋场、污水处理过程以及农林畜牧养殖业等非传统点源排放也不可忽视，这类非传统点源排放具有分散广、数量大、难收集等特点，往往只能放任其排到大气中。
工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日渐凸显。在工业气体产业中，空分设备是必不可少的核心设施。空分设备是将空气作为原料，利用低温条件将空气转化为液体，然后在蒸馏过程中将氧气、氮气、氩气等惰性气体分离。空分设备主要由八大系统构成，分别为压缩系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统。空分设备的工艺流程为：由空压机产生的压缩空气经过分子筛(净化系统)除去水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质，其中的一部分被送入蒸馏塔上部，另一部分通过膨胀机进行冷却再送入塔中。在蒸馏塔中，通过热交换，上层塔顶可以获得高纯度的氮气等，而上层塔基则可以获得高纯度的氧气。
目前，对于空分设备经过分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质均采用污氮气吹扫的方式直接排放，不利于实现碳减排和废气回收再利用。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固定空气中CO2的系统和方法，不仅能够提高低浓度CO2的吸收利用率以及含钙物质或含镁物质的利用率，同时能够加强碳酸盐晶核的混合效果，使生成的碳酸盐产品粒径更加均一。
本发明提供一种固定空气中CO2的系统，包括反应器主体，在反应器主体内部从下至上依次设有气体分布器、一个以上循环物料喷嘴和一个以上新鲜物料喷嘴，新鲜物料喷嘴通过送料管与新鲜物料储罐连通，循环物料喷嘴通过循环管与反应器主体连通，在反应器主体内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板，在多孔折流挡板下方交错设置扇叶，在反应器主体的底部和顶部分别设有气体进口和气体出口。
进一步地，在反应器主体内部还设有除沫器和冲洗水喷嘴，除沫器位于新鲜物料喷嘴上方，冲洗水喷嘴位于除沫器上方，冲洗水喷嘴通过冲洗管与冲洗水储罐连通。
进一步地，在反应器主体内部设有多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴，多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴沿反应器主体高度方向间隔交错设置，新鲜物料喷嘴的设置数量大于循环物料喷嘴的设置数量。
进一步地，多孔折流挡板向下倾斜设置，多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角小于60度，多孔折流挡板上分布孔径为5mm×10mm的鱼鳞型孔，开孔高度为2mm，开孔率为45-60％。
进一步地，扇叶在气流和经多孔折流挡板流下的物料双重作用下转动。
本发明还提供一种固定空气中CO2的方法，采用上述固定空气中CO2的系统进行，固定空气中CO2的方法包括：将含钙物质或含镁物质通过新鲜物料喷嘴送入反应器主体，将含CO2气体通过气体进口送入反应器主体，通过循环物料喷嘴对反应器主体内部的物料进行循环，含钙物质或含镁物质与含CO2气体中的CO2反应生成碳酸盐。
进一步地，含钙物质为含钙氧化物或含钙氢氧化物，含镁物质为含镁氧化物或含镁氢氧化物；具体地，含钙物质可以采用电石渣、钢渣等。此外，含钙物质或含镁物质的粒径为100-400目，例如为300-400目。
进一步地，含CO2气体来源于空气分离纯化系统；含CO2气体中CO2的体积浓度为0.1-5％。
进一步地，含CO2气体的空塔气速为0.07-0.28m/s。
研究发现：在对来源于空气分离纯化系统的含CO2气体进行利用时，由于气体中的CO2体积浓度低，气量大，导致使用传统鼓泡塔、环流反应器等设备无法实现CO2的高效吸收利用，不仅造成CO2和含钙/镁物料的利用率低，同时由于气液固三相混合不均导致生成的碳酸盐产品粒径分布范围较大，不利于实际生产和应用。
针对上述问题，本发明提出一种固定空气中CO2的系统和方法，通过对系统的结构和工艺过程进行优化和控制，设置带鱼鳞型孔的多孔折流挡板和扇叶，含钙/镁物质在多孔折流挡板和扇叶表面形成液膜，含CO2气体经鱼鳞型孔上升过程与含钙/镁物质液膜充分接触，同时在扇叶的扰流作用下，实现了含CO2气体的均匀分布，加强了气固液三相混合效果；另外通过采用梯级逆流吸收的操作方式，含CO2气体与循环物料喷雾和新鲜物料喷雾依次进行逆流接触，可以实现超低浓度CO2的高效和充分吸收，不仅提高了低浓度CO2的吸收利用率以及含钙物质或含镁物质的利用率，同时能够加强CO2气体的均匀分布和碳酸盐晶核的混合效果，使生成的碳酸盐产品粒径更加均一。
本发明的固定空气中CO2的系统结构简单，操作过程易控，便于工程放大和工业化生产；该系统以空分设备中经过分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质废气作为矿化原料气，利用含钙物质或含镁物质与矿化原料气中的CO2反应生成碳酸盐，既达到了永久固定空气中CO2的目的，实现了碳减排和废气的回收再利用，同时使得碳酸盐产品得粒径更加均一，提高了碳酸盐产品的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为固定空气中CO2的系统的结构示意图；
图2为实施例2的碳酸钙产品的粒径分布图；
图3为对照例5的碳酸钙产品的粒径分布图；
图4为对照例6的碳酸钙产品的粒径分布图。
附图标记说明：
1：反应器主体；2：气体出口；3：冲洗水喷嘴；4：多孔折流挡板；5：气体进口；6：气体分布器；7：循环物料喷嘴；8：扇叶；9新鲜物料喷嘴；10：除沫器；11：循环物料储罐；12：新鲜物料储罐；13：冲洗水储罐。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图1所示，本实施例的固定空气中CO2的系统包括反应器主体1，在反应器主体1内部从下至上依次设有气体分布器6、一个以上循环物料喷嘴7和一个以上新鲜物料喷嘴9，新鲜物料喷嘴9通过送料管与新鲜物料储罐12连通，循环物料喷嘴7通过循环管与循环浆料储罐11连通，在反应器主体1内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板4，在多孔折流挡板4下方交错设置扇叶8，在反应器主体1的底部和顶部分别设有气体进口5和气体出口2。
反应器主体1为含钙物质或含镁物质与含CO2气体中的CO2发生反应的场所；对反应器主体1的形状、尺寸等不作严格限制，可根据实际CO2处理量合理设置，反应器主体1的形状可以为圆柱形。
新鲜物料喷嘴9主要用于将新鲜物料储罐12中储存的新鲜物料(含钙物质或含镁物质)通过送料管送至反应器主体1内部。新鲜物料喷嘴9可以沿反应器主体1高度方向间隔交错设置在反应器主体1的内部上方。
循环物料喷嘴7主要用于对反应器主体1内部的物料进行循环，可以设置循环物料储罐11对循环物料进行储存；对反应器主体1内部的物料进行循环不仅有利于提高含钙物质或含镁物质的利用率，还有利于抑制碳酸盐产品的晶核无序生长，加强碳酸盐晶核的混合效果，使得生成的碳酸盐产品粒径更加均一。循环物料喷嘴7可以沿反应器主体1高度方向间隔交错设置在反应器主体1的内部下方，此时新鲜物料喷嘴9的设置位置位于在循环物料喷嘴7的上方。为了进一步提高CO2的吸收率，可以使新鲜物料喷嘴9的设置数量大于循环物料喷嘴7的设置数量，既保证了含CO2气体的吸收利用率又保证了含钙物质或含镁物质的利用率。
气体分布器6和多个多孔折流挡板4的设置能够更好地实现气固液三相混合效果。对多孔折流挡板4的设置数量不作严格限制，特别是，多孔折流挡板4向下倾斜设置，多孔折流挡板4与反应器主体1之间的夹角小于60度，以便含钙物质或含镁物质能够迅速流下。此外，多孔折流挡板4与多个新鲜物料喷嘴9和多个循环物料喷嘴7可以间隔交错设置，在每一个新鲜物料喷嘴9和循环物料喷嘴7下方可以间隔交错设置至少一个多孔折流挡板4。
多孔折流挡板4上分布孔径为5mm×10mm的鱼鳞型孔，开孔高度为2mm，开孔率为45-60％，以便含钙/镁物质在多孔折流挡板表面形成液膜，同时不妨碍含CO2气体经鱼鳞型孔上升过程与含钙/镁物质液膜充分接触。
在每一个多孔折流挡板4下方交错设置扇叶8，扇叶8通过支撑杆固定在反应器主体1上，扇叶8设置在多孔折流挡板4出口端下方，扇叶8在上升气流和经多孔折流挡板4流下的物料双重作用下转动，在扰流作用下实现含CO2气体的均匀分布。
在反应器主体1的底部和顶部分别设有用于气体进出的气体进口5和气体出口2；在气体进口5和气体出口2可以分别设置用于监测进出口原料气的流量和CO2浓度的CO2检测传感器。
此外，在反应器主体1内部设有除沫器10和冲洗水喷嘴3，除沫器10位于新鲜物料喷嘴9上方，冲洗水喷嘴3位于除沫器10上方，冲洗水喷嘴3通过冲洗管与冲洗水储罐13连通。可以利用冲洗水喷嘴3对除沫器中夹杂的固体等进行清洗，防止除沫器阻塞。
采用上述系统固定空气中的CO2时，将含钙物质或含镁物质通过新鲜物料喷嘴9送入反应器主体1，将含CO2气体通过气体进口5送入反应器主体1，通过循环物料喷嘴7对反应器主体1中的物料进行循环，含钙物质或含镁物质与含CO2气体中的CO2反应生成碳酸盐。
对含钙物质或含镁物质不作严格限制，含钙物质可以采用含钙氧化物或含钙氢氧化物，含钙物质或含镁物质可以通过浆料形式通过新鲜物料喷嘴9送入反应器主体1。
含CO2气体可以来源于空气分离纯化系统；含钙物质或含镁物质以及循环物料的流量可根据实际情况确定，
在本实施例的固定空气中CO2的系统中，含钙物质或含镁物质通过喷雾与含CO2气体接触并发生如下反应：
CaO(s)+CO2(g)＝CaCO3↓(s)
Ca(OH)2(s)+CO2(g)＝CaCO3↓(s)+H2O(l)
或者
MgO(s)+CO2(g)＝MgCO3↓(s)
Mg(OH)2(s)+CO2(g)＝MgCO3↓(s)+H2O(l)
实施例2
本实施例的固定空气中CO2的方法，采用实施例1的系统进行。
具体地，反应器主体1为圆柱形，高度为4m，直径为0.5m，循环物料喷嘴7的设置数量为2个，最下方的循环物料喷嘴7距反应器主体1底部0.4m，相邻循环物料喷嘴7之间的间距为0.6m；新鲜物料喷嘴9的设置数量为3个，最下方的新鲜物料喷嘴9距反应器主体1底部1.6m，相邻新鲜物料喷嘴9之间的间距为0.6m。在每一个新鲜物料喷嘴9和循环物料喷嘴7下方0.48m处设置一个扇叶8，扇叶8的支撑杆长度为10cm，扇叶8的直径为20cm，叶片数量为5个。多孔折流挡板4与反应器主体1之间的夹角为30度，多孔折流挡板4的长度35cm，宽度为30cm，分布孔径为5mm×10mm的鱼鳞型孔，开孔高度为2mm，开孔率为50％。除沫器10距反应器主体1顶部0.4m，冲洗水喷嘴3距反应器主体1顶部0.2m。
本实施例的含钙物质选择电石渣作为矿化固体原料，电石渣中氧化钙的含量为68.1％，电石渣的粒径控制在300目，将空分设备中经过污氮气吹扫分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质废气作为矿化原料气(简称为原料气)，测得矿化原料气中CO2的体积浓度为1.3％。
将上述原料气通过气体进口5送入反应器主体1，气速控制在50m3/h(空塔气速为0.085m/s)。新鲜电石渣浆料通过新鲜物料喷嘴9送入反应器主体1，新鲜电石渣浆料的固含量为30％，流量为9.54m3/h；通过循环物料喷嘴7将循环物料送入反应器主体1，循环物料的流量为38.18m3/h。
原料气经气体分布器6布气后与循环物料喷雾逆流接触，原料气中的CO2被部分吸收后继续上升与新鲜电石渣浆料喷雾逆流接触，原料气中的CO2进一步与电石渣中的氧化钙反应生成碳酸钙，脱除CO2的原料气继续上升经除沫器10去除固体夹带后经气体出口2排出反应器主体1。
按照如下公式计算CO2的吸收利用率η：
η＝(Vin×Cin－Vout×Cout)/(Vin×Cin)
其中：
Vin为进口原料气流量，m3/h；
Cin为进口原料气二氧化碳浓度，vol％；
Vout为出口原料气流量，m3/h；
Cout为出口原料气二氧化碳浓度，vol％。
通过测定计算得到原料气中CO2的吸收利用率η为95.41％。
生成碳酸钙的粒径分布如图2所示；图2结果表明：本实施例的碳酸钙D10为0.813微米，D50为2.056微米，D90为5.125微米。
矿化固体原料电石渣中氧化钙转变成碳酸钙的比例(即钙的利用率)为93.85％。
实施例3
本实施例除如下不同之外，其余与实施例2基本相同。
本实施例的含镁物质选择氢氧化镁作为矿化固体原料，氢氧化镁含量为90％，粒径控制在100目，将空分设备中经过污氮气吹扫分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质废气作为矿化原料气，矿化原料气中CO2的体积浓度为3.5％；原料气的气速控制在150m3/h(空塔气速0.21m/s)，新鲜氢氧化镁浆料的固含量为25％，流量为22.56m3/h，循环物料的流量为90.26m3/h。
通过测定计算得到原料气中CO2的吸收利用率η为93.27％，矿化固体原料氢氧化镁转变成碳酸镁的比例(即镁的利用率)为90.21％。
对照例1
本对照例所采用的原料气、电石渣原料、操作过程及参数、用量、反应器尺寸等均同实施例2，不同之处在于：
实验1：仅拆除实施例2反应器主体内部的所有多孔折流挡板。
实验2：仅拆除实施例2反应器主体内部的所有扇叶。
其余一切操作同实施例2，实验结果如表1所示。
表1不同反应器主体内部结构对CO2吸收的影响
对照例2
本对照例所采用的原料气、电石渣原料、用量、反应器等均同实施例2，不同之处在于：
实验3：物料不循环，所有循环物料喷嘴7全部用来喷新鲜电石渣物料。
实验4：从反应器主体底部数3个喷嘴喷循环物料，2个喷嘴喷新鲜物料电石渣(即下3个喷嘴为循环物料喷嘴，上2个喷嘴为新鲜物料喷嘴)。
其余一切操作同实施例2，实验结果如表2所示。
表2喷嘴设置对CO2吸收的影响
对照例3
本对照例所采用的原料气、电石渣原料、操作过程及参数、用量、反应器尺寸等均同实施例2，不同之处在于：
实验5：多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角为70度。
实验6：多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角为80度。
其余一切操作同实施例2，实验结果如表3所示。
表3多孔折流挡板角度对CO2吸收的影响
对照例4
本对照例所采用电石渣原料、操作过程、反应器等均同实施例2，不同之处在于控制吹扫分子筛(空分净化系统)的污氮气的量，从而获得不同体积浓度的CO2气体。CO2的小时流量同实施例2，实验结果如表4所示。
表4CO2浓度对CO2吸收的影响
对照例5
本对照例采用传统鼓泡塔作为固定空气中CO2的系统，其中反应器主体高度为4m，直径为0.5m，高径比及外形与实施例2相同。
本对照例选择的矿化固体原料和矿化原料气与实施例2相同。向鼓泡塔中加入固含量为30％的新鲜电石渣浆料，电石渣的粒径控制在300目，将空分设备中经过污氮气吹扫分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质废气作为矿化原料气(简称为原料气)，测得矿化原料气中CO2的体积浓度为1.3％。向鼓泡塔的电石渣浆料中通入矿化原料气，气速控制在50m3/h。
通过测定计算得到原料气中CO2的吸收利用率η为41.13％。
生成碳酸钙的粒径分布如图3所示；图3结果表明：本对照例的碳酸钙D10为0.777微米，D50为2.379微米，D90为25.95微米。
矿化固体原料电石渣中氧化钙转变成碳酸钙的比例(即钙的利用率)为57.28％。
对照例6
本对照例采用环流反应器作为固定空气中CO2的系统，其中反应器主体高度为4m，直径为0.5m，高径比及外形与实施例2相同，导流筒内径为0.4m，高度为3.3m。
本对照例选择的矿化固体原料和矿化原料气与实施例2相同。向环流反应器中固含量为30％的新鲜电石渣浆料，电石渣的粒径控制在300目，将空分设备中经过污氮气吹扫分子筛(净化系统)去除的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质废气作为矿化原料气(简称为原料气)，测得矿化原料气中CO2的体积浓度为1.3％。向鼓泡塔的电石渣浆料中通入矿化原料气，气速控制在50m3/h。
通过测定计算得到原料气中CO2的吸收利用率η为53.24％。
生成碳酸钙的粒径分布如图4所示；图4结果表明：本对照例的碳酸钙D10为0.736微米，D50为1.921微米，D90为18.45微米。
矿化固体原料电石渣中氧化钙转变成碳酸钙的比例(即钙的利用率)为64.81％。
上述结果表明：
对照例1中单独安装扇叶、单独安装多孔折流挡板CO2的吸收利用率η、钙的利用率远低于同时安装多孔折流挡板和扇叶，这是由于通过带鱼鳞型孔的多孔折流挡板和扇叶，含钙物质或含镁物质能在多孔折流挡板和扇叶表面形成液膜，含CO2气体经鱼鳞型孔上升过程与含钙/镁物质液膜充分接触，同时在扇叶的扰流作用下，实现了含CO2气体的均匀分布，有助于气固液三相混合，有利于CO2的吸收利用率η、钙的利用率的提高。
对照例2中当物料不循环，所有喷嘴全部用来喷新鲜电石渣物料时，CO2的吸收利用率η有所提高，但是由于未采取物料循环，使得钙的利用率降低，同时碳酸钙产品的晶核无序生长、导致粒径分布变宽。当循环物料嘴喷数量多于新鲜物料嘴喷数量，CO2的吸收利用率η有所下降，但循环物料中的碳酸钙晶核的混合效果增强，粒径分布变窄，粒径更均一。
对照例3中多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角大于60度，含钙物质或含镁物质不能够迅速流下，对扇叶的冲击力降低，气液混合效果下降，CO2的吸收利用率η降低。
对照例4中当CO2浓度过低或过高，在相同CO2流量下，CO2浓度过低导致含CO2气体流量增大，空塔气速过大导致CO2的吸收利用率η降低。CO2浓度过高导致含CO2气体流量降低，无法突破鱼鳞型孔的多孔折流挡板阻力，无法与含钙/镁物质液膜充分接触，导致CO2的吸收利用率η降低。
对照例5、对照例6由于来源于空气分离纯化系统的原料气中的CO2体积浓度较低，使用传统鼓泡塔或环流反应器无法实现低浓度CO2下的气液固充分混合接触，不仅造成物料利用率低，也使得生成的碳酸盐产品粒径不均。
综上所述，本发明通过对系统的结构和工艺过程进行优化和控制，设置带鱼鳞型孔的多孔折流挡板和扇叶，含钙物质或含镁物质在多孔折流挡板和扇叶表面形成液膜，含CO2气体经鱼鳞型孔上升过程与含钙物质或含镁物质液膜充分接触，同时在扇叶的扰流作用下，实现了含CO2气体的均匀分布，加强了气固液三相混合效果；另外通过采用梯级逆流吸收的操作方式，含CO2气体与循环物料喷雾和新鲜物料喷雾依次进行逆流接触，可以实现超低浓度CO2的高效和充分吸收，不仅提高了低浓度CO2的吸收利用率以及含钙物质或含镁物质的利用率，同时能够加强CO2气体的均匀分布和碳酸盐晶核的混合效果，使生成的碳酸盐产品粒径更加均一。既达到了永久固定空气中CO2的目的，实现了碳减排和废气的回收再利用，同时还提高了碳酸盐产品的品质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种固定空气中CO2的系统，其特征在于，包括反应器主体，在反应器主体内部从下至上依次设有气体分布器、一个以上循环物料喷嘴和一个以上新鲜物料喷嘴，新鲜物料喷嘴通过送料管与新鲜物料储罐连通，循环物料喷嘴通过循环管与反应器主体连通，在反应器主体内部沿高度方向间隔交错设置多个多孔折流挡板，在多孔折流挡板下方交错设置扇叶，在反应器主体的底部和顶部分别设有气体进口和气体出口；在反应器主体内部设有多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴，多个新鲜物料喷嘴和多个循环物料喷嘴沿反应器主体高度方向间隔交错设置，新鲜物料喷嘴的设置数量大于循环物料喷嘴的设置数量；多孔折流挡板向下倾斜设置，多孔折流挡板与反应器主体之间的夹角小于60度，多孔折流挡板上分布孔径为5mm×10mm的鱼鳞型孔，开孔高度为2mm，开孔率为45-60％。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在反应器主体内部还设有除沫器和冲洗水喷嘴，除沫器位于新鲜物料喷嘴上方，冲洗水喷嘴位于除沫器上方，冲洗水喷嘴通过冲洗管与冲洗水储罐连通。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，扇叶在气流和经多孔折流挡板流下的物料双重作用下转动。
4.一种固定空气中CO2的方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一所述的系统进行，固定空气中CO2的方法包括：将含钙物质或含镁物质通过新鲜物料喷嘴送入反应器主体，将含CO2气体通过气体进口送入反应器主体，通过循环物料喷嘴对反应器主体内部的物料进行循环，含钙物质或含镁物质与含CO2气体中的CO2反应生成碳酸盐。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，含钙物质为含钙氧化物或含钙氢氧化物，含镁物质为含镁氧化物或含镁氢氧化物；含钙物质或含镁物质的粒径为100-400目。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，含CO2气体来源于空气分离纯化系统；含CO2气体中CO2的体积浓度为0.1-5％。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，含CO2气体的空塔气速为0.07-0.28m/s。
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