CN219560876U - 一种吸收二氧化碳处理赤泥的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种吸收二氧化碳处理赤泥的装置，包括超临界处理装置、配料箱、吸收装置、压力表、pH检测器、排料箱、搅拌器、气泡发生器、气体阀、进气管、喷淋装置、手动阀。本实用新型利用超临界处理装置将赤泥中的化合态碱转化为小分子游离态碱，赤泥与二氧化碳气体在吸收装置中发生酸碱中和反应，既降低赤泥的pH值，实现赤泥脱碱，又吸收工业生产过程中产生的二氧化碳，实现二氧化碳的固定；本实用新型克服了二氧化碳捕获固定速率慢的问题，降低了赤泥的pH值，实现了赤泥的资源化利用。
Description
技术领域
本实用新型属于赤泥固碳技术领域，具体涉及一种吸收二氧化碳处理赤泥的装置。
背景技术
随着工农业的快速发展，排入大气中的CO2含量越来越多。CO2的过量排放被认为是造成全球温室效应的主要原因。截止到2019年，CO2质量超过整个大气质量的万分之4.15。因此，碳的固定是控制二氧化碳排放的关键环节。
而赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中排放的强碱性废渣，含有较多的Fe2O3，因此外观与赤色泥土相似而得名为“赤泥”。在工业生产中，每生产1t氧化铝，就会产生1～2t的赤泥。赤泥中含有钠碱、重金属元素、放射性元素等有害杂质。其中钠碱是赤泥中的主要有害杂质，分为可溶性碱和化学结合碱，可溶性碱易溶于赤泥浆体形成游离的钠离子；化学结合碱溶解度较低，稳定固结于赤泥中。目前，对赤泥的主要处理方式是以堆存为主，不仅占用大量土地，而且会对环境造成严重破坏，引起地表水、地下水污染，土壤碱化等问题。CO2可与弱碱性物质发生反应，每吨赤泥可消耗的16～102kg的CO2，每年约有600万吨CO2被固定到1吨赤泥。当前对于二氧化碳固定的研究存在的最大问题是捕获固定速率慢，因此有必要研发一种既能提高气-液传质速率还能达到固碳作用的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种吸收二氧化碳处理赤泥的装置。
本实用新型的目的是这样实现的，包括超临界处理装置、配料箱、吸收装置、压力表、pH检测器、排料箱、搅拌器、气泡发生器、气体阀、进气管、喷淋装置、手动阀，所述超临界处理装置通过管道与配料箱进料端连接，配料箱设有表面活性剂进样口以及有机胺进样口，所述配料箱内设有搅拌装置，所述配料箱出料端通过管道与吸收装置内顶部的喷淋装置连接，所述吸收装置设有压力表、pH检测器，所述进气管与吸收装置内底部布设的气泡发生器连接，进气管设有气体阀，所述吸收装置内设有搅拌器，所述吸收装置排料端通过管道与排料箱连接，且管道设有手动阀，所述排料箱的排液端通过回收管道与配料箱连通。
优选地，所述吸收装置内设有壳体，壳体呈上小下大的喇叭状结构，壳体顶部封闭、底部敞开，且内壁均布有凹槽，所述壳体顶部通过固定架与吸收装置顶部固接，所述喷淋装置位于壳体内的顶部，所述气泡发生器与壳体底部相对应，所述搅拌器的搅拌部位于壳体内。
优选地，还可以向吸收装置中通入SO2，NO2等酸性气体。
有机胺溶液包括2-甲基哌啶（2MPD）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）、哌嗪（PZ）的一种或多种，加入富含氨基的离子液体，筛选有机胺水溶液中的醇胺复配，加入MDA或MEDA中的一种或多种用以加速CO2的捕获。
本实用新型的有益效果：本实用新型利用超临界处理装置将赤泥中的化合态碱转化为小分子游离态碱，赤泥与二氧化碳气体在吸收装置中发生酸碱中和反应，既降低赤泥的pH值，实现赤泥脱碱，又吸收工业生产过程中产生的二氧化碳，实现二氧化碳的固定；表面活性剂、有机胺溶液与赤泥复配提高了赤泥浆液的悬浮，利于与二氧化碳接触，同时降低表面张力、提高气液界面传质阻力，有机胺溶液可加速捕获速率，可再生性好；本实用新型克服了二氧化碳捕获固定速率慢的问题，降低了赤泥的pH值，实现了赤泥的资源化利用。
附图说明
图1为本实用新型装置结构示意图；
图2为本实用新型流程示意图；
图3为壳体的结构示意图；
图中：1-超临界处理装置，2-配料箱，3-吸收装置，4-压力表，5- pH检测器，6-排料箱，7-搅拌器，8-气泡发生器，9-气体阀，10-进气管，11-喷淋装置，12-手动阀，13-壳体，14-凹槽，15-固定架。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换或替换，均属于本实用新型的保护范围。
实施例1
如附图1~图2所示本实施例装置包括超临界处理装置1、配料箱2、吸收装置3、压力表4、pH检测器5、排料箱6、搅拌器7、气泡发生器8、气体阀9、进气管10、喷淋装置11、手动阀12，其中气泡发生器8选用纳米气泡发生器以产生微量体积的气泡，所述超临界处理装置1通过管道与配料箱2进料端连接，配料箱2设有表面活性剂进样口以及有机胺进样口，所述配料箱2内设有搅拌装置，所述配料箱2出料端通过管道与吸收装置3内顶部的喷淋装置11连接，所述吸收装置3设有压力表4、pH检测器5，所述进气管10与吸收装置3内底部布设的气泡发生器8连接，进气管10设有气体阀9，所述吸收装置3内设有搅拌器7，所述吸收装置3排料端通过管道与排料箱6连接，且管道设有手动阀12，所述排料箱6的排液端通过回收管道与配料箱2连通。
实施例2
如附图1~图3所示本实施例装置在实施例1的基础上，所述吸收装置3内设有壳体13，壳体13呈上小下大的喇叭状结构，壳体13顶部封闭、底部敞开，且内壁均布有凹槽14，所述壳体13顶部通过固定架15与吸收装置3顶部固接，所述喷淋装置11位于壳体13内的顶部，所述气泡发生器8与壳体13底部相对应，所述搅拌器7的搅拌部位于壳体13内；吸收装置3反应前，在吸收装置3内提前加入一定量的料液，壳体13位于吸收装置3内料液液面之下；开启气体阀9，并通过喷淋装置11喷入料液；上行的二氧化碳气体与从顶部喷出的料液在搅拌器7的不断搅拌下，一方面进一步混匀，另一方面部分气泡与液流在壳体13内壁处的凹槽处不断碰撞、切割，促进固液气三相传质，有利于提升反应速率。
本实用新型工作原理和工作过程：来自氧化铝厂产生的赤泥经过烘干、破碎、研磨、过筛后加入超临界处理装置1，然后将经过超临界处理的赤泥送入配料箱2，并向配料箱2加入有机胺溶液和表面活性剂，料液在配料箱2内混匀并通过喷淋装置11在吸收装置3内喷出，同时进气管10的二氧化碳气体经气泡发生器8产生气泡，气泡与料液接触并反应；搅拌器7用于搅拌吸收装置3内的料液；观察压力表4和pH检测器5，直到pH值降低值中性时打开手动阀12；料液排入排料箱6中，可进行固液分离，固体外送用作路基，水泥等原料，液体通过回收管道送回配料箱2循环使用。
Claims (2)
1.一种吸收二氧化碳处理赤泥的装置，包括超临界处理装置（1）、配料箱（2）、吸收装置（3）、压力表（4）、pH检测器（5）、排料箱（6）、搅拌器（7）、气泡发生器（8）、气体阀（9）、进气管（10）、喷淋装置（11）、手动阀（12），其特征在于所述超临界处理装置（1）通过管道与配料箱（2）进料端连接，配料箱（2）设有表面活性剂进样口以及有机胺进样口，所述配料箱（2）内设有搅拌装置，所述配料箱（2）出料端通过管道与吸收装置（3）内顶部的喷淋装置（11）连接，所述吸收装置（3）设有压力表（4）、pH检测器（5），所述进气管（10）与吸收装置（3）内底部布设的气泡发生器（8）连接，进气管（10）设有气体阀（9），所述吸收装置（3）内设有搅拌器（7），所述吸收装置（3）排料端通过管道与排料箱（6）连接，且管道设有手动阀（12），所述排料箱（6）的排液端通过回收管道与配料箱（2）连通。
2.根据权利要求1所述吸收二氧化碳处理赤泥的装置，其特征在于所述吸收装置（3）内设有壳体（13），壳体（13）呈上小下大的喇叭状结构，壳体（13）顶部封闭、底部敞开，且内壁均布有凹槽（14），所述壳体（13）顶部通过固定架（15）与吸收装置（3）顶部固接，所述喷淋装置（11）位于壳体（13）内的顶部，所述气泡发生器（8）与壳体（13）底部相对应，所述搅拌器（7）的搅拌部位于壳体（13）内。
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