本發(fā)明屬于煤基固廢礦化co2，具體涉及一種煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置及工藝。

背景技術(shù)：

1、作為煤炭開采伴生的固體廢棄物，煤矸石通常排放堆積在地面，占比為煤炭產(chǎn)量的10％～20％，這種處理方式不僅占用了大量稀缺土地資源，還會帶來矸石山自燃等一系列安全隱患。面對生態(tài)環(huán)境保護的壓力，如何高效處置煤矸石等固廢是煤炭企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的難題之一。另一方面，co2排放量與日俱增，對生命系統(tǒng)構(gòu)成威脅。大力發(fā)展co2捕集利用與封存(ccus)技術(shù)不僅是減少co2排放、保障能源安全的戰(zhàn)略選擇，還是構(gòu)建生態(tài)文明和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。co2封存是指通過工程技術(shù)手段將捕集的co2注入深部地質(zhì)儲層，實現(xiàn)co2與大氣長期隔絕的過程，主要方式有地質(zhì)封存、地表封存和海洋封存等。目前，利用煤基固廢材料礦化吸附二氧化碳的技術(shù)能夠在有效處理固廢的同時，吸附二氧化碳，有廣闊的發(fā)展前景，但是現(xiàn)有工藝所用的礦化co2裝置，主要存在以下缺陷：1)通過簡單的攪拌進行混合，導(dǎo)致氣體、液體和固體之間分布和混合不充分，造成氣體吸收效率低，需要進行更長時間的攪拌；2)co2充入時，為了充分反應(yīng)，需要較大氣壓才可以進入，且容易被漿液堵塞出口，氣體擴散受漿液狀態(tài)影響較大，分布不均勻，不能被充分混合吸收；3)裝置側(cè)壁容易滯留堆積漿液，時間過長會造成凝固產(chǎn)生大顆粒，影響漿液的制備和流動性。上述缺陷最終導(dǎo)致固廢消耗量有限且co2礦化效果不理想，亟需改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置及工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的礦化過程中因co2氣體不能被漿液充分混合吸收、漿液容易滯留堆積導(dǎo)致的礦化效果不佳的技術(shù)問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，包括罐體，所述罐體頂板上開設(shè)有漿料主入口和催化劑添加口，罐體底部開設(shè)有出料口，所述罐體內(nèi)設(shè)置有隔板，所述隔板將罐體內(nèi)腔分割成攪拌腔和出料腔，所述攪拌腔與所述漿料主入口和催化劑添加口連通，所述出料腔與所述出料口連通；

4、所述攪拌腔內(nèi)豎直設(shè)置有攪拌軸，所述出料腔內(nèi)穿設(shè)有充氣管道，所述攪拌軸穿過所述隔板伸至所述充氣管道內(nèi)，所述攪拌軸內(nèi)設(shè)置有與所述充氣管道連通的第一過流通道；

5、所述攪拌軸上沿軸向間隔布設(shè)多個攪動通氣組件，每個所述攪動通氣組件上均設(shè)置有多個第二過流通道，所述第一過流通道經(jīng)第二過流通道與所述攪拌腔連通。

6、本發(fā)明還具有以下技術(shù)特征：

7、具體的，所述攪拌軸外側(cè)壁上開設(shè)有過渡槽，所述過渡槽由攪拌軸外壁底端向上部延伸；所述過渡槽內(nèi)沿攪拌軸軸向開設(shè)多個第一通氣孔，所述第一通氣孔孔徑由下向上逐漸增大。

8、更進一步的，所述攪動通氣組件包括套設(shè)在所述攪拌軸上的中心套筒，所述中心套筒外壁上沿周向等間隔布設(shè)多個攪拌葉，每個攪拌葉上沿其長度方向開設(shè)多個第二過流通道，所述第二過流通道經(jīng)開設(shè)在中心套筒筒壁上的第二通氣孔與所述第一通氣孔連通。

9、更進一步的，所述攪拌葉傾斜設(shè)置，且攪拌葉所在平面與豎直平面相交所形成的銳角為20°～60°；多個所述的第二過流通道平行布設(shè)。

10、更進一步的，所述第二過流通道與開設(shè)在所述攪拌葉前端面上的第一出氣口連通，所述第一出氣口上設(shè)置有出氣單向閥；所述出氣單向閥包括向第二過流通道內(nèi)凸起的第一擋風(fēng)條和第二擋風(fēng)條，在不通氣狀態(tài)下，所述第一擋風(fēng)條與第二擋風(fēng)條不接觸；所述攪拌葉朝向罐體內(nèi)壁的側(cè)壁上還開設(shè)有多個與所述第二過流通道連通的第二出氣口；所述第二出氣口上設(shè)置有出氣單向閥瓣

11、更進一步的，所述攪拌腔為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述出料腔為圓錐形結(jié)構(gòu)，所述隔板上還開設(shè)有連通攪拌腔和出料腔的過料口。

12、更進步一步的，所述攪拌葉遠離攪拌軸的一端還可拆卸安裝有清擦單元，所述清擦單元包括順序連接設(shè)置的固定塊、封堵塊、移動柱和清擦板，所述固定塊與所述攪拌葉相連，所述固定塊內(nèi)開設(shè)有l(wèi)型導(dǎo)向孔，所述l型導(dǎo)向孔一端與所述第二出氣口連通，另一端與開設(shè)在固定塊上表面的第三出氣口連通，所述移動柱下部經(jīng)封堵塊和第三出氣口穿入所述l型導(dǎo)向孔，所述第三出氣口孔徑小于所述l型導(dǎo)向孔孔徑，所述移動柱與所述l型導(dǎo)向孔之間設(shè)有套設(shè)在移動柱外部的壓縮彈簧；所述清擦板套設(shè)在所述移動柱上部，所述清擦板遠離移動柱的一端能夠與所述罐體內(nèi)壁接觸。

13、更進一步的，所述移動柱下部外壁上設(shè)置有限位面，所述l型導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有能夠與所述限位面配合對移動柱進行旋轉(zhuǎn)限位的限位塊。

14、更進一步的，所述攪拌軸與設(shè)置在罐體頂板上的驅(qū)動電機的輸出軸相連。

15、更進一步的，所述轉(zhuǎn)軸下端還轉(zhuǎn)動套設(shè)有刮板，所述刮板遠離移動柱的一端能夠與所述罐體內(nèi)壁接觸。

16、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益的技術(shù)效果：

17、(1)本發(fā)明裝置通過沿攪拌軸軸向開設(shè)的多個孔徑由下向上逐漸增大的第一通氣孔調(diào)節(jié)進入罐體內(nèi)不同高度的co2氣量；攪拌葉傾斜設(shè)置，在攪拌軸旋轉(zhuǎn)時，漿液被斜向上方向攪動，能夠減少分層，改善攪拌效果。

18、(2)本發(fā)明裝置通過開設(shè)在攪拌葉內(nèi)的第二過流通道和開設(shè)在攪拌葉前端面上的第一出氣口、設(shè)置在第一出氣口上的出氣單向閥，在實現(xiàn)向罐體內(nèi)的多個位置和層面進行co2氣體充注的同時，減少漿液進入過流通道的幾率，并間接利用氣體噴出的力促進攪拌，節(jié)省攪拌能；本發(fā)明裝置極大提升了co2氣體與固液混合漿液的攪拌混合效果，使co2氣體可以更快、更均勻地與漿液混合，提升了負碳的效率和效果。

19、(3)本裝置通過設(shè)置第二出氣口，使得高壓氣體可以經(jīng)攪拌葉尾端進入漿液，對攪拌葉無法觸及的內(nèi)壁發(fā)揮沖擊攪拌作用，防治罐體內(nèi)壁附著過多漿液；通過設(shè)置清擦單元增大清擦區(qū)域，進一步減少罐體內(nèi)壁的漿液附著，保持漿液攪拌效果，避免在罐體內(nèi)壁上產(chǎn)生大顆粒凝固物影響混合漿液的流通。

20、(4)本發(fā)明通過設(shè)置的充氣管道、過渡槽、第一通氣孔、第二過流通道構(gòu)成的氣體流動管路也可以作為清洗管路使用，在單次試驗完后，可以切換成水流進行沖洗，以免影響后續(xù)的配料和試驗結(jié)果，且由于出水口在葉片上，沖洗效果好。

技術(shù)特征：

1.一種煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，包括罐體(1)，所述罐體(1)頂板上開設(shè)有漿料主入口(11)和催化劑添加口(12)，罐體(1)底部開設(shè)有出料口(13)，其特征在于，所述罐體(1)內(nèi)設(shè)置有隔板(2)，所述隔板(2)將罐體(1)內(nèi)腔分割成攪拌腔(14)和出料腔(15)，所述攪拌腔(14)與所述漿料主入口(11)和催化劑添加口(12)連通，所述出料腔(15)與所述出料口(13)連通；

2.如權(quán)利要求1所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪拌軸(3)外側(cè)壁上開設(shè)有過渡槽(31)，所述過渡槽(31)由攪拌軸(3)外壁底端向上部延伸；所述過渡槽(31)內(nèi)沿攪拌軸(3)軸向開設(shè)多個第一通氣孔(311)，所述第一通氣孔(311)孔徑由下向上逐漸增大。

3.如權(quán)利要求1所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪動通氣組件(5)包括套設(shè)在所述攪拌軸(3)上的中心套筒(51)，所述中心套筒(51)外壁上沿周向等間隔布設(shè)多個攪拌葉(52)，每個攪拌葉(52)上沿其長度方向開設(shè)多個所述的第二過流通道(521)，所述第二過流通道(521)經(jīng)開設(shè)在中心套筒(51)筒壁上的第二通氣孔與所述第一通氣孔(311)連通。

4.如權(quán)利要求3所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪拌葉(52)傾斜設(shè)置，且攪拌葉(52)所在平面與豎直平面相交所形成的銳角為20°～60°；多個所述的第二過流通道(521)平行布設(shè)。

5.如權(quán)利要求3所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述第二過流通道(521)與開設(shè)在所述攪拌葉(52)前端面上的第一出氣口(522)連通，所述第一出氣口(522)上設(shè)置有出氣單向閥(523)；所述出氣單向閥(523)包括向第二過流通道(521)內(nèi)凸起的第一擋風(fēng)條(5231)和第二擋風(fēng)條(5232)，在不通氣狀態(tài)下，所述第一擋風(fēng)條(5231)與第二擋風(fēng)條(5232)不接觸；所述攪拌葉(52)朝向罐體(1)內(nèi)壁的側(cè)壁上還開設(shè)有多個與所述第二過流通道(521)連通的第二出氣口(524)；所述第二出氣口(524)上設(shè)置有出氣單向閥瓣(525)。

6.如權(quán)利要求1所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪拌腔(14)為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述出料腔(15)為圓錐形結(jié)構(gòu)，所述隔板(2)上還開設(shè)有連通攪拌腔(14)和出料腔(15)的過料口(21)。

7.如權(quán)利要求3所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪拌葉(52)遠離攪拌軸(3)的一端還可拆卸安裝有清擦單元(6)，所述清擦單元(6)包括順序連接設(shè)置的固定塊(61)、封堵塊(62)、移動柱(63)和清擦板(64)，所述固定塊(61)與所述攪拌葉(52)相連，所述固定塊(61)內(nèi)開設(shè)有l(wèi)型導(dǎo)向孔(611)，所述l型導(dǎo)向孔(611)一端與所述第二出氣口(524)連通，另一端與開設(shè)在固定塊(61)上表面的第三出氣口連通；所述封堵塊(62)內(nèi)沿豎向貫通開設(shè)有安裝孔(621)，所述移動柱(63)下部經(jīng)安裝孔(621)和第三出氣口穿入l型導(dǎo)向孔(611)，所述安裝孔(621)孔徑小于所述l型導(dǎo)向孔(611)孔徑，所述移動柱(63)與所述l型導(dǎo)向孔(611)之間設(shè)有套設(shè)在移動柱(63)外部的壓縮彈簧(65)；所述清擦板(64)套設(shè)在所述移動柱(63)上部，所述清擦板(64)遠離移動柱(63)的一端能夠與所述罐體(1)內(nèi)壁接觸。

8.如權(quán)利要求7所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述移動柱(63)外壁上設(shè)置有限位面(631)，所述安裝孔(621)內(nèi)設(shè)置有能夠與所述限位面(631)配合對移動柱(63)進行旋轉(zhuǎn)限位的限位塊(622)。

9.如權(quán)利要求1所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪拌軸(3)與設(shè)置在罐體(1)頂板上的驅(qū)動電機(7)的輸出軸相連。

10.如權(quán)利要求1所述的煤基固廢連續(xù)礦化co2一體化裝置，其特征在于，所述攪拌軸(2)下端還轉(zhuǎn)動套設(shè)有刮板(8)，所述刮板(8)遠離移動柱(63)的一端能夠與所述罐體(1)內(nèi)壁接觸。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種煤基固廢連續(xù)礦化CO<subgt;2</subgt;一體化裝置，包括罐體，罐體頂板上開設(shè)有漿料主入口和催化劑添加口，罐體底部開設(shè)有出料口，罐體內(nèi)設(shè)置有隔板，隔板將罐體內(nèi)腔分割成攪拌腔和出料腔，攪拌腔與漿料主入口和催化劑添加口連通，出料腔與出料口連通；攪拌腔內(nèi)豎直設(shè)置有攪拌軸，出料腔內(nèi)穿設(shè)有充氣管道，攪拌軸穿過隔板伸至充氣管道內(nèi)，攪拌軸內(nèi)設(shè)置有與充氣管道連通的第一過流通道；攪拌軸上沿軸向間隔布設(shè)多個攪動通氣組件，每個攪動通氣組件上均設(shè)置有多個第二過流通道，第一過流通道經(jīng)第二過流通道與攪拌腔連通。極大提升了CO<subgt;2</subgt;氣體與固液混合漿液的攪拌混合效果，使CO<subgt;2</subgt;氣體可以更快更均勻地與漿液進行混合，提升了負碳的效率和效果。

技術(shù)研發(fā)人員：朱世彬,孫四清,武博強,祁玉寧,陳崇楓,張躍宏,王強民,賈立龍
受保護的技術(shù)使用者：中煤科工西安研究院（集團）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15