大宗固废矿化二氧化碳制备高值化负碳建材的关键技术
来源项目
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技术分类
应对气候变化-碳捕集、利用与封存类技术
适用对象及范围
本技术可广泛应用于煤化工、钢铁、电力、垃圾焚烧等高碳排行业，可实现企业负碳减排及固废资源化处置需求。无气体来源、地域条件限制，已完善固碳5、10、20、50万吨级全套矿化工艺生产设备，可实现规模定制化需求。
基本原理
矿化工艺模拟硅酸盐矿石的自然风化过程，将CO2以稳定的碳酸盐形式固定：即在一定温度压力下发生气液固三相反应，使CO2与水反应生成H2CO3、CO32-和HCO3-产物，三者形成的混合液再与可矿化钙发生反应，保持基体良好的结构强度。该过程实现了CO2的回收、封存和再利用，并以铝质固废、含钙固废为主原料代替水泥制备负碳高值化建筑材料，以达成工业CO2烟气及大宗固废的协同高效处置。
技术描述（创新点及优势）
（1）固废利用与固碳相统一：全固废体系直接矿化，实现了CO2和工业固废的高效协同处置利用；
（2）全流程固废负碳：生产能耗低，不采用水泥、不借助外部热源，实现全流程碳减排；
（3）大规模高值利用：可消纳巨量工业固废达成工业碳减排，制备高附加值矿化建材产品，实现高值高效负碳资源化利用。
应用案例名称
中盐红四方煤化工行业万吨级CO2矿化制备负碳建材示范项目
案例地址
安徽省合肥市肥东县循环经济示范园
案例规模
项目位于合肥市，占地面积200亩，年固定工业二氧化碳废弃15万吨，协同处置工业固废85万吨，共建有4条矿化生产线。
项目投运时间
2022-05-01
工艺流程
各类固废从原料堆场输送至自搅拌机储料斗，按顺序将物料卸入搅拌机，再送入消解系统。成型压制时，输送混拌料至压机受料斗，再送入压机模具压制为生坯。成型好的砖坯在送入CO2矿化反应釜中后关闭反应釜。随后，从储气罐中输入含CO2烟气直至达到试验分压力条件，整个反应过程持续约7.5h。出釜的制品即为成品，通过轨道输送至全自动打包机，可实现全自动无托盘打包，打包好的成品经叉车运送到成品堆场待售。
污染防治效果和达标情况
原料固废掺量最高达100%，负碳建材固碳率达10-15%，年固定纯CO2三万吨，年处置烟气量6.325 ×106m3，年处置大宗工业固废24-27万吨；
废水经污水处理后排入河流，对项目区水环境功能无影响，粉尘排放达到GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级要求，食堂油压排放达到GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》标准，固体废物部分卫生填埋，部分破碎后回收利用，厂界噪声能达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中二类标准要求。
废水经污水处理后排入河流，对项目区水环境功能无影响，粉尘排放达到GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级要求，食堂油压排放达到GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》标准，固体废物部分卫生填埋，部分破碎后回收利用，厂界噪声能达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中二类标准要求。
二次污染治理情况
满足属地生态环境管理部门的有关要求。 废气排放达到GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级要求，食堂油压排放达到GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》标准，厂界噪声能达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》中二类标准要求。
能源、资源节约和综合利用情况
CO2固定规模可达15万吨/年，平均固碳率达15%以上；
可处置固废包括高钙固废、含钙固废、硅铝质固废及惰性固废等，年消纳总量达100万吨，年产全固废负碳建材115万吨（折标砖4.6亿块）；
原产线采用蒸压工艺，年产115万吨建材需蒸汽9万吨，按均价270元/吨计，仅蒸气成本就高达千万元。现采用CO2代替传统蒸汽，反应过程为烟气与钙质结合自发热，因此蒸汽成本以及整体能耗均有大幅减小，整体经济性提升。
可处置固废包括高钙固废、含钙固废、硅铝质固废及惰性固废等，年消纳总量达100万吨，年产全固废负碳建材115万吨（折标砖4.6亿块）；
原产线采用蒸压工艺，年产115万吨建材需蒸汽9万吨，按均价270元/吨计，仅蒸气成本就高达千万元。现采用CO2代替传统蒸汽，反应过程为烟气与钙质结合自发热，因此蒸汽成本以及整体能耗均有大幅减小，整体经济性提升。
投资费用
累计投资约7000万元
运行费用
单条矿化产线生产成本为90.53元/t
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