本發(fā)明提供了一種工業(yè)固體廢物堿化處理后的加壓碳化裝置，本發(fā)明提供的裝置不單獨(dú)針對某一特定物料或工程環(huán)境，而是從碳化反應(yīng)本質(zhì)出發(fā)研究工業(yè)固廢堿性組分碳化行為，具有廣泛的適用性。具體的，高壓氣源、氣體流量計(jì)和氣體混合器調(diào)控保壓反應(yīng)試驗(yàn)箱內(nèi)二氧化碳濃度，控制器、壓力傳感器和保壓反應(yīng)試驗(yàn)箱能精準(zhǔn)控制碳化反應(yīng)的高壓氣氛，溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)能夠保證在較佳溫度和相對濕度條件下調(diào)控碳化反應(yīng)氣氛，并可根據(jù)試驗(yàn)需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。此外，溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)和氣路控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，可考察單因素對碳化反應(yīng)的影響，也可考察多因素耦合影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)固體廢物堿化后再處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)固體廢物堿化處理后的加壓碳化裝置及方法。

背景技術(shù)

固化/穩(wěn)定化技術(shù)是降低廢物中污染物的毒性和可遷移性、改善被處理廢物工程性質(zhì)的重要技術(shù)。其中，水泥固化技術(shù)、石灰固化技術(shù)、pH控制技術(shù)及氫氧化物沉淀技術(shù)等都是通過添加堿性藥劑實(shí)現(xiàn)污染物固化/穩(wěn)定化的技術(shù)，可統(tǒng)稱為堿化處理技術(shù)。堿化處理后的工業(yè)固體廢物一般具有較高的pH值，在運(yùn)輸、利用或處置過程中，與大氣中的二氧化碳接觸必然會經(jīng)歷自然碳化過程。經(jīng)過堿化處理的廢物是否達(dá)到了處置標(biāo)準(zhǔn)或者是否會再次污染環(huán)境，對已處理廢物在不同環(huán)境中經(jīng)過長期碳化的化學(xué)浸出行為和物理完整性進(jìn)行全面測定和評價(jià)是很困難的任務(wù)。這些是工業(yè)固廢堿化處理產(chǎn)物性能評價(jià)的重要內(nèi)容，會影響堿化技術(shù)在未來廢物固化/穩(wěn)定化處理中的進(jìn)一步應(yīng)用。

工業(yè)固廢堿化處理后的碳化過程實(shí)質(zhì)上就是大氣中的二氧化碳溶于水形成碳酸液，碳酸液與已處理固廢中的堿金屬氧化物和氫氧化物等發(fā)生中和反應(yīng)形成碳酸鹽的過程，可分為二氧化碳的擴(kuò)散及溶解過程與酸堿中和反應(yīng)過程。碳化過程會降低工業(yè)固廢堿化處理產(chǎn)物的pH值，使污染物緩慢釋放，對環(huán)境造成巨大的危險(xiǎn)性。

實(shí)驗(yàn)室浸出數(shù)據(jù)可以用來比較堿化處理的效果，然而，這些測試的主要目的是使已處理的工業(yè)固廢達(dá)到資源化利用或填埋場的入場要求，難以提供與廢物中污染物長期浸出行為的直接證據(jù)。正常大氣中二氧化碳的體積濃度為0.03％，溶解度為1.45g/L(25℃，100pa)，自然碳化進(jìn)程十分緩慢。針對工業(yè)固廢堿化處理后的長期碳化行為，尤其是污染物的釋放規(guī)律研究，最直接和最準(zhǔn)確的方法是對不同碳化階段固廢堿化處理產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)及滲濾液特性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。這項(xiàng)工作極其費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，并具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，實(shí)施十分困難。

為解決這一問題，研究人員從實(shí)驗(yàn)室模擬的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了針對性的加速碳化裝置以研究物料的碳化行為。申請?zhí)枮镃N201510063106.0的發(fā)明專利——含侵蝕性二氧化碳地下水環(huán)境條件下混凝土加速碳化試驗(yàn)方法及裝置研究了混凝土在含侵蝕性二氧化碳地下水環(huán)境條件下的碳化深度和碳化規(guī)律；申請?zhí)枮镃N201510375752.0的發(fā)明專利——一種污染土壤加速碳化試驗(yàn)器及其應(yīng)用公開了通過測定污染土壤在不同試驗(yàn)齡期的平均碳化深度，繪制碳化時(shí)間與碳化深度曲線等。這些裝置及技術(shù)通過模擬某一種物料所處的工程現(xiàn)場環(huán)境完成碳化試驗(yàn)研究，主要目的在于評價(jià)特定工程條件下材料抵抗二氧化碳侵蝕的能力和耐久性，通用性十分有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)固體廢物堿化處理后的加壓碳化裝置及方法，本發(fā)明提供的裝置可根據(jù)試驗(yàn)需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，且適用范圍廣。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種工業(yè)固體廢物堿化處理后的加壓碳化裝置，包括高壓氣源裝置18、減壓閥17、氣體流量計(jì)16、氣體混合器15、溫度調(diào)節(jié)器14、氣體分布器5、保壓反應(yīng)試驗(yàn)箱1、控制器13、濕度控制系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；

其中，所述保壓反應(yīng)試驗(yàn)箱1的側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)置有加熱電阻4、壓力傳感器6和溫度傳感器7，所述保壓反應(yīng)試驗(yàn)箱1的底部設(shè)置有氣體分布器5，與所述氣體分布器5連通的進(jìn)氣管路上設(shè)置有所述溫度調(diào)節(jié)器14和濕度控制系統(tǒng)，所述保壓反應(yīng)試驗(yàn)箱1的頂部設(shè)置有尾氣出口，所述尾氣出口與所述尾氣處理系統(tǒng)連通；