1.本技术涉及建筑渣土固化改良的技术领域，尤其涉及一种具有固碳功能的渣土改良装置及方法、填料。
背景技术：2.目前ccus即二氧化碳的捕捉、利用和封存技术是全球治理的新发展趋势，可以有效缓解全球变暖的不利影响，是我国实现碳达峰、碳中和的重要技术路径。
3.在市政工程及城市规划的建筑中，按照现有情况的推测，到2022年我国废弃建筑渣土量将达到6.28亿吨，其中包括淤泥、渣土、废弃土、工程渣土以及工程泥浆，大量堆放既浪费土地资源，又污染生态环境。若能利用城市废弃建筑渣土制备改良，既可用于填料用土，又能减少废弃混凝土对环境的污染。
技术实现要素：4.根据上述所述的问题，本技术提供一种具有固碳功能的渣土改良装置及方法、填料，对渣土进行了资源再利用，可以有效的实现建筑土渣以及固化剂在搅拌过程进行固碳。采用如下的技术方案：
5.一种具有固碳功能的渣土改良装置，包括进料装置、搅拌装置及检测装置；
6.所述搅拌装置包括壳体及设置在壳体上盖的进料口、进气口、进水口及检测口，所述壳体底部设有卸料口用于卸料；
7.所述进料装置包括进料组件、进气组件和进水组件，进料组件位于进料口上方，用于运送原料土及固化剂；
8.所述原料土为建筑渣土，其包括工程渣土、工程泥浆及废弃泥土；
9.所述进气组件与进水组件分别通过管道连通进气口与进水口，用于运输二氧化碳与水；
10.所述壳体上盖安装有变频电机，其输出端贯穿壳体上盖并位于壳体内，其输出端连接有搅拌器；
11.所述检测装置安装在检测口处，所述检测装置包括二氧化碳浓度传感器及压力传感器；
12.所述二氧化碳浓度传感器及压力传感器，用于实时检测二氧化碳的压力浓度的变化。
13.可选的，所述装置还包括辅助装置，所述辅助装置包括真空泵；
14.所述壳体上盖上设有出气口，并与真空泵管道连通。
15.可选的，所述进气组件包括二氧化碳高压储气罐、单向阀及二氧化碳流量计；
16.所述单向阀及二氧化碳流量计依次安装在二氧化碳高压储气罐与进气口所连通的管道上；
17.二氧化碳流量计用于调整进入壳体内的二氧化碳的浓度，并控制单向阀通断管道
的进气。
18.可选的，所述进水组件包括储水罐、电磁阀及流量计；
19.所述电磁阀及流量计依次安装在储水罐与进水口所连通的管道上；
20.所述流量计调整进入壳体内的水量，并控制电磁阀通断管道的进水。
21.可选的，所述进料组件为运输传送带，其输出端位于进料口上方；
22.所述进料阀口设有进料阀门。
23.可选的，所述搅拌器为框式搅拌器，其搅拌轴与所述电机输出端可拆卸连接。
24.可选的，所述检测装置还包括温度计，用于检测壳体内温度变化。
25.可选的，所述壳体与其上盖为拆卸连接。
26.一种具有固碳功能的渣土改良的方法，应用上述中任一项所述的渣土改良装置，其步骤如下：
27.第一；搅拌装置通电旋转，通过进料组件运送原料土及固化剂从进料口投入壳体内，并与搅拌器发生碰撞进行混合；
28.第二；根据配比进料的质量，进料组件停止投料，关闭进料口；
29.第三；随后进气组件通入相应压力浓度的二氧化碳，然后关闭进气口；
30.第四；随后进水组件通入相应的水量，在加水的同时调整电机搅拌速率；
31.第五；待反应一段时间后，从检测口用二氧化碳压力浓度传感器检测壳体内的二氧化碳的压力以及浓度，然后打开卸料口卸料。
32.一种填料，用于公园或公路的填充，根据上述所述的一种具有固碳功能的渣土改良方法所制成。
33.综上所述，本技术包括以下有益效果：
34.1.本发明采用原料土在搅拌过程通入二氧化碳中形成改良土的过程中制备建筑材料，而原料土以及固化剂在搅拌过程中在有水的环境下与二氧化碳充分接触，这不仅仅提高了建筑渣土的资源利用率，改良了建筑原料土的力学性能，也实现了二氧化碳的捕获、利用以及封存，从而实现了减少二氧化碳排放的目的。
35.2.本发明的搅拌装置采用框式搅拌装置，可以使原料土以及固化剂得到充分混合，并在通入二氧化碳后增加原料和二氧化碳后，其框式搅拌接触面积大，可以提高碳化反应速率，电机采用变频电机，可对于不同的搅拌阶段可采用不同的搅拌速率以达到二氧化碳的最佳吸收，从而改善改良土的力学性能。
36.3.在通入二氧化碳之前对原料采用预搅拌处理，从而保证改良土在与二氧化碳发生反应时其内部均匀碳化，碳化反应大部分发生在早期水化反应中，通入二氧化碳后，在有水的情况水泥系固化剂以及水泥水化产物都会快速与二氧化碳发生碳化反应，因此在原料土以及固化剂搅拌混合均匀通入二氧化碳后，分批次的加入水以确保二氧化碳与原料以及水化产物充分发生碳化反应。
37.4.采用本装置可进行土渣改良，成本低，只要达到一定的强度，改良的土就可以应用到实际工况当中，通过回收渣土之类的，达到资源化利用的目的，在改良中进行固碳，固碳可以提高改良土的强度，在实验室中测试，固碳后对比没有固碳的改良土，强度有明显的提升，固碳也可以中和部分土壤的ph值，长远方面看，可以增加二氧化碳的利用和封存。
附图说明
38.图1是本实施例的整体结构示意图。
39.附图标记说明：1、壳体；11、进料口；12、进水口；13、排气口；14、检测口；15、卸料口；16、进料阀门；2、进料装置；21、传送带；22、二氧化碳高压储气罐；23、单向阀；24、二氧化碳流量计；25、储水罐；26、电磁阀；27、流量计；3、搅拌装置；31、电机；32、搅拌轴；33、框式搅拌器； 4、检测装置；41、二氧化碳浓度传感器及压力传感器；5、辅助装置；51、真空泵；a、原料；b、二氧化碳；c、水。
具体实施方式
40.以下结合附图1对本技术作进一步详细说明。
41.本技术实施例公开一种具有固碳功能的渣土改良装置，实现渣土在搅拌过程中可以吸收二氧化碳b，该装置包括进料装置2、搅拌装置3、检测装置 4及其他辅助装置5。
42.如图1所示，搅拌装置3包括壳体1及搅拌器，壳体1内设有搅拌反应腔室，机壳耐磨损抗腐蚀，满足其发生化学反应的工艺要求。其壳体1上盖设置有进料口11、进气口、进水口12、检测口14及排气口13，保证原料a 的进入，其密封采用机械密封，进料口11设置有进料阀门16，在原料a进入之后进行关闭阀门以及进料口11，从而保证二氧化碳b在封闭腔室内发生反应。
43.壳体1本体底部设置有卸料口15，壳体1上盖安装有变频电机31，其输出端贯穿壳体1上盖并位于壳体1内，其输出端连接有框式搅拌器33，框式搅拌器33的搅拌轴32采用可拆卸连接在电机31的输出端，框式搅拌器33 的本体也是采用可拆卸连接的，壳体1与其上盖为拆卸连接，可拆卸式结构为通过螺钉螺母进行安装，不采用焊接等方式，可拆卸的结构方便卸料后及后期清洗，方便进行维护工作，方便快捷且易清理。
44.本装置采用框式搅拌器33及变频电机31，框式搅拌器33可以保证原料 a均匀混合从而充分发生反应，其电机31变频调速可以通过改变频率或电压进行调速，对于不同的搅拌阶段可以采用不同的搅拌速率，以达到二氧化碳 b的最佳吸收，搅拌时间和速率可人工控制也可电脑统一控制，并可以设置速率和时间，根据不同的工况不同的土的配合比等情况，电机31速率是不一样的。
45.进料装置2分为进料组件、进气组件和进水组件，进料组件为运输传送带21，其输出端位于进料口11上方，进料口11设有进料阀门16，可以控制进料阀门16的开启和关闭，来控制原料a的投入量。本装置所投入的原料a 原料土及固化剂的混合物，原料土一般为建筑渣土，包括工程渣土以及工程泥浆，比如建筑过程中在挖石方中所产生的弃土，或者是盾构中所产生的废弃泥之类的我们是资源回收，也包括淤泥，渣土，废弃土，经过预处理之后都可以进行回收，重新利用再改良之后，有一定强度后，进行养护，然后应用于路基填料，公园填料之类。
46.进气装置包括二氧化碳高压储气罐22、单向阀23以及二氧化碳流量计 24，单向阀23及二氧化碳流量计24依次安装在二氧化碳储气罐22与进气口所连通的管道上，二氧化碳流量计24用于调整进入壳体1内的二氧化碳b 的浓度，并控制电磁阀26通断管道的进气，在进行投气时，二氧化碳流量计 24记入投入壳体1内的二氧化碳b的浓度，当浓度达到预定值就控制单向阀 23关闭管道，停止进气。
47.进水装置包括储水罐25、电磁阀26以及流量计27，电磁阀26及流量计 27依次安装在储水罐25与进水口12所连通的管道上，流量计27调整进入壳体1内的水量，并控制电磁阀26通断管道的进水，在进水时，流量计27 记入流入壳体1内的水量，当水量达到预定值就控制电磁阀26关闭管道，停止进水。
48.在加水的过程中，分批次相隔一段时间加入水以确保二氧化碳b与原料 a以及水c化产物充分发生碳化反应，在加水前后搅拌速率及搅拌时间不一样，在加水后通过变频电机31调节搅拌速率及搅拌时间，使其搅拌速率提升，以便原料a在早期水c化反应时能快速与二氧化碳b反应，对于加水前后采用不同的搅拌速率以及处理时间可以提高二氧化碳b的吸收，从而保证改良土在与二氧化碳b发生反应时其内部均匀碳化。
49.检测装置4包括二氧化碳浓度传感器及压力传感器41，检测装置4安装在检测口14处，二氧化碳浓度传感器及压力传感器41其一端贯穿检测口14 并位于壳体1内的搅拌反应腔室上端，用于实时检测二氧化碳b的压力浓度的变化。在原料土遇水c与二氧化碳b发生反应后，当二氧化碳浓度传感器及压力传感器41检测到搅拌反应腔室内压力及浓度保持稳定不变时，是为停止发生反应，此时可以打开卸料口15进行卸料，并对与二氧化碳b充分反应的改良土进行养护。优选的，检测装置4还可以设置温度计，用于检测壳体 1内温度变化。
50.优选的，本装置还设置有辅助装置5，辅助装置5包括真空泵51，在壳体1上盖上设有出气口，并与真空泵51管道连通，真空泵51用于在通入二氧化碳b之前维持搅拌反应腔室内的真空状态，保证二氧化碳b进入容器中的压力浓度，使得原料a之间在搅拌中发生的碳化反应稳定进行。
51.一种具有固碳功能的渣土改良的方法，应用本技术的渣土改良装置，其步骤如下：
52.第一；搅拌装置3通电后，电机31带动框式搅拌机在壳体1的搅拌反应腔室内进行旋转，同时已经初步均匀混合的原料土及固化剂经过传送带21 的运输从进料口11投入到搅拌反应腔室内，原料土及固化剂在投入的过程中，与框式搅拌器33发生碰撞，从而再次进行混合。
53.第二；根据配比进料的质量，进料组件停止投料，关闭进料口11的进料阀门16，辅助元件的真空泵51开始工作，从排气口13抽取搅拌反应腔室内气体。
54.第三；随后单向阀23阀门开启，从二氧化碳高压储气罐22中依据流量计27通入相应压力浓度的二氧化碳b，然后关闭阀门。
55.第四；打开电磁阀26，加入储水箱中的水c从进水口12加入壳体1内，当通过流量计27的水c达到规定流量，然后关闭电磁阀26，在加水的同时调整电机31搅拌速率。搅拌速率增加，框式搅拌器33搅拌原料土及固化剂和水c，保证与二氧化碳b的接触面积，使得到在有水c的情况下充分发生碳化反应，保证均匀碳化。在加水的过程中，分批次相隔一段时间加入水c 以确保二氧化碳b与原料a以及水c化产物充分发生碳化反应。
56.第五；待反应一段时间后，从检测口14用二氧化碳浓度传感器及压力传感器41检测壳体1内的二氧化碳b的压力以及浓度，然后打开卸料口15卸料，对与二氧化碳b充分反应的改良土进行养护。
57.根据上述所述的方法所制备的改良土可作为一种填料，用于公路填充或公园填充使用，实现将废弃渣土的资源化利用以及二氧化碳的封存利用技术结合起来，在建筑渣土与水泥系固化剂经过处理改良的过程中通入二氧化碳从而形成改良土，这不仅仅对渣土进
行了资源再利用，二氧化碳的碳化反应也在一定程度上增强了改良土的物理性能，从而实现了节能减排，实现低碳发展。
58.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
技术特征：1.一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：包括进料装置、搅拌装置及检测装置；所述搅拌装置包括壳体及设置在壳体上盖的进料口、进气口、进水口及检测口，所述壳体底部设有卸料口用于卸料；所述进料装置包括进料组件、进气组件和进水组件，进料组件位于进料口上方，用于运送原料土及固化剂；所述原料土为建筑渣土，其包括工程渣土、工程泥浆及废弃泥土；所述进气组件与进水组件分别通过管道连通进气口与进水口，用于运输二氧化碳与水；所述壳体上盖安装有变频电机，其输出端贯穿壳体上盖并位于壳体内，其输出端连接有搅拌器；所述检测装置安装在检测口处，所述检测装置包括二氧化碳浓度传感器及压力传感器；所述二氧化碳浓度传感器及压力传感器，用于实时检测二氧化碳的压力浓度的变化。2.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述装置还包括辅助装置，所述辅助装置包括真空泵；所述壳体上盖上设有出气口，并与真空泵管道连通。3.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述进气组件包括二氧化碳高压储气罐、单向阀及二氧化碳流量计；所述单向阀及二氧化碳流量计依次安装在二氧化碳高压储气罐与进气口所连通的管道上；二氧化碳流量计用于调整进入壳体内的二氧化碳的浓度，并控制单向阀通断管道的进气。4.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述进水组件包括储水罐、电磁阀及流量计；所述电磁阀及流量计依次安装在储水罐与进水口所连通的管道上；所述流量计调整进入壳体内的水量，并控制电磁阀通断管道的进水。5.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述进料组件为运输传送带，其输出端位于进料口上方；所述进料口设有进料阀门。6.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述搅拌器为框式搅拌器，其搅拌轴与所述电机输出端可拆卸连接。7.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述检测装置还包括温度计，用于检测壳体内温度变化。8.根据权利要求1所述的一种具有固碳功能的渣土改良装置，其特征在于：所述壳体与其上盖为拆卸连接。9.一种具有固碳功能的渣土改良的方法，其特征在于：应用权利要求1－8中任一项所述的渣土改良装置，其步骤如下：第一；搅拌装置通电旋转，通过进料组件运送原料土及固化剂从进料口投入壳体内，并
与搅拌器发生碰撞进行混合；第二；根据配比进料的质量，进料组件停止投料，关闭进料口；第三；随后进气组件通入相应压力浓度的二氧化碳，然后关闭进气口；第四；随后进水组件通入相应的水量，在加水的同时调整电机搅拌速率；第五；待反应一段时间后，从检测口用二氧化碳压力浓度传感器检测壳体内的二氧化碳的压力以及浓度，然后打开卸料口卸料。10.一种填料，用于公园或公路的填充，其特征在于：根据权利要求9所述的一种具有固碳功能的渣土改良方法所制成。
技术总结本申请涉及一种具有固碳功能的渣土改良装置及方法、填料，改良装置包括进料装置、搅拌装置及检测装置；搅拌装置包括壳体及设置在壳体上盖的进料阀口、进气口、进水口及检测口；进料装置包括进料组件、进气组件和进水组件，进料组件位于进料阀口上方，用于运送原料土及固化剂，原料土为建筑渣土；进气组件与进水组件分别通过管道连通进气口与进水口，用于运输二氧化碳与水；壳体上盖安装有变频电机，其输出端贯穿壳体上盖并位于壳体内，其输出端连接有搅拌器；检测装置安装在检测口处，检测装置包括二氧化碳浓度传感器及压力传感器；二氧化碳浓度传感器及压力传感器，用于实时检测二氧化碳的压力浓度的变化，实现对渣土的资源再利用。用。用。
技术研发人员：林继铭 张高鸿 朱延正 杨建红 侯建强
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2022.07.06
技术公布日：2022/11/1
