本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)及環(huán)保建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種供無機(jī)建筑材料快速吸收二氧化碳（固碳）的反應(yīng)裝置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
溫室氣體帶來的氣候變化及其影響是多尺度、全方位、多層次的，正面和負(fù)面影響并存，但負(fù)面影響更受關(guān)注。全球變暖對許多地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了影響，如氣候異常、海平面升高、冰川退縮、凍土融化、河（湖）冰遲凍與早融、中高緯生長季節(jié)延長、動植物分布范圍向極區(qū)和高海拔區(qū)延伸、某些動植物數(shù)量減少、一些植物開花期提前，等等。
英國風(fēng)險評估公司Maplecroft公布的溫室氣體排放量數(shù)據(jù)顯示，我國每年向大氣中排放的二氧化碳超過60億噸，位居世界各國之首。中國政府在溫室氣體減排方面面臨前所未有的國際壓力。
科學(xué)家預(yù)測，今后大氣中二氧化碳每增加1倍，全球平均氣溫將上升1.5～4.5℃，而兩極地區(qū)的氣溫升幅要比平均值高3倍左右。因此，氣溫升高不可避免地使極地冰層部分融解，引起海平面上升。海平面上升對人類社會的影響是十分嚴(yán)重的。如果海平面升高1 m，直接受影響的土地約5×106 km2，人口約10億，耕地約占世界耕地總量的1/3。如果考慮到特大風(fēng)暴潮和鹽水侵入，沿海海拔5 m以下地區(qū)都將受到影響，這些地區(qū)的人口和糧食產(chǎn)量約占世界的1/2。一部分沿海城市可能要遷入內(nèi)地，大部分沿海平原將發(fā)生鹽漬化或沼澤化，不適于糧食生產(chǎn)。同時，對江河中下游地帶也將造成災(zāi)害。當(dāng)海水入侵后，會造成江水水位抬高，泥沙淤積加速，洪水威脅加劇，使江河下游的環(huán)境急劇惡化。溫室效應(yīng)和全球氣候變暖已經(jīng)引起了世界各國的普遍關(guān)注，目前正在推進(jìn)制訂國際氣候變化公約，減少二氧化碳的排放已經(jīng)成大勢所趨，研究減少二氧化碳?xì)怏w的先進(jìn)技術(shù)已迫在眉睫。
雖然，自然界利用綠色植物的光合作用可以平衡空氣中二氧化碳的濃度，普遍認(rèn)為大量種植綠色植物可以降低空氣中二氧化碳的含量。但是，二氧化碳等溫室氣體的增加對氣候和生態(tài)系統(tǒng)的影響是一個較為復(fù)雜的問題。二氧化碳增加雖然有利于增加綠色植物的光合產(chǎn)物，但它的增加引起的氣溫和降水的變化， 會影響和改變氣候。這種因氣候變化而對生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)的間接影響，可能大大超過二氧化碳本身對光合作用的直接影響。按照氣候模擬試驗的結(jié)果，二氧化碳加倍以后，可能造成熱帶擴(kuò)展，副熱帶、暖熱帶和寒帶縮小，寒溫帶略有增加，草原和荒漠的面積增加，森林的面積減少。二氧化碳和氣候變化可能影響到農(nóng)業(yè)的種植決策、品種布局和品種改良、土地利用、農(nóng)業(yè)投入和技術(shù)改進(jìn)等一系列問題。因此在制定國家的發(fā)展戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)的長期規(guī)劃時，應(yīng)該考慮到二氧化碳增加可能導(dǎo)致的氣候和環(huán)境的變化背景。這個問題對于面臨人口膨脹和人均資源貧乏兩大壓力的我國，顯得尤為重要和緊迫。
目前，人類可以減低二氧化碳排放的方法有主動法和被動法兩種。主動法即通過種植綠色植物，利用再生能源及利用二氧化碳與其他物質(zhì)反應(yīng)制備新材料等；而被動法是指本來需要足夠的能源才能使人類的生活更加舒適，但是不得不采用減少能源的用量來減少溫室氣體的排放的被動措施。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明根據(jù)無機(jī)物Ca(OH)2、CaO、C-S-H等可以與二氧化碳反應(yīng)生成CaCO3的原理，首次提出利用無機(jī)建筑材料固碳的概念，同時公開一種供無機(jī)建筑材料快速吸收二氧化碳的反應(yīng)裝置系統(tǒng)。
所述的反應(yīng)裝置系統(tǒng)包括：（1）供二氧化碳?xì)怏w與無機(jī)材料反應(yīng)的反應(yīng)釜；（2）反應(yīng)釜內(nèi)壓力、氣體濃度、溫度和濕度的控制儀表系統(tǒng)；（3）初始除去反應(yīng)釜內(nèi)空氣的真空負(fù)壓系統(tǒng)和 (4) 二氧化碳供氣裝置系統(tǒng)等四部分。該裝置系統(tǒng)可以使無機(jī)材料快速吸收工業(yè)企業(yè)如煤、氣發(fā)電廠，水泥廠等排放的二氧化碳，增加建筑材料的力學(xué)性能和耐久性能。
所述的反應(yīng)釜的外形可為圓柱形或長方柱形，反應(yīng)釜的體積可以根據(jù)建筑材料產(chǎn)品的產(chǎn)量和工業(yè)企業(yè)二氧化碳?xì)怏w的排放量確定；
所述的反應(yīng)釜內(nèi)壓力、氣體濃度、溫度和濕度的控制系統(tǒng)，壓力控制范圍為0.1-5.0帕，氣體溫度小于300℃，二氧化碳濃度20-100%，反應(yīng)釜內(nèi)濕度小于20-100%；
所述的初始除去反應(yīng)釜內(nèi)空氣的真空負(fù)壓系統(tǒng)應(yīng)使反應(yīng)釜內(nèi)初始壓力小于負(fù)一個大氣壓；
所述的供氣系統(tǒng)使包括煤電廠、天然氣電廠、水泥廠及其他化石、化學(xué)燃料氣體燃燒所排放的二氧化碳?xì)怏w按照設(shè)定的壓力和濃度供到反應(yīng)釜中；
所述的無機(jī)建筑材料包括水泥基和石灰基及由水泥或石灰形成的各類復(fù)合材料，包括水泥混凝土，水泥砂漿，石灰砂漿，水泥混凝土砌塊，加氣混凝土砌塊等。
附圖說明：
圖1為本發(fā)明供無機(jī)建材快速吸收二氧化碳的反應(yīng)裝置體系圖。
具體實施方式
下面以混凝土砌塊在該反應(yīng)釜中吸收二氧化碳為例來說明其可行性。
實施例1，按照表1的配合比制造鋪路磚，分別在本發(fā)明所提供的反應(yīng)釜中采用二氧化碳?xì)怏w或普通養(yǎng)護(hù)，并測試其抗壓強(qiáng)度和二氧化碳的吸收率。
二氧化碳吸收率由下列公式計算:
CO2吸收率 (%) = (養(yǎng)護(hù)后磚的重量增加量/磚的干重)X100%
從表1列出的結(jié)果可以看出, 二氧化碳 (CO2) 氣體養(yǎng)護(hù)使鋪路磚磚的強(qiáng)度增加至少25%。當(dāng)有廢玻璃骨料摻入時，磚對CO2的吸收率減少，這主要是由于與再生骨料相比玻璃的不透氣性使二氧化碳向磚內(nèi)部的滲透力下降所致。
表1鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果
實施例2: 按照表2的配合比制造鋪路磚然后利用本發(fā)明提供的反應(yīng)釜進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù), 養(yǎng)護(hù)室內(nèi)壓力為1Ba, 養(yǎng)護(hù)時間為6 小時, 并測試其抗壓強(qiáng)度和二氧化碳的吸收率，其結(jié)果列于表3。由表2和表3可以看出，隨著二氧化碳濃度的增加鋪路磚的抗壓強(qiáng)度和轉(zhuǎn)吸收二氧化碳的能力增加。水泥/骨料比越高, 磚的強(qiáng)度和吸收二氧化碳的能力越高。
實施例3: 按照表4的配合比制造鋪路磚然后進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù), 養(yǎng)護(hù)室壓力為1.5Ba, 二氧化碳濃度為100%, 并測試其抗壓強(qiáng)度和二氧化碳的吸收率列于表5。可以看出隨著氧護(hù)時間的增加,鋪路磚的抗壓強(qiáng)度和吸收二氧化碳的能力增加, 但是當(dāng)養(yǎng)護(hù)時間超過6小時時, 鋪路磚的抗壓強(qiáng)度和吸收二氧化碳的能力增長變緩。
表2鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果
表3鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果
表4鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果
表5鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果
實施例4: 按照表6的配合比制造鋪路磚然后采用本發(fā)明提供的反應(yīng)釜進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù), 二氧化碳濃度為100%,養(yǎng)護(hù)時間為6 小時, 并測試其抗壓強(qiáng)度和二氧化碳的吸收率列于表7。可以看出隨著氧護(hù)室壓力的增加,鋪路磚的抗壓強(qiáng)度和吸收二氧化碳的能力增加, 但是當(dāng)壓力超過1Ba時, 鋪路磚的抗壓強(qiáng)度和吸收二氧化碳的能力增長變緩。
表6鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果
上述的實施例子表明，本發(fā)明提供的供無機(jī)建筑材料固碳的反應(yīng)裝置系統(tǒng)可以在適當(dāng)?shù)膲毫投趸紳舛葪l件下使無機(jī)建筑材料迅速吸收二氧化碳?xì)怏w，同時可以使非結(jié)構(gòu)混凝土材料的力學(xué)性能大大提高，固定二氧化碳?xì)怏w的能力明顯。當(dāng)反應(yīng)條件適當(dāng)時，建筑材料的固碳能力可以達(dá)到其重量的5%以上。
表6鋪路磚的配合比及性能測試結(jié)果