为了在2050年之前实现我们所有混凝土产品的碳中和,HeidelbergCement最近在我们子公司的水泥厂进行了第一次连续的工业规模试验,利用来自水泥厂窑堆的烟气对再生混凝土进行再碳化,取得了重大进展Norcem在挪威布雷维克。
在正常生产条件下成功测试
试验是在半干式循环流化床反应器(CFB)中进行的(图1),使用预制混凝土生产中的再生混凝土膏体(RCP)作为二氧化碳隔离基质。在吸收塔中,RCP材料连续暴露在熟料生产线的烟道气流中,能够捕获和隔离其中所含的很大一部分二氧化碳。该测试是在正常生产条件下进行的,成功地证明了运行稳定性,并且对生产过程或排放没有负面影响。
此外,之前实验室研究的关键发现——即自发碳酸化反应与基材的高二氧化碳吸收,减轻了其原始工艺排放——在全尺寸设置中得到了证实。
这一首次试验是该技术作为水泥和混凝土生产完全脱碳的关键支柱部署的一个重要里程碑。
圆形混凝土
使用循环混凝土减少二氧化碳排放的概念如下图所示,基于先进的报废(EoL)混凝土回收。EoL混凝土含有水泥水合物,使其具有强度,并含有原始熟料和水泥中发现的所有CaO。GRD正在开发用于选择性分离混凝土的先进回收技术,旨在提取水泥水合物(称为再生混凝土膏体- RCP),用于生产熟料的无二氧化碳原料。作为一个额外的好处,高质量的再生骨料和沙子也在这个过程中被回收,使完全的混凝土回收成为可能,并关闭循环循环。
但RCP可以减少更多的二氧化碳:RCP的另一种成分可用于熟料生产烟气中的二氧化碳矿化。在矿化过程中,二氧化碳与RCP中的钙反应形成方解石,方解石是石灰石中的主要矿物。在强制碳化后,原本存在于水泥和熟料中的二氧化硅和氧化铝形成铝-硅胶。这种铝-硅胶具有火山灰性和高活性,可以作为新型低二氧化碳复合水泥的主要水泥成分,从而在水泥和混凝土水平上关闭二氧化碳循环。
关闭混凝土再碳化循环
布雷维克在技术上展示的强制碳化是混凝土再碳化循环的核心要素,在这里,从拆除废物中回收的混凝土被选择性地回收,以产生由RCP组成的二氧化碳隔离基质。
布雷维克生产的再碳酸RCP目前正在进行密集的实验室研究,以验证其作为火山灰材料替代水泥生产中的熟料的潜力。预计将在布雷维克进行进一步的连续规模测试,以优化连续CO2捕获技术,使再生混凝土重新碳酸盐化。
该测试代表了海德堡水泥全球研发部门自2018年以来正在开发的再碳酸化技术的升级。Norcem、海德堡技术中心和全球研发部门的密切合作,使这一碳捕获和利用技术的工业化迈出了重大一步。