[發(fā)明專利]重?zé)V煙氣余熱與CO2回收耦合技術(shù)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310556838.4
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103553042A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁章福;吳燕;徐秉聲;史樹威;李樹山;吳湖;邱彬;金一銘;李志堅(jiān)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: C01B31/20
• 分類號: C01B31/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金資源綜合利用領(lǐng)域，涉及一種重?zé)V煙氣余熱與CO₂回收的節(jié)能減排技術(shù)，提供一種分離回收CO₂方法，同時重?zé)V過程中的余熱利用達(dá)到最佳化。

背景技術(shù)

重?zé)趸V是鋼鐵冶金、建材、有色金屬冶煉等高溫行業(yè)必不可少的基礎(chǔ)材料，占整個鎂質(zhì)耐火原料40％以上。但是，長期以來粗放式生產(chǎn)導(dǎo)致產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)品率低、生產(chǎn)過程落后及能耗高污染重，嚴(yán)重制約了行業(yè)發(fā)展。本申請人依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，以節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境為核心，緊密圍繞“菱鎂礦高效利用綠色生產(chǎn)技術(shù)”項(xiàng)目中心內(nèi)容和目標(biāo)，進(jìn)行高載荷條件下菱鎂礦燒結(jié)機(jī)理、工藝規(guī)范和自動控制集成優(yōu)化和重?zé)V余熱梯級利用與二氧化碳回收耦合技術(shù)等三個方向研究，為建成年產(chǎn)50萬噸自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、菱鎂礦高效利用及節(jié)能環(huán)保的重?zé)V生產(chǎn)線提供技術(shù)支撐。

菱鎂礦中CO₂含量占50％以上，加之燃煤產(chǎn)生的CO₂，每煅燒1噸產(chǎn)品就約有1.82噸CO₂產(chǎn)生，這些CO₂目前沒有治理措施和手段，每年約有800萬噸CO₂排入大氣，對地區(qū)的生態(tài)環(huán)境及產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重威脅和影響。隨著化石能源的大量消耗，CO₂排放量逐年遞增，溫室效應(yīng)也愈發(fā)加劇，給人類生存環(huán)境帶來巨大的危害。預(yù)計(jì)未來10年，中國經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)保持較快的發(fā)展勢頭，對能源的消耗和碳的排放總量也將提高，因此，CO₂減排勢在必行。

目前，重?zé)趸V噸產(chǎn)品能耗為310-350kg標(biāo)煤以上，粉塵排放濃度大于200mg/Nm³，超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。豎爐頂部煙氣目前全部大氣排放污染環(huán)境，將這些能量和資源利用和回收國內(nèi)外還沒有成功范例，難度在于煙氣溫度高、組分復(fù)雜。

為了解決高溫重?zé)V豎爐煤氣冷卻過程中余熱大量損失、資源嚴(yán)重浪費(fèi)、造成能耗增加等問題，本發(fā)明提供一種分離重?zé)V豎爐煤氣中CO₂的方法，主要著眼于重?zé)V豎爐煤氣除塵冷卻過程中煙氣除塵、余熱利用和分離富集CO₂等工藝的綠色集成系統(tǒng)，用于重?zé)V冶煉，達(dá)到節(jié)能目的，余熱利用和提高重?zé)V豎爐煤氣中CO₂利用率達(dá)到耦合最佳化，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種重?zé)V豎爐煤氣余熱利用同時分離富集重?zé)V豎爐煤氣中CO₂的方法，將高溫重?zé)V豎爐煤氣的高溫及低溫余能回收利用，并用化學(xué)吸收法進(jìn)行CO₂的捕集同時富集，提高了重?zé)V豎爐煤氣的利用率，有效降低了能耗，使余熱利用和提高重?zé)V豎爐煤氣中CO₂利用率達(dá)到耦合最佳化。

本發(fā)明利用余熱利用與低濃度CO₂回收耦合技術(shù)。將生產(chǎn)過程中余熱回收、煙氣除塵和CO₂回收等多變量優(yōu)化到一個最佳區(qū)域內(nèi)。可以通過菱鎂礦煅燒煙氣回收處理，對100-500℃煙氣采用多級預(yù)熱器換熱，結(jié)合高溫陶瓷除塵技術(shù)，使CO₂連續(xù)穩(wěn)定回收。通過耦合集成，形成菱鎂礦煅燒煙氣余能利用、煙氣除塵及CO₂利用等工藝的綠色集成系統(tǒng)。

豎爐爐頂煙氣中含有大量燃料化學(xué)不完全燃燒的可燃組分(CO：15％-20％)，這些可燃組分，具有很高的熱值，是造成豎窯能耗高、熱效率低的主要因素。因此，本發(fā)明采用煙氣余熱鍋爐裝置，配置輔助熱源將煙氣中的可燃成分充分燃燒利用，實(shí)現(xiàn)煙氣熱量的完全回收，提高豎窯綜合熱效率。

本發(fā)明由高溫陶瓷過濾除塵系統(tǒng)，水冷壁余熱循環(huán)系統(tǒng)，CO₂化學(xué)吸收系統(tǒng)，CO₂回收系統(tǒng)，CO₂富集系統(tǒng)組成，使重?zé)V豎爐煤氣的CO₂得到分離，高溫重?zé)V豎爐煤氣的高溫顯熱得到回收利用，減少了重?zé)V豎爐煤氣處理過程的能量損失，實(shí)現(xiàn)分離CO₂與余熱綜合利用節(jié)能的新途徑。