[發(fā)明專利]一種利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710077278.2
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106823774B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李立業(yè);田京雷;侯環(huán)宇;黃世平;郝良元;胡啟晨
• 申請（專利權(quán)）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/62;F22B1/18
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 陳長庚

一種利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的裝置和方法，屬于二氧化碳回收設(shè)備與方法技術(shù)領(lǐng)域，用于高爐渣對煙氣中的二氧化碳進行固定減排、并同時進行煙氣顯熱回收。其技術(shù)方案是：熔融高爐渣經(jīng)粒化破碎形成高溫高爐渣顆粒與含二氧化碳煙氣進行一次熱量交換后，進入流化床反應(yīng)器與煙氣中二氧化碳進行充分碳酸化反應(yīng)，同時碳酸化反應(yīng)放出一定熱量，然后高爐渣與反應(yīng)后產(chǎn)物進入流化床換熱器與煙氣進行二次熱交換，高溫?zé)煔饨?jīng)換熱器產(chǎn)生蒸汽，降溫后高爐渣作為制作水泥材料。本發(fā)明實現(xiàn)了利用高爐渣固定二氧化碳、降低二氧化碳排放、同時回收高爐渣和煙氣顯熱的目，提高了高爐渣的固碳效率，降低了回收二氧化碳的成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用高爐渣對煙氣中的二氧化碳進行固定減排、并同時進行煙氣顯熱回收的裝置和方法，屬于二氧化碳回收設(shè)備與方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

全球氣候變化問題日益嚴(yán)峻，已經(jīng)成為威脅人類可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，控制二氧化碳排放量是保護環(huán)境中不可回避的課題。我國鋼鐵工業(yè)的二氧化碳排放量約占二氧化碳總排放量的15%，年排放量約15億噸，僅次于電力、水泥、運輸行業(yè)。目前，回收二氧化碳采用的方法主要有溶劑吸收法、吸附法、膜分離法等，但這些方法存在運行費用高或設(shè)備腐蝕的缺點。

二氧化碳礦化固定是一種實現(xiàn)二氧化碳穩(wěn)定封存的有效方法，這種方法利用堿性金屬氧化與二氧化碳反應(yīng)生成能夠長時間穩(wěn)定存在的碳酸鹽化合物，無需監(jiān)測，環(huán)境風(fēng)險較小，被認(rèn)為是最具有發(fā)展?jié)摿Φ亩趸继幹梅椒ㄖ弧８郀t渣是高爐冶煉產(chǎn)生的廢渣，主要成分為CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃等，其中CaO、MgO含量分別為38-45%、5-10%，具有很好的固碳能力。同時，高爐渣在鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生量大，可在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)二氧化碳固定，減少鋼鐵企業(yè)二氧化碳的排放。

采用鋼鐵生產(chǎn)廢棄爐渣進行二氧化碳的碳酸化固定是符合鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)特點的主要技術(shù)之一。采用高爐渣或鋼渣固定二氧化碳已有實施，但是在現(xiàn)有技術(shù)中，無論高爐渣還是鋼渣在常溫常壓下反應(yīng)緩慢，所需反應(yīng)時間長，反應(yīng)效率低，因此需要對爐渣進行活化或者在加溫加壓條件下進行反應(yīng)，由此造成額外能耗及投資運行成本，不能達到令人滿意的效果。面對嚴(yán)峻的環(huán)保形勢，大幅度地降低二氧化碳的排放量刻不容緩，因此在鋼鐵行業(yè)中改進高爐渣固定二氧化碳的設(shè)備和方法是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)是提供一種利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的裝置和方法，這種裝置和方法可以有效地解決高爐渣含鈣組分碳酸化過程中能耗高、反應(yīng)時間長、轉(zhuǎn)化率低的問題，減少二氧化碳排放量，同時可以對高爐渣顯熱進行回收，達到節(jié)能減排的目的。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的裝置，它包括粒化反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、流化床換熱器、余熱鍋爐、除塵器和引風(fēng)機，粒化反應(yīng)器的進料口與高爐的渣溝相連接，粒化反應(yīng)器的出料口與流化床反應(yīng)器的進料口相連接，流化床反應(yīng)器出料口與流化床換熱器相連接，流化床換熱器的底部有排渣口，引風(fēng)機分別通過管道與粒化反應(yīng)器底部、流化床換熱器底部相連接，粒化反應(yīng)器出氣口、流化床換熱器出氣口與流化床反應(yīng)器進氣口相連接，流化床反應(yīng)器出氣口依次與除塵器、余熱鍋爐、煙囪相連接。

上述利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的裝置，所述流化床反應(yīng)器底部和頂部均設(shè)置測溫模塊。

上述利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的裝置，所述流化床反應(yīng)器進口及出口煙氣管道上均安裝有煙氣分析儀。

一種使用上述裝置利用高爐渣固定二氧化碳并回收顯熱的方法，它采用以下步驟進行：

a．高爐渣顆粒化及一次換熱: