[發明專利]與硅酸鹽水泥煅燒相結合的高純度二氧化碳制取工藝及設備

有效

• 申請號: 201710907918.8
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107512717B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李成綱
• 申請（專利權）人: 中材建設有限公司
• 主分類號: C01B32/50
• 分類號: C01B32/50;C04B7/60
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

本發明涉及一種與硅酸鹽水泥煅燒相結合的高純度二氧化碳制取工藝及設備。具體是在常規的水泥煅燒工藝的布袋收塵工序后，增加高純度二氧化碳制取工藝：水泥生產的廢氣經布袋收塵器除塵后，以原料氣的形式進入吸收塔，再經熱交換器、加熱器、進入解析塔，在解析塔內分解為碳酸鈉、二氧化碳和水；分解后的二氧化碳氣體經壓縮、液化精餾工序，得到工業級高純度二氧化碳商品。本發明不同于各種利用燃料煙氣制取二氧化碳氣體的技術，是對傳統水泥燒成工藝的延伸，延伸部分的功能是把排放氣體中的二氧化碳提取、精餾達到工業產品標準，成為水泥工業的副產品而不再是排放氣體，在水泥生產過程中直接把二氧化碳轉化為工業產品，具有很好的經濟和環境效益。

技術領域

本發明涉及一種與硅酸鹽水泥煅燒相結合的高純度二氧化碳制取工藝及設備，屬于硅酸鹽水泥煅燒工藝的延伸工藝。

背景技術

硅酸鹽水泥煅燒工藝分濕法和干法兩種，雖然兩種工藝流程有區別，但化學反應原理完全相同，即分解碳酸鈣得到氧化鈣后繼續與其他成分煅燒得到水泥熟料。水泥生產過程只利用了碳酸鈣分解后的氧化鈣(CaO)，分解出的二氧化碳(CO₂)沒有得到任何利用，成為廢氣排放。

高純度二氧化碳的制取目前有多種成熟技術，主要有溶劑吸收法、變壓吸附法、膜滲透法、直接壓縮低溫精餾法等。溶劑吸收法分為物理吸收法和化學吸收法，吸附法包括物理吸附法和化學吸附法、物理-化學綜合吸收法，化學吸收法如氨水法、乙醇胺法和熱(鉀)堿法，物理吸收法如甲醇法、碳酸丙烯脂法，物理-化學綜合吸收法如環丁砜法、聚乙二醇二甲醚法等。新發展的方法有：二氧化碳重組法，電化學分離技術，水合物分離技術。

現階段我國制取高純度二氧化碳的原料來源有食品發酵、煅燒石灰石和天然高純度氣源，直接煅燒石灰石收集氣體后提純是傳統生產方法之一。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種與硅酸鹽水泥煅燒相結合的高純度二氧化碳制取工藝及設備，其融合了硅酸鹽水泥煅燒工藝和高純度二氧化碳制取工藝，最大限度地利用石灰石原料，能夠同時得到水泥熟料和高純度二氧化碳。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種與硅酸鹽水泥煅燒相結合的高純度二氧化碳制取工藝，其特別之處是在常規的水泥煅燒工藝的布袋收塵工序后，增加高純度二氧化碳制取工藝，具體的：

水泥生產的廢氣經布袋收塵器除塵后，廢氣以原料氣的形式進入高純度二氧化碳制氣工藝設備中的吸收塔；在進入吸收塔之前廢氣經預處理，使氣體進一步降低粉塵、脫去SO₂成分并再次冷卻；

在吸收塔內吸收原料氣中的二氧化碳，塔內吸收過程的化學反應式為：Na₂CO₃+H₂O+CO₂——→2NaHCO₃；

在解析塔內，吸收了二氧化碳的富液重新分解為碳酸鈉、二氧化碳和水；富液送入解析塔前經過熱交換器，進行貧液和富液的熱交換，然后利用廢氣余熱經加熱器加熱富液到100℃—120℃之間，再送入解析塔分解成碳酸鈉和水、釋放出二氧化碳氣體，生成新的貧液，其化學反應式為:

2NaHCO₃——→Na₂CO₃+H₂O+CO₂；

分解后的二氧化碳氣體經解析塔頂部氣水分離后進入壓縮液化、精餾工序；壓縮機將氣態二氧化碳壓縮至一定的氣壓、液化后進入低溫精餾過程，得到高純度二氧化碳。