[發明專利]一種提高水泥窯煙氣中二氧化碳含量的捕集系統及其工作原理

在審

• 申請號: 202011384308.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112444138A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 吳濤;康宇;王東;桑圣歡
• 申請（專利權）人: 南京凱盛國際工程有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F27D19/00;F27B7/36;F27B7/42;F27D15/02;C01B32/50
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 高福勇

1.一種提高水泥窯煙氣中二氧化碳含量的捕集系統，包括窯尾系統、余熱鍋爐、收塵器、第一管道、第二管道、篦冷機、回轉窯、三次風管和原料磨系統，窯尾系統的出風口與余熱鍋爐的進風口相連，余熱鍋爐的出風口與收塵器的進風口相連，窯尾系統的出料口與回轉窯的進料口相連，回轉窯的出料口與篦冷機的進料口相連，篦冷機的高溫端出風口通過三次風管與窯尾系統的進風口相連，收塵器的出風口和篦冷機的低溫端出風口分別通過第一管道和第二管道與原料磨系統的兩個進風口相連，其特征在于：還包括第三管道、第四管道、第五管道、循環風機、第一風機、制氧裝置、第二風機和碳捕集精制裝置，所述第四管道的兩端分別與收塵器的出風口和篦冷機的高溫端進風口相連，所述循環風機和第一風機均設于第四管道上，所述循環風機設于第一風機的上游側，所述第三管道的一端連接在碳捕集精制裝置的進風口上，所述第三管道的另一端連接在第一管道上，所述第五管道的一端連接在第四管道上，所述制氧裝置設于第五管道上，所述第二風機的出風口與篦冷機的低溫端進風口相連。

2.根據權利要求1所述的一種提高水泥窯煙氣中二氧化碳含量的捕集系統，其特征在于：還包括第一控制閥和第二控制閥，所述第一控制閥設于第四管道上并設于循環風機的上游側；所述第二控制閥設于第五管道上并設于制氧裝置的下游側。

3.根據權利要求1所述的一種提高水泥窯煙氣中二氧化碳含量的捕集系統，其特征在于：還包括冷風管和冷風閥，所述冷風管的一端連接在第四管道上并設于第一風機的進風口處并設于循環風機和第一風機之間，冷風閥設于冷風管上。

4.根據權利要求1所述的一種提高水泥窯煙氣中二氧化碳含量的捕集系統，其特征在于：還包括第三控制閥、第四控制閥和第五控制閥，所述第三控制閥設于第二管道上，所述第四控制閥設于第一管道上并設于第三管道的下游側，所述第五控制閥設于第三管道上。

5.一種提高水泥窯煙氣中二氧化碳含量的捕集系統的工作原理，包括以下步驟：

(1)開窯生產時，從窯尾系統排出的高溫煙氣經余熱鍋爐的再利用后降溫，再進入到收塵器中除去粉塵，打開第四控制閥后，從收塵器中出來的一部分煙氣通入原料磨系統中以供水泥原料烘干用；外部溫度較低的空氣在第一風機的作用下通過冷風管進入到篦冷機的高溫端內部以起到冷卻作用。

(2)打開冷風閥和第一控制閥，關閉第二控制閥和第五控制閥，啟動循環風機，從收塵器中出來的另一部分煙氣在循環風機作用下進入第四管道，再由第一風機送至篦冷機的高溫端內部，進而增加了進入到窯系統的空氣中的二氧化碳含量以提高窯尾煙氣中的二氧化碳濃度。

(3)隨著送入到篦冷機高溫端內部的空氣中的二氧化碳濃度不斷增高，逐漸減小冷風閥的開度，并逐漸增大第二控制閥的開度，同時啟動制氧裝置，進而使得由制氧裝置產生的高濃度氧氣逐漸進入到篦冷機的低溫端內部以逐漸替代通過冷風閥和冷風管進入到篦冷機內的外部溫度較低的空氣，從而提高進入窯系統的冷卻氣體氧含量以減少高濃度二氧化碳對窯系統內燃料煅燒的影響；在實施過程中，須保證篦冷機高溫端送入的風量足夠以防止通入到篦冷機低溫端內部的高濃度氧氣混入到篦冷機的高溫端內部，進而避免對含有高濃度二氧化碳的循環煙氣造成干擾。

(4)隨著從冷風閥中進入的空氣逐漸被高濃度氧氣替代，進入到回轉窯和三次風管內氧氣濃度不斷提高；同時，隨著循環煙氣也不斷進入窯系統，由回轉窯和窯尾系統產生的煙氣中的二氧化碳濃度也進一步提高；此時，打開第五控制閥并啟動碳捕集精制裝置，二氧化碳濃度較高的煙氣會部分進入到碳捕集精制裝置中以進行捕集與提純；通過上述操作，提高了窯尾煙氣中的二氧化碳濃度，后期二氧化碳精制捕集與提純的能耗成本要降低很多。

(5)碳捕集精制裝置運行后，通過調節第一控制閥和第五控制閥的開度以及循環風機的功率來調節碳捕集精制裝置的運行負荷。

(6)碳捕集精制裝置運行時，循環煙氣和外部溫度較低的冷風一起對熟料急冷，從而余熱鍋爐排出的煙氣溫度較低，而進入原料磨系統內的煙氣溫度也較低。

(7)碳捕集精制裝置運行時，當部分窯尾廢氣不夠原料磨系統的原料烘干時，打開第三控制閥，以使從篦冷機低溫端排出的廢氣經由連接至原料磨系統，使得部分位于篦冷機低溫端的熱風進入原料磨系統內以滿足原料烘干所需。

(8)碳捕集精制裝置不運行時，關閉第一控制閥、循環風機和第五控制閥，并保證冷風閥處于打開狀態，進而將所有的窯尾煙氣全部通往原料磨系統中。