[發(fā)明專利]廢棄物協(xié)同處置的水泥生產(chǎn)碳捕集裝置及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110375520.0
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113237337B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張同生;汪偉;郭奕群;韋江雄;余其俊
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: F27B19/04
• 分類號: F27B19/04;F27B7/38;F27D3/00;F27D13/00;F27D17/00;C04B7/43;C04B7/44
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.廢棄物協(xié)同處置的水泥生產(chǎn)碳捕集裝置，其特征在于，包括預(yù)熱器-碳化爐-回轉(zhuǎn)窯模塊、純氧燃燒分解爐模塊以及輔助與純化裝置，所述預(yù)熱器-碳化爐-回轉(zhuǎn)窯模塊包括生料進料裝置(21)、第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)、碳化爐(4)、第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)、廢棄物進料裝置(26)、廢棄物干燥與熱裂解裝置(27)、煙室(7)、回轉(zhuǎn)窯(8)、三次風(fēng)管(25)、回轉(zhuǎn)窯燃燒器(9)以及冷卻機(10)；所述純氧燃燒分解爐模塊包括分解爐(13)、分解爐燃燒器(14)、第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)以及增壓風(fēng)機(20)；所述輔助與純化裝置包括第一SNCR裝置(5)、第二SNCR裝置(6)、分風(fēng)裝置(15)、第一分料裝置(11)、第二分料裝置(12)、第一換熱裝置(16) 、第二換熱裝置(17)、冷凝除水裝置(18)、CO₂收集與儲存裝置(19)、除塵裝置(22)、SCR裝置(23)、煙氣排出裝置(24)；

三次風(fēng)管(25)與煙室(7)的出口均連接廢棄物干燥與熱裂解裝置(27)的進風(fēng)口，碳化爐(4)的進風(fēng)口與第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)的出風(fēng)口相連，第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的進風(fēng)口與碳化爐(4)的出風(fēng)口相連，第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的出風(fēng)口與第二換熱裝置(17)、除塵裝置(22)、SCR裝置(23)依次相連；分解爐(13)的出風(fēng)口與第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)的倒數(shù)第一級旋風(fēng)分離器進風(fēng)口相連，第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)的第一級旋風(fēng)分離器的出風(fēng)口連接分風(fēng)裝置(15)，分風(fēng)裝置(15)其中一個出口連接增壓風(fēng)機(20)，并與分解爐(13)的進風(fēng)口相連，分風(fēng)裝置(15)的另一出口與第一換熱裝置(16)、冷凝除水裝置(18)、CO₂收集與儲存裝置(19)依次相連；

生料由生料進料裝置(21)喂入第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的第一級旋風(fēng)分離器進風(fēng)管，第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的倒數(shù)第二級旋風(fēng)分離器的出料口與碳化爐(4)相連；第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的倒數(shù)第一級旋風(fēng)分離器的出料口、廢棄物干燥與熱裂解裝置(27)的出風(fēng)口均連接第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)的倒數(shù)第一級旋風(fēng)分離器進風(fēng)管，在廢棄物干燥與熱裂解裝置(27)處增設(shè)第一SNCR裝置(5)；第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)的倒數(shù)第一級旋風(fēng)分離器的出料口通過第二分料裝置(12)與分解爐(13)相連；分解爐(13)的出口與第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)的進風(fēng)管連接，第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)的出料口通過第一分料裝置(11)分別與碳化爐(4)及回轉(zhuǎn)窯(8)的窯尾相連接，在分解爐(13)處增設(shè)第二SNCR裝置(6)；煙室(7)下部與回轉(zhuǎn)窯(8)窯尾連接，回轉(zhuǎn)窯(8)窯頭與回轉(zhuǎn)窯燃燒器(9)、冷卻機(10)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物協(xié)同處置的水泥生產(chǎn)碳捕集裝置，其特征在于：所述第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的旋風(fēng)分離器級數(shù)為4～7級，第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)的旋風(fēng)分離器級數(shù)為1～2級，第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)的旋風(fēng)分離器級數(shù)為1～2級。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物協(xié)同處置的水泥生產(chǎn)碳捕集裝置，其特征在于：所述碳化爐(4)具有多級縮口結(jié)構(gòu)，每級縮口結(jié)構(gòu)上方均設(shè)置有進料口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物協(xié)同處置的水泥生產(chǎn)碳捕集裝置，其特征在于：所述分解爐(13)具有多級縮口結(jié)構(gòu)，每級縮口結(jié)構(gòu)上方均設(shè)置有進料口。

5.一種廢棄物協(xié)同處置的水泥生產(chǎn)碳捕集裝置的捕集工藝，其特征在于：

水泥生料在第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的第一級旋風(fēng)分離器的進風(fēng)管道進入，在第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)內(nèi)生料與煙氣充分發(fā)生熱交換，從第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的倒數(shù)第二級旋風(fēng)分離器進入碳化爐(4)進一步熱交換；

在廢棄物干燥與熱裂解裝置(27)進料口前的廢棄物進料裝置(26)中喂入廢棄物；

經(jīng)第一系列旋風(fēng)預(yù)熱器(1)的倒數(shù)第一級旋風(fēng)分離器氣固分離后的熱生料、廢棄物干燥與熱裂解裝置(27)出風(fēng)共同進入第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)進風(fēng)管道；煙氣通過第二系列旋風(fēng)預(yù)熱器(2)發(fā)生氣固分離后，熱生料通過第二分料裝置(12)在分解爐(13)不同部位的進料口多點喂入；

在分解爐(13)的不同部位設(shè)置分解爐燃燒器(14)，噴注燃料與氧氣，使分解爐(13)處于局部純氧燃燒狀態(tài)；

熱生料在純氧燃燒分解爐(13)環(huán)境中分解產(chǎn)生大量CO₂，少量熱力型與燃料型NOx采用第二SNCR裝置(6)除去，經(jīng)第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)氣固分離后，煙氣進入分風(fēng)裝置(15)并分成兩路，一路依次經(jīng)過第一換熱裝置(16)、冷凝除水裝置(18)，得到高純度CO₂，之后進入CO₂收集與儲存裝置(19)；另一路經(jīng)過增壓風(fēng)機(20)重新進入分解爐(13)參與氣體循環(huán)；

含大量CaO的熱生料經(jīng)第三系列旋風(fēng)預(yù)熱器(3)氣固分離后，通過第一分料裝置(11)分成兩路，第一路熱生料喂入碳化爐(4)的入風(fēng)管，在600～850℃煙氣環(huán)境中快速碳化，通過碳化爐(4)與分解爐(13)之間的局部鈣循環(huán)捕獲煙氣中CO₂；第二路熱生料喂入回轉(zhuǎn)窯(8)的窯尾，進入回轉(zhuǎn)窯(8)參與熟料燒成。