[發明專利]低CO2

有效

• 申請號: 202110995082.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113670069B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 張超;劉劍英;王彬;陶瑛;鄧玉華;韓曉軍;曹新明;申巧蕊;姜斌
• 申請（專利權）人: 中材建設有限公司
• 主分類號: F27B19/04
• 分類號: F27B19/04;F27D13/00;F27D15/02;F27D17/00;C04B7/43;C04B7/44;C04B7/47
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李勝強

本發明公開了一種低CO2分壓環境水泥燒成系統及水泥熟料制備方法，屬于水泥生產設備技術領域，包括依次連通的煙室、回轉窯、篦冷機，以及分解爐、二氧化碳捕集提純系統、余熱利用系統、多級純氧預熱器和多級空氣預熱器；篦冷機的高溫區包括相互獨立的第一冷卻區、第二冷卻區，第一冷卻區與回轉窯、三次風管連通，第二冷卻區通過空氣送風管與多級空氣預熱器連通，多級純氧預熱器與分解爐、空氣送風管、二氧化碳捕集提純系統連通，多級空氣預熱器與分解爐、煙室、余熱利用系統連通，空氣送風管內能夠形成低COsubgt;2/subgt;濃度、高溫度的低COsubgt;2/subgt;分壓環境，熱生料在空氣送風管內能夠進行進一步分解，繼而無需提高分解爐的溫度，也能提高CaCOsubgt;3/subgt;分解率。

技術領域

本發明涉及水泥生產設備技術領域，特別是涉及一種低CO2分壓環境水泥燒成系統及水泥熟料制備方法。

背景技術

當前水泥生產工藝普遍采用的是水泥窯燒成系統，水泥窯燒成系統具體由冷卻機、燃燒器、回轉窯、旋風預熱器和連接風管等組成。其中，生料在旋風預熱器中預熱升溫，然后在分解爐內分解，部分燃料在分解爐內燃燒為生料分解提供所需的熱量，分解后的熱生料送至回轉窯內在另一部分燃料煅燒下熱生料轉化成水泥熟料，隨后水泥熟料被送至冷卻機內，在冷卻機內通入的大量空氣冷卻下逐漸降至合適的溫度，而換熱后的高溫空氣被送至旋風預熱器中對生料進行預熱，以進行下一個循環，直至完成水泥熟料生產。伴隨著水泥熟料煅燒過程中，系統內會產生大量的CO₂，而CO₂作為一種主要的溫室氣體，其大量排放會加劇了全球溫室效應，因此為更好發展全球經濟和保護自然環境，世界各國都相繼制定了碳減排戰略目標。

目前水泥行業對于CO₂的處理常采用燃燒后捕集CO₂技術以及水泥窯純氧燃燒技術。前者主要是指從燃燒后的煙氣進行CO₂捕集或者分離出CO₂，但CO₂氣體捕集效率低、系統投資以及運行成本高。后者是指利用純氧氣(實際氧氣濃度可能為95％以上)代替空氣助燃，提高燃料燃燒質量，大幅度提升窯尾煙氣CO₂濃度，進而大大節省后續煙捕集提純系統的投資成本和運行成本，具有更高的實用價值。如專利號為“202011258957.8”，名稱為“實現二氧化碳零排放的水泥窯系統及水泥熟料制備方法”的發明專利中的冷卻機包括第一冷卻區和第二冷卻區，第一冷卻區的進氣口通入純氧和高濃度二氧化碳煙氣的混合氣，混合氣在與冷卻機內的水泥熟料換熱后，通入分解爐和回轉窯中供燃料燃燒，混合氣由于氧氣含量大幅提高，相比于通入空氣，能夠顯著提高煙氣中的CO₂生成濃度，分解爐中產生的高溫煙氣對旋風預熱器進行預熱，換熱后的煙氣通入二氧化碳捕集提純系統，進行提純和回收。第二冷卻區的進氣口通入空氣，主要對冷卻機的中高溫地帶和尾端的低溫地帶的水泥熟料冷卻，換熱后的空氣送入其他余熱利用系統進行利用。但上述水泥窯系統中無論是通入空氣還是通入純氧，分解爐內的CO₂濃度都會很高，繼而造成CO₂的分壓很高，而CaCO₃分解產生CO₂是一個可逆的化學反應，當CO₂分壓高的情況下，分解爐內的反應相應就會降低，CaCO₃的分解率就會受到影響，而想要CaCO₃的分解率提高，就需要提高分解爐內的溫度，而根據實驗發現，想要使CaCO₃分解達到92％左右，分解爐內需要在現有溫度基礎上再向上提升100-200度。而提高溫度及分解爐出口氣體溫度，不僅會增加整個系統的熱耗，而且還會使最下端的旋風筒氣體溫度也相應提高，而高溫會導致旋風筒及料管產生結皮，同時也會增加預熱器出口廢氣溫度，繼而影響整個水泥窯系統的生產效果。

發明內容