[發(fā)明專利]捕集水泥生料分解產(chǎn)生的CO2氣體的方法、水泥生產(chǎn)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210411755.5
• 申請(qǐng)日: 2022-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114751665B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 房明浩;閔鑫;黃朝暉;劉艷改;吳小文;米瑞宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): C04B7/36
• 分類號(hào): C04B7/36
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明涉及一種捕集水泥生料分解產(chǎn)生的COsubgt;2/subgt;的方法、水泥生產(chǎn)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明提出一種捕集水泥生料分解產(chǎn)生的COsubgt;2/subgt;氣體的水泥窯外預(yù)分解技術(shù)及水泥生產(chǎn)系統(tǒng)。具體地，在生產(chǎn)水泥時(shí)，將水泥生料與COsubgt;2/subgt;載流氣分別從隔離式分解室的頂部和底部供給至所述隔離式分解室，以使所述水泥生料分解；使所述水泥生料分解產(chǎn)生的COsubgt;2/subgt;氣體與COsubgt;2/subgt;載流氣一起從隔離式分解室的頂部排出所述隔離式分解室；然后捕集排出的COsubgt;2/subgt;氣體。本發(fā)明的方法便于用于實(shí)際的水泥生產(chǎn)中，可以實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過(guò)程中石灰?guī)r分解產(chǎn)生的COsubgt;2/subgt;的高效低成本捕集回收，并實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)的低COsubgt;2/subgt;排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于捕集在水泥生料分解產(chǎn)生的CO₂氣體的方法、水泥生產(chǎn)方法及水泥生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

CO₂排放造成的溫室效應(yīng)已成為全球面臨的重要挑戰(zhàn)，也是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要議程。材料工業(yè)是僅次于電力行業(yè)的第二大CO₂排放源，特別是水泥工業(yè)CO₂排放占年CO₂排放量的30％左右。水泥生產(chǎn)過(guò)程排放的CO₂主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是能耗導(dǎo)致的CO₂排放，二是水泥原料中石灰?guī)r分解產(chǎn)生的CO₂。生產(chǎn)1噸水泥熟料能耗約為110kg左右標(biāo)煤，相當(dāng)于CO₂排放?403kg，由石灰?guī)r分解產(chǎn)生的CO₂排放約為270Nm³(530kg)，約占水泥熟料生產(chǎn)CO₂排放的56％。我國(guó)2020年水泥熟料產(chǎn)量為15.79億噸，排放CO₂約14.7?億噸，其中由石灰?guī)r分解產(chǎn)生的CO₂排放約為8.4億噸。水泥工業(yè)碳減排十分迫切。雖然能耗產(chǎn)生的CO₂排放未來(lái)可以探索采用氫能、太陽(yáng)能、風(fēng)電等新能源方式解決，但是石灰?guī)r作為水泥熟料的主要原料，難以找到如此巨大的其他鈣源進(jìn)行替代，因此如何解決水泥工業(yè)中由石灰?guī)r分解產(chǎn)生的CO₂的問(wèn)題是十分迫切的。

現(xiàn)有水泥窯外預(yù)分解技術(shù)是將水泥生料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯之前，將石灰?guī)r大部分分解，以改善回轉(zhuǎn)窯內(nèi)水泥熟料燒成控制，同時(shí)充分利用了窯尾的高溫?zé)煔忸A(yù)熱生料，由于石灰?guī)r分解時(shí)會(huì)大量吸熱，所以在分解爐內(nèi)還需要配置燒嘴，提供部分熱量?，F(xiàn)有技術(shù)中，石灰?guī)r分解產(chǎn)生的CO₂和回轉(zhuǎn)窯煙氣、分解爐煙氣一起排出分解爐外進(jìn)入前段旋風(fēng)預(yù)熱器，煙氣余熱被利用后最終排出爐外，煙氣中CO₂濃度低，如采用溶劑吸收等CO₂捕集技術(shù)并不經(jīng)濟(jì)，不利于煙氣中CO₂捕集。

專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種由在線型分解爐改造的可調(diào)節(jié)CO₂富集量水泥窯系統(tǒng)，該系統(tǒng)可切換為CO₂自富集型預(yù)分解窯或常規(guī)在線型預(yù)分解爐。該系統(tǒng)可以提高CO₂濃度、減少CO₂排放量。但是，該系統(tǒng)較為復(fù)雜，不利于實(shí)際運(yùn)用。

專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種適合分離捕集CO₂的部分全氧型水泥生產(chǎn)方法，即在分解爐內(nèi)采用全氧代替?zhèn)鹘y(tǒng)的空氣燃燒來(lái)進(jìn)行水泥生料預(yù)分解和常規(guī)空氣燃燒進(jìn)行熟料燒成相結(jié)合的水泥生產(chǎn)方法，從而使CO₂濃度高達(dá)95％以上。專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種采用O₂/CO₂燃燒技術(shù)富集CO₂的水泥熟料生產(chǎn)工藝，其是將從空氣中分離出的O₂與高濃度CO₂的循環(huán)煙氣混合后形成O₂/CO₂混合氣，然后將O₂/CO₂混合氣送入分解爐和回轉(zhuǎn)窯，從而使水泥窯的排氣為高濃度的CO₂，以實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)的CO₂直接富集。