CN210855854U - 一种可实现co2零排放的水泥窑系统 - Google Patents
一种可实现co2零排放的水泥窑系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210855854U CN210855854U CN201921297632.3U CN201921297632U CN210855854U CN 210855854 U CN210855854 U CN 210855854U CN 201921297632 U CN201921297632 U CN 201921297632U CN 210855854 U CN210855854 U CN 210855854U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipeline
- decomposing furnace
- dust collector
- kiln
- cyclone preheater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 43
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 118
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 57
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 53
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 29
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 19
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 19
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 15
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 22
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/18—Carbon capture and storage [CCS]
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种可实现CO2零排放的水泥窑系统，所述水泥窑系统包括旋风预热器、分解炉、烟室、回转窑、冷却机、热交换器、收尘器、烟囱、烟气净化装置；冷却机上设置有窑门罩、三次风管、余风管道；三次风管的一端均连接冷却机；三次风管通过切换部件分为两路：一路是三次风管的另一端连接分解炉；另一路是三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接分解炉；旋风预热器的出风口通过管道连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置。本实用新型的系统将水泥窑释放的窑头气体和窑尾气体利用烟气净化二氧化碳捕捉提纯技术捕捉所有CO2后再释放到大气中，进而实现了水泥窑CO2零排放。
Description
技术领域
本实用新型属于水泥生产设备技术领域，尤其涉及一种可实现CO2零排放的水泥窑系统。
背景技术
近年来，气候变化与温室气体排放问题对世界各国的发展进程产生着越来越重要的影响。中国作为全球经济成长性最好、制造业规模最大的发展中国家，已被列为全球二氧化碳最大排放国，成为全球温室气体减排的“焦点”。2014年中国CO2排放量94亿吨，占全球26％，我国政府庄严承诺2030年左右CO2排放达到峰值。水泥工业碳排放在工业生产过程的碳排放中约占20％，无疑成为减排之重。2014年我国二氧化碳回收总量1040万吨，占排放总量的0.1％。过去1年内欧洲二氧化碳排放价格增加了2倍至20EUR/tCO2；2018年美国通过法案，对CO2永久封存补贴50美元，驱油补贴35美元，利用补贴15美元，欧美政府的政策从侧面说明未来CO2是作为一种资源，如果将废气中的CO2进行捕集提纯，可广泛用于冶金、钢铁、石化、电子、食品、医疗等领域，那么CO2是一种宝贵的碳氧资源，或者叫做碳矿。
水泥制备过程中产生的CO2来自于碳酸盐分解及燃料的燃烧，单位熟料排放的CO2约为0.7-0.9t/t熟料，单位水泥排放的CO2约为0.5-0.7t/t水泥，2018年世界水泥产能达到57亿吨，中国水泥工业占全球一半的产能，每年往大气中释放了大量的CO2。尽管碳减排面临国内外紧迫的形势需求，但是水泥行业实质性的技术及应用较少，系统解决水泥窑CO2排放的工艺更少。传统的节能减排技术、替代燃料技术以及减少熟料用量的新材料技术，碳减排的比例很少，约10％-20％，已经不能满足国内外生态发展的需求。因此，开发一种系统解决碳排放或者CO2零排放的技术具有重要意义。
碳捕集利用与封存，即CCUS是指将化石能源利用中所排放的CO2捕获，并长期封存和利用的技术，尤其是CCU被认为是唯一能够大幅度减少化石能源(特别是煤炭)CO2排放的终极技术，是当前研究应用的热点。CCU是末端治理，还是要从源头治理研究碳减排的问题，同时碳捕集利用的方法及成本与烟气中CO2的浓度直接相关。针对浓度低于35％的CO2，一般采用溶剂吸收法进行碳捕集，这个浓度范围以内，运行成本大致相同，但是投资会随着浓度增加而减少，减小幅度不大；CO2浓度较高达到40％-75％浓度时，可以采用变压吸附法进行碳捕集；75％以上可以直接采用吸附精馏法。40％以上CO2浓度气源碳捕集的运行成本和投资都会明显降低，75％以上浓度气源运行成本和投资成本降低接近一半。
因此，基于这些问题，提供一种能够系统实现二氧化碳零排放的水泥窑系统具有重要的现实意义。
实用新型内容
为改善上述技术问题，本实用新型提供一种可实现CO2零排放的水泥窑系统，所述水泥窑系统包括旋风预热器、分解炉、烟室、回转窑、窑门罩、冷却机、热交换器、收尘器、烟囱、烟气净化装置；
旋风预热器与分解炉通过管道连接，分解炉连接烟室，烟室连接回转窑，回转窑连接冷却机；
冷却机上设置有窑门罩、三次风管、余风管道；窑门罩、三次风管、余风管道的一端均连接冷却机；窑门罩的另一端连接回转窑；三次风管通过切换部件分为两路：一路是三次风管的另一端连接分解炉；另一路是三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接分解炉；余风管道的另一端连接收尘器，收尘器连接烟囱；
旋风预热器的出风口通过管道连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置；烟气净化装置包括：脱硫脱硝装置、二氧化碳吸收塔、二氧化碳解析塔、压缩吸附精馏塔、二氧化碳存储装置、烟囱，脱硫脱硝装置连接二氧化碳吸收塔，二氧化碳吸收塔连接二氧化碳解析塔，二氧化碳解析塔连接压缩吸附精馏塔，压缩吸附精馏塔连接二氧化碳存储装置；二氧化碳吸收塔连接烟囱。
根据本实用新型的实施方案，所述水泥窑系统还包括发电装置、粉磨装置的至少一个。
根据本实用新型的实施方案，余风管道的一端连接冷却机，余风管道的另一端连接发电装置，发电装置连接收尘器，收尘器连接烟囱；
旋风预热器的出风口通过管道连接发电装置，发电装置连接粉磨装置，粉磨装置连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置。
根据本实用新型的实施方案，余风管道的一端连接冷却机，余风管道的另一端连接发电装置，发电装置连接粉磨装置，粉磨装置连接收尘器，收尘器连接烟囱；
旋风预热器的出风口通过管道连接发电装置，发电装置连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置。
根据本实用新型的实施方案，切换部件选自阀门。
根据本实用新型的实施方案，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门；
连接冷却机与热交换器的三次风管上设置第一阀门，连接热交换器与分解炉的管道上设置第二阀门；连接冷却机与分解炉的三次风管上设置第三阀门。
根据本实用新型的实施方案，所述水泥窑系统还包括燃烧器，所述回转窑的出口处、所述分解炉上均设置有燃烧器；
设置在回转窑出口处的燃烧器的数量为1个；
设置在分解炉上的燃烧器的数量为1个以上。
根据本实用新型的实施方案，旋风预热器的进风口通过管道连接分解炉，旋风预热器的出料口通过管道连接烟室。
根据本实用新型的实施方案，旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的进风口通过管道连接分解炉；
旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的出料口通过管道连接分解炉；
旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的进料口通过管道连接分解炉；旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口通过管道连接烟室。
根据本实用新型的实施方案，旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的出料口与分解炉连接的输送管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个以上；各个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有分料阀；分料阀调节由输送干路进入各个输送支路的物料量；进而实现分解炉的多点进料、温度区间的调节。
本实用新型还提供使用上述可实现CO2零排放的水泥窑系统制备水泥熟料的方法，所述方法包括以下步骤：
将生料加入旋风预热器，生料在旋风预热器内与烟气进行换热；
旋风预热器预热后的生料通过一点或多点进入分解炉；
分解炉分解完成的热生料离开分解炉通过烟室进入回转窑，在回转窑内煅烧形成熟料，熟料由回转窑出口的窑门罩进入冷却机，由风机鼓入的空气对熟料进行冷却，得到水泥熟料；
回转窑内形成的窑气进分解炉；回转窑内形成的窑气和分解炉内形成的烟气经旋风预热器的气固换热后由旋风预热器最上面一级旋风分离器的出口排出；
由旋风预热器出口排出的烟气经过收尘器进行除尘，随后进入烟气净化装置，烟气经脱硫脱硝装置除去烟气中的含硫化合物、含氮化合物，随后进入二氧化碳吸收塔，二氧化碳吸收塔内的吸收液吸收CO2，不含CO2的净化气体经烟囱排入大气；随后吸收液进入二氧化碳解析塔释放CO2，随后CO2进入压缩吸附精馏塔进行压缩纯化，压缩纯化后的CO2进入二氧化碳存储装置；
空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的空气分为以下三路：
第一路高温空气作为二次风经窑门罩进入回转窑内供燃料燃烧；第二路空气通过切换部件分为两路，通过调节切换部件选择以下任意一路：一路是三次风通过三次风管进入热交换器，氧气进入热交换器，三次风与氧气通过热交换器进行热量交换，出热交换器的氧气进入分解炉，出热交换器的三次风进入余热利用或处理系统；另一路是三次风通过三次风管直接进入分解炉，三次风管内的三次风直接进入分解炉；第三路空气通过余风管道进入收尘器进行除尘，除尘后的气体经烟囱排入大气。
根据本实用新型的实施方案，分解炉分解完成的热生料离开分解炉进入旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后通过烟室进入回转窑。
根据本实用新型的实施方案，空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的温度较高的空气通过余风管道进入发电装置用于发电，发电装置排出的烟气进入收尘器进行除尘，除尘后的气体经烟囱排入大气；
由旋风预热器出口排出的烟气进入发电装置用于发电，由发电装置排出的烟气进入粉磨装置进行粉磨，由粉磨装置排出的烟气进入收尘器进行除尘，由收尘器排出的烟气进入烟气净化装置。
根据本实用新型的实施方案，空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的温度较高的空气通过余风管道进入发电装置用于发电，由发电装置排出的烟气进入粉磨装置进行粉磨，由粉磨装置排出的烟气进入收尘器进行除尘，由收尘器排出的气体经烟囱排入大气；
由旋风预热器出口排出的烟气进入发电装置用于发电，由发电装置排出的烟气进入收尘器进行除尘，由收尘器排出的气体进入烟气净化装置。
根据本实用新型的实施方案，三次风通过阀门分为两路，通过调节阀门选择以下任意一路：一路是第三阀门关闭、第一阀门和第二阀门打开，三次风通过三次风管进入热交换器，氧气进入热交换器，三次风与氧气通过热交换器进行热量交换，出热交换器的氧气进入分解炉，出热交换器的三次风进入余热利用或处理系统；另一路是第三阀门打开、第一阀门和第二阀门关闭，三次风通过三次风管直接进入分解炉，三次风管内的三次风直接进入分解炉。
有益效果
本实用新型的水泥窑系统将水泥制备过程中排放的对生态环境造成不利影响的二氧化碳变成碳矿，降低了碳捕捉碳富集的成本，推广意义显著。
本实用新型系统的回转窑及冷却机不涉及富氧或者全氧燃烧，冷却机的篦板、风机、与回转窑连接的燃烧器、回转窑内的火砖，均不用做特殊设计，不存在富氧燃烧需要重新设计改造设备和材料的风险，易于实施。
本实用新型的系统将水泥窑释放的窑头气体和窑尾气体利用烟气净化二氧化碳捕捉提纯技术捕捉所有CO2后再释放到大气中，进而实现了水泥窑CO2零排放；同时提高了烟气中CO2浓度，降低了捕捉成本，提高了技术经济性。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的可实现CO2零排放的水泥窑系统图。
图2是本实用新型实施例2提供的可实现CO2零排放的水泥窑系统图。
图3是本实用新型烟气净化装置的示意图。
其中，1-旋风预热器，2-分料阀，3-分解炉，4-燃烧器，5-烟室，6-回转窑，7-风机，8-冷却机，9-窑门罩，10-三次风管，11-余风管道，12-阀A，13-阀B，14-阀C，15-热交换器，16-氧气制备装置，17-发电装置，18-收尘器，19-烟囱，20-粉磨装置，21-烟气净化装置，22-脱硫脱硝装置，23-二氧化碳吸收塔，24-二氧化碳解析塔，25-压缩吸附精馏塔，26-二氧化碳存储装置。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，并配合附图对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1
如图1所示，可实现CO2零排放的水泥窑系统包括旋风预热器(1)、分解炉(3)、烟室(5)、回转窑(6)、冷却机(8)、风机(7)、热交换器(15)、发电装置(17)、粉磨装置(20)、收尘器(18)、烟囱(19)、烟气净化装置(21)；旋风预热器(1)与分解炉(3)通过管道连接，旋风预热器(1)的进风口通过管道连接分解炉(3)，旋风预热器(1)的出料口通过管道连接烟室(5)；旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的进风口通过管道连接分解炉(3)；旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器的出料口通过管道连接分解炉(3)，旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的进料口通过管道连接分解炉(3)，旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的出料口通过管道连接烟室(5)；旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器的出料口与分解炉(3)连接的输送管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个；两个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有分料阀(2)；分料阀(2)调节由输送干路进入各个输送支路的物料量；进而实现分解炉(3)的多点进料。分解炉(3)连接烟室(5)，烟室(5)连接回转窑(6)，回转窑(6)连接冷却机(8)；回转窑(6)出口处设置有1个燃烧器(4)，分解炉(3)上设置有4个燃烧器(4)。燃料分别加入回转窑(6)与分解炉(3)以提供熟料煅烧需要的热量，燃料进入窑头的比例30-50％，燃料进入窑尾的比例约50-70％。
冷却机(8)下方设置有风机(7)；冷却机(8)上设置有窑门罩(9)、三次风管(10)、余风管道(11)；窑门罩(9)、三次风管(10)、余风管道(11)的一端均连接冷却机(8)；窑门罩(9)的另一端连接回转窑(6)；三次风管(10)上设置有阀A(12)、阀C(14)；冷却机(8)与热交换器(15)之间的三次风管(10)上设置阀A(12)，热交换器(15)与分解炉(3)之间的三次风管(10)上设置阀B(13)；在直接连接冷却机(8)与分解炉(3)的三次风管(10)上设置阀C(14)。氧气制备装置(16)连接热交换器(15)。三次风管(10)通过阀门分为两路：一路是三次风管(10)的另一端连接分解炉(3)；另一路是三次风管(10)的另一端连接热交换器(15)，热交换器(15)通过管道连接分解炉(3)；余风管道(11)的另一端连接发电装置(17)，发电装置(17)连接收尘器(18)，收尘器(18)连接烟囱(19)。
旋风预热器(1)的出风口通过管道连接发电装置(17)，发电装置(17)连接粉磨装置(20)，粉磨装置(20)连接收尘器(18)，收尘器(18)连接烟气净化装置(21)；烟气净化装置(21)包括：脱硫脱硝装置(22)、二氧化碳吸收塔(23)、二氧化碳解析塔(24)、压缩吸附精馏塔(25)、二氧化碳存储装置(26)、烟囱(19)，脱硫脱硝装置(22)连接二氧化碳吸收塔(23)，二氧化碳吸收塔(23)连接二氧化碳解析塔(24)，二氧化碳解析塔(24)连接压缩吸附精馏塔(25)，压缩吸附精馏塔(25)连接二氧化碳存储装置(26)；二氧化碳吸收塔(23)连接烟囱(19)。
水泥窑系统使用时，将生料加入旋风预热器(1)，生料在旋风预热器(1)内与烟气进行换热；旋风预热器(1)预热后的生料通过一点或多点进入分解炉(3)；分解炉(3)分解完成的热生料离开分解炉(3)进入旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后通过烟室(5)进入回转窑(6)，在回转窑(6)内煅烧形成熟料，熟料的温度约1450℃，熟料由回转窑(6)出口进入冷却机(8)，由风机(7)鼓入的空气对熟料进行冷却至65-150℃，得到水泥熟料。
回转窑(6)内形成的窑气进分解炉(3)；回转窑(6)内形成的窑气和分解炉(3)内形成的烟气经旋风预热器(1)的气固换热后由旋风预热器(1)最上面一级旋风分离器的出口排出；由旋风预热器(1)出口排出的烟气进入发电装置(17)用于发电，由发电装置(17)排出的烟气进入粉磨装置(20)进行粉磨，由粉磨装置(20)排出的烟气进入收尘器(18)进行除尘，由收尘器(18)排出的烟气进入烟气净化装置(21)，烟气经脱硫脱硝装置(22)除去烟气中的含硫化合物、含氮化合物，随后进入二氧化碳吸收塔(23)，二氧化碳吸收塔(23)内的吸收液吸收CO2，不含CO2的净化气体经烟囱(19)排入大气；随后吸收液进入二氧化碳解析塔(24)释放CO2，CO2进入压缩吸附精馏塔(25)进行压缩纯化，压缩纯化后的CO2进入二氧化碳存储装置(26)；
空气经冷却机(8)对高温熟料进行冷却，换热完成的空气分为以下三路：第一路高温空气作为二次风经窑门罩(9)进入回转窑(6)内供燃料燃烧；第二路空气通过调节阀门选择以下任意一路：一路是阀C(14)关闭、阀A(12)和阀B(13)打开，三次风通过三次风管(10)进入热交换器(15)，由氧气制备装置(16)制备的氧气进入热交换器(15)，三次风与氧气通过热交换器(15)进行热量交换，加热后的氧气温度可升至300℃以上，出热交换器(15)的氧气进入分解炉(3)提供分解炉(3)内燃料燃烧需要的氧气，出热交换器(15)的三次风进入余热利用或处理系统；另一路是阀C(14)打开、阀A(12)和阀B(13)关闭，三次风通过三次风管(10)不经热交换器直接进入分解炉(3)，三次风管(10)内的三次风直接进入分解炉(3)；第三路温度较高的空气通过余风管道(11)进入发电装置(17)用于发电，发电装置(17)排出的烟气进入收尘器(18)进行除尘，除尘后的气体经烟囱(19)排入大气。
实施例2
如图2所示，可实现CO2零排放的水泥窑系统包括旋风预热器(1)、分解炉(3)、烟室(5)、回转窑(6)、冷却机(8)、风机(7)、热交换器(15)、发电装置(17)、粉磨装置(20)、收尘器(18)、烟囱(19)、烟气净化装置(21)；旋风预热器(1)与分解炉(3)通过管道连接，旋风预热器(1)的进风口通过管道连接分解炉(3)，旋风预热器(1)的出料口通过管道连接烟室(5)；旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的进风口通过管道连接分解炉(3)；旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器的出料口通过管道连接分解炉(3)，旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的进料口通过管道连接分解炉(3)，旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的出料口通过管道连接烟室(5)；旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器的出料口与分解炉(3)连接的输送管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个；两个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有分料阀(2)；分料阀(2)调节由输送干路进入各个输送支路的物料量；进而实现分解炉(3)的多点进料。分解炉(3)连接烟室(5)，烟室(5)连接回转窑(6)，回转窑(6)连接冷却机(8)；回转窑(6)出口处设置有1个燃烧器(4)，分解炉(3)上设置有4个燃烧器(4)。燃料分别加入回转窑(6)与分解炉(3)以提供熟料煅烧需要的热量，燃料进入窑头的比例30-50％，燃料进入窑尾的比例约50-70％。
冷却机(8)下方设置有风机(7)；冷却机(8)上设置有窑门罩(9)、三次风管(10)、余风管道(11)；窑门罩(9)、三次风管(10)、余风管道(11)的一端均连接冷却机(8)；窑门罩(9)的另一端连接回转窑(6)；三次风管(10)上设置有阀A(12)、阀C(14)；连接冷却机(8)与热交换器(15)的三次风管(10)上设置阀A(12)，连接热交换器(15)与分解炉(3)的管道上设置阀B(13)；直接连接冷却机(8)与分解炉(3)的三次风管(10)上设置阀C(14)。氧气制备装置(16)连接热交换器(15)。三次风管(10)通过阀门分为两路：一路是三次风管(10)的另一端连接分解炉(3)；另一路是三次风管(10)的另一端连接热交换器(15)，热交换器(15)通过管道连接分解炉(3)；余风管道(11)的另一端连接发电装置(17)，发电装置(17)连接粉磨装置(20)，粉磨装置(20)连接收尘器(18)，收尘器(18)连接烟囱(19)。
旋风预热器(1)的出风口通过管道连接发电装置(17)，发电装置(17)连接收尘器(18)，收尘器(18)连接烟气净化装置(21)；烟气净化装置(21)包括：脱硫脱硝装置(22)、二氧化碳吸收塔(23)、二氧化碳解析塔(24)、压缩吸附精馏塔(25)、二氧化碳存储装置(26)、烟囱(19)，脱硫脱硝装置(22)连接二氧化碳吸收塔(23)，二氧化碳吸收塔(23)连接二氧化碳解析塔(24)，二氧化碳解析塔(24)连接压缩吸附精馏塔(25)，压缩吸附精馏塔(25)连接二氧化碳存储装置(26)；二氧化碳吸收塔(23)连接烟囱(19)。
水泥窑系统使用时，将生料加入旋风预热器(1)，生料在旋风预热器(1)内与烟气进行换热；旋风预热器(1)预热后的生料通过一点或多点进入分解炉(3)；分解炉(3)分解完成的热生料离开分解炉(3)进入旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后通过烟室(5)进入回转窑(6)，在回转窑(6)内煅烧形成熟料，熟料的温度约1450℃，熟料由回转窑(6)出口进入冷却机(8)，由风机(7)鼓入的空气对熟料进行冷却，冷却至65-150℃，得到水泥熟料。
回转窑(6)内形成的窑气进分解炉(3)；回转窑(6)内形成的窑气和分解炉(3)内形成的烟气经旋风预热器(1)的气固换热后由旋风预热器(1)最上面一级旋风分离器的出口排出。
由旋风预热器(1)出口排出的烟气进入发电装置(17)用于发电，由发电装置(17)排出的烟气进入收尘器(18)进行除尘，由收尘器(18)排出的烟气进入烟气净化装置(21)，烟气经脱硫脱硝装置(22)除去烟气中的含硫化合物、含氮化合物，随后进入二氧化碳吸收塔(23)，二氧化碳吸收塔(23)内的吸收液吸收CO2，不含CO2的净化气体经烟囱(19)排入大气；随后吸收液进入二氧化碳解析塔(24)释放CO2，CO2进入压缩吸附精馏塔(25)进行压缩纯化，压缩纯化后的CO2进入二氧化碳存储装置(26)。
空气经冷却机(8)对高温熟料进行冷却，换热完成的空气分为以下三路：第一路高温空气作为二次风经窑门罩(9)进入回转窑(6)内供燃料燃烧；第二路空气通过切换部件分为两路，通过调节阀门选择以下任意一路：一路是阀C(14)关闭、阀A(12)和阀B(13)打开，三次风通过三次风管(10)进入热交换器(15)，由氧气制备装置(16)制备的氧气进入热交换器(15)，三次风与氧气通过热交换器(15)进行热量交换，加热后的氧气温度可升至300℃以上，出热交换器(15)的氧气进入分解炉(3)，出热交换器(15)的三次风进入余热利用或处理系统；另一路是阀C(14)打开、阀A(12)和阀B(13)关闭，三次风通过三次风管(10)不经热交换器直接进入分解炉(3)，三次风管(10)内的三次风直接进入分解炉(3)；第三路温度较高的空气通过余风管道(11)进入发电装置(17)用于发电，由发电装置(17)排出的烟气进入粉磨装置(20)进行粉磨，由粉磨装置(20)排出的烟气进入收尘器(18)进行除尘，由收尘器(18)排出的气体经烟囱(19)排入大气。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，例如把旋风预热器更换为三级至六级预热器或者双列预热器、冷却机采用第三代或者第四代冷却机、制氧设备提供的气体为全氧或者富氧，分解炉内全氧或者富氧燃烧，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，所述水泥窑系统包括旋风预热器、分解炉、烟室、回转窑、窑门罩、冷却机、热交换器、收尘器、烟囱、烟气净化装置；
旋风预热器与分解炉通过管道连接，分解炉连接烟室，烟室连接回转窑，回转窑通过窑门罩连接冷却机；
冷却机上设置有窑门罩、三次风管、余风管道；窑门罩、三次风管、余风管道的一端均连接冷却机；窑门罩的另一端连接回转窑，所述窑门罩用于为回转窑提供二次风；三次风管通过切换部件分为两路：一路是三次风管的另一端连接分解炉；另一路是三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接分解炉；余风管道的另一端连接收尘器，收尘器连接烟囱；
旋风预热器的出风口通过管道连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置；烟气净化装置包括：脱硫脱硝装置、二氧化碳吸收塔、二氧化碳解析塔、压缩吸附精馏塔、二氧化碳存储装置、烟囱，脱硫脱硝装置连接二氧化碳吸收塔，二氧化碳吸收塔连接二氧化碳解析塔，二氧化碳解析塔连接压缩吸附精馏塔，压缩吸附精馏塔连接二氧化碳存储装置；二氧化碳吸收塔连接烟囱。
2.根据权利要求1所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，所述水泥窑系统还包括发电装置、粉磨装置的至少一个。
3.根据权利要求2所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，
余风管道的一端连接冷却机，余风管道的另一端连接发电装置，发电装置连接收尘器，收尘器连接烟囱；
旋风预热器的出风口通过管道连接发电装置，发电装置连接粉磨装置，粉磨装置连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置。
4.根据权利要求2所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，
余风管道的一端连接冷却机，余风管道的另一端连接发电装置，发电装置连接粉磨装置，粉磨装置连接收尘器，收尘器连接烟囱；
旋风预热器的出风口通过管道连接发电装置，发电装置连接收尘器，收尘器连接烟气净化装置。
5.根据权利要求1所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，切换部件选自阀门。
6.根据权利要求5所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门；
连接冷却机与热交换器的三次风管上设置第一阀门，连接热交换器与分解炉的管道上设置第二阀门；连接冷却机与分解炉的三次风管上设置第三阀门。
7.根据权利要求1所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，所述水泥窑系统还包括燃烧器，所述回转窑的出口处、所述分解炉上均设置有燃烧器；
设置在回转窑出口处的燃烧器的数量为1个；
设置在分解炉上的燃烧器的数量为1个以上。
8.根据权利要求1所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，
旋风预热器的进风口通过管道连接分解炉，旋风预热器的出料口通过管道连接烟室。
9.根据权利要求8所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，
旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的进风口通过管道连接分解炉；
旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的出料口通过管道连接分解炉；
旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的进料口通过管道连接分解炉；旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口通过管道连接烟室。
10.根据权利要求8所述的可实现CO2零排放的水泥窑系统，其特征在于，旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的出料口与分解炉连接的输送管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个以上；各个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有分料阀；分料阀调节由输送干路进入各个输送支路的物料量；进而实现分解炉的多点进料、温度区间的调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921297632.3U CN210855854U (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 一种可实现co2零排放的水泥窑系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921297632.3U CN210855854U (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 一种可实现co2零排放的水泥窑系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210855854U true CN210855854U (zh) | 2020-06-26 |
Family
ID=71307967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921297632.3U Active CN210855854U (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 一种可实现co2零排放的水泥窑系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210855854U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112321183A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-05 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 实现二氧化碳零排放的水泥窑系统及水泥熟料制备方法 |
| CN112444137A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-05 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种水泥窑烟气二氧化碳富集与捕捉装置及其操作方法 |
| WO2023056495A1 (de) * | 2021-10-04 | 2023-04-13 | Scheuch Management Holding GmbH | Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker |
-
2019
- 2019-08-12 CN CN201921297632.3U patent/CN210855854U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112321183A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-05 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 实现二氧化碳零排放的水泥窑系统及水泥熟料制备方法 |
| CN112444137A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-05 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种水泥窑烟气二氧化碳富集与捕捉装置及其操作方法 |
| WO2023056495A1 (de) * | 2021-10-04 | 2023-04-13 | Scheuch Management Holding GmbH | Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112390553A (zh) | 一种可实现co2零排放的水泥窑系统及制备水泥熟料的方法 | |
| CN101792276B (zh) | 适合分离捕集co2的部分全氧型水泥生产方法 | |
| CN210855854U (zh) | 一种可实现co2零排放的水泥窑系统 | |
| CN104033890B (zh) | 一种集成化学链高温空分制氧的富氧燃烧煤粉锅炉及co2捕集方法 | |
| WO2016155267A1 (zh) | 一种烧结烟气余热分级循环利用和污染物减排工艺及系统 | |
| CN112654828B (zh) | 一种水泥预分解窑系统及制备水泥熟料的方法 | |
| CN210855853U (zh) | 由离线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统 | |
| CN210922156U (zh) | 一种水泥预分解窑系统 | |
| CN113606946B (zh) | 一种水泥窑尾烟气的二氧化碳捕集系统及减排方法 | |
| CN106996702B (zh) | 一种铁矿烧结烟气分段富集及余热利用减排SOx和NOx方法 | |
| CN112390551B (zh) | 由离线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统及方法 | |
| CN104132550A (zh) | 一种节能环保型烧结废气余热利用和污染物净化工艺及系统 | |
| CN112654590B (zh) | 由在线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统及其使用方法 | |
| CN107115775B (zh) | 一种铁矿烧结烟气分段富集自换热减排SOx和NOx方法 | |
| CN110746131A (zh) | 水泥窑运用外燃式回转窑捕集纯化co2和减排系统及方法 | |
| JP7600011B2 (ja) | セメントクリンカ製造システム及びセメントクリンカ製造方法 | |
| CN107019991A (zh) | 一种工业烟气中co2富集以及余热回收系统和方法 | |
| CN106839794B (zh) | 一种烧结烟气脱硫脱硝及余热回收一体化系统及实现方法 | |
| CN210855855U (zh) | 由在线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统 | |
| CN108645229A (zh) | 一种烧结烟气的环保节能综合处理工艺 | |
| CN108786370A (zh) | 焚烧、解析、炭热还原协调的硫资源回收方法及装置 | |
| CN105271841A (zh) | 一种恒温间接煅烧石灰石的回转窑装置和方法 | |
| CN109269310B (zh) | 一种基于竖冷窑的烧结矿余热回收装置及方法 | |
| CN212457966U (zh) | 一种烧结烟气超低排放系统 | |
| CN210862175U (zh) | 一种水泥预分解窑装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |