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技术方案

本发明专利技术涉及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。使用本发明专利技术的水泥窑系统，可根据CO2产品的需求量调节系统的部件，进而灵活调节水泥窑系统CO2富集量，实现水泥工业碳减排。当对CO2产品的需求量不高时，水泥窑可以不进行CO2自富集，不影响水泥熟料的正常生产。而且，当本发明专利技术系统作为CO2自富集型预分解窑时，第三列旋风预热器出口烟气中CO2浓度＞70％，可大大降低后续CO2捕集提纯系统投资成本和运行成本，且高CO2浓度烟气量可灵活调整为常规预分解窑系统预热器出口烟气量的5～30％，大大降低了预分解窑系统的CO2排放量。此外，本发明专利技术系统无需对回转窑和冷却机等关键烧成设备进行重新设计，大大降低改造成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及一种水泥工业生产设备
，尤其涉及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。

技术介绍

[0002]CO2的大量排放加剧了全球温室效应，为更好发展全球经济和保护自然环境，世界各国都相继制定了碳减排战略目标。在中国，水泥行业已成为仅次于电力行业的第二大CO2排放源。减缓水泥工业高CO2排放问题刻不容缓。
[0003]对碳减排技术的研究，国内外已有不少报导，但这些研究主要面向电力、煤炭和钢铁等行业，水泥行业相关的碳减排技术报导相对较少。目前水泥行业可采用的碳减排技术方案为燃烧前捕集和燃烧后捕集。其中燃烧前捕集是指对燃料在燃烧前进行预处理，分离出燃料中的碳。由于水泥熟料生产工艺特点，燃烧前CO2捕集的一个显著缺点是仅能分离出燃料燃烧产生的CO2，而生料煅烧产生的约60％的CO2随烟气排放了，这部分的CO2没有得到任何处理。此外，燃烧前捕集技术需要对回转窑燃烧器进行特殊设计，因此该技术在水泥行业中可行性较低。水泥行业燃烧后捕集技术主要是指对燃烧后的烟气进行捕集或者分离出CO2，主要的技术包括吸收法、吸附法、膜吸收法和矿物碳化法等。由于水泥工业窑尾烟气的压力小、体积流量大、CO2浓度低，且含有大量的粉尘和N2，上述方法均存在碳捕集效率低、捕集流量小、系统复杂、设备投资大或者运行成本偏高的问题。
[0004]因此，亟需研发一种可捕集CO2、且捕集成本低的水泥窑系统。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，所述水泥窑系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；
[0006]第一列旋风预热器的进风口连接第一分解炉；
[0007]第二列旋风预热器的进风口连接烟室；
[0008]第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；
[0009]第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；
[0010]烟室连接回转窑，回转窑与冷却机相连接。
[0011]根据本专利技术，可以将第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热完成的热生料部分分配至第二分解炉。
[0012]根据本专利技术的实施方案，第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的下料管处设置有分料阀，分料阀的一端连接第一分解炉，另一端连接第二分解炉；
[0013]所述分料阀用于调节由第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器输送至第一分解炉和第二分解炉的物料量。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述系统还包括三次风管、热交换器；
[0015]所述三次风管的一端连接冷却机；三次风管分为两路，其中一路为三次风管的另一端连接第一分解炉，另一路为三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。
[0016]例如，三次风管分为两路可以通过设置两条管道实现，或者通过在三次风管上设置主路、支路实现。
[0017]具体地，当设置两条管道时，两条管道的一端均连接冷却机；第一条管道的另一端连接第一分解炉，第二条管道的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉；
[0018]当在三次风管上设置主路、支路时，主路的一端连接冷却机，主路的另一端连接第一分解炉；支路的一端连接主路，支路的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。
[0019]根据本专利技术的实施方案，热交换器上包括一个以上的气体入口、一个以上的气体出口；
[0020]其中一个以上的气体出口连接余热利用或处理系统；所述余热利用或处理系统包括余热发电、烘干物料。
[0021]根据本专利技术的实施方案，第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的级数为3～7级；
[0022]第三列旋风预热器的级数为1～5级。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述系统包括冷却器，冷却器连接第三列旋风预热器；所述冷却器用于冷却由第三列旋风预热器排出的烟气。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上均设置有进料口，所述进料口设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；
[0025]第三列旋风预热器上设置或不设置进料口；
[0026]当第三列旋风预热器的级数为1级时，第三列旋风预热器的出风口连接冷却器，此时第三列旋风预热器上不设置有进料口；
[0027]当第三列旋风预热器的级数为2级以上时，第三列旋风预热器上设置有进料口；
[0028]具体地，当第三列旋风预热器的级数为2级时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处；
[0029]当第三列旋风预热器的级数为3级以上时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第三列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。
[0030]冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。
[0031]根据本专利技术的实施方案，当所述第三列旋风预热器级数为2级以上时，第三列旋风预热器与第一列旋风预热器之间设置连通管道；和/或第三列旋风预热器与第二列旋风预热器之间设置连通管道；
[0032]所述连通管道用于将第三列旋风预热器预热完成的生料输送至第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时输送至第一列旋风预热器和第二列旋风预热器；
[0033]所述连通管道的一端设置在第三列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口
处；
[0034]连通管道的另一端设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上。
[0035]本专利技术还提供使用上述由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统制备水泥熟料的方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0036]将生料分别喂入第一列旋风预热器、第二列旋风预热器，生料在旋风预热器内与烟气进行热量交换，第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的部分生料通过一点或多点进入第一分解炉；第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的部分生料通过一点或多点进入第二分解炉；
[0037]第一分解炉分解完成的热生料输送到第一列旋风预热器的倒数第一级旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，所述水泥窑系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；第一列旋风预热器的进风口连接第一分解炉；第二列旋风预热器的进风口连接烟室；第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；烟室连接回转窑，回转窑与冷却机相连接。2.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的下料管处设置有分料阀，分料阀的一端连接第一分解炉，另一端连接第二分解炉；所述分料阀用于调节由第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器输送至第一分解炉和第二分解炉的物料量。3.根据权利要求2所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，所述系统还包括三次风管、热交换器；所述三次风管的一端连接冷却机；三次风管分为两路，其中一路为三次风管的另一端连接第一分解炉，另一路为三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。4.根据权利要求3所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，热交换器上包括一个以上的气体入口、一个以上的气体出口；其中一个以上的气体出口连接余热利用或处理系统；所述余热利用或处理系统包括余热发电、烘干物料。5.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的级数为3～7级；第三列旋风预热器的级数为1～5级。6.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，所述系统包括冷却器，冷却器连接第三列旋风预热器；所述冷却器用于冷却由第三列旋风预热器排出的烟气。7.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上均设置有进料口，所述进料口设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；
第三列旋风预热器上设置或不设置进料口；当第三列旋风预热器的级数为1级时，此时第三列旋风预热器上不设置有进料口；当第三列旋风预热器的级数为2级以上时，第三列旋风预热器上设置有进料口，所述进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第三列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。8.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，当所述第三列旋风预热器级数为2级以上时，第三列旋风预热器与第一列旋风预热器之间设置连通管道，和/或第三列旋风预热器与第二列旋风预热器之间设置连通管道；所述连通管道用于将第三列旋风预热器预热完成的生料输送至第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时输送至第一列旋风预热器和第二列旋风预热器；所述连通管道的一端设置在第三列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口处；连...

【专利技术属性】
技术研发人员：代中元，赵亮，陈昌华，马娇媚，武晓萍，李波，林敏燕，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：