可实现钙循环的水泥预分解窑系统及制备水泥熟料的方法技术方案

本发明专利技术属于水泥生产设备技术领域，具体涉及可实现钙循环的水泥预分解窑系统及制备水泥熟料的方法。本发明专利技术创造性地将离线型预分解窑和钙循环型预分解窑集中于同一系统，可根据需要将系统自由切换为离线型预分解窑或钙循环型预分解窑，也可根据需要选择钙循环的线路，操作简单。当无需考虑碳减排时，此时可将系统切换为离线型预分解窑，当需要考虑碳减排时，此时可将系统切换为钙循环型预分解窑。而且，本发明专利技术无需外购CaO、Ca(OH)2或其他形式的吸收剂，只需要合理利用烧成系统自身反应产物即可实现水泥预分解窑碳减排的目标。此外，本发明专利技术无需对回转窑和冷却机重新设计，大大降低改造成本，简化工艺流程。简化工艺流程。简化工艺流程。

【技术实现步骤摘要】
可实现钙循环的水泥预分解窑系统及制备水泥熟料的方法


[0001]本专利技术属于水泥生产设备
，尤其涉及可实现钙循环的水泥预分解窑系统及制备水泥熟料的方法。

技术介绍

[0002]作为一种主要的温室气体，CO2的大量排放加剧了全球温室效应，世界各国均普遍面临着实现碳减排、缓解全球气候变化的艰巨任务。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。当前水泥生产工艺普遍采用的是新型干法生产工艺，它主要由冷却机、燃烧器、回转窑、多级旋风分离器和连接风管等组成。其中，生料在旋风预热器中预热升温，在分解炉内分解，部分燃料在分解炉燃烧提供生料分解所需的热量，分解后的生料在回转窑内由另一部分燃料煅烧成水泥熟料，随后水泥熟料经冷却机冷却至合适温度。当前通入水泥窑系统的气体为空气，预热器出口CO2浓度为30％左右。目前水泥行业可采用的碳减排技术方案主要有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，燃烧前捕集技术相比其他CO2捕集技术熟料煅烧过程对氢燃烧的条件非常苛刻，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，可以被排除。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。

技术实现思路

[0004]为改善上述技术问题，本专利技术提供一种可实现钙循环的水泥预分解窑系统，所述系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、分解炉、冷却器、消化器、吸收炉、第一分料阀、第二分料阀、烟室、回转窑、冷却机；
[0005]第一列旋风预热器的进风口连接分解炉，第一列旋风预热器的出料口分为两路，一路通过管道连接吸收炉，另一路连接烟室；第二列旋风预热器的进风口连接烟室，第二列旋风预热器的出料口连接分解炉；
[0006]烟室连接回转窑；回转窑与冷却机相连接；
[0007]第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器与分解炉相连接，第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器连接第一分料阀，所述第一分料阀设置在第一列旋风预热器的倒
数第一级旋风分离器的下料管处，第一分料阀的一端连接烟室，第一分料阀的另一端通过管道连接第二分料阀；
[0008]第二分料阀的一端通过管道连接冷却器，冷却器与消化器相连接，消化器与吸收炉相连接；第二分料阀的另一端通过管道连接吸收炉，可满足第二分料阀通过冷却器和消化器连接吸收炉这路在线检修时仍能实现碳减排的需要；
[0009]吸收炉与第二列旋风预热器相连接；
[0010]所述消化器内设置喷嘴，喷嘴用于喷水；所述喷嘴优选为雾化喷嘴，雾化喷嘴用于喷水雾化。
[0011]根据本专利技术的实施方案，吸收炉与第二列旋风预热器的旋风分离器相连接；与吸收炉相连的旋风分离器的下料管处设置有第三分料阀；第三分料阀的一端连接吸收炉，第三分料阀的另一端连接分解炉，第二列旋风预热器最下一级旋风分离器的下料管连接分解炉。
[0012]根据本专利技术的实施方案，第一分料阀用于将经过第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的物料分至烟室和第二分料阀；所述第一分料阀用于调节由第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器进入烟室和第二分料阀的物料量；
[0013]第二分料阀用于调节经过冷却器、消化器进入吸收炉和经过管道直接进入吸收炉的物料量。当冷却器和消化器可正常工作时，经第二分料阀将来自第一分料阀的物料全部分配至冷却器，由冷却器输出的物料进入消化器，此时第二分料阀通过管道直接进入吸收炉的物料量为0。当冷却器或消化器在线检修时，经第二分料阀将来自第一分料阀的物料全部分配至直接连接吸收炉的管道，此时第二分料阀连接冷却器和消化器进吸收炉的物料量为0；
[0014]第三分料阀用于调节由与吸收炉相连的第二列旋风预热器的旋风分离器进入吸收炉和分解炉的物料量。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述可实现钙循环的水泥预分解窑系统包括热交换器、三次风管、切换部件；
[0016]冷却机上设置有三次风管，所述三次风管通过切换部件分为两路，一路是三次风管连接热交换器，热交换器通过管道连接分解炉；另一路是三次风管不经热交换器直接连接分解炉。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述切换部件选自阀门。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述阀门选自闸板阀或蝶阀。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门；所述第一阀门、第三阀门设置在三次风管上；
[0020]第一阀门设置在连接冷却机与热交换器的三次风管上，第二阀门设置在连接热交换器与分解炉的管道上；第三阀门设置在连接冷却机与分解炉的三次风管上。
[0021]根据本专利技术的实施方案，第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上设置有进料口；
[0022]第一列旋风预热器上的进料口的数量为1个，其设置在第一级旋风分离器与第二级旋风分离器的连接管道上，或者设置在第二级旋风分离器与第三级旋风分离器的连接管道上；
[0023]第二列旋风预热器上的进料口的数量为2个，一个设置在第一级旋风分离器与第
二级旋风分离器的连接管道上，或者设置在第二级旋风分离器与第三级旋风分离器的连接管道上；另一个设置在倒数第一级旋风分离器与倒数第二级旋风分离器的连接管道上。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的级数选自3～7级；
[0025]所述热交换器上设置有一个以上的气体入口、一个以上的气体出口；
[0026]其中一个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锅炉发电、烘干物料或其他进行余热利用或处理的装置；
[0027]所述冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。
[0028]本专利技术还提供使用上述可实现钙循环的水泥预分解窑系统制备水泥熟料的方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0029]将生料分别加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换热；
[0030]第一列旋风预热器、第二列旋风预热器预热后的生料进入分解炉；热生料离开分解炉经第一列旋风预热器的最下一级旋风分离器经过第一分料阀分为两路，其中一路热生料进入回转窑，在回转窑内煅烧形成水泥熟料，熟料由回转窑出口进入冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，所述系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、分解炉、冷却器、消化器、吸收炉、第一分料阀、第二分料阀、烟室、回转窑、冷却机；第一列旋风预热器的进风口连接分解炉，第一列旋风预热器的出料口分为两路，一路通过管道连接吸收炉，另一路连接烟室；第二列旋风预热器的进风口连接烟室，第二列旋风预热器的出料口连接分解炉；第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器与分解炉相连接，所述第一分料阀设置在第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的下料管处，第一分料阀的一端连接烟室，第一分料阀的另一端通过管道连接第二分料阀；第二分料阀的一端通过管道连接冷却器，冷却器与消化器相连接，消化器与吸收炉相连接；第二分料阀的另一端通过管道连接吸收炉；吸收炉与第二列旋风预热器相连接；所述消化器内设置喷嘴，喷嘴用于喷水。2.根据权利要求1所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，烟室连接回转窑；回转窑与冷却机相连接；吸收炉与第二列旋风预热器的旋风分离器相连接；与吸收炉相连的旋风分离器的下料管处设置有第三分料阀；第三分料阀的一端连接吸收炉，第三分料阀的另一端连接分解炉；第二列旋风预热器最下一级旋风分离器的下料管连接分解炉。3.根据权利要求2所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，第一分料阀用于将经过第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的物料分至烟室和第二分料阀；所述第一分料阀用于调节由第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器进入烟室和第二分料阀的物料量；第二分料阀用于调节经过冷却器、消化器进入吸收炉和经过管道直接进入吸收炉的物料量；第三分料阀用于调节由与吸收炉相连的第二列旋风预热器的旋风分离器进入吸收炉和分解炉的物料量。4.根据权利要求1所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，所述可实现钙循环的水泥预分解窑系统还包括热交换器、三次风管、切换部件；冷却机上设置有三次风管，所述三次风管通过切换部件分为两路，一路是三次风管连接热交换器，热交换器通过管道连接分解炉；另一路是三次风管不经热交换器直接连接分解炉。5.根据权利要求4所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，所述切换部件选自阀门。6.根据权利要求5所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，所述阀门选自闸板阀或蝶阀。7.根据权利要求5所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门；第一阀门设置在连接冷却机与热交换器的三次风管上，第二阀门设置在连接热交换器与分解炉的管道上；第三阀门设置在连接冷却机与分解炉的三次风管上。
8.根据权利要求1所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上设置有进料口；第一列旋风预热器上的进料口的数量为1个，其设置在第一级旋风分离器与第二级旋风分离器的连接管道上，或者设置在第二级旋风分离器与第三级旋风分离器的连接管道上；第二列旋风预热器上的进料口的数量为2个，一个设置在第一级旋风分离器与第二级旋风分离器的连接管道上，或者设置在第二级旋风分离器与第三级旋风分离器的连接管道上；另一个设置在倒数第一级旋风分离器与倒数第二级旋风分离器的连接管道上。9.根据权利要求1所述的可实现钙循环的水泥预分解窑系统，其特征在于，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的级数选自3～7级；所述热交换器上设置有一个以上的气体入口、一个以上的气体出口；其中一个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锅炉发电、烘干物料；所述冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。10.使用权利要求1-9任一项所述可实现钙循环的水泥预分解窑系统制备水泥熟料的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将生料分别加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换热；第一列旋风预热器、第二列旋风预热器预热后的生料进入分解炉；热生料离开分解炉经第一列旋风预热器的最下一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡芝娟，林莉，代中元，陈昌华，赵亮，马娇媚，武晓萍，
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：