一种纯氧燃烧水泥烧成系统及水泥熟料制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种纯氧燃烧水泥烧成系统及水泥熟料制备方法，属于水泥生产设备技术领域，包括依次连通的烟室、回转窑、篦冷机，以及分解炉、二氧化碳捕集提纯系统、余热利用系统、相互独立的多级纯氧预热器和多级空气预热器；篦冷机的高温区包括相互独立的第一冷却区、第二冷却区，第一冷却区与回转窑、三次风管连通，第二冷却区与多级空气预热器连通，多级纯氧预热器与分解炉、烟室和二氧化碳捕集提纯系统连通，多级空气预热器与第二冷却区、余热利用系统连通，形成两个相互独立的纯氧通路、空气通路，不掺入CO2的纯氧，有利于改善燃烧环境，提高烟气CO2浓度，高温空气可对多级空气预热器内生料进行预热，将空气热量利用于水泥烧成系统中。统中。统中。

【技术实现步骤摘要】
一种纯氧燃烧水泥烧成系统及水泥熟料制备方法


[0001]本专利技术涉及水泥生产设备
，特别是涉及一种纯氧燃烧水泥烧成系统及水泥熟料制备方法。

技术介绍

[0002]当前水泥生产工艺普遍采用的是水泥窑烧成系统，水泥窑烧成系统具体由冷却机、燃烧器、回转窑、旋风预热器和连接风管等组成。其中，生料在旋风预热器中预热升温，然后在分解炉内分解，部分燃料在分解炉内燃烧为生料分解提供所需的热量，分解后的热生料送至回转窑内在另一部分燃料煅烧下热生料转化成水泥熟料，随后水泥熟料被送至冷却机内，在冷却机内通入的大量空气冷却下逐渐降至合适的温度，而换热后的高温空气被送至旋风预热器中对生料进行预热，以进行下一个循环，直至完成水泥熟料生产。伴随着水泥熟料煅烧过程中，系统内会产生大量的CO2，而CO2作为一种主要的温室气体，其大量排放会加剧了全球温室效应，因此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。
[0003]目前水泥行业对于CO2的处理常采用燃烧后捕集CO2技术以及水泥窑纯氧燃烧技术。前者主要是指从燃烧后的烟气进行CO2捕集或者分离出CO2，但CO2气体捕集效率低、系统投资以及运行成本高。后者是指利用纯氧气(实际氧气浓度可能为95％以上)代替空气助燃，提高燃料燃烧质量，大幅度提升窑尾烟气CO2浓度，进而大大节省后续烟捕集提纯系统的投资成本和运行成本，具有更高的实用价值。如专利号为“202011258957.8”，名称为“实现二氧化碳零排放的水泥窑系统及水泥熟料制备方法”的专利技术专利中的冷却机包括第一冷却区和第二冷却区，第一冷却区的进气口通入纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气，混合气在与冷却机内的水泥熟料换热后，通入分解炉和回转窑中供燃料燃烧，混合气由于氧气含量大幅提高，相比于通入空气，能够显著提高烟气中的CO2生成浓度，分解炉中产生的高温烟气对旋风预热器进行预热，换热后的烟气通入二氧化碳捕集提纯系统，进行提纯和回收。第二冷却区的进气口通入空气，主要对冷却机的中高温地带和尾端的低温地带的水泥熟料冷却，换热后的空气送入其他余热利用系统进行利用。但上述水泥窑系统中存在较多的问题，一是上述冷却机第一冷却区通入的气体并非纯氧，而是含有纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气，而高浓度二氧化碳会对燃料燃烧产生一定影响，同时流程复杂，运行成本高；二是旋风预热器出口因为有CO2循环，高浓度CO2废气量大，废气中的热通过换热器换热后才能利用，换热器设备规格大，投资高。。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种纯氧燃烧水泥烧成系统及水泥熟料制备方法，篦冷机内的两个相互独立的第一冷却区、第二冷却区在分别与相互独立的多级纯氧预热器和多级空气预热器连通之后，形成了两个相互独立纯氧通路、空气通路，空气通路与氧气通路互不干扰，分解炉、回转窑内通入不掺入CO2的纯氧，能够改善燃烧环境，有利
于低品位燃料燃烧，从而提高烟气中CO2浓度；经过篦冷机换热后的高温空气通入多级空气预热器内对生料进行预热，做到了将高温空气热量直接利用到水泥烧成系统中，而不是增加换热设备，间接利用，同时设置多级纯氧预热器、多级空气预热器这两列预热器也大幅提高了预热效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种纯氧燃烧水泥烧成系统，包括烟室、回转窑、篦冷机、分解炉、二氧化碳捕集提纯系统、余热利用系统、相互独立的多级纯氧预热器和多级空气预热器；
[0006]所述烟室、所述回转窑以及所述篦冷机依次连通；
[0007]所述多级纯氧预热器包括多级纯氧总生料进料口、与所述分解炉的进料口连通的多级纯氧总生料出料口、与所述分解炉的出风口连通的多级纯氧总进风口、与所述二氧化碳捕集提纯系统连接的多级纯氧总出风口以及与所述烟室连通的多级纯氧热生料出料口；
[0008]所述多级空气预热器包括多级空气总生料进料口、与所述分解炉的进料口连通的多级空气总生料出料口、多级空气总进风口、与所述余热利用系统连接的多级空气总出风口；
[0009]所述篦冷机的高温区包括通入纯氧的第一冷却区、通入空气的第二冷却区，所述第一冷却区、所述第二冷却区从所述篦冷机的进料口到出料口依次设置且相互独立，所述第一冷却区与所述回转窑的进风口连通，且所述第一冷却区通过三次风管与所述第二冷却区与所述多级空气总进风口连通。
[0010]优选地，所述篦冷机的中低温区包括通入空气的第三冷却区，所述第三冷却区与低温废气利用系统连通。
[0011]优选地，所述多级纯氧总出风口与所述二氧化碳捕集提纯系统之间设置有热量交换器。
[0012]优选地，所述余热利用系统出气口连通有原料燃料烘干系统，所述热量交换器与所述原料燃料烘干系统连通。
[0013]优选地，所述多级纯氧预热器包括依次连通的A1旋风分离器、A2旋风分离器、A3旋风分离器、A4旋风分离器、A5旋风分离器和A6旋风分离器，所述多级纯氧总生料进料口、所述多级纯氧总出风口设置在所述A1旋风分离器上，所述多级纯氧总生料出料口设置在所述A5旋风分离器上，所述多级纯氧总进风口、所述多级纯氧热生料出料口设置在所述A6旋风分离器上。
[0014]优选地，所述A1旋风分离器包括并联设置的A11旋风分离器和A12旋风分离器。
[0015]优选地，所述多级空气预热器包括依次连通的B1旋风分离器、B2旋风分离器、B3旋风分离器、B4旋风分离器和B5旋风分离器，所述多级空气总生料进料口、所述多级空气总出风口设置在所述B1旋风分离器上，所述多级空气总生料出料口、所述多级空气总进风口设置在所述B5旋风分离器上。
[0016]优选地，所述B1旋风分离器包括并联的B11旋风分离器和B12旋风分离器。
[0017]优选地，所述分解炉的中部设有第一进料口、第三进料口，所述分解炉的底部设有第二进料口、第四进料口，所述第一进料口、所述第二进料口与所述多级纯氧总生料出料口连通，所述第三进料口、所述第四进料口与所述多级空气总生料出料口连通。
[0018]还提供了一种水泥熟料制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1、将生料送入所述多级纯氧预热器内，生料在所述多级纯氧预热器内与所述分解炉产生的高温烟气进行换热分离，并得到预热后的生料；
[0020]S2、预热后的生料从所述多级纯氧预热器进入到所述分解炉内，所述分解炉内燃料燃烧释放出大量热量供生料分解，并得到热生料；
[0021]S3、所述热生料跟随所述分解炉内的高温烟气进入到所述多级纯氧预热器的最下一级旋风分离器，所述高温烟气对通入所述多级纯氧预热器内的生料进行预热，所述高温烟气携带的热生料分离并通过所述多级纯氧预热器的最下一级旋风分离器进入烟室，并通过所述烟室进入回转窑，在回转窑内煅烧形成水泥熟料；
[0022]S4、所述水泥熟料由所述回转窑出口进入篦冷机，并依次经过第一冷却区和第二冷却区进行换热，所述第一冷却区内换热后的高温纯氧分别通入所述回转窑内和所述分解炉内供燃料燃烧，所述分解炉内燃烧时产生高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，包括烟室、回转窑、篦冷机、分解炉、二氧化碳捕集提纯系统、余热利用系统、相互独立的多级纯氧预热器和多级空气预热器；所述烟室、所述回转窑以及所述篦冷机依次连通；所述多级纯氧预热器包括多级纯氧总生料进料口、与所述分解炉的进料口连通的多级纯氧总生料出料口、与所述分解炉的出风口连通的多级纯氧总进风口、与所述二氧化碳捕集提纯系统连接的多级纯氧总出风口以及与所述烟室连通的多级纯氧热生料出料口；所述多级空气预热器包括多级空气总生料进料口、与所述分解炉的进料口连通的多级空气总生料出料口、多级空气总进风口、与所述余热利用系统连接的多级空气总出风口；所述篦冷机的高温区包括通入纯氧的第一冷却区、通入空气的第二冷却区，所述第一冷却区、所述第二冷却区从所述篦冷机的进料口到出料口依次设置且相互独立，所述第一冷却区与所述回转窑的进风口连通，且所述第一冷却区通过三次风管与所述分解炉的进风口连通，所述第二冷却区与所述多级空气总进风口连通。2.根据权利要求1所述的一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，所述篦冷机的中低温区包括通入空气的第三冷却区，所述第三冷却区与低温废气利用系统连通。3.根据权利要求1所述的一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，所述多级纯氧总出风口与所述二氧化碳捕集提纯系统之间设置有热量交换器。4.根据权利要求3所述的一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，所述余热利用系统出气口连通有原料燃料烘干系统，所述热量交换器与所述原料燃料烘干系统连通。5.根据权利要求1所述的一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，所述多级纯氧预热器包括依次连通的A1旋风分离器、A2旋风分离器、A3旋风分离器、A4旋风分离器、A5旋风分离器和A6旋风分离器，所述多级纯氧总生料进料口、所述多级纯氧总出风口设置在所述A1旋风分离器上，所述多级纯氧总生料出料口设置在所述A5旋风分离器上，所述多级纯氧总进风口、所述多级纯氧热生料出料口设置在所述A6旋风分离器上。6.根据权利要求5所述的一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，所述A1旋风分离器包括并联设置的A11旋风分离器和A12旋风分离器。7.根据权利要求1所述的一种纯氧燃烧水泥烧成系统，其特征在于，所述多级空气预热器包括依次连通的B1旋风分离器、B2旋风分离器、B3旋风分离器、B4旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，王彬，刘剑英，曹新明，陶瑛，邓玉华，孙雪静，张海平，韩晓军，
申请(专利权)人：中材建设有限公司，
类型：发明
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