一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，包括炉窑、二氧化碳捕集利用一体化装置和引风机，所述炉窑、所述二氧化碳捕集利用一体化装置和所述引风机通过烟气管道循环连接形成烟气处理循环回路；在所述二氧化碳捕集利用一体化装置内，从所述炉窑排出的烟气与进入所述二氧化碳捕集利用一体化装置内的氢气，在催化剂的作用下发生反应，排出氮气、水分和可燃的混合气，所述混合气在引风机的抽送下再次进入到所述炉窑内。的抽送下再次进入到所述炉窑内。的抽送下再次进入到所述炉窑内。

【技术实现步骤摘要】
一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统


[0001]本专利技术属于工业炉窑烟气环保治理
，特别是涉及一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统。

技术介绍

[0002]工业革命以来，人类消耗过多的高碳化石燃料，排放出大量的温室气体，引发全球气候变暖。工业领域大量使用各种炉窑，如冶金、建材、化工等行业各种炉窑，它们燃烧煤、煤气或天然气等燃料，释放出的烟气中含有大量二氧化碳，被认为是引起气候变暖的重要原因。在世界各国纷纷提出碳达峰和碳中和目标的形势下，工业领域减少二氧化碳排放势在必行。如何减少烟气中二氧化碳的排放是人们持续关注的重要方向。
[0003]在烟气碳减排方面，通常的做法是先将烟气中的二氧化碳通过吸收或吸附方式捕集下来，然后再传输出去进行封存或利用。这种方式对于大装机容量的火力发电厂较为适合，可以具有规模效应而降低碳减排成本，但后面的传输、封存运行费用仍然非常可观，使得目前仍难得到大规模推广应用。对工业企业中大量使用的炉窑，由于用量大，分散，采用这种捕集利用分开进行的方式将很难广泛应用。一方面是因为大量炉窑的排烟量不大，在每小时几万立方米的规模，但炉窑数量多，又分散，难以集中处理；另一方面是因为即使能够捕集那么多的二氧化碳，但其利用又是很大的难题，毕竟每座炉窑捕集的量少且分散，运输和封存难度就更大。在这种情况下，采用一种捕集利用一体化的炉窑烟气减碳的技术是一种更好的选择。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，包括炉窑、二氧化碳捕集利用一体化装置和引风机，所述炉窑、所述二氧化碳捕集利用一体化装置和所述引风机通过烟气管道循环连接形成烟气处理循环回路；在所述二氧化碳捕集利用一体化装置内，从所述炉窑排出的烟气与进入所述二氧化碳捕集利用一体化装置内的氢气，在催化剂的作用下发生反应，排出氮气、水分和可燃的混合气，所述混合气在引风机的抽送下再次进入到所述炉窑内。
[0005]较佳地，所述混合气包括甲烷，氢气、二氧化碳、氮气。
[0006]较佳地，所述炉窑所用的燃料为循环使用的所述混合气和含碳燃气。
[0007]较佳地，所述烟气处理循环回路还包括前处理装置，所述前处理装置连通在所述炉窑的排烟口和所述二氧化碳捕集利用一体化装置的进烟口之间。
[0008]较佳地，所述前处理装置包括第一净化模块或.和调温模块。
[0009]较佳地，所述烟气处理循环回路还包括后处理装置，所述后处理装置设置在所述二氧化碳捕集利用一体化装置的混合气出口与所述炉窑的进气口之间。
[0010]较佳地，所述后处理装置包括第二净化模块或/和成分调节模块。
[0011]较佳地，所述引风机连接在所述后处理装置的出气口和所述炉窑的进气口之间。
[0012]较佳地，所述二氧化碳捕集利用一体化装置还设有氮气出口，所述二氧化碳捕集利用一体化装置内分离出的氮气通过所述氮气出口排出至所述二氧化碳捕集利用一体化装置外。
[0013]较佳地，所述催化剂为Ni基二维纳米材料。
[0014]与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：
[0015]本专利技术提供的一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，通过引入不含碳的清洁气体氢气，在催化剂的作用下使其与净化后的烟气发生反应，排出氮气、水分和可燃的混合气，而混合气又能回到炉窑再次燃烧，实现了烟气中二氧化碳的捕集利用一体化。相对于现有的将捕集和利用分开来的碳减排技术，能够在不改变现有炉窑状况的情况下实现碳减排，也不需要处理捕集下来的大量二氧化碳，也能利用烟气中的余热，运行费用能够明显改善，最终还可实现完全零碳排放。这种系统可形成模块化的成套装置，十分便于现场应用，关键是不用改变现有炉窑的运行状况，却实现了清洁能源替代。本专利技术技术非常适合在量大、分散的工业炉窑上应用。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
[0017]图1为本专利技术的优选实施例提供的一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0019]请参考图1，一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，包括炉窑1、前处理装置2、二氧化碳捕集利用一体化装置3、后处理装置4和引风机5，炉窑1、前处理装置2、二氧化碳捕集利用一体化装置3、后处理装置4和引风机5依次通过烟气管道循环连接形成烟气处理循环回路。
[0020]所述系统运行时，从炉窑1排出的烟气经过前处理装置2处理后排至二氧化碳捕集利用一体化装置3内，即前处理装置2连通在所述炉窑1的排烟口和所述二氧化碳捕集利用一体化装置3的进烟口之间。本专利技术对前处理装置2的具体构造不做限制，可根据具体的烟气成分进行选择，不同的烟气成分和烟气温度导致前处理装置2的具体构造不尽相同。在本实施例中，炉窑1所用的燃料为循环使用的混合气和其他燃气，如混合气包括甲烷，氢气、二氧化碳、氮气，其他燃气为含碳燃气。前处理装置2包括第一净化模块和调温模块，第一净化模块用于对烟气进行净化，如通过电除尘或重力除尘去除主要是烟尘或一些硫化物、氮氧化物等可能对催化剂带来不利影响的成分；如通过冷冻实现除湿功能。调温模块的作用是
对烟气进行调温，以满足催化剂适用的温度范围。调温处理模块如通过加热炉(用电或燃气)加热烟气，使其达到所需温度。
[0021]从所述炉窑1排出的烟气经前处理装置2处理后，进入二氧化碳捕集利用一体化装置3内，在所述二氧化碳捕集利用一体化装置3内，烟气与送入所述二氧化碳捕集利用一体化装置3内的氢气，在催化剂(不同的烟气成分采用的催化剂不尽相同，本实施例主要是Ni基二维纳米材料)的作用下发生反应，排出氮气、水分、少量未能处理的二氧化碳和可燃混合气，混合气在后处理装置4中进行后处理，然后在引风机5的抽送下再次进入到炉窑1内燃烧。
[0022]在本实施例中，二氧化碳捕集利用一体化装置3包括进烟口、进氢气口、混合气出口和氮气出口，进烟口用于向二氧化碳捕集利用一体化装置3内通入烟气，进氢气口用于向二氧化碳捕集利用一体化装置3内通入氢气，混合气出口用于将二氧化碳捕集利用一体化装置3内的混合气排出，氮气出口用于将二氧化碳捕集利用一体化装置3内的氮气排出至所述二氧化碳捕集利用一体化装置3外，氮气主要是通过分压和密度不同而分离的。
[0023]所述后处理装置4设置在所述二氧化碳捕集利用一体化装置3的混合气出口与引风机5之间，所述引风机5连接在所述后处理装置4的出气口和所述炉窑1的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，其特征在于，包括炉窑、二氧化碳捕集利用一体化装置和引风机，所述炉窑、所述二氧化碳捕集利用一体化装置和所述引风机通过烟气管道循环连接形成烟气处理循环回路；在所述二氧化碳捕集利用一体化装置内，从所述炉窑排出的烟气与进入所述二氧化碳捕集利用一体化装置内的氢气，在催化剂的作用下发生反应，排出氮气、水分和可燃的混合气，所述混合气在引风机的抽送下再次进入到所述炉窑内。2.根据权利要求1所述的一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，其特征在于，所述混合气包括甲烷，氢气、二氧化碳、氮气。3.根据权利要求1所述的一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，其特征在于，所述炉窑所用的燃料为循环使用的所述混合气和含碳燃气。4.根据权利要求1所述的一种炉窑烟气二氧化碳捕集利用一体化系统，其特征在于，所述烟气处理循环回路还包括前处理装置，所述前处理装置连通在所述炉窑的排烟口和所述二氧化碳捕集利用一体化装置的进烟口之间。5.根据权利要求1所述的一种炉窑烟气二氧化碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈池，孙楠楠，曹先常，沈磊，俞峰，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：