一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统，包括水泥窑废气回收系统，所述水泥窑废气回收系统包括：窑尾锅炉、汽轮机、第一发电机、第一冷凝器、给水泵和碳捕集子系统；水泥窑的窑尾废气出口与所述窑尾锅炉的入口连接，所述窑尾锅炉的蒸汽出口、所述汽轮机以及所述第一发电机依次连接，所述汽轮机的乏汽出口、所述第一冷凝器以及所述给水泵依次连接，所述给水泵与所述窑尾锅炉的入口连接；所述窑尾锅炉的烟气出口与所述碳捕集子系统连接。本发明专利技术通过窑尾锅炉对水泥窑窑尾废气的余热进行利用，通过碳捕集子系统将窑尾废气中的二氧化碳捕集和回收，提高了水泥窑废气的利用效率，并减少了碳排放。少了碳排放。少了碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统


[0001]本专利技术涉及低碳节能减排领域，特别是涉及一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统。

技术介绍

[0002]在过去的几十年中，全球化石燃料和其他不可再生能源消耗巨大，化石能源和一些不可再生能源在利用过程中产生的环境污染和二氧化碳排放问题日益严重。在“双碳”目标下，低碳节能减排的能源利用方式已引起国内外的广泛关注。通过对工业过程的废热回收利用或可再生资源的余热综合利用可以产生有用的热量及电力，达到降低能源成本、缓解环境压力、减少二氧化碳排放的效果。
[0003]水泥厂旋风预热器废气和炉排冷却器排出空气的废热最易回收利用。基于此，亟需一种能回收水泥厂余热，减少碳排放的系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统，能够提高水泥窑废气的利用效率，并减少碳排放。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统，包括：水泥窑废气回收系统；
[0007]所述水泥窑废气回收系统包括：窑尾锅炉、汽轮机、第一发电机、第一冷凝器、给水泵和碳捕集子系统；
[0008]水泥窑的窑尾废气出口与所述窑尾锅炉的入口连接，所述窑尾锅炉的蒸汽出口、所述汽轮机以及所述第一发电机依次连接，所述汽轮机的乏汽出口、所述第一冷凝器以及所述给水泵依次连接，所述给水泵与所述窑尾锅炉的入口连接；所述窑尾锅炉的烟气出口与所述碳捕集子系统连接；
[0009]所述水泥窑余热发电辅助碳捕集系统还包括：CO2循环发电系统；所述CO2循环发电系统为超临界CO2布雷顿循环发电系统；所述CO2循环发电系统的热源来自所述水泥窑窑尾废气中的烟气热量；
[0010]所述系统还包括太阳能光热发电系统；所述CO2循环发电系统的热源还来自于所述太阳能光热发电系统的太阳能集热器中传热工质热量。
[0011]可选的，所述水泥窑废气回收系统还包括窑头锅炉；
[0012]水泥窑的窑头废气出口与所述窑头锅炉的入口连接，所述窑头锅炉的蒸汽出口与所述汽轮机连接；所述给水泵还与所述窑头锅炉的入口连接。
[0013]可选的，所述碳捕集子系统包括：废气吸收塔、CO2解析塔、第一热交换器、再沸器、第一泵、第二泵和CO2冷凝器；
[0014]所述窑尾锅炉的烟气出口与所述废气吸收塔连接，所述废气吸收塔、所述第二泵、所述第一热交换器、所述CO2解析塔以及所述CO2冷凝器依次连接；所述CO2解析塔的贫液出
口与所述再沸器的冷源入口连接，所述再沸器的热源出口、所述第一泵、所述第一热交换器的热源入口、所述第一热交换器的冷源出口以及所述废气吸收塔依次连接；所述废气吸收塔用于吸收所述窑尾锅炉烟气出口的CO2。
[0015]可选的，所述CO2循环发电系统包括：冷却塔、压缩机、第二热交换器、透平和第二发电机；
[0016]所述冷却塔、所述压缩机、所述第二热交换器、所述透平、所述第二发电机依次连接；所述水泥窑的窑尾废气出口与所述第二热交换器的热源入口连接，所述第二热交换器的冷源出口与所述窑尾锅炉的入口连接。
[0017]可选的，所述透平的排气出口与所述再沸器的热源入口连接连接，所述再沸器的冷源出口与所述冷却塔连接。
[0018]所述太阳能光热发电系统包括：所述太阳能集热器、第三热交换器、第四热交换器、冷罐和热罐；
[0019]可选的，所述第三热交换器和所述第四热交换器均与所述太阳能集热器连接；所述冷罐与所述第四热交换器的冷源进口连接，所述第四热交换器的热源出口与所述热罐连接，；所述第三热交换器的冷源入口与所述压缩机连接，所述第三热交换器的热源出口与所述第二热交换器的冷源入口连接。
[0020]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0021]本专利技术提供一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统，包括水泥窑废气回收系统，所述水泥窑废气回收系统包括：窑尾锅炉、汽轮机、第一发电机、第一冷凝器、给水泵和碳捕集子系统；水泥窑的窑尾废气出口与所述窑尾锅炉的入口连接，所述窑尾锅炉的蒸汽出口、所述汽轮机以及所述第一发电机依次连接，所述汽轮机的乏汽出口、所述第一冷凝器以及所述给水泵依次连接，所述给水泵与所述窑尾锅炉的入口连接；所述窑尾锅炉的烟气出口与所述碳捕集子系统连接。本专利技术通过窑尾锅炉对水泥窑窑尾废气的余热进行利用，通过碳捕集子系统将窑尾废气中的二氧化碳捕集和回收，提高了水泥窑废气的利用效率，并减少了碳排放。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的水泥窑余热发电辅助碳捕集系统的结构图。
[0024]符号说明：
[0025]1‑
水泥窑废气回收系统；2
‑
CO2循环发电系统；3
‑
太阳能光热发电系统；11
‑
窑尾锅炉；12
‑
汽轮机；13
‑
第一发电机；14
‑
第一冷凝器；15
‑
给水泵；16
‑
碳捕集子系统；17
‑
窑头锅炉；161
‑
废气吸收塔；162
‑
CO2解析塔；163
‑
第一热交换器；164
‑
再沸器；165
‑
第一泵；166
‑
第二泵；167
‑
CO2冷凝器；21
‑
冷却塔；22
‑
压缩机；23
‑
第二热交换器；24
‑
透平；25
‑
第二发电机；31
‑
太阳能集热器；32
‑
第三热交换器；33
‑
第四热交换器；34
‑
冷罐；35
‑
热罐。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]现有技术中，水泥厂的余热利用系统通常采用蒸汽朗肯循环，用废气所含的废热加热给水后进行发电。另外，也有可实施的其他循环，如有机朗肯循环、卡林那循环等。现有的水泥窑废气利用存在着效率不高、碳排放严重等问题。因此对水泥窑废气回收系统与太阳能光热发电系统和超临界二氧化碳循环进行集成，可实现工业废热、可再生资源综合利用和减少碳排放，达到低碳节能减排的效果。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑余热发电辅助碳捕集系统，其特征在于，包括：水泥窑废气回收系统，所述水泥窑废气回收系统包括：窑尾锅炉、汽轮机、第一发电机、第一冷凝器、给水泵和碳捕集子系统；水泥窑的窑尾废气出口与所述窑尾锅炉的入口连接，所述窑尾锅炉的蒸汽出口、所述汽轮机以及所述第一发电机依次连接，所述汽轮机的乏汽出口、所述第一冷凝器以及所述给水泵依次连接，所述给水泵与所述窑尾锅炉的入口连接；所述窑尾锅炉的烟气出口与所述碳捕集子系统连接；所述水泥窑余热发电辅助碳捕集系统还包括：CO2循环发电系统；所述CO2循环发电系统为超临界CO2布雷顿循环发电系统；所述CO2循环发电系统的热源来自所述水泥窑窑尾废气中的烟气热量；所述系统还包括太阳能光热发电系统；所述CO2循环发电系统的热源还来自于所述太阳能光热发电系统的太阳能集热器中传热工质热量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水泥窑废气回收系统还包括窑头锅炉；水泥窑的窑头废气出口与所述窑头锅炉的入口连接，所述窑头锅炉的蒸汽出口与所述汽轮机连接；所述给水泵还与所述窑头锅炉的入口连接。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳捕集子系统包括：废气吸收塔、CO2解析塔、第一热交换器、再沸器、第一泵、第二泵和CO2冷凝器；所述窑尾锅炉的烟气出口与所述废气吸收塔连接，所述废气吸收塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李显桃，李楠，许德操，陈衡，李镓睿，李志青，马雪，李芳，胡文保，杨帆，秦婷峰，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司清洁能源发展研究院国网青海省电力公司华北电力大学，
类型：发明
国别省市：