一种在线回收CO2的石灰制备系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术属于石灰生产技术领域，尤其是一种在线回收CO2的石灰制备系统及其使用方法。本发明专利技术系统包括两座及两座以上的窑炉、加热装置、储气罐、CO2供排气管系、预热管系和空气供排气管系等，这些管系上有气体封闭阀门、切换阀门。该系统采用分窑序贯运行，利用各管系上的阀门为分别处于预热、煅烧、冷却工序状态的窑炉输送对应的气体，实现了预热、煅烧、冷却气体的完全分离，从而在石灰制备过程中在线回收到高浓度的CO2，回收的一部分CO2经净化、加热后循环用于石灰石煅烧，另外一部分收集、储存。储存。储存。

【技术实现步骤摘要】
一种在线回收CO2的石灰制备系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于石灰生产
，尤其涉及一种在线回收CO2的石灰制备系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]石灰即氧化钙（CaO），广泛应用于钢铁工业、电石工业、氧化铝工业、耐火材料工业等，也是这些大规模工业领域所必需的生产原料之一。例如，在冶金工业中，每生产1吨钢需要约100
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150公斤的冶金石灰。制取石灰的主要原料是石灰石，石灰石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），烧制石灰的基本原理就是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳（CO2）。
[0003]目前，石灰煅烧的工艺过程包括预热、煅烧、冷却三个工序。采用竖式石灰窑制备石灰时，冷却石灰的空气进入煅烧段后，与煅烧石灰的高温烟气、石灰石分解出的CO2混合，形成主要成分为CO2、N2的混合气，这些混合气经过预热段后从窑顶排出时的CO2浓度一般为25~30%；采用回转窑制备石灰时，出窑尾气的成分与前述竖式石灰窑相似；当采用回转窑煅烧、配置竖式预热器和独立冷却装置时，冷却尾气作为二次空气参与燃料燃烧、煅烧尾气进入竖式预热器进行石灰石预热，此时的竖式预热器尾气的CO2浓度约为35%。由于这些尾气的CO2浓度很低，很多石灰制备场所均仅对尾气除尘后即直接排入大气，导致对环境造成污染。虽然，现在已经能够采用变压吸附等方法对低CO2浓度的石灰制备尾气进行CO2捕集，但该种方式需投资建设专用设施，且由于CO2浓度低、生产运行成本高，明显影响企业经济效益，导致难以在石灰行业广泛推广。
>[0004]上述可见，目前的石灰制备工艺存在冷却尾气、石灰石煅烧分解CO2、燃料燃烧烟气混合一体，不能在石灰制备工序中实现CO2尾气的分离回收，直接排入大气，导致环境污染；同时，由于制备工序尾气的CO2浓度低，采用变压吸附等技术进行CO2捕集时，投资与生产运行费用高，明显影响企业经济效益。
[0005]中国专利（公开号为CN103979806A）公开了一种二氧化碳回收室式竖式石灰窑。该技术利用燃烧室隔墙的热辐射加热石灰石，该技术虽然通过燃烧室隔墙避免了燃烧烟气与石灰石分解的CO2混合，但要避免冷却风（即冷却空气）、石灰石分解CO2二者相混合，需严格控制抽风管、冷风管压力，否则会出现冷却空气混入CO2中降低所回收CO2的浓度，或者出现CO2被抽入冷却空气排入大气的问题。可见该方法的系统压力控制较为复杂、难以实现冷却空气与CO2的完全分离。同时，这种依靠隔离墙热辐射加热石灰石的方法，存在与隔离墙距离远的石灰石温度低、与隔墙距离近的石灰石温度高，从而存在石灰石受热不均，过烧和欠烧程度大，石灰质量低等问题。
[0006]公开号为CN106892578A的中国专利公开了一种全回收CO2的石灰窑装置，该装置采用内套筒上部的引风管将冷却空气抽出的方式来避免冷却空气与CO2的混合。此方法也存在与上述中国专利CN103979806A相同的问题，仍然需严格控制引风管的压力，否则会出现冷却空气混入CO2降低CO2浓度或者CO2混入冷却空气排入大气的问题。
[0007]石灰是钢铁、电石、氧化铝、耐火材料等工业的主要原料之一，年需石灰超亿吨。目前石灰制备工艺在提供石灰的同时，有大量CO2气体排入大气，不符合降低碳排放、绿色制造的方针目标，因此亟需开发一种石灰制备并同时经济捕集CO2的系统及方法。

技术实现思路

[0008]为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本专利技术提供一种在线回收CO2的石灰制备系统及其使用方法。本专利技术可克服现有石灰工艺技术不能全面回收石灰石分解CO2的不足，简单、经济地全面回收石灰石分解的CO2。
[0009]为实现上述目的之一，本专利技术采用以下技术方案：一种在线回收CO2的石灰制备系统，该系统包括两个及两个以上的窑炉，还包括：加热装置；加热装置通过CO2供气管系向每座窑炉单独提供加热后的CO2热气；预热管系；预热管系用于输送窑炉排出的石灰石煅烧后的CO2混合气至其他窑炉内，预热其他窑炉内的石灰石；空气供气管系；空气供气管系通过管道单独与每座窑炉的空气入口连接；CO2排气处理单元；CO2排气处理单元通过CO2排气管系与每座窑炉的CO2出口单独连接，CO2排气处理单元的出口分别与储气罐和加热装置连接；空气排气管系；空气排气管系的入口单独与每座窑炉的空气出口连接；空气排气管系的出口与烟囱连接。
[0010]优选的，CO2供气管系包括一个供气主管、两个及两个以上的供气管，供气主管的入口与加热装置的出口连接，供气主管的出口分别与两个及两个以上的供气管的入口连接，供气管的出口与窑炉的CO2入口连接；供气管的数量与窑炉的数量相同。
[0011]优选的，CO2排气管系包括两个及两个以上的排气管、一个排气主管，排气管的出口与排气主管的入口连接，排气管的入口与窑炉的CO2出口连接，排气管的数量与窑炉的数量相同。
[0012]优选的，预热管系包括依次连接的第二预热管、预热主管和第一预热管，第二预热管的入口与排气管连接，第一预热管的出口与窑炉的CO2入口连接。
[0013]优选的，空气供气管系包括一个空气鼓风机、一个空气供气主管、两个及两个以上的空气供气管，空气供气主管的出口分别与两个及两个以上的空气供气管的入口连接，空气供气管的出口与窑炉的空气入口连接；空气供气管的数量与窑炉的数量相同；空气鼓风机与空气供气管的入口连接。
[0014]优选的，空气排气管系包括一个空气排气主管、两个及两个以上的空气排气管，空气排气主管的入口分别与两个及两个以上的空气排气管出口连接，空气排气管的入口与窑炉的空气出口连接；空气排气管的数量与窑炉的数量相同。
[0015]优选的，CO2排气处理单元包括与排气主管连接的第二换热器和第二除尘器，第二除尘器的出口通过抽风机分别与储气罐和加热装置连接。
[0016]优选的，空气排气主管沿其排气方向依次连接有第一换热器、第一除尘器、引风机和烟囱。
[0017]本专利技术目的之二，提供一种在线回收CO2的石灰制备系统的使用方法，具体步骤如下：
S1、A窑煅烧：加热装置加热的CO2气体经CO2供气管系进入A窑，对A窑内已经完成了预热的石灰石进行煅烧；煅烧完成后，A窑进入冷却阶段；S2、B窑预热：A窑煅烧完成前，来自A窑CO2出口的CO2混合气依次经与A窑连接的CO2排气管系、预热主管进入B窑，对B窑内的石灰石进行预热；A窑完成煅烧后，关闭与B窑连接的预热主管、打开B窑的CO2供气管系，来自加热装置的加热CO2经CO2供气管系进入B窑，继续预热B窑内的石灰石；预热完成后，B窑进入煅烧阶段；S3、A窑冷却：打开与A窑连接的空气供气管系，空气进入A窑内冷却完成煅烧的石灰；冷却完成，A窑进入排料、装料阶段；S4、A窑排料、装料：打开A窑排料装置，排出完成冷却的成品石灰；排料完毕，关闭排料装置、打开A窑的装料装置，向A窑装入石灰石；装入完成，关闭装料装置，A窑进入预热阶段；S5、B窑煅烧：加热装置加热的CO2气体经CO2供气管系进入B窑，对B窑内已经完成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于，该系统包括两座及两座以上的窑炉（01），还包括：加热装置（04）；所述加热装置（04）通过CO2供气管系（07）向每座窑炉（01）单独提供加热后的CO2热气；预热管系（09）；所述预热管系（09）用于输送窑炉（01）排出的石灰石煅烧后的CO2混合气至其他窑炉（01）内，预热其他窑炉（01）内的石灰石；空气供气管系（11）；所述空气供气管系（11）通过管道单独与每座窑炉（01）的空气入口（013）连接；CO2排气处理单元（15）；所述CO2排气处理单元（15）通过CO2排气管系（08）与每座窑炉（01）的CO2出口（012）单独连接，所述CO2排气处理单元（15）的出口分别与储气罐（05）和加热装置（04）连接；空气排气管系（12）；所述空气排气管系（12）的入口单独与每座窑炉（01）的空气出口（014）连接；所述空气排气管系（12）的出口与烟囱（06）连接。2.根据权利要求1所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述CO2供气管系（07）包括一个供气主管（071）、两个及两个以上的供气管（072），所述供气主管（071）的入口与加热装置（04）的出口连接，所述供气主管（071）的出口分别与两个及两个以上的供气管（072）的入口连接，所述供气管（072）的出口与窑炉（01）的CO2入口（011）连接；所述供气管（072）的数量与窑炉（01）的数量相同。3.根据权利要求1所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述CO2排气管系（08）包括两个及两个以上的排气管（081）、一个排气主管（083），所述排气管（081）的出口与排气主管（083）的入口连接，所述排气管（081）的入口与窑炉（01）的CO2出口（012）连接，所述排气管（081）的数量与窑炉（01）的数量相同。4.根据权利要求3所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述预热管系（09）包括依次连接的第二预热管（095）、预热主管（093）和第一预热管（092），所述第二预热管（095）的入口与排气管（081）连接，所述第一预热管（092）的出口与窑炉（01）的CO2入口（011）连接。5.根据权利要求1所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述空气供气管系（11）包括一个空气鼓风机（10）、一个空气供气主管（111）、两个及两个以上的空气供气管（112），所述空气供气主管（111）的出口分别与两个及两个以上的空气供气管（112）的入口连接，所述空气供气管（112）的出口与窑炉（01）的空气入口（013）连接；所述空气供气管（112）的数量与窑炉（01）的数量相同；所述空气鼓风机（10）与空气供气管（112）的入口连接。6.根据权利要求1所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述空气排气管系（12）包括一个空气排气主管（121）、两个及两个以上的空气排气管（122），所述空气排气主管（121）的入口分别与两个及两个以上的空气排气管（122）出口连接，所述空气排气管（122）的入口与窑炉（01）的空气出口（014）连接；所述空气排气管（122）的数量与窑炉（01）的数量相同。7.根据权利要求3所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述CO2排气处理单元（15）包括与排气主管（083）连接的第二换热器（151）和第二除尘器（152），所述第
二除尘器（152）的出口通过抽风机（16）分别与储气罐（05）和加热装置（04）连接。8.根据权利要求6所述的一种在线回收CO2的石灰制备系统，其特征在于：所述空气排气主管（121）沿其排气方向依次连接有第一换热器（141）、第一除尘器（142）、引风机（13）和烟囱（06）。9.一种如权利要求1
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8任意一项所述的在线回收CO2的石灰制备系统的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、A窑煅烧：加热装置（04）加热的CO2气体经CO2供气管系（07）进入A窑，对A窑内已经完成了预热的石灰石进行煅烧；煅烧完成后，A窑进入冷却阶段；S2、B窑预热：A窑煅烧完成前，来自A窑CO2出口（012）的CO2混合气依次经与A窑连接的CO2排气管系（08）、预热主管（093）进入B窑，对B窑内的石灰石进行预热；A窑完成煅烧后，关闭与B窑连接的预热主管（093）、打开B窑的CO2供气管系（07），来自加热装置（04）加热的CO2经CO2供气管系（07）进入B窑，继续预热B窑内的石灰石；预热完成后，B窑进入煅烧阶段；S3、A窑冷却：打开与A窑连接的空气供气管系（11），空气进入A窑内冷却完成煅烧的石灰；冷却完成后，A窑进入排料、装料阶段；S4、A窑排料、装料：打开A窑的排料装置（03），排出完成冷却的成品石灰；排料完毕，关闭排料装置（03）、打开A窑的装料装置（02），向A窑装入石灰石；装入完成，关闭装料装置（02），A窑进入预热阶段；S5、B窑煅烧：加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞图，王长春，何汝生，徐潇晗，梁晶晶，索明金，汪小龙，
申请(专利权)人：北京瑞尔非金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：