【技术实现步骤摘要】
处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统和方法
[0001]本公开涉及碳处理领域,更具体地,涉及一种处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统和方法。
技术介绍
[0002]在高能耗、高排放的水泥行业,CO2排放量占全球碳排放总量的7%,占中国碳排放总量的13.5%。在常规水泥生产工艺中,熟料成分占比约67.8%,熟料煅烧环节的CO2排放量占总排放量的92%。为降低水泥行业碳排放强度,目前提出的常规技术手段有水泥窑炉烟气CO2捕集技术(碳捕集技术)、燃料替代技术、水泥熟料替代技术等。其中,碳捕集技术是最有效的碳减排手段,但由于碳捕集设备运营成本较高且回收的CO2市场需求小,价格低廉。水泥尾气碳捕集技术应用进展缓慢。
[0003]固体氧化物电解池(SOEC)也被称为“杂粮电池”,相比于其他电解装置如质子交换膜电解槽和碱性电解槽,SOEC可以直接电解碳基化合物,如在高温下(700
‑
800℃)共电解CO2‑
水蒸汽,生成合成气体(CO和H2混合物)及O2,电解产物中的合成气体可作为甲烷、甲醇、油品等高附加值绿色化学品原料。
技术实现思路
[0004]专利技术人预期在SOEC的上游耦合碳捕集装置,在SOEC的下游耦合甲烷化、甲醇合成等化学合成装置,便可实现CO2的高附加值回收及利用。
[0005]鉴于上述情况,本公开的目的在于提供一种处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统和方法,其可以将CO2转化为高附加值的绿色燃料或绿色化学品,提高了碳捕集的经济型,降低了水泥行业中的碳排放强 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),连接至水泥熟料生产单元(101),所述水泥熟料生产单元(101)生产水泥熟料并排放包括CO2的烟气,其特征在于,所述处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100)包括:CO2捕集单元(103),捕集从所述水泥熟料生产单元(101)排放的烟气中的CO2;以及固体氧化物电解池单元(105),包括阴极(CA)、阳极(AN)和阴极进气管,所述固体氧化物电解池单元(105)通过所述阴极进气管道与所述CO2捕集单元(103)连接,其中,水蒸汽和由所述CO2捕集单元(103)捕集的CO2经由所述阴极进气管道被供应至所述固体氧化物电解池单元(105)的电堆,所述固体氧化物电解池单元(105)的电堆对所述水蒸汽和所述CO2进行电解,以在所述阴极(CA)处生成至少包括H2和CO的第一气体(A4)且在所述阳极(AN)处生成至少包括O2的第二气体(A5)。2.根据权利要求1所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,所述固体氧化物电解池单元(105)进一步包括阴极出气管,所述第一气体(A4)通过所述阴极出气管排出,所述处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100)进一步包括:化学合成单元(111),所述化学合成单元(111)与所述阴极出气管连接,接收从所述阴极出气管排出的所述第一气体(A4)并将所接收的所述第一气体(A4)转化为碳中性燃料(F)。3.根据权利要求2所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,进一步包括:热量集成单元(115),所述热量集成单元(115)设置在所述水泥熟料生产单元(101)和所述CO2捕集单元(103)之间,用于从所述水泥熟料生产单元(101)排放的所述烟气中收集热量,其中,由所述热量集成单元(115)利用所收集的热量加热供应至所述热量集成单元(115)的水形成所述水蒸汽。4.根据权利要求3所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,进一步包括:发电单元(117),所述发电单元(117)连接至所述热量集成单元(115),并利用所述热量集成单元(115)所收集的热量而产生电力;以及电力转换及控制单元(119),所述电力转换及控制单元(119)与所述发电单元(117)和所述固体氧化物电解池单元(105)连接,其中,所述电力转换及控制单元(119)将所述发电单元(117)产生电力的电力转换为能够由所述固体氧化物电解池单元(105)使用的直流电,并控制将所转换的直流电和/或外部电源(P)提供的直流电供应给所述固体氧化物电解池单元(105)。5.根据权利要求4所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,所述水泥熟料生产单元(101)至少包括:预热塔(1011),对水泥干料(R)进行预热;回转窑(1013),对预热后的水泥干料(R)进行煅烧以形成水泥熟料(C);以及冷却器(1015),用空气流(A)对所形成的水泥熟料(C)进行冷却降温,并产生具有第一温度的第一空气流(A1)和具有第二温度的第二空气流(A2),其中,所述第一温度高于所述第二温度,
其中,所述第一空气流(A1)被引导至所述回转窑(1013)以对所述回转窑(1013)中的水泥干料(R)进行煅烧,所述第二空气流(A2)被引导至所述预热塔(1011)以对所述预热塔(1011)中的水泥干料(R)进行预热。6.根据权利要求1至4中任一项所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,所述CO2捕集单元(103)包括:CO2吸收塔,所述CO2吸收塔通过对从所述水泥熟料生产单元(101)排放的所述烟气进行洗涤而吸收其中的CO2;以及CO2解吸塔,所述CO2解吸塔对所吸收的CO2进行解吸以释放CO2。7.根据利要求5所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,所述固体氧化物电解池单元(105)进一步包括阳极出气管,所述第二气体(A5)通过所述阳极出气管排出,所述处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100)进一步包括燃烧燃料以为所述回转窑(1013)提供热源的燃烧器(1017),其中,从所述阳极出气管排出的所述第二气体(A5)被供应给所述燃烧器(1017)。8.根据权利要求2所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,所述化学合成单元(111)包括甲烷合成单元或甲醇合成单元,所述碳中性燃料为甲烷或甲醇。9.根据权利要求5所述的处理水泥熟料生产中产生的CO2的系统(100),其特征在于,所述热量集成单元(115)包括:锅炉(1151);进水通道(1153),设置在所述锅炉(1151)上,通过所述进水通道(1153)向所述锅炉(1151)供水(W);进气通道(1155),设置在所述锅炉(1151)上,通过所述进气通道(1155),从所述水泥熟料生产单元(101)排放的烟气被引导至所述锅炉(1151)中,其中,引导至所述锅炉(1151)中的烟气对供应至所述锅炉(1151)中的水进行加热以产生水蒸汽(W0);第一水蒸汽支路(1157),将所述锅炉(1151)中产生的水蒸汽(W0)引导至所述发电单元(117)以使所述发电单元(117)...
【专利技术属性】
技术研发人员:李萍萍,段瑞春,周业涛,
申请(专利权)人:西门子能源深圳有限公司,
类型:发明
国别省市:
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