一种CO2回收利用的石灰生产工艺制造技术

一种CO2回收利用的石灰生产工艺，包括：1)石灰石物料经过预热升温后进入煅烧工序继续升温完成煅烧分解，生成CaO并释放CO2气体，高温CaO经过冷却得到成品石灰；2)CO2冷却气体经过冷却工序后温度升高，冷却工序排出的高温CO2气体与煅烧工序产生的高温CO2气体混合后送入预热工序，预热后高温烟气温度降低形成低温热风排出；3)从预热工序排出的低温热风进行分流，一部分作为燃料输送的载气，一部分用于O2预热后回收利用，一部分与预热后的O2混合形成助燃风。本发明专利技术将煅烧工序中常用的空气助燃风改为O2‑

【技术实现步骤摘要】
一种CO2回收利用的石灰生产工艺


[0001]本专利技术涉及一种石灰生产工艺，具体涉及一种CO2回收利用的石灰生产工艺，属于石灰生产


技术介绍

[0002]石灰是重要的工业原料，在冶金、建筑等领域有广泛的应用。2020年国内石灰产量约3亿吨，产业规模庞大。但同时，石灰生产会造成大量的CO2排放。据统计，生产1kg石灰会产生1.1kgCO2排放，以此估计，我国石灰生产过程向大气中排放的CO2总量超过3亿吨/年，在全行业碳减排碳达峰背景下，开发低CO2排放的石灰生产工艺和技术，成为本领域技术研究的热点和难点。
[0003]现阶段工业石灰生产，主要采用简单的预热
‑
煅烧
‑
冷却工艺生产工艺。煅烧环节所需的热量采用化石燃料燃烧直接供热的方式提供，冷却环节冷媒介质采用常温空气，预热环节则利用煅烧和冷却环节产生的高温烟气作为热源。这样的工艺设计能够充分的利用烟气余热，具有较高的燃料利用效率。但是，由于煅烧烟气与冷却空气混合，尾气中N2等杂质气体较多，导致外排尾气中CO2浓度较低，一般仅为(20～30％)，使得对尾气中CO2的富集捕集技术难度大、成本高。导致现阶段石灰窑尾气中CO2富集捕集几乎为零，产生严重的温室气体排放和资源浪费。
[0004]图1是现阶段使用最广泛的石灰生产工艺。常温(～20℃)石灰原料(石灰石CaCO3)物料在预热工序被逐渐加热至预热温度(～600℃)，物料中(游离的或以化合物形式存在的)水分被脱除，后进入煅烧工序；在煅烧工序中，向物料提供大功率的热量，使物料迅速升温至约1050℃，物料在高温下分解生成CaO并释放CO2，完成煅烧；生成的高温CaO在冷却工序中被冷却至100℃，形成成品石灰。煅烧工序物料升温和物料分解所需的热量通常以原煤等固体燃料的燃烧放热提供，冷却工序采用常温空气作为冷却介质，冷却工序和煅烧工序产生的高温烟气则进入预热工序，为物料的预热提供热量，最后形成低温(～120℃)尾气从系统中排出。
[0005]上述工艺下，原煤等化石燃料的燃烧过程和基于空气的冷却过程都会往烟气系统中引入大量的N2等杂质成分，使排出系统的尾气中CO2浓度非常低，一般仅为20～30％。CO2富集、捕集成本与烟气中CO2初始浓度呈负相关，CO2浓度越低，富集捕集成本越高。现有工序下石灰生产尾气CO2浓度太低导致富集捕集成本高，成为制约石灰生产过程中CO2回收利用的主要障碍。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术石灰生产过程中CO2排放量大、富集捕集成本高、温室气体排放造成环境污染及资源浪费的问题，本专利技术提出一种CO2回收利用的石灰生产工艺。该工艺打破常规，在煅烧工序中将传统的空气助燃风改为由O2与CO2气体混合形成的富氧助燃风，从而避免了现有技术中N2等杂质成分对CO2的稀释，因而能够对煅烧工序产生的高温烟气进行
循环利用，实现系统内冷却气体、燃料输送载气、助燃风的预热混合等工序所需CO2气体的自循环供给，在生产石灰的同时，获得高纯度CO2气体。而且，CO2气体的比热高于N2，更加能够满足系统内的传热。
[0007]根据本专利技术的实施方案，提供一种CO2回收利用的石灰生产工艺。
[0008]一种CO2回收利用的石灰生产工艺，该工艺包括以下步骤：
[0009]1)石灰石物料经过预热工序的预热升温后再进入煅烧工序，在煅烧工序内石灰石物料继续升温并完成煅烧分解，生成CaO并释放CO2气体，煅烧获得的高温CaO经过冷却工序进行冷却，得到成品石灰。
[0010]2)CO2冷却气体经过冷却工序后温度升高，然后将冷却工序排出的高温CO2气体与煅烧工序产生的高温CO2气体进行混合，混合后的高温烟气送入预热工序参与石灰石物料的预热，预热完成后，高温烟气温度降低形成低温热风从预热工序排出。
[0011]3)从预热工序排出的低温热风，其主要成分为CO2气体，低温CO2气体经过一次分流形成三股气体，一部分作为煅烧工序所需燃料输送的载气，一部分用于O2预热后回收利用，一部分与预热后的O2混合形成煅烧工序所需的助燃风。
[0012]在本专利技术中，在步骤3)中，煅烧工序所需助燃风由CO2气体与O2混合形成，在混合后形成的O2‑
CO2混合气的助燃风中，O2的体积占比为27～31％，CO2的体积占比为69～73％。
[0013]在本专利技术中，在步骤3)中，还包括二次分流工序，具体为：用于O2预热后的该部分CO2气体再经过二次分流形成两股气体，一部分输送至冷却工序用作冷却气体，一部分输送至高纯度CO2成品系统。
[0014]作为优选，在步骤3)中，二次分流后的一部分CO2气体在经过水浴工序降温后再作为冷却气体输送至冷却工序。
[0015]在本专利技术中，在步骤3)从预热工序排出的低温CO2气体中，作为煅烧工序所需燃料输送的载气的这部分CO2气体的体积占比为1～5％，优选为2～4％。
[0016]在本专利技术中，在步骤3)从预热工序排出的低温CO2气体中，与预热后的O2混合形成煅烧工序所需的助燃风的这部分CO2气体的体积占比为20～28％，优选为22～26％。
[0017]在本专利技术中，在步骤3)从预热工序排出的低温CO2气体中，输送至冷却工序用作冷却气体的这部分CO2气体的体积占比为35～45％，优选为38～42％。
[0018]在本专利技术中，在步骤3)从预热工序排出的低温CO2气体中，输送至高纯度CO2成品系统的这部分CO2气体的体积占比为30～38％，优选为32～36％。
[0019]作为优选，在步骤3)中，从预热工序排出的低温热风先经过除尘工序除尘处理后再进行一次分流。优选，所述除尘工序为电除尘或布袋除尘。
[0020]在本专利技术，在步骤1)中，经过预热工序的石灰石物料的温度为500～700℃。煅烧工序煅烧分解的温度为850～1050℃。经过冷却工序后得到的成品石灰的温度为80～100℃。
[0021]在步骤2)中，CO2冷却气体的温度为15～25℃。冷却工序排出的高温CO2气体的温度为500～700℃。煅烧工序产生的高温CO2气体的温度为850～1050℃。从预热工序排出的低温热风的温度为100～150℃。
[0022]在步骤3)中，O2在预热之前的温度为15～25℃。O2在预热之后的温度为80～120℃。预热O2后该部分CO2气体的温度为60～100℃。二次分流后经过水浴工序降温后的该部分CO2气体的温度为15～25℃。
[0023]针对现有石灰生产过程中CO2排放量大、富集捕集成本高、温室气体排放造成环境污染及资源浪费的问题，本专利技术提出一种CO2回收利用的石灰生产工艺。在本专利技术的方案中，将煅烧工序中常用的空气助燃风改为由O2与CO2气体混合形成的富氧助燃风，同时将冷却工序的冷却介质由常用的空气改为CO2气流，如此设置后再将煅烧工序和冷却工序产生的两股高温CO2气体进行混合后分流用于下游的冷却气体、煤粉输送、助燃风的预热混合及高纯度CO2成品的产出，从而实现系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2回收利用的石灰生产工艺，该工艺包括以下步骤：1)石灰石物料经过预热工序的预热升温后再进入煅烧工序，在煅烧工序内石灰石物料继续升温并完成煅烧分解，生成CaO并释放CO2气体，煅烧获得的高温CaO经过冷却工序进行冷却，得到成品石灰；2)CO2冷却气体经过冷却工序后温度升高，然后将冷却工序排出的高温CO2气体与煅烧工序产生的高温CO2气体进行混合，混合后的高温烟气送入预热工序参与石灰石物料的预热，预热完成后，高温烟气温度降低形成低温热风从预热工序排出；3)从预热工序排出的低温热风，其主要成分为CO2气体，低温CO2气体经过一次分流形成三股气体，一部分作为煅烧工序所需燃料输送的载气，一部分用于O2预热后回收利用，一部分与预热后的O2混合形成煅烧工序所需的助燃风。2.根据权利要求1所述的石灰生产工艺，其特征在于：在步骤3)中，煅烧工序所需助燃风由CO2气体与O2混合形成，在混合后形成的O2‑
CO2混合气的助燃风中，O2的体积占比为27～31％，CO2的体积占比为69～73％。3.根据权利要求1或2所述的石灰生产工艺，其特征在于：在步骤3)中，还包括二次分流工序，具体为：用于O2预热后的该部分CO2气体再经过二次分流形成两股气体，一部分输送至冷却工序用作冷却气体，一部分输送至高纯度CO2成品系统。4.根据权利要求3所述的石灰生产工艺，其特征在于：在步骤3)中，二次分流后的一部分CO2气体在经过水浴工序降温后再作为冷却气体输送至冷却工序。5.根据权利要求4所述的石灰生产工艺，其特征在于：在步骤3)从预热工序排出的低温CO2气体中，作为煅烧工序所需燃料输送的载气的这部分CO2气体的体积占比为1～5％，优选为2～4％。6.根据权利要求4或5所述的石...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘前，周浩宇，魏进超，王业峰，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：