【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥生产，特别是一种提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统及方法。
技术介绍
1、自工业革命以来，人类工业活动所排放的二氧化碳被认为是造成全球温室效应的重要原因之一。近年来，随着我国经济的快速发展，从总量上看，2006年我国的碳排放总量成为世界第一；而从人均上看，2010年我国人均碳排放量超过了世界平均水平。为应对气候变化挑战，推动以二氧化碳为主的温室气体减排，我国提出了二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取于2060年前实现碳中和的战略目标。
2、根据相关数据统计，电力、钢铁、水泥和交通四个行业构成了全国碳排放的主体，其中2020年水泥行业的碳排放量约占全国排放总量的15％，仅次于电力行业和钢铁行业。降低水泥行业的碳排放对实现我国温室气体排放控制目标具有极为重要的现实意义。
3、根据水泥生产过程中碳排放的来源，可将其分为直接碳排放和间接碳排放。直接碳排放是指水泥生料分解产生的碳排放和煤粉等燃料燃烧碳的排放，间接排放是指辅助工艺消耗电所产生的碳排放。而直接碳排放约占水泥生产碳排放的90-95％，如何控制水泥生产过程中的直接碳排放是水泥行业碳减排的关键所在。
4、水泥窑o2/co2燃烧技术是指利用空气分离获得的氧气代替空气在回转窑和分解炉内与燃料组织燃烧，为生料分解提供热量，从而大幅提高排烟中二氧化碳的浓度，实现二氧化碳捕集，被认为是最具工业化运用前景的水泥窑碳捕集技术之一。
5、o2/co2燃烧技术下，水泥生料的分解气氛由传统的氮气气氛变换为高浓度二
6、同样基于化学反应热力学原理，提高悬浮炉内生料的反应温度可提高二氧化碳气氛下生料中碳酸钙的分解率及分解速率。但提高悬浮炉内的反应温度极易造成生料的局部熔融，从而导致悬浮炉及分离器内物料流动性变差，结皮等现象，严重时引起整个水泥窑系统热工制度紊乱，物料不畅通，甚至堵塞。
7、上述不足也从根本上限制了水泥窑o2/co2燃烧技术进行二氧化碳捕集的工业化进程，不利于水泥行业二氧化碳减排目标的实现。
8、因此，如何在高二氧化碳气氛下提高生料中碳酸钙分解速率及分解率的同时，保障系统安全、可靠、稳定运行是当前水泥窑o2/co2燃烧技术发展所面临的重大挑战。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统及方法，该提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统及方法
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统，包括分解炉、回转窑、冷却器、水分监测器、co2循环回路和烟气水分控制器。
4、co2循环回路包括co2循环风机、co2回收支路和co2供应收集支路。
5、分解炉用于将水泥生料在o2/co2燃烧下分解形成热生料，分解炉的分解温度不超过980°；分解炉具有三次风进风口、高温co2进风口和co2回收口；co2回收口连接co2回收支路。
6、回转窑能将水泥生料和分解炉分解的热生料高温烧制成水泥熟料，回转窑具有高温烟气出口和一二次风进口；其中，高温烟气出口连接分解炉的高温co2进风口。
7、冷却器用于将回转窑烧制的水泥熟料进行冷却，冷却器具有冷却气体进口和两路冷却气体出口；两路冷却气体出口分别与一二次风进口和三次风进风口相连接。
8、冷却气体进口分别连接co2供应收集支路和o2供应支路。
9、o2供应支路用于供应o2。
10、co2供应收集支路包括co2供应主支路和co2收集支路。
11、水分监测器用于监测分解炉内的水含量。
12、烟气水分控制器设置在co2收集支路中，烟气水分控制器内置有集水池和除水器；烟气水分控制器的烟气出口具有两路，分别为co2辅供应支路和co2存储支路。
13、co2供应主支路和co2辅供应支路的尾端分别与冷却气体进口相连接。
14、烟气水分控制器与水分监测器相连接，通过控制烟气水分控制器的启闭，使分解炉内的水含量控制在10-15％。
15、分解炉的分解温度为900～950°。
16、分解炉通过燃料燃烧，控制分解炉的分解温度。
17、燃料为煤，通过三次风进风口进入分解炉内。
18、o2供应支路中沿o2流动方向依次设置有空气分离器和氧气存储器；空气分离器的进气口与空气相连通；空气分离器分离的氮气存储在氮气存储器，分离的氧气存储在氧气存储器中；氧气存储器具有两路氧气出口，分别与冷却气体进口和一二次风进口相连接。
19、co2回收支路中设置有多个预热器，能对水泥生料进行预热。
20、预热器下游的co2回收支路还依次设置有换热器和除尘器。
21、预热器具有5个，5个预热器沿co2流动方向依次为第五预热器、第四预热器、第三预热器、第二预热器和第一预热器；每个预热器均具有一个生料出口。
22、水泥生料从第二预热器的co2出口加入。
23、第二预热器的生料出口与第四预热器内腔相连通；第四预热器的生料出口能向分解炉提供预热后的水泥生料。
24、第一预热器的生料出口与第三预热器内腔相连通，第三预热器的生料出口与第五预热器内腔相连通，第五预热器的生料出口能向回转窑提供预热后的水泥生料。
25、一种提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的方法，包括如下步骤：
26、步骤1、制氧：通过将空气分离的方式，制备氧气；制备后氧气分为一次风和氧供应支路；其中一部分氧气作为回转窑燃料添加的一次风；剩余氧气作为分解氧气。
27、步骤2、供应co2：将co2供应收集支路分为co2供应主支路和co2收集支路；co2供应主支路直接与冷却器的冷却气体进口相连接，co2收集支路中设置烟气水分控制器，烟气水分控制器的烟气出口具有两路，分别为co2辅供应支路和co2存储支路；其中，co2辅供应支路与冷却器的冷却气体进口相连接；co2存储支路用于存储co2。
28、步骤3、冷却熟料：将步骤1中的分解氧气、以及步骤2中co2供应主支路和co2辅供应支路提供的含水co2共同作为冷却气体，对回转窑烧制的水泥熟料进行冷却，并使分解氧气和含水co2得到预热，形成高温混合烟气；其中一部分高温混合烟气作为回转窑燃料添加的二次风；剩余高温混合烟气作为分解炉燃料添加的三次风。
29、步骤4、形成o2/co2的高温环境：回转窑烧制过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：包括分解炉、回转窑、冷却器、水分监测器、CO2循环回路和烟气水分控制器；
2.根据权利要求1所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：分解炉的分解温度为900～950°。
3.根据权利要求2所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：分解炉通过燃料燃烧，控制分解炉的分解温度。
4.根据权利要求3所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：燃料为煤，通过三次风进风口进入分解炉内。
5.根据权利要求1所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：O2供应支路中沿O2流动方向依次设置有空气分离器和氧气存储器；空气分离器的进气口与空气相连通；空气分离器分离的氮气存储在氮气存储器，分离的氧气存储在氧气存储器中；氧气存储器具有两路氧气出口，分别与冷却气体进口和一二次风进口相连接。
6.根据权利要求1所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：CO2回收支路中
7.根据权利要求6所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：预热器下游的CO2回收支路还依次设置有换热器和除尘器。
8.根据权利要求6所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：预热器具有5个，5个预热器沿CO2流动方向依次为第五预热器、第四预热器、第三预热器、第二预热器和第一预热器；每个预热器均具有一个生料出口；
9.一种提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的提升水泥窑O2/CO2燃烧下生料分解速率的方法，其特征在于：步骤7中，含水量的具体控制方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：包括分解炉、回转窑、冷却器、水分监测器、co2循环回路和烟气水分控制器；
2.根据权利要求1所述的提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：分解炉的分解温度为900～950°。
3.根据权利要求2所述的提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：分解炉通过燃料燃烧，控制分解炉的分解温度。
4.根据权利要求3所述的提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：燃料为煤，通过三次风进风口进入分解炉内。
5.根据权利要求1所述的提升水泥窑o2/co2燃烧下生料分解速率的系统，其特征在于：o2供应支路中沿o2流动方向依次设置有空气分离器和氧气存储器；空气分离器的进气口与空气相连通；空气分离器分离的氮气存储在氮气存储器，分离的氧气存储在氧气存储器中；氧气存储器具有...
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