【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高炉烟气处理，具体涉及一种集成优化钙循环碳捕捉工艺系统及方法。
技术介绍
1、当前碳捕捉工艺应用最为成熟的是醇胺法碳捕捉，其对烟气洁净度要求高、吸收剂成本高，且废弃物不好处理，容易造成二次污染。水泥行业有部分示范采用钙循环碳捕捉工艺，但仅仅是对水泥窑工艺的简单改造，能耗高，工艺稳定性不佳。
2、(1)醇胺法碳捕捉工艺
3、采用醇胺法工艺，烟气需经过脱硝、除尘、脱硫预处理，然后进入深度净化塔，在塔内经洗涤降温和深度脱硫后，再由引风机送入二氧化碳吸收塔。吸收塔内烟气中的co2被来自塔顶的贫液吸收，经洗涤冷却后的净烟气自塔顶排空。吸收co2后的富液由塔底经泵送入贫富液换热器，回收热量后送入再生塔。富液在再生塔内通过汽提解析部分co2，然后进入溶液再沸器，在蒸汽加热下使其中的co2进一步解析，解析气体返回再生塔底部。再生塔解析出的co2连同水蒸汽从再生塔顶排出，经冷却分水后得到纯度95％(湿基)的粗co2气体，随后被送入后续压缩精制工段。解吸co2后的贫液自再生塔底流出，经贫富液换热器换热降温后，用泵送至贫液冷却器冷却后返回吸收塔。再生气冷凝分离出的液体经地下槽收集后再送入再生塔，返回到吸收剂循环系统。由此，吸收剂往返循环构成连续吸收和解析co2的工艺过程。该工艺优势是可以处理大流量烟气，技术相对成熟，但流程复杂，烟气处理成本高，废液处理成本高，且成本下降空间很小。
4、(2)水泥窑钙循环碳捕捉工艺
5、钙循环碳捕捉工艺以可逆碳化反应为基础，利用cao与caco3的相互转化来
6、在分体式钙循环工艺中，从预热器出来的烟气进入碳酸化器，通过与cao基吸附剂反应生成caco3，生成的caco3和补充的石灰石在煅烧炉中920℃左右的温度及纯氧条件下煅烧，形成新的吸附剂cao(也叫再生)和高纯度的co2，再经过净化后获得高纯度的co2。系统中富含cao的吸附剂一部分被送往水泥窑，用作生料的成分。
7、在集成式钙循环工艺中，caco3煅烧炉采用水泥熟料预热器系统的分解炉，更有利于系统的节能。值得注意的是，这种集成只适合回转窑煅烧系统，不适合采用流化床的煅烧系统。回转窑尾部需要增加燃料补燃，且分解炉必须在纯氧条件下运行。
8、(3)流化床循环碳捕捉工艺
9、流化床钙循环碳捕捉工艺是一种新型钙循环碳捕捉工艺，目前还在研发试验阶段。该工艺采用分体式布置的碳酸化炉和煅烧炉，碳酸化炉和煅烧炉都采用流化床型式，并都配置了旋风分离器。碳酸化炉中cao与co2完成吸附反应，生成的caco3经旋风分离后进入煅烧炉中；煅烧炉中caco3经高温煅烧释放出co2并生成cao，cao经旋风分离后返回到碳酸化炉中。该工艺的优点是反应速度快、反应充分，缺点也是明显的，就是能耗高，尤其是电耗高，电耗高的主要原因是物料流化风机功耗大。
技术实现思路
1、为了解决当前碳捕捉工艺流程复杂、成本高的问题。本专利技术提出一种全新的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统及方法，优化了钙循环碳捕捉工艺流程，缩短了物料循环行程，大大节约了能耗，可显著降低碳捕捉设备投资和运行成本。
2、为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，包括解析装置、吸附装置、送料装置和碳捕捉原料，所述解析装置位于所述吸附装置上方并与之内部连通，所述送料装置用于将所述碳捕捉原料由所述吸附装置的底部出口输送至所述解析装置的顶部进口，所述碳捕捉原料能够依靠自身重力作用由所述解析装置落入所述吸附装置内部；所述解析装置用于解析所述碳捕捉原料并析出二氧化碳气体，所述解析装置顶部设置有用于输出所述二氧化碳气体的二氧化碳管道；所述吸附装置用于将经所述解析装置解析后的碳捕捉原料与高碳烟气中的二氧化碳反应重新生成所述碳捕捉原料，所述吸附装置顶部设置有用于输出低碳烟气的低碳烟气管道，所述吸附装置底部设置有用于输入高碳烟气的高碳烟气管道。
4、优选地，所述解析装置包括外筒体和固定于所述外筒体中部的内筒体，部分所述内筒体位于所述外筒体内部并与所述外筒体之间形成燃烧室，所述外筒体上设置有用于向所述燃烧室内部喷射火焰的燃烧器。
5、优选地，所述燃烧器设置于所述燃烧室顶部对应的所述外筒体上，所述燃烧器喷射火焰方向设置为竖直向下，位于所述外筒体内部的部分所述内筒体壁面上开设有多个第一导气孔。
6、优选地，所述解析装置内部设置有第一导流锥，所述吸附装置内部设置有第二导流锥。
7、优选地，所述高碳烟气管道与设置于所述吸附装置外壁上的环形风箱相连，所述环形风箱对应的所述吸附装置壁面上开设有第二导气孔。
8、优选地，还包括烟气再循环旁路管道，所述烟气再循环旁路管道进口与低碳烟气管道相连，所述烟气再循环旁路管道出口通向所述吸附装置，所述烟气再循环旁路管道上设置有烟气再循环风机。
9、优选地，所述碳捕捉原料采用粒径为30-50mm的大颗粒石灰石。
10、优选地，所述低碳烟气管道上设置有一级余热回收装置和低碳烟气风机，所述二氧化碳管道上设置有二级余热回收装置和二氧化碳风机，所述高碳烟气管道上设置有高碳烟气风机，所述高碳烟气管道分别与所述一级余热回收装置和二级余热回收装置相连。
11、优选地，所述送料装置包括设置于所述吸附装置出口处的第一旋转给料机、与所述第一旋转给料机出口相连的第一给料机、与所述第一给料机出口相连的振动筛、与所述振动筛出口相连的斗提机、与所述斗提机出口相连的第二给料机、与所述第二给料机出口相连的料斗、设置于所述料斗出口处的第二旋转给料机，所述第二旋转给料机出口与所述解析装置进口相连。
12、优选地，所述解析装置与所述吸附装置采用一体化成型设置。
13、一种采用集成优化钙循环碳捕捉工艺系统的碳捕捉工艺方法，包括：
14、添加碳捕捉原料：首次添加碳捕捉原料时，需要先添加沙子，待沙子填满碳捕捉炉后再添加碳捕捉原料，然后逐渐将沙子排出，等碳捕捉原料将沙子完全置换后即完成首次上料；
15、采用间断给料方式或者连续给料方式对高碳烟气进行碳捕捉；
16、其中，间断给料方式为：在每3-5h一个间隔的时间内，经解析的碳捕捉原料在吸附装置内与高碳烟气进行吸附反应，重新生成碳捕捉原料；同时，解析装置内碳捕捉原料经高温煅烧析出二氧化碳，待充分反应后，启动送料装置，将吸附装置内的碳捕捉原料输送到解析装置中，解析后的碳捕捉原料依靠自重落入吸附装置中，完成物料的置换，进行下一轮反应，如此每天可以完成5-8次物料循环。
17、连续给料方式：送料装置持续送料，调低送料装置的送料速度，保证3-5h完成一轮给料即可。
18、本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：包括解析装置(1)、吸附装置(2)、送料装置(3)和碳捕捉原料(4)，所述解析装置(1)位于所述吸附装置(2)上方并与之内部连通，所述送料装置(3)用于将所述碳捕捉原料(4)由所述吸附装置(2)的底部出口输送至所述解析装置(1)的顶部进口，所述碳捕捉原料(4)能够依靠自身重力作用由所述解析装置(1)落入所述吸附装置(2)内部；所述解析装置(1)用于解析所述碳捕捉原料(4)并析出二氧化碳气体，所述解析装置(1)顶部设置有用于输出所述二氧化碳气体的二氧化碳管道(5)；所述吸附装置(2)用于将经所述解析装置(1)解析后的碳捕捉原料(4)与高碳烟气中的二氧化碳反应重新生成所述碳捕捉原料(4)，所述吸附装置(2)顶部设置有用于输出低碳烟气的低碳烟气管道(6)，所述吸附装置(2)底部设置有用于输入高碳烟气的高碳烟气管道(7)。
2.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述解析装置(1)包括外筒体(11)和固定于所述外筒体(11)中部的内筒体(12)，部分所述内筒体(12)位于所述外筒体(11)内部并与所述
3.根据权利要求2所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述燃烧器(14)设置于所述燃烧室(13)顶部对应的所述外筒体(11)上，所述燃烧器(14)喷射火焰方向设置为竖直向下，位于所述外筒体(11)内部的部分所述内筒体(12)壁面上开设有多个第一导气孔(15)。
4.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述解析装置(1)内部设置有第一导流锥(16)，所述吸附装置(2)内部设置有第二导流锥(21)。
5.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述高碳烟气管道(7)与设置于所述吸附装置(2)外壁上的环形风箱(23)相连，所述环形风箱(23)对应的所述吸附装置(2)壁面上开设有第二导气孔(22)。
6.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：还包括烟气再循环旁路管道(8)，所述烟气再循环旁路管道(8)进口与低碳烟气管道(6)相连，所述烟气再循环旁路管道(8)出口通向所述吸附装置(2)，所述烟气再循环旁路管道(8)上设置有烟气再循环风机(81)。
7.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述碳捕捉原料(4)采用粒径为30-50mm的大颗粒石灰石。
8.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述低碳烟气管道(6)上设置有一级余热回收装置(9)和低碳烟气风机(61)，所述二氧化碳管道(5)上设置有二级余热回收装置(10)和二氧化碳风机(51)，所述高碳烟气管道(7)上设置有高碳烟气风机(71)，所述高碳烟气管道(7)分别与所述一级余热回收装置(9)和二级余热回收装置(10)相连。
9.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述送料装置(3)包括设置于所述吸附装置(2)出口处的第一旋转给料机(31)、与所述第一旋转给料机(31)出口相连的第一给料机(32)、与所述第一给料机(32)出口相连的振动筛(33)、与所述振动筛(33)出口相连的斗提机(34)、与所述斗提机(34)出口相连的第二给料机(35)、与所述第二给料机(35)出口相连的料斗(36)、设置于所述料斗(36)出口处的第二旋转给料机(37)，所述第二旋转给料机(37)出口与所述解析装置(1)进口相连。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统的碳捕捉工艺方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：包括解析装置(1)、吸附装置(2)、送料装置(3)和碳捕捉原料(4)，所述解析装置(1)位于所述吸附装置(2)上方并与之内部连通，所述送料装置(3)用于将所述碳捕捉原料(4)由所述吸附装置(2)的底部出口输送至所述解析装置(1)的顶部进口，所述碳捕捉原料(4)能够依靠自身重力作用由所述解析装置(1)落入所述吸附装置(2)内部；所述解析装置(1)用于解析所述碳捕捉原料(4)并析出二氧化碳气体，所述解析装置(1)顶部设置有用于输出所述二氧化碳气体的二氧化碳管道(5)；所述吸附装置(2)用于将经所述解析装置(1)解析后的碳捕捉原料(4)与高碳烟气中的二氧化碳反应重新生成所述碳捕捉原料(4)，所述吸附装置(2)顶部设置有用于输出低碳烟气的低碳烟气管道(6)，所述吸附装置(2)底部设置有用于输入高碳烟气的高碳烟气管道(7)。
2.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述解析装置(1)包括外筒体(11)和固定于所述外筒体(11)中部的内筒体(12)，部分所述内筒体(12)位于所述外筒体(11)内部并与所述外筒体(11)之间形成燃烧室(13)，所述外筒体(11)上设置有用于向所述燃烧室(13)内部喷射火焰的燃烧器(14)。
3.根据权利要求2所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述燃烧器(14)设置于所述燃烧室(13)顶部对应的所述外筒体(11)上，所述燃烧器(14)喷射火焰方向设置为竖直向下，位于所述外筒体(11)内部的部分所述内筒体(12)壁面上开设有多个第一导气孔(15)。
4.根据权利要求1所述的集成优化钙循环碳捕捉工艺系统，其特征在于：所述解析装置(1)内部设置有第一导流锥(16)，所述吸附装置(2)内部设置有第二导流锥(21)。
5.根据权利要求1所述的集成优化钙循...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜奇迹，郭峰，张晨，赵璐，岳焕展，刘文晨，夏宇峰，陶芬，黄洪波，程杰，
申请(专利权)人：湖北省电力规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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