碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法及系统，包括回转窑、烟室、燃烧炉、用于CO<subgt;2</subgt;碳酸化的第一反应器、第一旋风筒、用于碳酸盐分解的第二反应器、第二旋风筒、用于预热的第三旋风筒、气体分离装置和气固燃烧器，利用金属氧化物的循环，将燃料中的CO<subgt;2</subgt;碳酸化为碳酸盐，连同原料中旋风预热后的碳酸盐一同加氢在催化剂作用下进行原位催化还原反应，得到的高温含氢煤气可用于为窑炉系统提供热量。本发明专利技术将燃料及原料中本来会转化为CO<subgt;2</subgt;的C，原位催化还原为含氢煤气,并与煤粉/生物质替代燃料掺混燃烧实现窑炉热值替代，不仅减少了水泥熟料生产全过程中的二氧化碳排放，而且还可以改善窑炉中烟气中NO<subgt;X</subgt;的排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水泥生产，具体涉及一种碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法及系统。

技术介绍

1、我国水泥行业碳排放占全国总碳排放量的14％左右，在重排放工业中仅次于钢铁。co2的来源主要是含碳燃料的燃烧和原料中碳酸盐分解产生的co2，而其中碳酸盐分解产生的co2排放，约占水泥熟料生产co2排放的55～70％。

2、“双碳”目标下，水泥行业积极探索节能降碳的手段，一方面通过提高能源利用率从燃料源头减碳，增加替代燃料、新能源等燃料的应用推广，另一方面从原料出发，通过电化学等变革的方式将碳酸盐转化为中间产物，从而降低原料碳酸盐热解过程中产生的二氧化碳排放，得到低碳水泥。

3、müller等、蒋建国等人在文献中提到ni基催化剂在与caco3载体充分接触后，可催化甲烷与固相caco3直接进行干重整反应；reller发现氢气气氛相比于惰性气氛和氧化气氛可使碳酸盐的热解温度降低约150℃。中国专利cn113582208a中公开了碳酸盐进行加氢炼制产合成气的方法，但是并未实际应用于水泥生产工艺中；专利cn114735956b采用碳酸盐甲烷干本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产系统，其特征在于，包括回转窑、烟室、燃烧炉、用于CO2碳酸化的第一反应器、第一旋风筒、用于碳酸盐分解的第二反应器、第二旋风筒、用于预热的第三旋风筒、气体分离装置和气固燃烧器，燃烧炉锥部设有气固燃烧器和三次风管进气口，燃烧炉下方通过烟室与回转窑相连，燃烧炉上方与第一反应器进气口相连；第一反应器顶部的第一旋风筒的出风管分别通过风管与第二反应器、第三旋风筒进气口相连，第三旋风筒下部、第一旋风筒下部分别通过料管与第二反应器进料口相连；第二反应器顶部的第二旋风筒排出的高温气体，经气体分离装置分离除氮后获得含氢煤气与固体燃料分别供给气固燃烧器，第二旋风...

【技术特征摘要】

1.一种碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产系统，其特征在于，包括回转窑、烟室、燃烧炉、用于co2碳酸化的第一反应器、第一旋风筒、用于碳酸盐分解的第二反应器、第二旋风筒、用于预热的第三旋风筒、气体分离装置和气固燃烧器，燃烧炉锥部设有气固燃烧器和三次风管进气口，燃烧炉下方通过烟室与回转窑相连，燃烧炉上方与第一反应器进气口相连；第一反应器顶部的第一旋风筒的出风管分别通过风管与第二反应器、第三旋风筒进气口相连，第三旋风筒下部、第一旋风筒下部分别通过料管与第二反应器进料口相连；第二反应器顶部的第二旋风筒排出的高温气体，经气体分离装置分离除氮后获得含氢煤气与固体燃料分别供给气固燃烧器，第二旋风筒下部分别通过料管与第一反应器及烟室相连。

2.根据权利要求1所述碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产系统，其特征在于，所述第三旋风筒的下部还通过料管与燃烧炉进料口相连。

3.一种碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法，采用权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，

4.根据权利要求3所述碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法，其特征在于，进入回转窑与进入第一反应器的金属氧化物质量比为(1.2～3)：1。

5.根据权利要求3所述碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法，其特征在于，经第一反应器碳酸化处理后，用于第二反应器供热与用于第三旋风筒碳酸盐预热的高温气体体积比为(2～4)：1。

6.根据权利要求3所述碳酸盐加氢原位催化还原的水泥熟料低碳生产方法，其特征在于，生成的高温含氢煤气与固体燃料一同进入燃烧炉的气固燃烧器充当燃料，根据红外分析仪及流量计测出的含氢煤气成分及流量大小，减少气固燃烧器的固体燃料用量。

7.根据权利要求3所述碳酸盐加氢原位催化还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欢迎，赵亮，马娇媚，彭学平，赵琳，王佳硕，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：