本发明专利技术公开了一种采用O2/CO2燃烧技术富集CO2的水泥熟料生产工艺，属于水泥熟料生产工艺领域。本发明专利技术在水泥熟料生产工艺中，将从空气中分离出的O2与高浓度CO2循环烟气混合后，通入分解炉和回转窑，实现O2/CO2燃烧，分解炉和回转窑内煤粉燃烧和生料分解后的窑尾烟气富含CO2，窑尾烟气中的CO2的浓度达95%以上，对其进行烟气处理后浓度达99%以上，可封存和资源化利用，从而达到水泥生产过程中CO2的富集和回收，同时实现了水泥生产工艺中CO2减排。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新的水泥熟料生产工艺方法，特别涉及一种采用o2/co2燃烧技术富集CO2的水泥熟料生产工艺。
技术介绍
在全球气候逐渐变暖的背景下，各国纷纷提出CO2的减排目标，低碳技术及低碳产品开发日益受到国内外的广泛关注。水泥工业作为能源和资源消耗密集型产业，已成为居火力发电之后的工业生产第二大CO2排放源，实现水泥工业CO2的减排是一项不可回避的战略任务。在现有技术水平条件下，每生产I吨水泥排放的CO2量约为0.7-1.1吨左右，其中近一半来自原料中碳酸盐分解(主要是CaC03、MgCO3等的分解)，另一半左右来自于煤粉燃烧。水泥生产过程中排放的CO2浓度比电厂排放的浓度更高，使得水泥工业富集CO2可成为有效控制CO2潜在途径。当前水泥生产工艺普遍采用新型干法生产工艺，它主要由分解炉、多级旋风预热器、回转窑、篦冷机、除尘装置、连接风管等设备组成。生料在分解炉内分解，部分煤粉在分解炉内燃烧并供给生料分解所需能量；分解后的生料进入回转窑内由另一部分煤粉燃烧煅烧成水泥熟料。分解炉排出的高温气体通入多级预热器分级预热物料，出口气体再经过除尘排入大气。因通入水泥窑系统的气体为空气，其排出的气体CO2浓度为30%左右。目前常用的烟气CO2分离技术主要有化学吸收法、物理吸收法和膜分离法技术等。通常烟气的压力小、体积大、CO2浓度低，而且含有大量的N2,因此捕集系统庞大，需要消耗大量的能源。因此水泥生产工艺中CO2的处理是一个值得研究的重要课题
技术实现思路
为克服上述现有技术的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种采用02/C02燃烧技术富集CO2的水泥熟料生产工艺。该生产工艺通过纯氧与循环烟气混合通入分解炉及回转窑，形成o2/co2氛围，从而使分解炉及回转窑的烟气产物为高浓度CO2,实现水泥工业富集CO2以便资源化利用和封存。本专利技术的目是通过下述工艺流程技术方案实现:一种采用02/C02燃烧技术富集CO2的水泥熟料生产工艺，主要包括如图1所示的工艺流程:按物料流向而言，生料粉由喂料机喂入气力提升泵，由风机鼓入空气，将生料由输送管道带入五级旋风筒预热器，在旋风筒中实现气固分离，生料与空气分离后进入分解炉，在分解炉内生料随o2/co2混合气流做旋流运动，在分解炉内受热分解，在与气流分离后进入回转窑，烧成的熟料进入篦冷机冷却后卸出，获得水泥熟料；在水泥熟料生产过程中02/C02混合气通过下述步骤循环利用:按照一定比例混合后的o2/co2混合气通入篦冷机，被熟料预热后分成三路气体，第一路温度较低的o2/co2混合气通入燃料烘干机携带煤粉进入分解炉和回转窑；第二路高温o2/co2混合气直接入回转窑作为二次风供窑内燃料燃烧；第三路温度较高的o2/co2混合气经分解炉的三次风管，在分解炉的底部和窑气混合入炉，与喷入炉内的第一路气体携带的煤粉相遇，供煤粉燃烧，使炉内生料分解，然后分解炉出口烟气进入五级旋风筒预热器，从五级旋风筒预热器出来的烟气的CO2浓度> 95%，通入余热锅炉进行预热发电，而后部分烟气通入生料磨粉机烘干生料，再与其他烟气汇合进入烟气处理系统，在烟气处理系统中首先对烟气进行除尘，除尘后的烟气一部分进行冷却除水工艺和干燥净化工艺，获得用于资源化利用的CO2浓度大于99%以上的气体，除尘后的烟气另一部分作为循环烟气与从空气中分离的O2进行混合作为O2/CO2混合气通入篦冷机进行循环利用；所述分解炉出口烟气浓度为高浓度CO2气体，CO2浓度> 95%，经过烟气处理后CO2浓度达99%以上，可封存或资源化利用；所述的分解炉内受热分解时分解炉的烟气温度为900 1000°C ；所述的空气中分离出的O2优选为通过空气分离装置对空气处理而分离获得O2 ；所述的按照一定比例混合后的02/C02混合气中O2与CO2的比例可根据需要燃煤的热值与分解炉和回转窑所需的操作温度调节；混合气体中O2所占的体积比优选为23% 33% ；所述的温度较低的02/C02混合气的优选温度为180 220°C ；所述的温度较高的02/C02混合气的优选温度为650 750°C ； 所述的高温02/C02混合气的优选温度为750 850°C ；所述的冷却除水工艺可选为空气冷却除水装置；所述的干燥净化工艺可选为空气分离装置，对烟气进行CO2的提纯。本专利技术的原理为:在工艺过程中，将从空气中分离出的O2与高浓度CO2的循环烟气混合后形成O2/CO2混合气，然后将o2/co2混合气送入分解炉和回转窑，从而实现水泥生产过程的o2/co2燃烧；分解炉内气氛为高浓度的CO2烟气，而常规工艺中分解炉内为高浓度的N2，CO2的辐射能力比N2的辐射能力要强，增大了分解炉内中气流的辐射能力，强化了炉内的传热，对促进全炉温度均匀更为有利；分解炉出口烟气为高浓度CO2的烟气，经过除尘后一部分烟气形成上述高浓度CO2的循环烟气，与O2混合形成02/C02混合气进行循环；另一部分烟气则通过冷却除水和干燥净化可进行资源化利用或封存，从而实现对水泥熟料生产过程中CO2的富集和回收。因此，本专利技术提出了 02/0)2燃烧技术应用于水泥熟料生产，形成一种新的02/0)2水泥窑生产工艺。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:1、利用02/C02燃烧技术以使水泥窑的排气为高浓度的CO2,实现水泥工业的CO2直接富集。2、整个工艺流程可实现回转窑和分解炉内02/C02的富氧燃烧，分解炉和回转窑内的气氛为高浓度的CO2烟气，而常规工艺中分解炉内为高浓度的N2, CO2的辐射能力比N2的辐射能力要强，增大了分解炉内中气流的辐射能力，强化了炉内的传热，对促进全炉温度均匀更为有利。附图说明图1是采用02/C02燃烧技术富集CO2的水泥熟料生产工艺图。图2是采用02/C02燃烧技术富集CO2的水泥熟料的工艺流程图。图3是生料在各种气氛的热重实验曲线图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图2所示，进入生料磨粉机湿度为8%左右的生料，与余热锅炉出口的窑尾烟气进行热交换，热交换后生料干燥为湿度1%左右，温度升高到90 110°C，对生料均匀化；通过提升机将生料输运至五级旋风筒预热器，可将生料预热至700 800°C ;经过预热的生料粉在分解炉进行预分解后，变为850 950°C的熟生料，通过下料管进入回转窑，然后在回转窑内经过高温锻 烧成温度1200 1300°C的熟料，经回转窑口下落到篦冷机进行冷却，将熟料冷却到90 100°C左右。五级旋风筒预热器出来的窑尾烟气温度为300 400°C左右，在预热器窑尾余热锅炉进行废气余热发电，并且控制其出口烟气为140 150°C ;余热锅炉出口烟气分为两路，一路烟气经过生料磨粉机干燥生料再通入除尘装置，另一路烟气直接通入除尘装置进行除尘；除尘后的烟气中的CO2体积分数> 95%，再分为两部分，一部分烟气直接进行冷却和除水工艺、干燥和净化工艺，获得CO2浓度大于99%以上的气体，然后进行资源化处理或封存；另一部分烟气作为循环烟气与空气分离装置分离出来的02在混合器混合获得60 80°C的02/C02混合气，混合后引进篦冷机；篦冷机引出三路气体:第一路气体是从篦冷机引出温度较本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用O2/CO2燃烧技术富集CO2的水泥熟料生产工艺，其特征在于：包括如下的工艺流程：按物料流向而言，生料粉由喂料机喂入气力提升泵，由风机鼓入空气，将生料由输送管道带入五级旋风筒预热器，在旋风筒中实现气固分离，生料与空气分离后进入分解炉，在分解炉内生料随O2/CO2混合气流做旋流运动，在分解炉内受热分解，在与气流分离后进入回转窑，烧成的熟料进入篦冷机冷却后卸出，获得水泥熟料；在水泥熟料生产过程中O2/CO2混合气通过下述步骤循环利用：按照一定比例混合后的O2/CO2混合气通入篦冷机，被熟料预热后分成三路气体，第一路温度较低的O2/CO2混合气通入燃料烘干机携带煤粉进入分解炉和回转窑；第二路高温O2/CO2混合气直接入回转窑作为二次风供窑内燃料燃烧；第三路温度较高的O2/CO2混合气经分解炉的三次风管，在分解炉的底部和窑气混合入炉，与喷入炉内的第一路气体携带的煤粉相遇，供煤粉燃烧，使炉内生料分解，然后分解炉出口烟气进入五级旋风筒预热器，从五级旋风筒预热器出来的烟气的CO2浓度＞95%，通入余热锅炉进行预热发电，而后部分烟气通入生料磨粉机烘干生料，再与其他烟气汇合进入烟气处理系统，在烟气处理系统中首先对烟气进行除尘，除尘后的烟气一部分进行冷却除水工艺和干燥净化工艺，获得用于资源化利用的CO2浓度大于99%以上的气体，除尘后的烟气另一部分作为循环烟气与从空气中分离的O2进行混合作为O2/CO2混合气通入篦冷机进行循环利用；所述分解炉出口烟气浓度为高浓度CO2气体，CO2浓度＞95%，经过烟气处理后CO2浓度达99%以上，可封存或资源化利用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆继东，黄秋雄，谢新华，姚顺春，卢志民，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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