脱二氧化碳方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生料颗粒的脱二氧化碳的方法，所述生料待在水泥厂的熔结窑中燃烧，其颗粒具有如此的粒径分布，以致颗粒在200μm筛上的保留小于2质量%并且颗粒在90μm筛上的保留小于20质量%，所述方法包括以下步骤：a）生料颗粒脱二氧化碳，在流化床热交换器中，所述颗粒被悬浮在包含二氧化碳的上升载气中，所述流化床热交换器具有相对于载气逆流循环的固体热载体，以提供包含二氧化碳的排出气体和脱二氧化碳的生料，b）将所述排出气体和脱二氧化碳的生料分离，c）将所述排出气体分离为第一和第二部分；将所述排出气体的所述第一部分冷却并重复利用以提供载气，d）将排出气体的所述第二部分隔离，e）将所述热载体回收和重新加热并再循环至步骤（a）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水硬性粘合剂的领域，特别是水泥的领域。本专利技术涉及一种新方法，其能够获得富含二氧化碳的排出气体。
技术介绍
用于生产标准熟料的方法揭示了每吨熟料中排放820kg 二氧化碳。该排放以下列方式进行划分:535kg (即65.2质量％)来自于原材料中碳酸盐离解，并且285kg (即34.8质量％)来自于燃料中碳的氧化。已知存在若干技术用于减少水泥厂中二氧化碳排放量，例如通过二氧化碳的捕获。在燃烧后捕获二氧化碳是已知的技术，例如，其中处理从烟囱中出来的气体。一般来说，使用溶剂例如胺进行处理。这种方法的优点是不会引发熟料生产方法的改变。然而，这种方法有若干缺点，包括繁琐的、昂贵的和非常耗能的设备。通过氧燃烧捕获二氧化碳的技术也是已知的。在该方法中，用于燃烧的空气被富集氧的混合气体代替，能够产生富含二氧化碳的燃烧气体。则容易分离二氧化碳和水蒸汽。然而，这种方法存在的问题是有必要通过整合附加设备来适应现有的方法。此外，有必要生产富含氧的混合气体，这在技术上是复杂且昂贵的。通过直接或间接加热的煅烧技术也是已知的，其中通过水泥厂的熔结窑产生的烟不与煅烧的产品接触。其优点在于可以获得几乎纯净的二氧化碳流。在这种情况下，所需的热量可以(例如)由气体热载体或通过壁的热传导来提供。二者均不是非常有效的，特别是在第二种情况下安装较繁琐。
技术实现思路
申请人:已经发现一种，其克服了上述问题和缺点。相应地，本专利技术提供了一种用于生料颗粒脱二氧化碳的方法，所述生料待在水泥厂的熔结窑中燃烧，其颗粒具有这样的粒径分布，使得颗粒在200 ii m筛上的保留(retention)小于2质量％并且颗粒在90 ii m筛上的保留小于20质量％,所述方法包括以下步骤:a)生料颗粒脱二氧化碳，在流化床热交换器中，所述颗粒悬浮在包含二氧化碳的上升载气中，所述流化床热交换器具有相对于所述载气逆流循环的固体热载体，以提供包含二氧化碳的排出气体和脱二氧化碳的生料，b)将所述排出气体和所述脱二氧化碳的生料分离，c)将排出气体分离为第一部分和第二部分；将所述排出气体的所述第一部分冷却并重复利用以提供载气，d)将排出气体的所述第二部分隔离，e)将所述热载体回收和重新加热并循环至步骤(a)。根据本专利技术的方法包括生产基本上纯净的二氧化碳流，所述基本上纯净的二氧化碳主要来自于碳酸钙的脱二氧化碳，所述脱二氧化碳通过基于使用流有逆流的固体-固体-气体流化床的原理的方法来实现。该方法可以被直接引进到水泥生产厂中以生产富含二氧化碳(例如90至95体积％)的排出气体，从而满足强制性标准，例如，针对后续运输和地质储存的强制性标准。本专利技术可能存在一个或多个下列优点。离开根据本专利技术的设备的排出气体包含高浓度的二氧化碳，例如从90体积％至95体积％。操作逆流的系统提供了优良的热交换效率。根据本专利技术的设备的优良效率通常为所述设备减少了累赘。根据本专利技术的设备可以很容易地引进到此时已存在的水泥厂中。对根据本专利技术的设备的操作条件调节的灵活性可以是优势。根据本专利技术的方法的步骤可以连续地和/或同时地进行。应当注意的是，载气的二氧化碳也可能(例如)来自于碳酸镁(MgC03)、碳酸钾(K2CO3)或碳酸钠(Na2CO3)的脱二氧化碳。生料通常是原材料的混合，其包含(例如)石灰石和粘土，其旨在被引入到水泥厂的熔结窑中以生产熟料。固体热载体通常是颗粒形式的固体材料，其在被引入到热交换器或反应器之前被加热，以便释放其热量并通过与热交换器中的所述元件接触来加热另一种元件，。固体热载体可以包含不同类型的材料。适宜地，固体热载体包含熟料、氧化铝例如刚玉、或二氧化硅例如石英的颗粒。优选地，固体热载体包含熟料的颗粒。适宜地，固体热载体的颗粒具有300至600 ii m的平均粒径。适宜地，固体热载体的颗粒具有2000至4500kg/m3的密度。适宜地，颗粒具有在900°C下测得的 800 至 1500J/(kg°C )，优选 900 至 1300J/(kg°C )，特别是从 900 至 1100J/(kg0C )的热容量。当固体颗粒被加热到低于其熔点但高于其烧结温度的温度时，如果它们接触，则它们可以彼此粘附。应当理解的是，根据本专利技术的方法中使用的固体热载体的颗粒在所述方法中使用的温度下基本上彼此不粘附。在根据本专利技术的方法中，固体热载体经受的最高温度是步骤e)中的重新加热温度。在步骤e)的重新加热过程中，通常将固体热载体重新加热到低于或等于约1200°C的温度，优选980至1150°C的温度，例如，约1100°C。载气通常是在热交换器或反应器中循环的气体，所述气体以如此的速度进行循环，以致其能够使微粒材料的颗粒流化，换言之，悬浮或夹带待加热或待化学转化的微粒材料的颗粒。逆流流化床热交换器/反应器通常是一种装置，其能够在两个固相之间交换热量，一个相上升(生料)而另一个相对于生料逆流循环(固体热载体)。载气(其包含二氧化碳并上升)携带着两相并使其悬浮。根据本专利技术，生料中的碳酸钙可以在该交换器/反应器中经受向着CaO和CO2的基本上完全的转化。优选地，在根据本专利技术的方法中，步骤c)中的排出气体的第一部分包含约10体积％的步骤b)中的总排出气体，并且步骤c)和d)中的排出气体的第二部分包含约90体积％的步骤a)中的总排出气体。优选地，在根据本专利技术的方法中，热交换器的平均温度为980至1150°C。优选地，在根据本专利技术的方法中，对于脱二氧化碳步骤a)而言，生料颗粒在热交换器中的停留时间小于约3.5秒，优选地小于约3秒。优选地，在根据本专利技术的方法中，冷却步骤c)中的包含二氧化碳的排出气体的第一部分用于预热生料，例如，在旋流器(cyclone)交换系统中。步骤e)中的固体热载体的重新加热可以在本领域技术人员已知的任何适当的反应器中进行。优选地，优选的反应器是密相流化床反应器或移动床反应器。优选地，在根据本专利技术的方法中，在步骤a)中的脱二氧化碳之前，将生料颗粒加热至丨』600至7001:的温度。本专利技术还涉及一种脱二氧化碳设备，其包括:-逆流流化床热交换器，所述逆流流化床热交换器包括:在交换器下部中的:?供应待脱二氧化碳的生料颗粒的构件；?排空固体热载体的构件，所述固体热载体优选包含平均尺寸为300至600 ii m的颗粒；?供应包含二氧化碳的载气的构件；在交换器上部中的:?排空脱二氧化碳的生料颗粒的构件；?供应固体热载体的构件；?排空包含在脱二氧化碳的过程中产生的二氧化碳的排出气体流的构件；-加热固体热载体的构件；所述固体热载体接收自排空固体热载体的构件并传递给供应固体热载体的构件；-冷却排出气体的第二部分中的二氧化碳的构件；以及-隔离二氧化碳的构件。优选地,在根据本专利技术的设备中，热交换器包含截面收缩(section reduction)和/或挡板。应当理解的是，在本专利技术及其相关权利要求中，术语“一(one)”意指“一或多(oneor more)，，。本专利技术还涉及一种水泥厂，其包括根据本专利技术的设备，将脱二氧化碳的生料供应至熔结窑。【附图说明】图1表示通过固体热载体4的加热原理。图2表示通过固体热载体4的加热原理。图3表示根据本专利技术的设备的实施方案的实例的总示图。图4表示包含截面收缩17的根据本专利技术的设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生料颗粒的脱二氧化碳的方法，所述生料待在水泥厂的熔结窑中燃烧，所述颗粒具有这样的粒径分布，使得颗粒在200μm筛上的保留小于2质量%并且颗粒在90μm筛上的保留小于20质量%，所述方法包括以下步骤：a）生料颗粒脱二氧化碳，在流化床热交换器中，所述颗粒悬浮在包含二氧化碳的上升载气中，所述流化床热交换器具有相对于所述载气逆流循环的固体热载体，以提供包含二氧化碳的排出气体和脱二氧化碳的生料；b）将所述排出气体和所述脱二氧化碳的生料分离，c）将所述排出气体分离为第一部分和第二部分；将所述排出气体的第一部分冷却并重复利用以提供载气，d）将所述排出气体的第二部分隔离，e）将所述热载体回收和重新加热并再循环至步骤（a）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.12 FR 11541331.一种用于生料颗粒的脱二氧化碳的方法，所述生料待在水泥厂的熔结窑中燃烧，所述颗粒具有这样的粒径分布，使得颗粒在200 u m筛上的保留小于2质量％并且颗粒在90 u m筛上的保留小于20质量％,所述方法包括以下步骤: a)生料颗粒脱二氧化碳，在流化床热交换器中，所述颗粒悬浮在包含二氧化碳的上升载气中，所述流化床热交换器具有相对于所述载气逆流循环的固体热载体，以提供包含二氧化碳的排出气体和脱二氧化碳的生料； b)将所述排出气体和所述脱二氧化碳的生料分离， c)将所述排出气体分离为第一部分和第二部分；将所述排出气体的第一部分冷却并重复利用以提供载气， d)将所述排出气体的第二部分隔离， e)将所述热载体回收和重新加热并再循环至步骤(a)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述固体热载体包含平均直径为300至600 V- m的颗粒。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于所述固体热载体包含熟料的颗粒、氧化铝的颗粒或二氧化硅的颗粒。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述排出气体的所述第一部分占约10体积％的总排出气体，并且排出气体的所述第二部分占约90体积％的总排出气体。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述热交换器的平均温度为980 至 1150。。。`6.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·吉梅内斯，M·哈迈迪，
申请(专利权)人：拉法基公司，
类型：
国别省市：