[发明专利]一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置和方法

权利要求书

1.一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置，其特征在于：它包括粒化反应器（3）、流化床反应器（4）、流化床换热器（5）、除尘器（8）、余热锅炉（9）和引风机（10），粒化反应器（3）的进料口与高炉（1）的渣沟（2）相连接，粒化反应器（3）的出料口与流化床反应器（4）的进料口相连接，流化床反应器（4）出料口与流化床换热器（5）的进料口相连接，流化床换热器（5）的底部有排渣口（7），引风机（10）分别通过管道与粒化反应器（3）底部、流化床换热器（5）底部相连接，粒化反应器（3）出气口、流化床换热器（5）出气口与流化床反应器（4）进气口相连接，流化床反应器（4）出气口依次与除尘器（8）、余热锅炉（9）、烟囱（11）相连接；

熔融高炉渣经粒化反应器（3）的粒化破碎形成高温高炉渣颗粒与含二氧化碳烟气进行一次热量交换后，进入流化床反应器（4）与烟气中二氧化碳进行充分碳酸化反应，同时碳酸化反应放出一定热量，然后高炉渣与反应后产物进入流化床换热器（5）与烟气进行二次热交换，换热后含二氧化碳烟气进入流化床反应器（4）进行充分的碳酸化反应。

2.根据权利要求1所述的利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置，其特征在于：所述流化床反应器（4）底部和顶部分别设置有测温模块（6）。

3.根据权利要求2所述的利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置，其特征在于：所述流化床反应器（4）进口及出口烟气管道上分别安装有烟气分析仪（12）。

4.一种使用上述装置利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：

a．高炉渣颗粒化及一次换热:

熔融高炉渣进入粒化反应器（3）破碎为1-5mm液滴，将温度为120-200℃含二氧化碳烟气鼓入粒化反应器（3）与高温液滴完成一次热量交换，高温液滴降温转换为高炉渣颗粒，高炉渣颗粒温度下降，通过控制烟气量满足高炉渣颗粒进行碳酸化反应温度要求；

b．碳酸化反应：

粒化反应器（3）的高温高炉渣颗粒进入流化床反应器（4），高温高炉渣颗粒与换热后含一定温度、一定二氧化碳量的二氧化碳烟气充分进行碳酸化反应形成固碳产物，同时由于高温高炉渣颗粒与二氧化碳的碳酸化反应为放热反应，提高了烟气温度，进而提升了显热回收量；

c．二次换热：

高炉渣颗粒及固碳产物由流化床反应器（4）出料口进入流化床换热器（5），与鼓入的温度为120-200℃含二氧化碳烟气进行二次热量交换，高炉渣温度降至低于250℃后排出，换热后含二氧化碳烟气进入上一级的流化床反应器（4）进行充分的碳酸化反应；

d．热量回收：

经粒化反应器（3）、流化床换热器（5）和流化床反应器（4）换热脱碳的脱碳烟气经除尘器（8）进入余热锅炉（9）产生蒸汽，蒸汽用于发电或者并入现有蒸汽管道加以利用。

5.根据权利要求4所述的利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的方法，其特征在于：流化床反应器（4）中的碳酸化反应的控制反应温度为650-800℃，反应时间为5-20min。

6.根据权利要求5所述的利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的方法，其特征在于：通过调整流化床反应器（4）进口烟气量控制烟气中二氧化碳与高炉渣质量比为1：5-15。