[实用新型]由在线型分解炉改造的可调节CO2

说明书

本实用新型涉及由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑系统。通过本实用新型部件的调节功能，可以使系统切换为CO₂自富集型预分解窑或常规在线型预分解窑。本实用新型可根据CO₂的需求量调节系统的部件，进而灵活调节水泥窑系统CO₂富集量。而且，本实用新型的水泥窑系统无需对关键烧成设备进行重新设计，即可进行CO₂富集，降低改造成本。此外，当本实用新型系统作为CO₂自富集型预分解窑时，第三列旋风预热器出口烟气中CO₂浓度＞70％，可大大降低后续CO₂捕集提纯和运行成本，且高CO₂浓度的烟气量可灵活调整为常规预分解窑系统预热器出口烟气量的5～30％，大大降低了预分解窑系统的CO₂排放量。

技术领域

本实用新型属于水泥工业碳减排技术领域，尤其涉及由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑系统。

背景技术

作为一种主要的温室气体，CO₂的大量排放加剧了全球温室效应，世界各国均普遍面临着实现碳减排、缓解全球气候变化的艰巨任务。为更好发展全球经济和保护自然环境，世界各国都相继制定了碳减排战略目标。在中国，水泥行业已成为仅次于电力行业的第二大CO₂排放源。据统计，2018年中国水泥熟料产量接近19亿吨，在现有每生产1吨水泥熟料的CO₂排放量约为0.84吨的技术水平条件下，CO₂排放量在2018年已达到15.96亿吨。因此，减缓水泥工业高CO₂排放问题刻不容缓。对碳减排技术的研究，国内外已有不少报导，但这些研究主要面向电力、煤炭和钢铁等行业，水泥行业相关的碳减排技术报导相对较少。当前水泥生产工艺普遍采用的是新型干法生产工艺，它主要由冷却机、燃烧器、回转窑、多级旋风预热器和连接风管等组成。其中，生料在旋风预热器中预热升温，在分解炉内分解，部分燃料在分解炉燃烧提供生料分解所需的热量，分解后的生料在回转窑内由另一部分燃料煅烧成水泥熟料，随后水泥熟料经冷却机冷却至合适温度。当前通入水泥窑系统的气体为空气，预热器出口CO₂浓度为30％左右。目前水泥行业可采用的碳减排技术方案为燃烧前捕集和燃烧后捕集。其中燃烧前捕集是指对燃料在燃烧前进行预处理，分离出燃料中的碳。由于水泥熟料生产工艺特点，燃烧前CO₂捕集的一个显著缺点是仅能分离出燃料燃烧产生的CO₂，而生料煅烧产生的约60％的CO₂随烟气排放了，这部分的CO₂没有得到任何处理。此外，燃烧前捕集技术相比其他CO₂捕集技术熟料煅烧过程对氢燃烧的条件非常苛刻，需要对回转窑燃烧器进行特殊设计，因此该技术在水泥行业中可行性较低，可以被排除。水泥行业燃烧后捕集技术主要是指对燃烧后的烟气进行捕集或者分离出CO₂，主要的技术包括吸收法、吸附法、膜吸收法和矿物碳化法等。由于水泥工业窑尾烟气的压力小、体积流量大、CO₂浓度低，且含有大量的粉尘和N₂，上述方法均存在碳捕集效率低、捕集流量小、系统复杂、设备投资大或者运行成本偏高的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑系统，所述水泥窑系统包括：第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；

第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的进风口均连接第一分解炉；第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；

第一分解炉与烟室相连接，烟室连接回转窑；回转窑与冷却机相连接。