[发明专利]实现二氧化碳零排放的水泥窑系统及水泥熟料制备方法

权利要求书

1.采用水泥窑系统制备水泥熟料的方法，其特征在于，所述水泥窑系统能够实现二氧化碳零排放；

所述水泥窑系统包括生料预热预分解系统、烟室、回转窑和冷却机；所述回转窑上设置第一燃烧器；

所述烟室、回转窑和冷却机依次连通；

所述生料预热预分解系统包括分解炉和旋风预热器，所述分解炉上设置第二燃烧器和生料入口；

所述旋风预热器的底端旋风分离器的进风口连接所述分解炉的出风管，所述旋风预热器的顶端旋风分离器的出风口排出低温烟气；所述旋风预热器的顶端旋风分离器的进料口用于生料进料，所述旋风预热器的底端旋风分离器的出料口连通所述烟室；

所述冷却机包括第一冷却区和第二冷却区，所述第一冷却区的进气口通入纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气，所述第二冷却区的进气口通入空气；

所述方法包括如下步骤：

I-1将生料喂入旋风预热器，生料在旋风预热器内与烟气进行换热分离，得到预热后的生料；

I-2预热后的生料进入分解炉，分解炉内燃料燃烧释放大量热量供生料分解，得到热生料；

I-3热生料通过烟室进入回转窑，在回转窑内煅烧形成水泥熟料，水泥熟料由回转窑出口进入冷却机；冷却机的辊破布置方式采用中置，中置辊破将冷却机分为第一冷却区和第二冷却区；

将纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气通入第一冷却区对水泥熟料进行第一次冷却，得到第一冷却气体和第一冷却水泥熟料；

根据冷却机的中置辊破不同的耐受温度，第一冷却气体有不同走向,具体如下：

若中置辊破的耐受温度为450-850℃，第一冷却气体分为三路，第一路的第一冷却气体作为二次风进入回转窑内供燃料燃烧，回转窑内燃料燃烧和部分生料分解形成的窑气进分解炉，第二路的第一冷却气体作为三次风直接进入分解炉内供燃料燃烧，第三路的第一冷却气体进入第一余热利用系统进行余热利用，得到余热利用后的冷却气体；

余热利用后的冷却气体分为两路，第一路余热利用后的冷却气体与进入第一冷却区的纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气混合，第二路余热利用后的冷却气体作为一次风供第一燃烧器燃烧；

若中置辊破的耐受温度≥900℃，第一冷却气体分为两路，第一路的第一冷却气体作为二次风直接进入回转窑内供燃料燃烧，回转窑内燃料燃烧和部分生料分解形成的窑气进分解炉，第二路的第一冷却气体作为三次风直接进分解炉内供燃料燃烧；

第一冷却水泥熟料经过中置辊破落入第二冷却区进行第二次冷却，得到第二冷却气体和第二冷却水泥熟料，第二冷却水泥熟料的冷却温度为65℃+环境温度，第二冷却气体进入第三余热利用系统利用后经烟气处理排入大气；

I-4进入分解炉的窑气与分解炉内燃料燃烧和生料分解形成的烟气混合得到混合烟气产物，混合烟气产物经分解炉的出风管进入旋风预热器，与旋风预热器内的生料进行换热分离成为低温烟气，低温烟气从旋风预热器的顶端旋风分离器的出风口排出，低温烟气中CO₂浓度为60-80%；

I-5排出的低温烟气进入第二余热利用系统进行处理，然后进入除尘器进行除尘处理，经过除尘处理后的烟气分为三路，具体如下：

若中置辊破的耐受温度为450-850℃，第一路烟气进入二氧化碳捕集提纯系统，第二路烟气进入分解炉的出风管，第三路烟气作为高浓度二氧化碳循环烟气与纯氧混合，得到纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气通入第一冷却区；

若中置辊破的耐受温度≥900℃，第一路烟气进入二氧化碳捕集提纯系统，第二路烟气进入分解炉的出风管，第三路烟气作为高浓度二氧化碳循环烟气与纯氧混合，得到纯氧和高浓度二氧化碳烟气的混合气，混合气分为两路，第一路混合气通入第一冷却区，第二路混合气作为一次风供第一燃烧器燃烧。

2.根据权利要求1所述的采用水泥窑系统制备水泥熟料的方法，其特征在于，还包括第一管路组件，所述第一管路组件包括第一支路管道和第二支路管道；

所述第一支路管道一端与第一余热利用系统的出气口连通，所述第一支路管道的另一端与所述第一冷却区的进气口连通；

所述第二支路管道的一端与所述第一余热利用系统的出气口连通，所述第二支路管道的另一端与所述第一燃烧器的进风口连通。

3.根据权利要求1所述的采用水泥窑系统制备水泥熟料的方法，其特征在于，所述旋风预热器的顶端旋风分离器的出风口与第二余热利用系统的进气口连通，第二余热利用系统的出气口与除尘器的进气口连通。