[发明专利]局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置及工艺

权利要求书

1.局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于，包括预热器-碳化炉-回转窑模块、离线式分解炉模块以及辅助与纯化装置，所述预热器-碳化炉-回转窑模块包括生料进料装置(20)、第一系列旋风预热器(1)、碳化炉(4)、第二系列旋风预热器(2)、废弃物干燥与热裂解装置(27)、废弃物进料装置(28)、烟室(6)、回转窑(7)、回转窑燃烧器(8)、三次风管(25)、冷却机(9)；所述离线式分解炉模块包括分解炉(12)、分解炉燃烧器(13)、第三系列旋风预热器(3)、第二分风装置(15)以及增压风机(19)；所述辅助与纯化装置包括第一SNCR装置(5)、第二SNCR装置(14)、第一分风装置(10)、第一分料装置(11)、第二分料装置(26)、第一换热装置(16)、第二换热装置(21)、冷凝除水装置(17)、富CO₂气体收集与储存装置(18)、除尘装置(22)、SCR装置(23)与烟气排出装置(24)；

三次风管(25)通过第一分风装置(10)分为两路，其中一路进入预热器-碳化炉-回转窑模块，与烟室(6)出风口、废弃物干燥与热裂解装置(27)进风口相连；另一路进入离线式分解炉模块，与分解炉(12)入口直接相连；

废弃物干燥与热裂解装置(27)出口与第二系列旋风预热器(2)进风管连接；废弃物干燥与热裂解装置(27)处设置所述第一SNCR装置(5)；

碳化炉(4)的进风口与第二系列旋风预热器(2)出风口相连；第一系列旋风预热器(1)的进风口与碳化炉(4)出风口相连；第一系列旋风预热器(1)的出风口与第二换热装置(21)、除尘装置(22)、SCR装置(23)、以及烟气排出装置(24)依次相连；

生料由生料进料装置(20)喂入第一系列旋风预热器(1)的第一级旋风分离器进风管，第一系列旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器出料口与碳化炉(4)相连，可多点喂入热生料；

第一系列旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器出料口与第二系列旋风预热器(2)的倒数第一级旋风分离器进风管相连；第二系列旋风预热器(2)的出料口通过第一分料装置(11)与分解炉(12)相连；分解炉(12)出口与第三系列旋风预热器(3)进风管连接，第三系列旋风预热器(3)出料口通过第二分料装置(26)分别与碳化炉(4)及回转窑(7)窑尾相连接；分解炉(12)处设置第二SNCR装置(14)；

烟室(6)下部与回转窑(7)窑尾连接，回转窑(7)窑头与回转窑燃烧器(8)、冷却机(9)连接。

2.根据权利要求1所述的局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述第一系列旋风预热器(1)的旋风分离器级数为4～7级，第二系列旋风预热器(2)的旋风分离器级数为1～2级，第三系列旋风预热器(3)的旋风分离器级数为1～2级。

3.根据权利要求1所述的局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述碳化炉(4)具有多级缩口结构，每级缩口结构上方均设置有进料口。

4.根据权利要求1所述的局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述分解炉(12)具有多级缩口结构，每级缩口结构上方均设置有进料口。

5.根据权利要求4所述的局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述分解炉(12)上设置有多个分解炉燃烧器(13)，所述分解炉燃烧器(13)均处于分解炉(12)各级缩口结构上方，且低于进料口设置。

6.根据权利要求1所述的局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述废弃物为生活垃圾、水处理污泥、河道淤泥、废弃轮胎中的一种或多种。

7.一种局部钙循环耦合废弃物处置的水泥生产碳捕集装置的捕集工艺，其特征在于，包括以下步骤：

水泥窑三次风通过第一分风装置(10)分为两路，一路进入预热器-碳化炉-回转窑模块，一路进入离线式分解炉模块；

水泥生料在第一系列旋风预热器(1)的第一级旋风分离器进风管道处的生料进料装置(20)喂入，在第一系列旋风预热器(1)内生料与烟气充分发生热交换，从第一系列旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器进入碳化炉(4)；

在废弃物干燥与热裂解装置(27)前的废弃物进料装置(28)中喂入废弃物，利用窑尾高温烟气与废弃物进行充分的热交换，以干燥废弃物并降低废弃物干燥与热裂解装置(27)出口烟气温度；

经第一系列旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器气固分离后的热生料、废弃物干燥与热裂解装置(27)的出风共同进入第二系列旋风预热器(2)进风管道；烟气通过第二系列旋风预热器(2)发生气固分离后，热生料通过第一分料装置(11)在分解炉(12)不同部位的进料口多点喂入；

热生料在分解炉(12)中分解产生大量CO₂，少量燃料型NOx采用第二SNCR装置(14)除去，经第三系列旋风预热器(3)气固分离后，烟气进入第二分风装置(15)并分成两路，

一路依次经过第一换热装置(16)、冷凝除水装置(17)，得到富CO₂气体，进入富CO₂气体收集与储存装置(18)；另一路经过增压风机(19)重新进入分解炉烟气循环；

含大量CaO的热生料经第三系列旋风预热器(3)气固分离后，通过第二分料装置(26)分成两路，第一路热生料喂入碳化炉(4)入风管，在600～850℃烟气环境中快速碳化，通过碳化炉(4)与分解炉(12)之间的局部钙循环捕获烟气中CO₂；第二路热生料喂入回转窑(7)窑尾，进入回转窑(7)参与熟料烧成。