[发明专利]利用太阳能、氢能煅烧水泥的CO2

说明书

本发明公开了一种利用太阳能、氢能煅烧水泥的CO₂零排放生产工艺及系统，具体工艺为太阳能通过镜场反射到集热储能器上，集热储能器聚焦并储存能量，将收集的含高浓度CO₂气体的窑尾废气加热至900～1200℃，并输送到分解炉内，将石灰石分解为氧化钙，分解产生的高浓度CO₂废气进入预热器系统预热石灰石后，再返回到集热储能器中；在太阳能储备充足时，分解后的氧化钙分为两路，一部分氧化钙与辅料进行配料进入回转窑进行煅烧，回转窑的燃料采用氢能，出窑的烟气通过旋风筒进行收集；一部分氧化钙进入储存库。本发明以低能耗、低污染、低排放的太阳能、氢能清洁能源替代传统能源，实现整个烧成系统节能降耗、CO₂温室气体零排放效果。

技术领域

本发明涉及环保水泥技术领域，特别是涉及一种利用太阳能、氢能煅烧水泥的CO₂零排放生产工艺及系统。

背景技术

作为难减行业之一，水泥行业CO₂排放量占全球排放总量的7％。水泥企业削减二氧化碳排放势在必行，而全球有很多水泥企业已做出诸多努力，进行绿色生产。

目前煅烧水泥主要采用新型干法预热预分解回转窑技术，一般由化石能源提供窑头窑尾煅烧的热量。煅烧石灰石产生大量的CO₂气体，主要来自两个方面，一是煅烧反应本身石灰石分解产生CO₂气体，一是来自使用化石燃料燃烧产生CO₂气体。除此之外，传统煅烧石灰石生产工艺的废气中CO₂浓度低，捕集提纯及应用难度大、成本较高。

太阳能、氢能等新能源被赋予更加重大的历史使命。太阳能是储量最丰富的可再生能源，每小时到达地球表面的太阳能几乎可以满足人类目前一年内的能量需求；氢能具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。但是太阳能煅烧石灰石也存在一定的困难，太阳能的波动性和间隙性是不容回避短缺的，氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为21世纪备受关注的焦点。这些都是未来10年新能源能否彻底主导能源世界，替代煤炭、石油的关键，只有依赖技术创新，去突破发展瓶颈。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)太阳能的波动性和间隙性制约了新能源煅烧石灰石的应用；

(2)水泥行业大量的化石能源使用及生料煅烧自身产生大量CO₂，导致在碳减排领域的发展进展缓慢；

(3)传统水泥、石灰生产工艺废气中CO₂浓度低，捕集提纯及应用难度大，成本高。

以低能耗、低污染、低排放的太阳能、氢能清洁能源替代煤炭、石油等高能耗、高污染、高排放的传统化石能源，提供热量煅烧水泥，产生高浓度CO₂气体进行捕集提纯及应用，并实现CO₂零排放，不仅是能源和减排技术的创新，也是产业结构和制度的创新，更是人类生存发展观念的转变和创新。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用太阳能、氢能煅烧水泥的CO₂零排放生产工艺及系统，该工艺将窑尾化石燃料利用太阳能替代，煅烧石灰石产生的高浓度CO₂气体，一部分高浓度CO₂气体被镜场反射的太阳能在集热储能器中加热循环并应用到分解炉中提供热量，一部分高浓度CO₂气体还可以制CO和H₂合成气，进一步做成液体燃料，实现窑尾CO₂气体零排放；窑头化石燃料利用氢能替代，在回转窑中煅烧水泥，废气中不含有CO₂气体。