[发明专利]利用CO2

说明书

本发明公开了一种利用CO₂储存太阳能煅烧水泥熟料的碳减排方法及系统，该方法为生料经过A列预热器单元和B列预热器单元预热后，喂入分解反应器进行分解，分解后热生料进入回转窑煅烧，回转窑燃料采用清洁燃料，烧制完成出窑落入窑头冷却机冷却，得到熟料；分解反应器内生料分解产生的烟气进入A列预热器单元预热生料，出A列预热器单元的高浓度CO₂烟气进入太阳能集热器吸收太阳能镜场能量温度升高至900‑1300℃，再循环回分解反应器；出窑烟气进入B列预热器单元预热生料后进入粉磨系统。本发明采用太阳能和氢能100％替代现有水泥生产线燃料，避免了燃料碳排放的产生，高浓度CO₂单独隔离，减少了碳富集提纯及利用成本。

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CO₂储存太阳能煅烧水泥熟料的碳减排方法及系统。

背景技术

化石能源是全球消耗的最主要能源，2006年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9％，我国的比例高达93.8％。随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。从另一方面看，由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体CO₂，同时可能产生一些有污染的烟气，威胁全球生态。因而，开发更清洁的可再生能源同时加大CO₂利用的途径是今后发展的主要方向。东方电气集团等在积极推进新型二氧化碳储能应用落地，其基本原理是在用电低谷期，利用多余电力将常温、常压的二氧化碳气体压缩为液体，并将压缩过程中产生的热能储存起来；在用电高峰期，利用存储的热能加热液态二氧化碳至气态，驱动透平(汽轮机)发电。

水泥生产的能源消耗主要来自熟料生产工序，约占94％，从能源种类上分析主要来自于煤和电，其中煤提供了约94％的能量，可见水泥工业对于化石能源特别是煤炭的依赖非常大。在碳减排压力下，水泥行业必须要减少对化石能源的消耗，利用水泥生产过程中碳酸盐分解吸热的物理化学特性，开发一种利用CO₂储存太阳能进而实现新能源煅烧水泥熟料且实现零碳排放的工艺方法，从而减少化石能源的比例，是非常有意义的。

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CO₂储存太阳能煅烧水泥熟料的碳减排方法及系统，结合水泥熟料制备过程中碳酸盐分解产生CO₂地特点，利用CO₂作为储能介质，解决了目前水泥生产对化石能源的依赖，利用太阳能和氢能大幅度减少水泥生产过程中的燃料碳排放，为水泥熟料生产零化石燃料、零碳排放创造了基础条件。

本发明是这样实现的，一种利用CO₂储存太阳能煅烧水泥熟料的碳减排方法，生料经过A列预热器单元和B列预热器单元预热至300-800℃后，喂入分解反应器进行分解，分解率达到80-92％，经分解反应器分解后的热生料进入回转窑进行煅烧，回转窑的燃料采用清洁燃料提供热量，窑内温度达到900-1500℃，烧制完成出窑后落入窑头冷却机冷却，得到熟料成品；

分解反应器内生料分解产生的烟气进入A列预热器单元，与A列预热器单元的生料进行热交换，出A列预热器单元的高浓度CO₂烟气进入太阳能集热器吸收太阳能镜场能量温度升高至900-1300℃，再循环回分解反应器分解生料；

出窑的烟气进入B列预热器单元，预热B列预热器单元的生料后，进入粉磨系统。

优选地，所述B列预热器单元出口的废气经过粉磨系统后进入废气处理系统，在废气处理系统经过脱硫脱硝除尘后，进行水气分离，分离出来的水通过电解制备氢气和氧气，再送入回转窑作为能量供给。

优选地，进入太阳能集热器的高浓度CO₂烟气还可输送至制气系统进行光热催化反应制备合成气或液体燃料，实现碳利用。

优选地，在光照条件不足时，所述分解反应器通过清洁燃料补充热量，清洁燃料燃烧所需要的氧气通过分解反应器下部的补风口通入进行补风。