[发明专利]一种水泥窑烟气中CO2

说明书

本发明涉及碳捕集技术领域，具体涉及一种水泥窑烟气中COsubgt;2/subgt;的捕集方法与碳捕集系统。该捕集方法包括如下步骤：将预分解窑系统中的物料分出一部分进入离线脱碳炉，在850～950℃进行碳酸盐分解，并循环利用脱碳烟气，循环加热物料，物料反应后经分离器进行气料分离，获得高纯COsubgt;2/subgt;和碳酸盐分解后的物料；经分解后物料送至水泥窑中煅烧熟料，未完全分解的物料返回脱碳炉继续加热分解。本发明的碳捕集方法能耗较低、工艺简单且经济节约。本发明的碳捕集系统能耗低、建设投资和运行成本也较低，有利于其在工业中的推广应用。

技术领域

本发明涉及碳捕集技术领域，具体涉及一种水泥窑烟气中CO₂的捕集方法与碳捕集系统。

背景技术

气候变化已成为影响人类生存和发展的问题之一，而工业排放的二氧化碳(CO₂)是导致气候变暖的最主要原因。二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集(Pre-combustion)、富氧燃烧(Oxy-fuel combustion)和燃烧后捕集(Post-combustion)。二氧化碳的捕集即二氧化碳的分离和提纯过程，已实现工业化的方法包括溶剂吸收法、吸附法、膜法和低温分离法等，这些方法大多能采用的是间隙式捕集。

为了解决二氧化碳的捕集成本偏高，对系统效率影响较大的问题，研究人员提出了钙循环技术。采用该技术能够有效简化系统流程，而且在一定程度上降低了二氧化碳捕集成本，实现二氧化碳的分离和提纯。但是，钙循环技需要钙基吸收剂和蒸汽，其仍然具有能耗高、设备复杂、投资大、流程长、运行成本高等缺陷。

如何提供一种能耗较低、工艺简单且经济节约的碳捕集方法，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种协同捕集水泥窑烟气中CO₂的方法，包括如下步骤：

将预分解窑系统中的物料以及水泥窑烟气在离线脱碳炉内 850～950℃温度下进行分解反应后，经过气料分离获得CO₂和碳酸盐分解后的物料；分解后的物料返送至水泥窑中煅烧熟料。

本发明发现，通过上述步骤，能够高效的将预分解窑系统中的部分物料进行单独脱碳处理，从而在水泥的制备过程中就能实现协同捕集高纯CO₂。通过将水泥窑预分解系统中的部分物料与水泥窑烟气在 850～950℃下进行气、料双循环反应，提取物料和水泥窑烟气中的CO₂，而后将剩余物料返送至水泥窑中煅烧熟料，整个过程中没有物料损失，且不影响水泥的后续制备过程，对后续制备的水泥品质没有影响。本发明的CO₂捕集方法能耗较低、工艺简单且经济节约。

作为本发明的一种优选的实施方案，将部分或全部分离获得的剩余物料与水泥窑烟气再进行一次以上所述反应。

通过物料的多次循环反应，能够延长物料的脱碳时间，进一步促进物料中碳酸盐的分解，提高脱碳效率，同时能够获得更高纯度的 CO₂。

作为本发明的一种优选的实施方案，将含有CO₂的部分或全部烟气与脱碳炉内的物料再进行一次以上所述分解反应，再次增加烟气中 CO₂含量。

通过气体的多次循环反应，能够逐步提高烟气中CO₂的纯度。

作为本发明的一种优选的实施方案，通过天然气在富氧或纯氧气环境中燃烧提供热源，控制所述反应温度在850～950℃。

利用天然气作为清洁能源，代替传统的燃煤提供热源，用纯氧气或富氧代替传统的空气支持燃烧，减少氮气等其它气体成份，从而获得更高纯度的CO₂。

作为本发明的一种优选的实施方案，所述预分解窑系统中的物料的温度为700℃以上。