CN108772405A - 一种水泥窑烟气引入ccus系统的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于CCUS技术领域的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构的窑尾风机(4)和CCUS系统引风机(5)之间通过引风管(6)连通，引风管(6)上靠近窑尾风机(3)一侧位置设置气动闸板阀(7)，引风管(6)上靠近CCUS系统引风机(5)一侧位置设置百叶阀(8)，气动闸板阀(7)和百叶阀(8)分别与控制部件(9)连接，本发明的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，在不改变水泥窑系统结构,且不影响水泥窑系统正常运行的情况下，可以方便快捷抽取水泥窑尾系统风机出口的废气引入CCUS系统，确保CCUS系统可靠获取正常运行需要的原料烟气，满足CCUS系统运行调节需要,实现水泥行业CO2减排。
Description
技术领域
本发明属于CCUS技术领域，更具体地说，是涉及一种水泥窑烟气引入CCUS 系统的连接结构。
背景技术
随着现代工业的迅猛发展，人类对煤、油、天然气等含碳化合物燃料的大 规模使用，以及大面积森林火灾和绿色植物的破坏，导致大气中CO2的浓度逐 年增加。在过去的二十世纪里，地球表面温度上升了0.4℃～0.8℃，过去的二 十年是上个世纪温度最高的时期。温室气体包括二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)、 甲烷(CH4)、氮氧化物(NOX)等，而二氧化碳是最主要的温室气体，其含量增 加对增强温室效应的贡献大约为70％。据挪威奥斯陆国际气候与环境研究中心 (CICERO)推算，2016年中国CO2累计排放量将达到1464亿吨，超过美国的1462 亿吨，跃居首位。当前我国CO2排放的主要行业是煤电、水泥、钢铁、冶炼等 高耗能工业，其中水泥工业约占全国工业CO2排放量的15％。作为我国经济建设 的支柱型产业，水泥工业为经济的发展和社会的进步做出了巨大贡献，同时也 消耗了大量的资源和能源。据统计分析，生产1吨水泥约排放0.9吨CO2，按 16年全国水泥产量预估23亿吨测算，共排放了20亿吨CO2。在水泥行业，CCUS 技术仍然是空白。而碳捕捉技术也是水泥行业推进低碳绿色发展的趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单, 制造成本低,在完全不改变水泥窑系统结构,且不影响水泥窑系统正常运行的情 况下，可以方便快捷抽取水泥窑尾系统风机出口的废气引入CCUS系统，确保CCUS 系统可靠获取正常运行需要的原料烟气，并且首创式实现了水泥窑系统与CCUS 系统的无缝连接,满足CCUS系统运行调节的需要,有效实现水泥行业CO2减排, 从而为推进低碳绿色发展作贡献的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，所述的水泥窑烟气引 入CCUS系统的连接结构包括水泥窑系统、CCUS系统，所述的水泥窑系统的水泥 窑窑尾位置设置窑尾风机，CCUS系统的CCUS系统入口位置设置CCUS系统引风 机，窑尾风机和CCUS系统引风机之间通过引风管连通，引风管上靠近窑尾风机 一侧位置设置气动闸板阀，引风管上靠近CCUS系统引风机一侧位置设置百叶阀， 所述的气动闸板阀和百叶阀分别与控制部件连接。
所述的CCUS系统引风机的水平高度设置为低于窑尾风机的水平高度的结 构，引风管包括引风管前段和引风管后段，引风管前段一端和窑尾风机连通， 引风管前段另一端和引风管后段一端连通，引风管后段另一端与CCUS系统引风 机连通，所述的引风管前段设置为水平布置的结构，引风管后段设置为倾斜布 置的结构。
所述的引风管和窑尾风机的窑尾风机中心线之间的夹角设置在60°-70° 之间范围；引风管的引风管后段与地面之间的夹角设置在40°-50°之间范围。
所述的气动闸板阀设置在引风管前段上，百叶阀设置在引风管后段上，所 述的百叶阀与电动执行器连接，电动执行器与控制部件连接，控制部件设置为 能够通过电动执行器调节引入CCUS系统的原料烟气用量的结构，控制部件设置 为能够通过气动闸板阀远程调节进入CCUS系统的原料烟气用量的结构。
所述的水泥窑系统还包括烟囱，烟囱通过风机出口非标管道与窑尾风机连 通，引风管与窑尾风机连通的一端与风机出口非标管道连通。
所述的引风管采用Q245A钢材材料制作而成，引风管外部包裹岩棉层，岩 棉层外部包裹镀锌钢板。
所述的引风管内的最大风速设置在17m/s-20m/s，引风管从水泥窑系统引 入的原料烟气量控制在1万-5万Nm3/h。
所述的气动闸板阀下方位置设置检修操作平台。
所述的百叶阀设置在CCUS系统引风机入口位置，百叶阀与引风管的引风管 后段连通。
所述的引风管的引风管前段包括多节引风管前段组件，每相邻引风管前段 组件之间通过膨胀节连接。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，通过引风管实现水泥 窑系统和CCUS系统的连通，从而能够在不影响水泥窑系统正常工作的情况下， 满足CCUS系统正常运行需要的原料烟气。而气动闸板阀7的设置，能够远程调 节进入CCUS系统的原料烟气用量。百叶阀的设置，能够调节引入CCUS系统的 原料烟气用量。这样，水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构上设置两道阀门， 一道为气动闸板阀，用于CCUS系统故障时能够紧急停机，快速切断烟气。另一 道为百叶阀，用于CCUS系统正常工作时调节CCUS系统原料烟气用量。本发明 所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，结构简单,在完全不改变水泥窑系统结构,且不影响水泥窑系统正常运行的情况下，可以方便快捷抽取水泥窑尾 系统风机出口的废气引入CCUS系统，确保CCUS系统可靠获取正常运行需要的 原料烟气，并且首创式实现了水泥窑系统与CCUS系统的无缝连接,满足CCUS 系统运行调节的需要,有效实现水泥行业CO2减排,从而为推进低碳绿色发展作 贡献。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构的俯视结构示意 图；
图2为本发明所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构的侧视结构示意 图；
附图标记为：1、水泥窑系统；2、CCUS系统；3、水泥窑窑尾；4、窑尾风 机；5、CCUS系统引风机；6、引风管；7、气动闸板阀；8、百叶阀；9、控制部 件；10、引风管前段；11、引风管后段；12、窑尾风机中心线；13、地面；14、 电动执行器；15、烟囱；16、风机出口非标管道；17、检修操作平台；18、引 风管前段组件；19、膨胀节。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及 的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及 工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1、附图2所示，本发明为一种水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结 构，所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构包括水泥窑系统1、CCUS系统 2，所述的水泥窑系统1的水泥窑窑尾3位置设置窑尾风机4，CCUS系统2的CCUS 系统入口位置设置CCUS系统引风机5，窑尾风机4和CCUS系统引风机5之间通 过引风管6连通，引风管6上靠近窑尾风机3一侧位置设置气动闸板阀7，引风 管6上靠近CCUS系统引风机5一侧位置设置百叶阀8，所述的气动闸板阀7和 百叶阀8分别与控制部件9连接。CCUS(Carbon Capture，Utilization andStorage,碳捕获、利用与封存)技术是CCS(Carbon Capture and Storage，碳 捕获与封存)技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯， 继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。与CCS相 比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。上述结构， 通过引风管实现水泥窑系统和CCUS系统的连通，从而能够在不影响水泥窑系统 正常工作的情况下，满足CCUS系统正常运行需要的原料烟气。而气动闸板阀7 的设置，能够远程调节进入CCUS系统的原料烟气用量。百叶阀的设置，能够调节引入CCUS系统的原料烟气用量。这样，水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结 构上设置两道阀门，一道为气动闸板阀，用于CCUS系统故障时能够紧急停机， 快速切断烟气。另一道为百叶阀，用于CCUS系统正常工作时调节CCUS系统原 料烟气用量。本发明所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，结构简单,制 造成本低,在完全不改变水泥窑系统结构,且不影响水泥窑系统正常运行的情况 下，可以方便快捷抽取水泥窑尾系统风机出口的废气引入CCUS系统，确保CCUS 系统可靠获取正常运行需要的原料烟气，并且首创式实现了水泥窑系统与CCUS 系统的无缝连接,满足CCUS系统运行调节的需要,有效实现水泥行业CO2减排,从而为推进低碳绿色发展作贡献。
本发明所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，在完全不改变水泥窑 系统且不影响水泥窑系统的正常运行的情况下，可以抽取水泥窑尾系统风机出 口的废气1万-5万Nm3/h，保证CCUS系统正常运行需要的原料烟气，并首创式 实现了水泥窑系统与CCUS系统的无缝连接。该装置通过原料烟气引出位置的选 择、水泥窑系统与CCUS系统之间管道连接方式的细节设计、以及引出水泥窑烟 气量的调节方式的设置，简洁、有效、美观的实现了水泥窑系统与CCUS系统的 连接和运行操作功能，并具有将两者的运行连接隔断的功能，性能可靠。
所述的CCUS系统引风机5的水平高度设置为低于窑尾风机4的水平高度的 结构，引风管6包括引风管前段10和引风管后段11，引风管前段10一端和窑 尾风机3连通，引风管前段10另一端和引风管后段11一端连通，引风管后段 11另一端与CCUS系统引风机5连通，所述的引风管前段10设置为水平布置的 结构，引风管后段11设置为倾斜布置的结构。上述结构，引风管前段10水平 布置，这样，保证水泥窑系统中的烟气在引风管前段实现可靠顺畅流通，而引 风管后段11设置为倾斜布置的结构，使得进入引风管后段的烟气能够加速进入 引风机，降低阻滞，快捷高效进入CCUS系统，提高烟气流通效率。
所述的引风管6和窑尾风机3的窑尾风机中心线12之间的夹角设置在60° -70°之间范围；引风管6的引风管后段11与地面13之间的夹角设置在40° -50°之间范围。上述角度范围的设计，主要是保证水泥窑烟气能够顺畅的进入 引风管，并通过引风管顺畅的进入CCUS系统引风机，尽量降低系统的引风阻力， 流向顺畅，节能美观。
所述的气动闸板阀7设置在引风管前段10上，百叶阀8设置在引风管后段 11上，所述的百叶阀8与电动执行器14连接，电动执行器14与控制部件9连 接，控制部件9设置为能够通过电动执行器14调节引入CCUS系统的原料烟气 用量的结构，控制部件9设置为能够通过气动闸板阀7远程调节进入CCUS系统 的原料烟气用量的结构。上述结构，百叶阀与电动执行器连接，而电动执行器 与控制部件，这样，通过操作控制部件，就能够调节百叶阀开度，从而改变进 入CCUS系统的原料烟气的进入量，满足CCUS系统不同工作环境的不同需求。
所述的水泥窑系统1还包括烟囱15，烟囱15通过风机出口非标管道16与 窑尾风机4连通，引风管6与窑尾风机4连通的一端与风机出口非标管道16连 通。
所述的引风管6采用Q245A钢材材料制作而成，引风管6外部包裹岩棉层， 岩棉层外部包裹镀锌钢板。这样，从水泥窑系统至引风机的引风管全部采用外 保温措施，引风管外保温采用岩棉，用镀锌钢板进行包裹，以避免烟气降温形 成液态水以腐蚀管道和设备。
所述的引风管6内的最大风速设置在17m/s-20m/s，引风管6从水泥窑系 统1引入的原料烟气量控制在1万-5万Nm3/h。
所述的气动闸板阀7下方位置设置检修操作平台17。检修操作平台的设置， 能方便可靠对启动发闸板及其附近部件进行检修更换。
所述的百叶阀8设置在CCUS系统引风机5入口位置，百叶阀8与引风管6 的引风管后段11连通。
所述的引风管6的引风管前段10包括多节引风管前段组件18，每相邻引风 管前段组件18之间通过膨胀节19连接。
本发明所述的结构中，引风管大部水平布置，即引风管较长的引风管前段 水平布置，引风管较短的引风管后段倾斜布置，引风管前段长度约30-40m，引 风管前段中心线离地面高为5-6米。风管内最大风速为17-20m/s，这样可以防 止风管内积灰，有效降低维护频率。
本发明所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，通过引风管实现水泥 窑系统和CCUS系统的连通，从而能够在不影响水泥窑系统正常工作的情况下， 满足CCUS系统正常运行需要的原料烟气。而气动闸板阀7的设置，能够远程调 节进入CCUS系统的原料烟气用量。百叶阀的设置，能够调节引入CCUS系统的 原料烟气用量。这样，水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构上设置两道阀门， 一道为气动闸板阀，用于CCUS系统故障时能够紧急停机，快速切断烟气。另一 道为百叶阀，用于CCUS系统正常工作时调节CCUS系统原料烟气用量。本发明 的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，结构简单,成本低，在完全不改变水泥窑系统结构,且不影响水泥窑系统正常运行的情况下，可以方便快捷抽取水泥 窑尾系统风机出口的废气引入CCUS系统，确保CCUS系统可靠获取正常运行需 要的原料烟气，并且首创式实现了水泥窑系统与CCUS系统的无缝连接,满足 CCUS系统运行调节的需要,有效实现水泥行业CO2减排,从而为推进低碳绿色发 展作贡献。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不 受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进， 或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的 保护范围内。
Claims (10)
1.一种水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构包括水泥窑系统(1)、CCUS系统(2)，所述的水泥窑系统(1)的水泥窑窑尾(3)位置设置窑尾风机(4)，CCUS系统(2)的CCUS系统入口位置设置CCUS系统引风机(5)，窑尾风机(4)和CCUS系统引风机(5)之间通过引风管(6)连通，引风管(6)上靠近窑尾风机(3)一侧位置设置气动闸板阀(7)，引风管(6)上靠近CCUS系统引风机(5)一侧位置设置百叶阀(8)，所述的气动闸板阀(7)和百叶阀(8)分别与控制部件(9)连接。
2.根据权利要求1所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的CCUS系统引风机(5)的水平高度设置为低于窑尾风机(4)的水平高度的结构，引风管(6)包括引风管前段(10)和引风管后段(11)，引风管前段(10)一端和窑尾风机(3)连通，引风管前段(10)另一端和引风管后段(11)一端连通，引风管后段(11)另一端与CCUS系统引风机(5)连通，所述的引风管前段(10)设置为水平布置的结构，引风管后段(11)设置为倾斜布置的结构。
3.根据权利要求2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的引风管(6)和窑尾风机(3)的窑尾风机中心线(12)之间的夹角设置在60°-70°之间范围；引风管(6)的引风管后段(11)与地面(13)之间的夹角设置在40°-50°之间范围。
4.根据权利要求2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的气动闸板阀(7)设置在引风管前段(10)上，百叶阀(8)设置在引风管后段(11)上，所述的百叶阀(8)与电动执行器(14)连接，电动执行器(14)与控制部件(9)连接，控制部件(9)设置为能够通过电动执行器(14)调节引入CCUS系统的原料烟气用量的结构，控制部件(9)设置为能够通过气动闸板阀(7)远程调节进入CCUS系统的原料烟气用量的结构。
5.根据权利要求1或2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的水泥窑系统(1)还包括烟囱(15)，烟囱(15)通过风机出口非标管道(16)与窑尾风机(4)连通，引风管(6)与窑尾风机(4)连通的一端与风机出口非标管道(16)连通。
6.根据权利要求1或2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的引风管(6)采用Q245A钢材材料制作而成，引风管(6)外部包裹岩棉层，岩棉层外部包裹镀锌钢板。
7.根据权利要求1或2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的引风管(6)内的最大风速设置在17m/s-20m/s，引风管(6)从水泥窑系统(1)引入的原料烟气量控制在1万-5万Nm3/h。
8.根据权利要求1所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的气动闸板阀(7)下方位置设置检修操作平台(17)。
9.根据权利要求2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的百叶阀(8)设置在CCUS系统引风机(5)入口位置，百叶阀(8)与引风管(6)的引风管后段(11)连通。
10.根据权利要求2所述的水泥窑烟气引入CCUS系统的连接结构，其特征在于：所述的引风管(6)的引风管前段(10)包括多节引风管前段组件(18)，每相邻引风管前段组件(18)之间通过膨胀节(19)连接。
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