CN112390551B - 由离线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统及方法 - Google Patents

由离线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统及方法。使用本发明的水泥窑系统，可根据CO2产品的需求量调节系统的部件，进而灵活调节水泥窑系统CO2富集量，实现水泥工业碳减排。当对CO2产品的需求量不高时，水泥窑可以不进行CO2自富集，不影响水泥熟料的正常生产。而且，当本发明系统作为CO2自富集型预分解窑时，第三列旋风预热器出口烟气中CO2浓度＞70％，可大大降低后续CO2捕集提纯系统投资成本和运行成本，且高CO2浓度烟气量可灵活调整为常规预分解窑系统预热器出口烟气量的5～30％，大大降低了预分解窑系统的CO2排放量。此外，本发明系统无需对回转窑和冷却机等关键烧成设备进行重新设计，大大降低改造成本。

Description

由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统及方法
技术领域
本发明涉及一种水泥工业生产设备技术领域，尤其涉及由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统及方法。
背景技术
CO2的大量排放加剧了全球温室效应，为更好发展全球经济和保护自然环境，世界各国都相继制定了碳减排战略目标。在中国，水泥行业已成为仅次于电力行业的第二大CO2排放源。减缓水泥工业高CO2排放问题刻不容缓。
对碳减排技术的研究，国内外已有不少报导，但这些研究主要面向电力、煤炭和钢铁等行业，水泥行业相关的碳减排技术报导相对较少。目前水泥行业可采用的碳减排技术方案为燃烧前捕集和燃烧后捕集。其中燃烧前捕集是指对燃料在燃烧前进行预处理，分离出燃料中的碳。由于水泥熟料生产工艺特点，燃烧前CO2捕集的一个显著缺点是仅能分离出燃料燃烧产生的CO2，而生料煅烧产生的约60％的CO2随烟气排放了，这部分的CO2没有得到任何处理。此外，燃烧前捕集技术需要对回转窑燃烧器进行特殊设计，因此该技术在水泥行业中可行性较低。水泥行业燃烧后捕集技术主要是指对燃烧后的烟气进行捕集或者分离出CO2，主要的技术包括吸收法、吸附法、膜吸收法和矿物碳化法等。由于水泥工业窑尾烟气的压力小、体积流量大、CO2浓度低，且含有大量的粉尘和N2，上述方法均存在碳捕集效率低、捕集流量小、系统复杂、设备投资大或者运行成本偏高的问题。
因此，亟需研发一种可捕集CO2、且捕集成本低的水泥窑系统。
发明内容
针对上述问题，本发明提供由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，所述水泥窑系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；
第一列旋风预热器的进风口连接第一分解炉；
第二列旋风预热器的进风口连接烟室；
第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；
第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；
烟室连接回转窑，回转窑与冷却机相连接。
根据本发明，可以将第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热完成的热生料部分分配至第二分解炉。
根据本发明的实施方案，第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的下料管处设置有分料阀，分料阀的一端连接第一分解炉，另一端连接第二分解炉；
所述分料阀用于调节由第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器输送至第一分解炉和第二分解炉的物料量。
根据本发明的实施方案，所述系统还包括三次风管、热交换器；
所述三次风管的一端连接冷却机；三次风管分为两路，其中一路为三次风管的另一端连接第一分解炉，另一路为三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。
例如，三次风管分为两路可以通过设置两条管道实现，或者通过在三次风管上设置主路、支路实现。
具体地，当设置两条管道时，两条管道的一端均连接冷却机；第一条管道的另一端连接第一分解炉，第二条管道的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉；
当在三次风管上设置主路、支路时，主路的一端连接冷却机，主路的另一端连接第一分解炉；支路的一端连接主路，支路的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。
根据本发明的实施方案，热交换器上包括一个以上的气体入口、一个以上的气体出口；
其中一个以上的气体出口连接余热利用或处理系统；所述余热利用或处理系统包括余热发电、烘干物料。
根据本发明的实施方案，第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的级数为3～7级；
第三列旋风预热器的级数为1～5级。
根据本发明的实施方案，所述系统包括冷却器，冷却器连接第三列旋风预热器；所述冷却器用于冷却由第三列旋风预热器排出的烟气。
根据本发明的实施方案，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上均设置有进料口，所述进料口设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；
第三列旋风预热器上设置或不设置进料口；
当第三列旋风预热器的级数为1级时，第三列旋风预热器的出风口连接冷却器，此时第三列旋风预热器上不设置有进料口；
当第三列旋风预热器的级数为2级以上时，第三列旋风预热器上设置有进料口；
具体地，当第三列旋风预热器的级数为2级时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处；
当第三列旋风预热器的级数为3级以上时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第三列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。
冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。
根据本发明的实施方案，当所述第三列旋风预热器级数为2级以上时，第三列旋风预热器与第一列旋风预热器之间设置连通管道；和/或第三列旋风预热器与第二列旋风预热器之间设置连通管道；
所述连通管道用于将第三列旋风预热器预热完成的生料输送至第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时输送至第一列旋风预热器和第二列旋风预热器；
所述连通管道的一端设置在第三列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口处；
连通管道的另一端设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上。
本发明还提供使用上述由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统制备水泥熟料的方法，所述制备方法包括以下步骤：
将生料分别喂入第一列旋风预热器、第二列旋风预热器，生料在旋风预热器内与烟气进行热量交换，第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的部分生料通过一点或多点进入第一分解炉；第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的部分生料通过一点或多点进入第二分解炉；
第一分解炉分解完成的热生料输送到第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后进入烟室；
第二分解炉分解完成的热生料输送到第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后进入烟室；
热生料经烟室进入回转窑，在回转窑内煅烧成熟料，熟料进入冷却机冷却，得到水泥熟料；
第二分解炉内为全氧燃烧或富氧燃烧，通过分料阀调节进第二分解炉的热生料量，进而调节CO2富集量。
根据本发明的实施方案，第二列旋风预热器预热完成的生料经倒数第一级旋风分离器分为两路，其中一路进入第一分解炉，另一路进入第二分解炉。
根据本发明的实施方案，三次风通过三次风管输送至热交换器，氧气和循环烟气的混合气体或氧气输送至热交换器，三次风与氧气和循环烟气的混合气体或氧气在热交换器内进行热量交换，热量交换完成的氧气和循环烟气的混合气体或氧气输送到第二分解炉，第二分解炉内为富氧燃烧或全氧燃烧。
根据本发明的实施方案，将生料喂入第一列旋风预热器和第二列旋风预热器，分料阀将第二列旋风预热器预热完成的生料输送至第一分解炉和第二分解炉，第二分解炉内为全氧燃烧或富氧燃烧，所述系统为CO2富集型水泥窑；通过分料阀调节进第二分解炉的物料量，进而调节CO2富集量；
将生料喂入第一列旋风预热器和第二列旋风预热器，第一分解炉、烟室、回转窑、冷却机正常工作，第二分解炉、第三列旋风预热器不工作，所述系统为离线型水泥窑。
根据本发明的实施方案，第三列旋风预热器通过连通管道将第三列旋风预热器预热完成的生料输送到第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器。
根据本发明的实施方案，空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的空气包括三路：第一路高温空气作为二次风进入回转窑内；第二路空气作为三次风分为两路，其中一路三次风输送到热交换器内，三次风与氧气和循环烟气的混合气体或氧气进行热量交换，热量交换完成的三次风进入余热利用或处理系统，热量交换完成的氧气和循环烟气的混合气体或氧气进入第二分解炉，另一路三次风进入第一分解炉内；第三路空气进入余热利用或处理系统。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1.通过本发明部件的调节功能，可以使系统切换为CO2自富集型预分解窑或正常预分解窑。虽然水泥行业实施碳减排是大势所趋，但是目前国内对食品级或工业级CO2产品的市场需求有限。以一条5500t/d规模水泥熟料生产线为例，若将窑尾烟气中CO2全部捕集提纯为食品级或工业级CO2产品，则足以满足国内绝大多数CO2的需求，需要指出的是目前国内不同规模的水泥熟料生产线合计超过1000余条。基于上述考虑，本发明的水泥窑系统可根据CO2产品的需求量调节系统的部件，进而灵活调节水泥窑系统CO2富集量，实现水泥工业碳减排。当对CO2产品的需求量不高时，水泥窑可以不进行CO2自富集，不影响水泥熟料的正常生产。
2.常规预分解窑系统预热器出口烟气量大，CO2浓度为30％左右，对烟气中CO2捕集提纯至食品级或工业级浓度时捕集提纯系统的投资成本和运行成本较高。当本发明系统作为CO2自富集型预分解窑时，第一列旋风预热器出口烟气中CO2浓度为35％左右，第二列旋风预热器出口烟气中CO2浓度为25％左右，第三列旋风预热器出口烟气中CO2浓度＞70％，可大大降低后续CO2捕集提纯系统投资成本和运行成本，且高CO2浓度烟气量可灵活调整为常规预分解窑系统预热器出口烟气量的5～30％，大大降低了预分解窑系统的CO2排放量。
3.本发明系统无需对回转窑和冷却机等关键烧成设备进行重新设计，大大降低改造成本，适用于对现有绝大多数预分解窑系统进行改造或新建预分解窑系统的设计。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统图；
图2是本发明实施例2提供的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统图；
其中，1-A列旋风预热器的进料口，2-B列旋风预热器的进料口，3-C列旋风预热器的进料口，4-分解炉A，5-分解炉的燃烧器，6-分料阀，7-分解炉B，8-热交换器，801-气体入口，802-气体出口，9-三次风管，10-烟室，11-回转窑，12-回转窑的燃烧器，13-冷却机，14-风机，15-连通管道，16-A列旋风预热器的烟气出口，17-B列旋风预热器的烟气出口，18-C列旋风预热器的烟气出口，19-冷却器，20-冷却器的烟气出口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统包括A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器、分解炉A(4)、分解炉B(7)、烟室(10)、回转窑(11)、冷却机(13)、风机(14)、三次风管(9)。A列旋风预热器的进风口连接分解炉A(4)，A列旋风预热器的出料口连接烟室(10)。B列旋风预热器的进风口连接烟室(10)，B列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的下料管处设置有分料阀(6)。B列旋风预热器的出料口通过分料阀(6)分为两路，其中一路进入分解炉A(4)，另一路进入分解炉B(7)。C列旋风预热器的进风口连接分解炉B(7)，C列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室(10)。烟室(10)连接回转窑(11)，回转窑(11)连接冷却机(13)，冷却机(13)的下方设置有风机(14)。三次风管(9)的一端连接冷却机(13)，三次风管(9)分为两路，其中一路为三次风管(9)的另一端连接热交换器(8)，热交换器(8)通过管道连接分解炉B(7)；另一路为三次风管(9)的另一端连接分解炉A(4)。分解炉A(4)和分解炉B(7)上均设置有分解炉的燃烧器(5)，回转窑(11)上设置有回转窑的燃烧器(12)。热交换器(8)上设置有气体入口(801)、气体出口(802)。A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器上均设置有进料口，A列旋风预热器的进料口(1)、B列旋风预热器的进料口(2)、C列旋风预热器的进料口(3)分别设置在A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处；根据需要，进料口还可以设置在A列旋风预热器、B列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。当C列旋风预热器的级数为2级时，C列旋风预热器的进料口设置在C列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处。当C列旋风预热器的级数为3级以上时，C列旋风预热器的进料口可以设置在C列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在C列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。
冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。
C列旋风预热器与B列旋风预热器之间设置连通管道(15)，连通管道(15)的一端设置在C列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口，连通管道(15)的另一端设置在B列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上。根据需要，可以在C列旋风预热器与A列旋风预热器之间设置连通管道，和/或在C列旋风预热器与B列旋风预热器之间设置连通管道(15)，C列预热完成的生料可以通过连通管道进A列旋风预热器或B列旋风预热器或同时进A列旋风预热器和B列旋风预热器，连通管道的具体位置可根据实际情况进行调整，例如，连通管道进A列旋风预热器或B列旋风预热器的进料点可以设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上。
根据部件的调节，系统可以切换为以下三种情况的任一种：
第一种情况：生料喂入A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器，通过分料阀(6)将B列旋风预热器的生料输送至分解炉A(4)和分解炉B(7)，分解炉B(7)内为全氧燃烧，通过调节分料阀(6)可以调节进入分解炉B(7)的物料量，进而调节CO2的富集量，此时系统为CO2富集型水泥窑。
生料经提升机由喂料装置分别喂入A列旋风预热器、B列旋风预热器和C列旋风预热器，在旋风预热器内实现预热和气固分离。A列生料经过多次换热和气固分离后从A列旋风预热器倒数第二级旋风分离器进入分解炉A(4)。B列生料经过多次换热和气固分离后在分料阀(6)内分为两路，其中一路进分解炉A(4)，另外一路进分解炉B(7)。C列预热完成的生料通过连通管道(15)进入B列旋风预热器。分解炉A(4)、分解炉B(7)内燃料燃烧释放大量热量供生料分解，分解炉A(4)分解完成的热生料离开分解炉A(4)经A列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后进入烟室(10)；分解炉B(7)分解完成的热生料输送到C列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后进入烟室(10)，随后进入回转窑(11)，在回转窑(11)内煅烧形成熟料，熟料由回转窑(11)出口进入冷却机(13)，随后经冷却机(13)冷却至65℃+环境温度。
需要指出的是，根据预分解窑系统现场布置情况，也可考虑将A列旋风预热器部分预热完成的生料输送至分解炉B内吸热分解，此时可考虑将B列旋风预热器预热完成的全部生料进分解炉A内吸热分解。
空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的空气主要分为以下三路：第一路高温空气(900～1200℃)作为二次风直接进入回转窑(11)内供燃料燃烧；第二路高温空气(800～1000℃)作为三次风分为两路，其中一路三次风通过三次风管(9)直接进分解炉A(4)内供燃料燃烧，另一路三次风通过三次风管(9)进入热交换器(8)，氧气通过气体入口(801)进入热交换器(8)，氧气与三次风在热交换器(8)内进行热量交换，热量交换完成的氧气进入分解炉B(7)，供进入分解炉B(7)内的燃料燃烧，热量交换完成的三次风通过气体出口(802)进入余热利用或处理系统；第三路温度较高的空气(250～450℃)可以进入余热利用或处理系统，例如进入锅炉发电，发电完成的烟气通过余风处理后经烟囱排入大气。
分解炉B(7)内燃料燃烧和生料分解形成的烟气离开分解炉B(7)进入C列旋风预热器，随后对C列生料进行预热和气固分离，最终从C列旋风预热器的烟气出口(18)离开。从C列旋风预热器出口离开的烟气中CO2浓度＞70％，烟气温度可以根据C列旋风预热器的级数和C列旋风预热器的生料喂入量等进行调节，通过对该部分烟气中CO2进行干燥除尘和捕集提纯等一系列操作可获得资源化利用的浓度大于99％的CO2气体。
回转窑(11)内燃料燃烧和部分生料分解形成的窑气进B列旋风分离器，随后对B列生料进行多次预热和气固分离，最后从B列旋风预热器出口离开。从B列旋风预热器出口离开的烟气中CO2浓度为25％左右，烟气温度为300～400℃。分解炉A(4)内燃料燃烧和生料分解形成的烟气离开分解炉A(4)进入A列旋风预热器，随后对A列生料进行多次预热和气固分离，最终从A列旋风预热器的烟气出口(16)离开，从A列旋风预热器出口离开的烟气中CO2浓度为35％左右，烟气温度为300～400℃。
第二种情况：生料喂入A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器，通过分料阀(6)将B列旋风预热器的生料输送至分解炉A(4)和分解炉B(7)，分解炉B(7)内为富氧燃烧，通过调节分料阀(6)可以调节进入分解炉B(7)的物料量，进而调节CO2的富集量，此时系统为CO2富集型水泥窑。
物料、气体的流向与第一种情况相同，不同之处在于：将C列旋风预热器出口烟气的一部分作为循环烟气，氧气和循环烟气的混合气体进入气体入口(801)，氧气与循环烟气的混合气体与三次风在热交换器(8)内进行热量交换。热量交换完成的氧气与循环烟气的混合气体进入分解炉B(7)，分解炉B(7)内为富氧燃烧。
从C列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度>70％，从A列旋风预热器的烟气出口(16)排出的烟气中CO2浓度为35％左右，从B列旋风预热器的烟气出口(17)排出的烟气中CO2浓度为25％左右。
第三种情况：A列旋风预热器、B列旋风预热器、分解炉A(4)、烟室(10)、回转窑(11)、冷却机(13)正常使用，分解炉B(7)和C列旋风预热器停止使用。分料阀(6)将B列旋风预热器的生料全部输送到分解炉A(4)，此时系统为离线型水泥窑。
生料喂入A列旋风预热器和B列旋风预热器，C列旋风预热器不再喂入生料，此时A列生料和B列生料全部进分解炉A(4)。由A列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度为35％左右，从B列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度为25％左右。
实施例2
如图2所示，实施例2中的水泥窑系统与实施例1中系统的不同之处在于：C列旋风预热器的级数为1级，C列旋风预热器不喂入生料，C列旋风预热器与B列旋风预热器之间没有设置连通管道；C列旋风预热器连接冷却器(19)，冷却后的烟气由冷却器的烟气出口(20)排出。
通过部件的切换，系统可以切换为以下三种情况的任意一种：
第一种情况：生料喂入A列旋风预热器、B列旋风预热器，通过分料阀(6)将B列旋风预热器的生料输送至分解炉A(4)和分解炉B(7)，分解炉B(7)内为全氧燃烧，通过调节分料阀(6)可以调节进入分解炉B(7)的物料量，进而调节CO2的富集量，此时系统为CO2富集型水泥窑。
与实施例1中第一种情况的不同之处在于：C列旋风预热器不喂入生料，由C列旋风预热器出口排出的烟气进入冷却器(19)，冷却器(19)用于冷却烟气。从冷却器(19)离开的烟气中CO2浓度＞70％。从B列旋风预热器出口离开的烟气中CO2浓度为25％左右，烟气温度为300～400℃。从A列旋风预热器出口离开的烟气中CO2浓度为35％左右，烟气温度为300～400℃。
第二种情况：生料喂入A列旋风预热器、B列旋风预热器，通过分料阀(6)将B列旋风预热器的生料输送至分解炉A(4)和分解炉B(7)，分解炉B(7)内为富氧燃烧，通过调节分料阀(6)可以调节进入分解炉B(7)的物料量，进而调节CO2的富集量，此时系统为CO2富集型水泥窑。
物料、气体的流向与第一种情况相同，不同之处在于：将冷却器(19)排出的烟气的一部分作为循环烟气，氧气和循环烟气的混合气体进入气体入口(801)，氧气与循环烟气的混合气体与三次风在热交换器(8)内进行热量交换。热量交换完成的氧气与循环烟气的混合气体进入分解炉B(7)，分解炉B(7)内为富氧燃烧。
从冷却器(19)排出的烟气中CO2浓度>70％，从A列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度为35％左右，从B列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度为25％左右。
第三种情况：A列旋风预热器、B列旋风预热器、分解炉A(4)、烟室(10)、回转窑(11)、冷却机(13)正常使用，分解炉B(7)、C列旋风预热器和冷却器(19)停止使用。分料阀(6)将B列旋风预热器的生料全部输送到分解炉A(4)，此时系统为离线型水泥窑。
生料喂入A列和B列旋风预热器，C列旋风预热器不再喂入生料，此时A列生料和B列生料全部进分解炉A(4)。由A列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度为35％左右，从B列旋风预热器排出的烟气中CO2浓度为25％左右。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，如调整A列、B列或C列旋风预热器级数、调整A列旋风预热器或B列旋风预热器进分解炉B的位置、调整C列旋风预热器进B列或A列旋风预热器位置等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，所述水泥窑系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；
第一列旋风预热器的进风口连接第一分解炉；
第二列旋风预热器的进风口连接烟室；
第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；
第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；
烟室连接回转窑，回转窑与冷却机相连接；
第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的下料管处设置有分料阀，分料阀的一端连接第一分解炉，另一端连接第二分解炉；
所述分料阀用于调节由第二列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器输送至第一分解炉和第二分解炉的物料量；
所述系统还包括三次风管、热交换器；
所述三次风管的一端连接冷却机；三次风管分为两路，其中一路为三次风管的另一端连接第一分解炉，另一路为三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉；
热交换器上包括一个以上的气体入口、一个以上的气体出口；
其中一个以上的气体出口连接余热利用或处理系统；所述余热利用或处理系统包括余热发电、烘干物料；
所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上均设置有进料口，所述进料口设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；
第三列旋风预热器上设置或不设置进料口；
当第三列旋风预热器的级数为1级时，此时第三列旋风预热器上不设置有进料口；
当第三列旋风预热器的级数为2级时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处；
当第三列旋风预热器的级数为3级以上时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第三列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；
冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。
2.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，
第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的级数为3~7级；
第三列旋风预热器的级数为1~5级。
3.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，
所述系统包括冷却器，冷却器连接第三列旋风预热器；所述冷却器用于冷却由第三列旋风预热器排出的烟气。
4.根据权利要求1所述的由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统，其特征在于，
当所述第三列旋风预热器级数为2级以上时，第三列旋风预热器与第一列旋风预热器之间设置连通管道，和/或第三列旋风预热器与第二列旋风预热器之间设置连通管道；
所述连通管道用于将第三列旋风预热器预热完成的生料输送至第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时输送至第一列旋风预热器和第二列旋风预热器；
所述连通管道的一端设置在第三列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口处；
连通管道的另一端设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上。
5.使用权利要求1-4任一项所述由离线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑系统制备水泥熟料的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将生料分别喂入第一列旋风预热器、第二列旋风预热器，生料在旋风预热器内与烟气进行热量交换，第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的部分生料通过一点或多点进入第一分解炉；第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的部分生料通过一点或多点进入第二分解炉；
第一分解炉分解完成的热生料输送到第一列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后进入烟室；
第二分解炉分解完成的热生料输送到第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器，经过气固分离后进入烟室；
热生料经烟室进入回转窑，在回转窑内煅烧成熟料，熟料进入冷却机冷却，得到水泥熟料；
第二分解炉内为全氧燃烧或富氧燃烧，通过分料阀调节进第二分解炉的热生料量，进而调节CO2富集量。
6.根据权利要求5所述的制备水泥熟料的方法，其特征在于，第二列旋风预热器预热完成的生料经倒数第一级旋风分离器分为两路，其中一路进入第一分解炉，另一路进入第二分解炉。
7.根据权利要求5所述的制备水泥熟料的方法，其特征在于，三次风通过三次风管输送至热交换器，氧气和循环烟气的混合气体或氧气输送至热交换器，三次风与氧气和循环烟气的混合气体或氧气在热交换器内进行热量交换，热量交换完成的氧气和循环烟气的混合气体或氧气输送到第二分解炉，第二分解炉内为富氧燃烧或全氧燃烧。
8.根据权利要求6所述的制备水泥熟料的方法，其特征在于，
将生料喂入第一列旋风预热器和第二列旋风预热器，分料阀将第二列旋风预热器预热完成的生料输送至第一分解炉和第二分解炉，第二分解炉内为全氧燃烧或富氧燃烧，所述系统为CO2富集型水泥窑；通过分料阀调节进第二分解炉的物料量，进而调节CO2富集量；
将生料喂入第一列旋风预热器和第二列旋风预热器，第一分解炉、烟室、回转窑、冷却机正常工作，第二分解炉、第三列旋风预热器不工作，所述系统为离线型水泥窑。
9.根据权利要求5所述的制备水泥熟料的方法，其特征在于，
第三列旋风预热器通过连通管道将第三列旋风预热器预热完成的生料输送到第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器。
10.根据权利要求5所述的制备水泥熟料的方法，其特征在于，
空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的空气包括三路：第一路高温空气作为二次风进入回转窑内；第二路空气作为三次风分为两路，其中一路三次风输送到热交换器内，三次风与氧气和循环烟气的混合气体或氧气进行热量交换，热量交换完成的三次风进入余热利用或处理系统，热量交换完成的氧气和循环烟气的混合气体或氧气进入第二分解炉，另一路三次风进入第一分解炉内；第三路空气进入余热利用或处理系统。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113120906B (zh) * 2021-04-08 2023-11-07 华南理工大学 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
CN113200693B (zh) * 2021-04-08 2022-08-12 华南理工大学 离线式分解炉与钙循环耦合的水泥生产碳捕集装置及工艺
CN113237337B (zh) * 2021-04-08 2022-03-29 华南理工大学 废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置及工艺
CN114739163A (zh) * 2022-04-27 2022-07-12 南京凯盛国际工程有限公司 一种水泥工业二氧化碳富集系统及其工艺原理
CN115159876B (zh) * 2022-06-29 2023-10-27 天津水泥工业设计研究院有限公司 一种低能耗碳捕集水泥熟料生产系统及制备水泥熟料方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2418422A1 (fr) * 1978-02-24 1979-09-21 Fives Cail Babcock Procede de stockage et de restitution d'energie utilisant les reactions de decarbonatation du carbonate de calcium et de carbonatation de la chaux ainsi obtenue, et unites pour la mise en oeuvre de ce procede
CN101792276A (zh) * 2010-02-25 2010-08-04 东南大学 适合分离捕集co2的部分全氧型水泥生产方法
CN103253879A (zh) * 2013-05-07 2013-08-21 华南理工大学 一种采用o2/co2燃烧技术富集co2的水泥熟料生产工艺
CN106630698A (zh) * 2016-12-25 2017-05-10 湖北知本信息科技有限公司 一种基于电石渣的水泥联产工艺
CN107235647A (zh) * 2017-06-30 2017-10-10 中国建筑材料科学研究总院 应用于水泥熟料生产工艺的氧气/二氧化碳燃烧技术
KR20180014909A (ko) * 2016-08-02 2018-02-12 성신양회 주식회사 불화가스 처리를 위한 시멘트 소성설비 및 그를 이용한 불화가스 처리방법
KR20180014940A (ko) * 2016-08-02 2018-02-12 성신양회 주식회사 열 플라즈마 시스템을 구비한 비이산화탄소(non-CO2) 온실가스 처리 시멘트 소성설비 및 그를 이용한 비이산화탄소(non-CO2) 온실가스 처리방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN210855853U (zh) * 2019-08-12 2020-06-26 天津水泥工业设计研究院有限公司 由离线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2418422A1 (fr) * 1978-02-24 1979-09-21 Fives Cail Babcock Procede de stockage et de restitution d'energie utilisant les reactions de decarbonatation du carbonate de calcium et de carbonatation de la chaux ainsi obtenue, et unites pour la mise en oeuvre de ce procede
CN101792276A (zh) * 2010-02-25 2010-08-04 东南大学 适合分离捕集co2的部分全氧型水泥生产方法
CN103253879A (zh) * 2013-05-07 2013-08-21 华南理工大学 一种采用o2/co2燃烧技术富集co2的水泥熟料生产工艺
KR20180014909A (ko) * 2016-08-02 2018-02-12 성신양회 주식회사 불화가스 처리를 위한 시멘트 소성설비 및 그를 이용한 불화가스 처리방법
KR20180014940A (ko) * 2016-08-02 2018-02-12 성신양회 주식회사 열 플라즈마 시스템을 구비한 비이산화탄소(non-CO2) 온실가스 처리 시멘트 소성설비 및 그를 이용한 비이산화탄소(non-CO2) 온실가스 처리방법
CN106630698A (zh) * 2016-12-25 2017-05-10 湖北知本信息科技有限公司 一种基于电石渣的水泥联产工艺
CN107235647A (zh) * 2017-06-30 2017-10-10 中国建筑材料科学研究总院 应用于水泥熟料生产工艺的氧气/二氧化碳燃烧技术

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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水泥工业CO_2过程捕集技术研究进展;王俊杰;刘晶;颜碧兰;汪澜;;中国水泥(11);全文 *

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