CN115477484A - 可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备和工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备和工艺。具体工艺包括：采用电解水制取的绿氢作为回转窑的燃料与空气进行燃烧，为生料的烧成提供高温热源；采用电解水制取的纯氧作为分解炉燃料富氧燃烧的助燃剂，提供生料煅烧的热源。本申请采用电解水制氢过程中产生的可再生氢气燃烧实现了回转窑零碳排放；采用纯氧燃烧和分解炉烟气再循环实现了水泥生料煅烧产生CO2的高浓度富集，大大降低捕集成本，实现水泥行业零碳排放。电解水产生的多余氢气通入分解炉，可以实现制氢与水泥生产系统的恰好完全耦合，从而实现以水泥产量为基准的制氢与制氧，系统更加灵活安全。

Description

可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备和工艺
技术领域
本文涉及但不限于环保水泥技术领域，尤其涉及但不限于一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备和工艺。
背景技术
水泥行业是重要的碳排放来源，2020年中国水泥产量23.77亿吨，约占全球55％，CO2排放约14.66亿吨，约占全国碳排放总量14.3％。根据国际能源署的相关数据显示：2020年，CO2排放为0.59吨CO2/吨熟料；2015至2020年间，水泥生产的直接二氧化碳排放强度每年增加1.8％。作为碳排放大国的中国，致力于在2030年前实现碳达峰，努力在2060年前实现碳中和，以缓解气候变化的影响。因此，作为碳排放大户的水泥行业，碳减排任务繁重且压力巨大，研究一种实现水泥行业零碳排放的工艺具有非常重要的意义。
当前水泥行业CO2的直接来源主要包括两部分：分解炉中生料分解和化石燃料燃烧以及回转窑中化石燃料燃烧。其中分解炉内生料中的碳酸盐分解产生的CO2占直接排放量60％左右，水泥生产过程中不可避免的存在CO2排放问题。随着我国电解水制氢技术的大力发展，未来氢能有望成为一种廉价且广泛的能源，同时电解水制氢过程产生了大量的高纯氧气。如何有效利用电解水制氢过程产生的可再生氢能和纯氧也是一个值得研究的问题。
富氧燃烧技术采用纯O2替代原来的空气作为化石燃料燃烧的助燃剂，其烟气几乎完全由CO2和水蒸气组成，后者可以很容易地通过脱水去除以获得高纯度的CO2流，从而可以显著降低碳捕集的成本。目前采用纯氧燃烧的氧气来源主要是空气分离制氧，空分制氧成本目前非常高，大约1Nm3O2需要消耗0.5kW·h电能，约为1800kJ能耗，空分制氧能耗及成本非常高，导致CO2捕集能耗和成本大幅增加。此外，燃烧后的尾气碳捕集技术如化学吸收法、吸附法等，由于水泥烟气的大流量、小压力以及低浓度、高灰尘等问题，上述方法均存在捕集效率低、捕集能耗高、投资或运行成本高等问题。因此，研究一种成本较低、大规模应用、对系统影响较小的零碳水泥生产工艺具有重要的意义。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备，所述生产设备包括：
电解水装置，包括第一氢气输出管路、第二氢气输出管路和氧气输出管路；所述第一氢气输出管路与回转窑连通；所述第二氢气输出管路和氧气输出管路与分解炉连通；
分解炉，包括预热水泥生料入口、化石燃料入口、与第二氢气输出管路连通的第二氢气燃料入口和与氧气输出管路连通的氧气入口；所述分解炉的出口与气固分离装置连通，所述气固分离装置气体出口与高温烟气循环管路的进口连通；
高温烟气循环管路，包括二氧化碳外输通道以及用于与所述氧气输出管路中的氧气进行换热的高温烟气换热器；
回转窑，包括与所述气固分离装置的固体出口连通的窑尾烟室，与所述氢气输出管路连通的第一氢气燃料入口，与篦冷机连通的空气入口，与所述篦冷机连通的水泥熟料出口；
生料预热装置，包括烟气出口；所述生料预热装置与所述分解炉的预热水泥生料入口连通；所述生料预热装置与所述回转窑的烟气出口及所述篦冷机的空气出口连通。
在本申请提供的一种实施方式中，所述设备由以上构件组成。
在本申请提供的一种实施方式中，所述高温烟气循环管路中设置循环风机，所述循环风机被配置控制所述高温烟气循环管路中的烟气从所述二氧化碳外输通道输出以及控制所述循环管路中的烟气从所述烟气循环管路至分解炉。
在本申请提供的一种实施方式中，采用高温烟气再循环，分解炉出口仅连接一个气固分离装置；高温循环管路中设置高温换热器，所述高温换热器与氧气输出管路连接。
又一方面，本申请提供了一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，使用上述的设备，所述生产工艺包括：
所述电解水装置产生的部分氢气通入所述回转窑中，控制所述回转窑内的温度为1300℃至1500℃，提供水泥熟料烧成的热量；
所述篦冷机通过空气冷却水泥熟料，获得的部分高温空气通入所述回转窑中与氢气反应，剩余部分高温空气和所述回转窑产生的高温烟气输送至所述生料预热装置中预热水泥生料；
所述电解水装置产生的氧气通入所述分解炉中；所述分解炉中的化石燃料与氢气与所述氧气反应；所述分解炉中的温度为900℃至1000℃；结合生料煅烧不可避免产生二氧化碳的特点，采用富氧燃烧避免空气中的氮气将二氧化碳稀释；
所述气固分离装置将所述分解炉中煅烧后的生料输送至所述回转窑中；所述气固分离装置将所述分解炉中高温烟气输送至高温烟气循环管路中；
所述生料预热装置中的水泥生料与所述回转窑烟气和所述篦冷机高温空气换热，换热后的水泥生料输送至所述分解炉中。
在本申请提供的一种实施方式中，所述电解水装置产生的65wt.％至75wt.％氢气通入所述回转窑中；使得所述回转窑仅通过氢气燃烧控制所述回转窑内的温度为1300℃至1500℃；所述电解水装置产生剩余氢气通入所述分解炉中。
在本申请提供的一种实施方式中，通过所述高温烟气循环管路将部分烟气再输入至所述分解炉中，使所述分解炉入口二氧化碳浓度为50vol.％至60vol.％。
在本申请提供的一种实施方式中，所述分解炉入口的氧含量为40vol.％至50vol.％；
当所述分解炉中氧气浓度低于40vol.％时，所述循环风机控制所述循环管路中的烟气从所述二氧化碳外输通道输出，输出的高浓度二氧化碳可用于余热发电及捕集存储等；当高于50vol.％时，所述循环风机控制所述循环管路中的烟气从所述烟气循环管路至分解炉。
在本申请提供的一种实施方式中，所述二氧化碳外输通道输出的二氧化碳的浓度不低于90vol.％。
在本申请提供的一种实施方式中，所述气固分离装置的气体出口输出的气体温度为850℃至900℃。
在本申请提供的一种实施方式中，所述高温烟气换热器将所述烟气与氧气进行换热，所述氧气预热至700℃至750℃。
在本申请提供的一种实施方式中，所述生料预热装置输出的水泥生料温度控制在700℃至750℃，通过生料管道输送至分解炉中煅烧分解；气体通过烟气出口排放至大气中。
在本申请提供的一种实施方式中，电解水制氢生成的绿氢和纯氧通过第一氢气输出管路、第二氢气输出管路和氧气输出管路与水泥回转窑和分解炉恰好完全耦合。
本申请的提供的技术方案可以将电解水制氢过程耦合至水泥生产系统，且通过利用电解水过程中产生的可再生氢能和纯氧，可以实现水泥生产过程的向大气零碳排放。本申请具有如下特点：
1.本申请采用的工艺可以使电解水制氢过程产生的绿氢和纯氧恰好与水泥生产系统相耦合，电解水制氢规模依赖于水泥产量，系统可以灵活调整电解水制氢规模，且避免了大规模储氢、运氢的难题。
2.本申请采用的工艺中在回转窑完全采用氢气燃烧供热，改变了传统水泥熟料的烧成依赖于化石燃料的现状，实现了回转窑烟气CO2零排放。
3.电解水制氢过程中产生了大量的纯氧，分解炉采用富氧燃烧的方式，并通过分解炉烟气再循环，避免了传统采用空气作为助燃剂使分解炉出口CO2浓度只达到20vol.％至30vol.％而无法直接捕集的问题。富氧燃烧使出口气体富集为CO2和水蒸气，后者通过冷凝可以实现CO2的高浓度捕集，从而大大降低捕集成本。
4.结合水泥生产系统的能量消耗，电解水制氢产生的多余氢气通入分解炉中，可以实现基于水泥产量为基准的制氢与制氧，系统更加灵活安全。
5.本专利采用的工艺路线可以实现高温烟气再循环，分解炉进口纯氧温度与目前三次风温度接近，从而保证分解炉燃烧安全稳定。
6.本申请中回转窑产生的不含CO2的烟气与篦冷机出口的热空气不经过分解炉而直接进入到生料预热装置中，分解炉出口的烟气经过CO2管道进入后续处理过程，避免了对分解炉高纯CO2的稀释。
7.本申请有效利用了电解水制氢过程产生的氢气与纯氧气，并结合水泥生产过程由于生料分解不可避免产生CO2的特点，采用分解炉烟气循环将CO2进行高纯捕集与利用封存等，实现水泥行业零碳排放。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥工艺的技术方案的结构示意图。
图中标号：1、回转窑；2、窑尾烟室；3、煅烧物料管道；4、窑尾烟气管道；5、生料管道；6、生料预热装置；7、水泥生料入口；8、烟气出口；9、气固分离装置；10、分解炉；11、空气管道；12、高温烟气换热器；13、氧气输出管路；14、电解水装置；15、化石燃料入口；16、二氧化碳外输通道；17、氧气入口18、循环风机；19、烟气循环管路；20、第二氢气输出管路；21、第一氢气输出管路；22、篦冷机；23、空气风机。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥工艺的技术方案的结构示意图。
如图1所示，本申请提供了一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备，所述生产设备包括：
电解水装置，包括第一氢气输出管路、第二氢气输出管路和氧气输出管路；所述第一氢气输出管路与回转窑连通；所述第二氢气输出管路和氧气输出管路与分解炉连通；
分解炉，包括预热水泥生料入口、化石燃料入口、与第二氢气输出管路连通的第二氢气燃料入口和与氧气输出管路连通的氧气入口；所述分解炉的出口与气固分离装置连通，所述气固分离装置气体出口与高温烟气循环管路的进口连通；
高温烟气循环管路，包括二氧化碳外输通道以及用于与所述氧气输出管路中的氧气进行换热的高温烟气换热器；
回转窑，包括与所述气固分离装置的固体出口连通的窑尾烟室，与所述氢气输出管路连通的第一氢气燃料入口，与篦冷机连通的空气入口，与所述篦冷机连通的水泥熟料出口；
生料预热装置，包括烟气出口；所述生料预热装置与所述分解炉的预热水泥生料入口连通；所述生料预热装置与所述回转窑的烟气出口及所述篦冷机的空气出口连通。
示例性地，如图1所示，回转窑1窑头端包含有水泥熟料出口，与篦冷机22连通，以及与第一氢气输出管路21连通；篦冷机22气体入口与空气风机23连通。回转窑1窑尾端与窑尾烟室2连通；窑尾烟室2出口与煅烧物料管道3的出口端和窑尾烟气管道4的一端连通；窑尾烟气管道4的另一端与生料预热装置6连通，生料预热装置6设置有水泥生料入口7以及烟气出口8；生料预热装置6通过预热水泥生料管道5与分解炉10底部的入口连通，化石燃料入口15也设置在分解炉10的底部；烟气循环管路19的出口与分解炉10底部连通，烟气循环管路19的入口与分解炉10的顶部气固分离装置9的气体出口连通(气固分离装置9的气体出口和二氧化碳外输通道16以及烟气循环管路19形成受控制的三通结构)，气固分离装置9的固体出口连接煅烧物料管道3的另一端；循环风机18设置在烟气循环管路中；篦冷机22中的已被预热的空气通过空气管道11与生料预热装置6的空气入口连通，篦冷机22中的已被预热的空气同时与回转窑1连通，向回转窑1中通入已被预热的空气与其中的氢气进行反应，电解水制得的氢气通过第一氢气输出管路21与回转窑1连通；电解水装置14通过氧气输出管路13与分解炉10底部连通，向其中输入氧气，与化石燃料例如煤粉反应(或者同时与煤粉和一部分电解水制得的氢气反应，所述氢气通过第二氢气输出管路20与分解炉10连通)。
如图1所示，本申请提供了一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，具体生产工艺如下：
a.电解水装置产生的65wt.％至75wt.％氢气通过第一氢气输送管道至回转窑中燃烧，控制所述回转窑内的温度在1300℃至1500℃，提供水泥熟料烧成的热量；
b.篦冷机通过空气冷却水泥高温熟料，一部分提供回转窑中氢气燃烧所需要的氧气，剩余部分空气和回转窑产生的高温烟气均通过管道至生料预热装置中预热水泥生料；
c.电解水装置产生的剩余氢气通过第二氢气输出管路至分解炉中，产生的纯氧通过氧气输出管路至分解炉中；分解炉中水泥生料煅烧所需热量来源于化石燃料和氢气，分解炉内温度为900℃至1000℃，结合生料煅烧不可避免产生二氧化碳的特点，采用富氧燃烧可以避免空气中的氮气将二氧化碳稀释；
d.分解炉出口处的气固分离装置将分解炉中煅烧后的生料通过煅烧物料管道输送至回转窑与回转窑连接的窑尾烟室中；
e.气固分离装置出口气体温度为850℃至900℃，结合高温烟气循环管路及循环风机将部分烟气再循环至分解炉中，使分解炉入口处的二氧化碳浓度富集为50vol.％至60vol.％，同时采用高温烟气换热器将氧气温度预热至700℃至750℃，以维持分解炉中稳定燃烧；
f.高温烟气循环管路中剩余二氧化碳通过外输通道至后续余热发电及捕集存储等；
g.生料预热装置中水泥生料吸收回转窑烟气和篦冷机高温空气热量后，温度达到700℃至750℃，通过生料管道输送至分解炉中煅烧分解；气体通过烟气出口排放至大气中。
示例性地，所述分解炉入口处的氧含量为40vol.％至50vol.％。
示例性地，所述电解水制氢，所需要的电能来源于太阳能、风能等可再生能源发电或者谷电。
示例性地，水泥生料通过水泥生料入口7进入到生料预热装置6中，水泥生料被来自于回转窑1中的氢气和空气燃烧产生的烟气和篦冷机22的空气的热量预热(例如被加热到700℃至750℃左右)，然后经过生料管道5被送至分解炉10的底部，水泥生料中的主要成分碳酸钙在750℃至1100℃下分解生成氧化钙(分解炉内温度约为900℃至1100℃)，同时产生大量的CO2，碳酸钙分解产生的CO2占据水泥行业直接碳排放的60％左右。由于生料分解是吸热过程，因此需要燃料(例如煤粉的富氧燃烧)燃烧来提供热量，所需要的化石燃料通过化石燃料入口15喷入分解炉10的底部。燃烧所需要的助燃剂来源于电解水装置14阳极产生的纯氧气，其通过氧气输出管路13输送至分解炉10底部。进入分解炉10的水泥生料在煤粉燃烧供热下分解，分解完成后的气固混合物进入分解炉10顶部出口连接的气固分离装置9中，气固物料分离后的气体经高温烟气换热器12将纯氧气加热至700℃至750℃左右，回收热量，同时烟气自身被降至500℃左右。回收热量后的烟气一部分经过二氧化碳外输通道16至后续的CO2封存或者利用装置中，另一部分通过循环风机18将烟气循环管路19中的烟气输送至分解炉10的底部，以增加分解炉10中的气体流量和换热特性。随着生料分解反应不断进行，分解炉10中的CO2浓度逐渐升高。最终分解炉10出口的烟气组成主要是CO2和水蒸气，后者经过冷凝后可以获得高浓度的CO2气体，实现分解炉10零碳排放。
分离器9中气固物料分离后的固体物料经煅烧物料管道3以及窑尾烟室2进入回转窑1在1300℃至1500℃下烧成水泥熟料。水泥熟料烧成所需要的热量来源于电解水装置14产生的氢气，电解水装置14通过第一氢气输出管路21经过回转窑1的窑头喷入回转窑1中，提供熟料烧成所需要的热量，氢气燃烧所需要的氧气来源于篦冷机22加热的空气。空气风机23抽取大量空气进入篦冷机22冷却水泥熟料，同时实现热量回收。被加热后的空气一部分进入回转窑1窑头提供氢气燃烧的氧气，其余经过空气管道11进入生料预热装置6加热水泥生料，实现这部分空气的热量回收。回转窑1中氢气燃烧产生的烟气经过窑尾烟室2和窑尾烟气管道4进入生料预热装置6实现热量回收。回转窑1燃烧产生的烟气以及篦冷机22中被加热的空气中均不含有水泥制造过程中产生的CO2，因此这部分烟气可以直接排放至大气中，实现回转窑零碳排放。
在现有的制备水泥的方法中，通常分解炉内水泥生料分解所需要的煤粉占制备水泥使用全部煤粉的60％左右，回转窑内水泥熟料的烧成所需煤粉占制备水泥使用全部煤粉的40％左右，即分解炉所需燃料是回转窑的1.5倍左右。此外，氢能的热值为1.43×108J/kg，为34000大卡/kg，而标煤的热值为7000大卡/kg，氢气热值约为标煤的4.865倍。
假设回转窑中供热所需的煤粉为1重量份，则分解炉中所需煤粉为1.5重量份。由于氢气热值为煤粉的4.865倍，故回转窑中所需氢气为1/4.865重量份，例如1g/4.865/2＝0.1028mol H2(即0.2058重量份氢气替换1重量份煤粉)。
典型的水泥厂煤粉(以芜湖煤为例)燃烧所需要的理论氧气量为1.205NL/g-coal，在理论空气量下分解炉内燃烧1.5g煤粉得到所需的氧气量为1.5×1.205/22.4＝0.0807mol(2.5824g)。同时电解水制取1mol氢气的同时会产生0.5mol氧气。基于上述计算，回转窑采用电解水的纯氢燃烧技术会存在部分氢气剩余，约为0.0586mol H2/g替代煤粉(0.1172gH2/g替代煤粉)。分解炉全部使用电解水获得的氧气，回转窑全部使用氢气替换煤粉供热，回转窑中使用0.1028mol(0.2058重量份)氢气每替换1g(1重量份)煤粉，将会造成剩余0.0586mol H2(0.01172重量份)。
回转窑采用纯氢燃烧，分解炉采用煤粉+纯氧燃烧，会存在0.0586mol H2/g替代煤粉(0.1172重量份H2/重量份替代煤粉)剩余。将多余的氢气可以通入到分解炉中供能，达到回转窑和分解炉的燃料量的理论平衡状态时，即氢气完全利用时则在分解炉中仅需要提供0.9565重量份煤粉，相较原来分解炉中需要1.5重量份煤粉，减为原来的63.77％。
假设电解水制氢使用的能源排放的二氧化碳为0，同时氢气可以替代(1+1.5-0.9565)重量份煤粉。可以减少的CO2量为(1+1.5-0.9565)×0.5908＝0.9119重量份(以芜湖煤的碳含量为例)，即回转窑中使用0.1028mol氢气每替代回转窑中1g煤粉可以直接减少0.9119g CO2排放。
按照回转窑纯氢燃烧，氢气替换全部的煤粉，分解炉煤粉+氢气+纯氧燃烧供能计算：假设电解水制氢所需要的电能消耗为0，同时回转窑中0.1028mol氢气可以替代回转窑中1g煤粉(即0.2058重量份氢气替换1重量份煤粉)，可以直接减少的CO2排放量为1*0.5908＝0.5908g(即0.5908重量份，0.5908g包含在上文0.9119g中)。
本申请回转窑1中利用氢能供热，燃烧产生的烟气中不含有CO2，因此可以通过烟气管道8直接排放至大气中。分解炉10中采用烟气循环，使烟气中CO2的浓度提高至90％以上，通过CO2烟道16实现生料分解产生的CO2大规模富集。

Claims (10)

1.一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备，其特征在于，所述生产设备包括：
电解水装置，包括第一氢气输出管路、第二氢气输出管路和氧气输出管路；所述第一氢气输出管路与回转窑连通；所述第二氢气输出管路和氧气输出管路与分解炉连通；
分解炉，包括预热水泥生料入口、化石燃料入口、与第二氢气输出管路连通的第二氢气燃料入口和与氧气输出管路连通的氧气入口；所述分解炉的出口与气固分离装置连通，所述气固分离装置气体出口与高温烟气循环管路的进口连通；
高温烟气循环管路，包括二氧化碳外输通道以及用于与所述氧气输出管路中的氧气进行换热的高温烟气换热器；
回转窑，包括与所述气固分离装置的固体出口连通的窑尾烟室，与所述氢气输出管路连通的第一氢气燃料入口，与篦冷机连通的空气入口，与所述篦冷机连通的水泥熟料出口；
生料预热装置，包括烟气出口；所述生料预热装置与所述分解炉的预热水泥生料入口连通；所述生料预热装置与所述回转窑的烟气出口及所述篦冷机的空气出口连通。
2.根据权利要求1所述的可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产设备，其特征在于，所述高温烟气循环管路中设置循环风机，所述循环风机被配置控制所述高温烟气循环管路中的烟气从所述二氧化碳外输通道输出以及控制所述循环管路中的烟气从所述烟气循环管路至分解炉。
3.一种可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，使用权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述生产工艺包括：
所述电解水装置产生的部分氢气通入所述回转窑中，控制所述回转窑内的温度为1300℃至1500℃；
所述篦冷机通过空气冷却水泥熟料，获得的部分高温空气通入所述回转窑中，剩余部分高温空气和所述回转窑产生的高温烟气至所述生料预热装置中预热水泥生料；
所述电解水装置产生的氧气通入所述分解炉中；所述分解炉中的化石燃料与氢气与所述氧气反应；所述分解炉中的温度为900℃至1000℃；
所述气固分离装置将所述分解炉中煅烧后的生料输送至所述回转窑中；所述气固分离装置将所述分解炉中高温烟气输送至高温烟气循环管路中；
所述生料预热装置中的水泥生料与所述回转窑烟气和所述篦冷机高温空气换热，换热后的水泥生料输送至所述分解炉中。
4.根据权利要求3所述的可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，其特征在于，所述电解水装置产生的65wt.％至75wt.％氢气通入所述回转窑中；使得所述回转窑仅通过氢气燃烧控制所述回转窑内的温度为1300℃至1500℃；所述电解水装置产生剩余氢气通入所述分解炉中。
5.根据权利要求3所述的可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，其特征在于，通过所述高温烟气循环管路将部分烟气再输入至所述分解炉中，使所述分解炉入口二氧化碳浓度为50vol.％至60vol.％。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，其特征在于，所述分解炉入口的氧含量为40vol.％至50vol.％；
当所述分解炉中氧气浓度低于40vol.％时，所述循环风机控制所述循环管路中的烟气从所述二氧化碳外输通道输出；当高于50vol.％时，所述循环风机控制所述循环管路中的烟气从所述烟气循环管路至分解炉。
7.根据权利要求6所述的可再生氢能及纯氧燃烧的零碳排放水泥生产工艺，其特征在于，所述二氧化碳外输通道输出的二氧化碳的浓度不低于90vol.％。
8.根据权利要求3至5中任一项所述的水泥生产工艺，其特征在于，所述气固分离装置的气体出口输出的气体温度为850℃至900℃。
9.根据权利要求3至5中任一项所述的水泥生产工艺，其特征在于，所述高温烟气换热器将所述烟气与氧气进行换热，所述氧气预热至700℃至750℃。
10.根据权利要求3至5中任一项所述的水泥生产工艺，其特征在于，所述生料预热装置输出的水泥生料温度控制在700℃至750℃。
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