CN116240558A - 用于水泥工艺的集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于水泥工艺的集成系统，包括固体氧化物电解池、第一余热回收和汽化器、第二余热回收和汽化器；第一余热回收和汽化器接收水，并接收在水泥工艺中产生的具有第一温度的第一气体，产生第一蒸汽流，将第一蒸汽流送入第二余热回收和汽化器；第二余热回收和汽化器接收水，接收在水泥工艺中产生的具有比第一温度高的第二温度的第二气体，产生第二蒸汽流，混合以产生第三蒸汽流，并将第三蒸汽流送入电解池；电解池通过电解反应产生氢气和氧气；电解反应产生的氢气和氧气作为水泥工艺的绿色燃料和助燃剂，该系统利用水泥生产工艺中高温余热为固体氧化物电解池供热，提升电解池的能效并能进一步增强水泥生产工艺中节能降碳的效果。

Description

用于水泥工艺的集成系统

技术领域

本发明涉及水泥工艺领域，具体涉及将固体氧化物电解池(Solid OxideElectrolysis cell,SOEC)与水泥工艺深度结合的用于水泥工艺的集成系统。

背景技术

水泥制备需要消耗大量能源并产生大量二氧化碳。在水泥制备中所使用的燃烧器大量使用以煤、天然气或其他化石能源为燃料，燃烧所产生的热量被提供给回转窑或煅烧器用以生产水泥熟料。目前通常通过设置多级换热、余热锅炉等回收和利用熟料生产过程中的高温余热。

SOEC是在一种在高温下将水蒸汽电解为氢气和氧气的装置，相比于如质子交换膜电解槽和碱性电解槽等其他电解水制氢装置，SOEC拥有更高的电解效率，并且能充分利用工业过程的高温余热、高温水蒸汽，优化系统整体能效。

目前，针对水泥行业的节能降碳政策，提出了多种技术措施，包括原料替代、余热回收和汽化、新能源替代等。但是，该多种技术措施的节能降碳效果不理想，存在改进的空间。

因此，本发明提出将水泥工艺与SOEC技术深度结合，以利用水泥工艺的高温余热和高温水蒸汽提高SOEC的电解效率，并使用SOEC电解产生的氢气和氧气进一步减少水泥工艺中使用的化石燃料，进一步增强节能降碳的效果。

发明内容

本发明实施例提供了用于水泥工艺的集成系统，以至少解决现有技术中固体氧化物电解池的电解效率提升难，水泥工艺中节能降碳效果不理想的问题。

根据发明的一个方面，提供了一种用于水泥工艺的集成系统，集成系统包括余热回收和汽化单元、固体氧化物电解池，其中，余热回收和汽化单元包括第一余热回收和汽化器、设置在第一余热回收和汽化器的接收端的第一接收管道和第一进水管道、设置在第一余热回收和汽化器的输出端的第一输送管道、第二余热回收和汽化器、设置在第二余热回收和汽化器的接收端的第二接收管道和第二进水管道、设置在第二余热回收和汽化器的输出端的第二输送管道；第一余热回收和汽化器被配置为通过第一进水管道从地表接收水，并通过第一接收管道接收在水泥工艺中产生的具有第一温度的第一气体，其中，在第一余热回收和汽化器中水吸收第一气体的热量进行汽化以产生第一蒸汽流；第一余热回收和汽化器将第一蒸汽流通过第一输送管道送入第二余热回收和汽化器；第二余热回收和汽化器被配置为通过第二进水管道从地表接收水，并通过第二接收管道接收在水泥工艺中产生的具有比第一温度高的第二温度的第二气体，其中，在第二余热回收和汽化器中水吸收第二气体的热量进行汽化以产生第二蒸汽流；第二余热回收和汽化器所包括的混合器接收第一蒸汽流以与第二蒸汽流混合以产生第三蒸汽流，并将第三蒸汽流通过第二输送管道送入固体氧化物电解池；固体氧化物电解池接收第三蒸汽流并通过电力线从电源接收电力，并通过电解反应产生氢气和氧气。

以这样的方式，本发明的用于水泥工艺的集成系统通过余热回收和汽化单元回收水泥生产工艺中的高温余热并产生高温蒸汽，将高温蒸汽作为电解原料送入固体氧化物电解池，提高了固体氧化物电解池的电解效率。

根据本发明的示例性实施例，还包括水泥生产单元，水泥生产单元执行水泥工艺，并且水泥生产单元所包括的燃烧器接收氢气、氧气和其组合中的至少一者。

以这样的方式，本发明的实施例的水泥生产单元中的燃烧器接收固体氧化物电解池产生的氧气或氢气，或同时接收氧气和氢气，氢气作为燃烧器的替代燃料，氧气作为燃烧器的助燃剂，通过部分替代化石燃料来帮助水泥工艺降低碳排放强度，实现了节能降碳的效果。

根据本发明的示例性实施例，第三蒸汽流通过第二输送管道被送到固体氧化物电解池的阴极。

以这样的方式，本发明的实施例的第三蒸汽流被送到固体氧化物电解池的阴极以在电力作用下高温电解为氢气和氧气。

根据本发明的示例性实施例，电源是蒸汽轮机，第二输送管道的子管道连接到蒸汽轮机的输入端，电力线连接到蒸汽轮机的输出端，第三蒸汽流通过第二输送管道的子管道被送到蒸汽轮机以产生电力。

以这样的方式，本发明的实施例的蒸汽轮机利用第三蒸汽流的热量产生电力，充分利用了水泥生成工艺中的高温余热。

根据本发明的示例性实施例，电源是可再生能源发电设备。

以这样的方式，本发明的实施例的电源除了使用蒸汽轮机之外，还可以是可再生能源发电设备，使得本发明的集成系统应用范围更广。

根据本发明的示例性实施例，还包括电加热器、设置在电加热器的输入端的空气输送管道、电力线以及设置在电加热器的输出端的第三输送管道，其中，电加热器通过空气输送管道从外界环境接收空气，电加热器通过电力线接收电力以加热空气，并将加热后的空气通过第三输送管道送入固体氧化物电解池的阳极。

以这样的方式，本发明的实施例的电加热器接收空气，使用从电源接收的电力加热空气，并将空气送入固体氧化物电解池的阳极。通过加热空气带动电解池的升温，即加热后的空气作为热源，在电解池启动升温阶段或电解池运行阶段需要补热时通入电解池，带动电解池升温，保证电解池始终在工作温度区间内进行电解反应，有助于提高电解池的电解效率同时延长电解池寿命。

根据本发明的示例性实施例，还包括设置在空气输送管道和电加热器之间并与电加热器串联连接的换热器、设置在换热器的输入端的第四接收管道、设置在换热器的输出端的第四输送管道，其中，换热器通过空气输送管道从外界环境接收空气，换热器通过第四接收管道接收具有第二温度的第二气体以加热空气，并将加热的空气通过第四输送管道送入电加热器以进行二次加热。

以这样的方式，本发明的实施例的换热器使用水泥生产工艺中产生的高温余热作为热源加热空气，经加热的空气又经过电加热器进而二次加热，使得空气的温度进一步提高，该二次加热的空气能更有效保证在工作温度区间内进行电解反应，进一步有助于提高电解池的电解效率同时延长电解池寿命。

根据本发明的示例性实施例，可再生能源发电设备包括风力发电设备、光伏发电设备。

以这样的方式，本发明的实施例的电源的选择包括多种类型，并且包括环境友好型电源，有助于减少二氧化碳的排放。

根据本发明的示例性实施例，还包括电力变换及控制单元，电力变换及控制单元将可再生能源发电设备提供的电能转换为能由固体氧化物电解池使用的电力。

以这样的方式，本发明的实施例的电力变换及控制单元能根据固体氧化物电解池使用的电力对电能进行所需的转换，使得本发明的集成系统能应用于更多的场景。

根据本发明的示例性实施例，水泥生产单元还包括预热塔和冷却器，预热塔产生具有温度在300-400℃之间的第一气体，冷却器产生具有温度在400-500℃之间的第二气体。

以这样的方式，本发明的实施例的第一气体来源于预热塔，第二气体来源于冷却器。

在本发明的实施例中，提供了通过余热回收和汽化器回收水泥工艺中的高温余热产生蒸汽流，并通过使用该蒸汽流作为电解原料提高电解池的电解效率，进而利用电解产物进一步使水泥生产节能降碳的技术方案，以至少解决现有技术中固体氧化物电解池的电解效率提升难，水泥工艺中节能降碳效果不理想的技术问题，实现了提升固体氧化物电解池的电解效率并进一步增强水泥工艺节能降碳的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出根据本发明实施例的用于水泥工艺的集成系统的示意图；

图2是示出根据本发明实施例的包括水泥生产单元的用于水泥工艺的集成系统的示意图；

图3是示出根据本发明实施例的固体氧化物电解池的阴极的示意图；

图4是示出根据本发明实施例的使用蒸汽轮机作为电源的用于水泥工艺的集成系统的示意图；

图5是示出根据本发明实施例的使用可再生能源作为电源的用于水泥工艺的集成系统的示意图；

图6是示出根据本发明实施例的包括电加热器的用于水泥工艺的集成系统的示意图；

图7是示出根据本发明实施例的包括串联连接换热器和电加热器的用于水泥工艺的集成系统的示意图；

图8是示出根据本发明实施例的电力变换及控制单元控制固体氧化物电解池的示意图。

附图标记列表：

1：用于水泥工艺的集成系统；

11：余热回收和汽化单元；

12：固体氧化物电解池；

13：水泥生产单元；

14：蒸汽轮机；

15：可再生能源发电设备；

16：电加热器；

17：换热器；

18：电力变换及控制单元；

111：第一余热回收和汽化器；

112：第二余热回收和汽化器；

121：阴极；

122：阳极；

161：空气输送管道；

162：电力线；

163：第三输送管道；

171：第四接收管道；

172：第四输送管道；

1610：空气；

1611：加热后的空气；

1612：加热后的空气；

1111：第一接收管道；

1112：第一进水管道；

1113：第一输送管道；

1121：第二接收管道；

1122：第二进水管道；

1123：第二输送管道；

11231：子管道；

1124：电力线；

2001：第一气体；

2002：水；

2003：第一蒸汽流；

2004：第二气体；

2005：第三蒸汽流；

2006：电力；

1221：氢气；

1222：氧气。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的实施例，以便本领域的技术人员容易实施本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所述的实施例。在附图中，为了清楚起见，将省略与本发明的描述无关的部分。相似的参考数字在整个描述中指相似的元件。此外，在提供参考附图的描述时，尽管元件以相同的数字表示，但涉及元件的参考数字可以改变，并且仅为了描述的方便而描述参考数字，不应理解为元件的概念、特征、功能或效果受到参考数字的限制。

根据发明实施例的一个方面，提供一种用于水泥工艺的集成系统1，集成系统1包括余热回收和汽化单元11、固体氧化物电解池12，其中，余热回收和汽化单元11包括第一余热回收和汽化器111、设置在第一余热回收和汽化器111的接收端的第一接收管道1111和第一进水管道1112、设置在第一余热回收和汽化器111的输出端的第一输送管道1113、第二余热回收和汽化器112、设置在第二余热回收和汽化器112的接收端的第二接收管道1121和第二进水管道1122、设置在第二余热回收和汽化器112的输出端的第二输送管道1123；第一余热回收和汽化器111被配置为通过第一进水管道1112从地表接收水2002，并通过第一接收管道1111接收在水泥工艺中产生的具有第一温度的第一气体2001，其中，在第一余热回收和汽化器111中水吸收第一气体2001的热量进行汽化以产生第一蒸汽流2003；第一余热回收和汽化器111将第一蒸汽流2003通过第一输送管道1113送入第二余热回收和汽化器112；第二余热回收和汽化器112被配置为通过第二进水管道1122从地表接收水2002，并通过第二接收管道1121接收在水泥工艺中产生的具有比第一温度高的第二温度的第二气体2004，其中，在第二余热回收和汽化器112中水吸收第二气体2004的热量进行汽化以产生第二蒸汽流；第二余热回收和汽化器112所包括的混合器接收第一蒸汽流2003以与第二蒸汽流混合以产生第三蒸汽流2005，并将第三蒸汽流2005通过第二输送管道1123送入固体氧化物电解池12；固体氧化物电解池12接收第三蒸汽流2005并通过电力线1124从电源接收电力2006，并通过电解反应产生氢气1221和氧气1222。

图1是示出根据本发明实施例的用于水泥工艺的集成系统的示意图。

在水泥的制备工艺中，不同的工段会产生不同温度的气体，例如从预热塔工段的出口排出的烟气温度为300-400℃，在下文中可被称为具有第一温度的第一气体2001，从冷却器工段的出口排出的气体温度为400-500℃，在下文中可被称为具有不同于第一温度的第二温度的第二气体2004。在下文中，管道可以实现为管网，余热回收和汽化器可以实现为余热回收锅炉。

如图1所示，用于水泥工艺的集成系统1的第一余热回收和汽化器111经由第一接收管道1111接收该第一气体2001，同时，第一余热回收和汽化器111还经由第一进水管道1112接收来自地表的水2002，即该水为普通的自来水。由于第一气体2001的温度高于水的温度，水将从第一气体2001中吸收热量，从而汽化为第一蒸汽流2003。第一余热回收和汽化器111经由第一输送管道1113将第一蒸汽流2003输送到第二余热回收和汽化器112。第二余热回收和汽化器112的混合器接收该第一蒸汽流2003。此外，第二余热回收和汽化器112还经由第二接收管道1121接收具有第二温度的第二气体2004，例如该第二温度高于第一温度，并经由与第一进水管道1112相同或不同的第二进水管道1122接收普通的自来水2002，温度较低的水2002从温度较高的第二气体2004吸收热量进行汽化并产生第二蒸汽流。该第二蒸汽流的温度与第一蒸汽流的温度不同，例如高于第一蒸汽流的温度，在混合器中两个蒸汽流混合，由此具有相对较低温度的第一蒸汽流通过交换热量被进一步加热。混合产生的第三蒸汽流2005具有介于第一蒸汽流2003和第二蒸汽流之间的温度，并经由第二输送管道1123被送入固体氧化物电解池12。

固体氧化物电解池12(SOEC)是一种在高温下(700-800℃)将水蒸汽电解为氢气和氧气的装置。相比于其他电解水制氢装置，SOEC具有更高的电解效率，并且响应速度快，功率运行范围广。SOEC 12经由电力线1124从电源接收电力2006，该电力例如为直流电。在电力的作用下，SOEC 12电解该高温第三蒸汽流2005以产生氢气1221和氧气1222。

本发明的用于水泥工艺的集成系统将SOEC电解水制氢装置与水泥工艺深度集成，通过余热回收和汽化单元回收水泥生产工艺中的高温余热并产生高温蒸汽，将高温蒸汽作为电解原料送入固体氧化物电解池，减少了预热水、水蒸汽的消耗，提高了固体氧化物电解池的电解效率。

根据本发明的示例实施例，还包括水泥生产单元13，水泥生产单元13执行水泥工艺，并且水泥生产单元13所包括的燃烧器接收氢气1221、氧气1222和其组合中的至少一者。

图2是示出根据本发明实施例的包括水泥生产单元的用于水泥工艺的集成系统的示意图。

如图2所示，水泥生产单元13采用常规工艺流程，主要包括预热塔、回转窑、冷却器、燃烧器等。本文在此没有详细示出。水泥生产单元13执行水泥的相关工艺，并产生上述第一气体2001和第二气体2004。本发明将产生的氢气1221、氧气1222和其组合中的至少一者送入水泥生产单元13。

本发明的实施例的水泥生产单元中的燃烧器接收固体氧化物电解池产生的氧气或氢气，或同时接收氧气和氢气，氢气作为燃烧器的替代燃料，氧气作为燃烧器的助燃剂，通过部分替代化石燃料来帮助水泥工艺降低碳排放强度，实现了节能降碳的效果。

根据本发明的示例实施例，第三蒸汽流2005通过第二输送管道1123被送到固体氧化物电解池12的阴极121。

图3示出根据本发明实施例的固体氧化物电解池的阴极的示意图。

SOEC 12包括SOEC电堆模块及阴极和阳极进出气管路。SOEC电堆模块是电解反应发生的场所，由若干个SOEC电堆串并联组成。如图3所示，第三蒸汽流2005被送入SOEC电堆模块的阴极，被直流电在高温下电解为氢气和氧气。氢气及少量未反应的水蒸汽由阴极出口排出，部分氢气可通入水泥生产单元13的燃烧器作为替代燃料，部分氢气可经干燥后售卖，增加营业收入。SOEC 12的工作温度可选为600-1000℃。

根据本发明的示例实施例，电源是蒸汽轮机14，第二输送管道1123的子管道11231连接到蒸汽轮机14的输入端，电力线1124连接到蒸汽轮机14的输出端，第三蒸汽流2005通过第二输送管道1123的子管道11231被送到蒸汽轮机14以产生电力2006。

图4是示出根据本发明实施例的使用蒸汽轮机作为电源的用于水泥工艺的集成系统的示意图。

如图4所示，并结合图1，蒸汽轮机14通过高温蒸汽将热能转换为电能。具有较高温度的第三蒸汽流2005经由第二输送管道1123的子管道11231被送到蒸汽轮机14的输入端，蒸汽轮机14通过相关的转换原理产生电力2006，并将电力2006经由电力线1124送往SOEC12。

本发明的实施例的蒸汽轮机利用第三蒸汽流的热量产生电力，充分利用了水泥生成工艺中的高温余热。

根据本发明的示例实施例，电源是可再生能源发电设备15。

图5是示出根据本发明实施例的使用可再生能源作为电源的用于水泥工艺的集成系统的示意图。

如图5所示，可替代地，可以使用可再生能源发电设备15作为上述电源为SOEC 12供电。

进一步地，根据本发明的示例实施例，可再生能源发电设备15包括风力发电设备、光伏发电设备，本发明不限于此，本发明可以采用其他可再生能源设备作为电源。

本发明的实施例的电源除了使用蒸汽轮机之外，还可以是可再生能源发电设备，使得本发明的集成系统应用范围更广。本发明的实施例的电源的选择包括多种类型，并且包括环境友好型电源，有助于减少二氧化碳的排放。

根据本发明的示例实施例，电加热器16、设置在电加热器16的输入端的空气输送管道161、电力线162以及设置在电加热器16的输出端的第三输送管道163，其中，电加热器16通过空气输送管道161从外界环境接收空气1610，电加热器161通过电力线162接收电力2006以加热空气1610，并将加热后的空气1611通过第三输送管道163送入所述固体氧化物电解池12的阳极122。

图6是示出根据本发明实施例的包括电加热器的用于水泥工艺的集成系统的示意图。

如图6所示，电加热器16经由连接到输入端的空气输送管道161接收来自外部大气环境的空气1610，空气在此没有具体限制，此外，还可以使用氮气等惰性气体。电加热器16经由连接到输入端的电力线162从上述电源接收电力2006，该电源可以为蒸汽轮机14，也可以为可再生能源发电设备15。电加热器16经由电加热原理加热空气1610，使得具有一定温度的加热后的空气1611通过连接在输出端的第三输送管道163送到SOEC 12的阳极122。

此外，氧气或氧气-空气混合物从阳极出口排出，可通入燃烧器内，作为助燃剂提高燃烧温度。

本发明的实施例的电加热器接收空气，使用从电源接收的电力加热空气，并将空气送入固体氧化物电解池的阳极。通过加热空气带动电解池的升温，即加热后的空气作为热源，在电解池启动升温阶段或电解池运行阶段需要补热时通入电解池，带动电解池升温，保证电解池始终在工作温度区间内进行电解反应，有助于提高电解池的电解效率同时延长电解池寿命。

根据本发明的示例实施例，还包括设置在空气输送管道161和电加热器16之间并与电加热器16串联连接的换热器17、设置在换热器17的输入端的第四接收管道171、设置在换热器17的输出端的第四输送管道172，其中，换热器17通过空气输送管道161从外界环境接收空气1610，换热器17通过第四接收管道171接收具有第二温度的第二气体2004以加热空气1610，并将加热后的空气1612通过第四输送管道172送入电加热器16以进行二次加热。

图7是示出根据本发明实施例的包括串联连接换热器和电加热器的用于水泥工艺的集成系统的示意图。

如图7所示，本发明的用于水泥工艺的集成系统1将换热器17设置在空气输送管道161和电加热器16之间并与电加热器16串联连接。换热器17使得经由空气输送管道161接收的空气1610与经由输入端的第四接收管道171接收的具有第二温度的第二气体2004交换热量，由于第二气体2004的温度高于外界环境的空气的温度，因此空气1610从第二气体2004吸收热量从而被加热。加热后的空气1612经由第四输送管道172被送到电加热器16以进行二次加热。电加热器16二次加热空气的执行步骤与图6中的所示的执行步骤相同，在此不重复描述。

例如，换热器17加热后的空气1612具有小于500℃的温度，再经过电加热器16进一步加热使得其温度提高为大于500℃的温度。

本发明的实施例的换热器使用水泥生产工艺中产生的高温余热作为热源加热空气，经加热的空气又经过电加热器进而二次加热，使得空气的温度进一步提高，该二次加热的空气能更有效保证在工作温度区间内进行电解反应，进一步有助于提高电解池的电解效率同时延长电解池寿命。

根据本发明的示例实施例，还包括电力变换及控制单元18，电力变换及控制单元18将可再生能源发电设备15提供的电能转换为能由固体氧化物电解池12使用的电力。

图8是示出根据本发明实施例的电力变换及控制单元控制固体氧化物电解池的示意图。

如图8所示，电力变换及控制单元18例如包括变压器、整流器、开关断路器等，能够执行电力变换功能，使得蒸汽轮机14和可再生能源发电设备15产生的电力能够适用于用于水泥工艺的集成系统1，具体地，能够适用于电加热器16、SOEC 12等。

此外，电力变换及控制单元18例如包括PLC控制器、传感器、执行器等，能够执行控制功能，例如，控制是否向SOEC 12提供功率以进行电解反应。电力变换及控制单元18还控制电解反应产生的氢气、氧气的流量，例如当氢气的流量小于特定阈值时，电力变换及控制单元18可增加向SOEC 12提供的功率以增加氢气的流量。

本发明的实施例的电力变换及控制单元能根据固体氧化物电解池使用的电力对电能进行所需的转换，使得本发明的集成系统能应用于更多的场景。

本发明的实施例的电力变换及控制单元能使得全面了解固体氧化物电解池的状态，使得操作人员能及时响应各种情况。

根据本发明的实施例，水泥生产单元13还包括预热塔和冷却器，预热塔产生具有温度在300-400℃之间的第一气体2001，冷却器产生具有温度在400-500℃之间的第二气体2004。

在本发明的实施例中，提供了通过余热回收和汽化器使用水泥工艺中的高温余热产生蒸汽流并通过该蒸汽流提高电解池的电解效率，进而利用电解产物进一步使水泥生产节能降碳的技术方案，以至少解决现有技术中固体氧化物电解池的电解效率低，水泥工艺中节能降碳效果不理想的技术问题，实现了提升固体氧化物电解池的电解效率并进一步增强节能降碳的技术效果。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，所述集成系统(1)包括余热回收和汽化单元(11)、固体氧化物电解池(12)，其中，

所述余热回收和汽化单元(11)包括第一余热回收和汽化器(111)、设置在所述第一余热回收和汽化器(111)的接收端的第一接收管道(1111)和第一进水管道(1112)、设置在所述第一余热回收和汽化器(111)的输出端的第一输送管道(1113)、第二余热回收和汽化器(112)、设置在所述第二余热回收和汽化器(112)的接收端的第二接收管道(1121)和第二进水管道(1122)、设置在所述第二余热回收和汽化器(112)的输出端的第二输送管道(1123)；

所述第一余热回收和汽化器(111)被配置为通过所述第一进水管道(1112)从接收水(2002)，并通过所述第一接收管道(1111)接收在所述水泥工艺中产生的具有第一温度的第一气体(2001)，其中，在所述第一余热回收和汽化器(111)中所述水吸收所述第一气体(2001)的热量进行汽化以产生第一蒸汽流(2003)；所述第一余热回收和汽化器(111)将所述第一蒸汽流(2003)通过所述第一输送管道(1113)送入所述第二余热回收和汽化器(112)；

所述第二余热回收和汽化器(112)被配置为通过所述第二进水管道(1122)从接收水(2002)，并通过所述第二接收管道(1121)接收在所述水泥工艺中产生的具有比所述第一温度高的第二温度的第二气体(2004)，其中，在所述第二余热回收和汽化器(112)中所述水吸收所述第二气体(2004)的热量进行汽化以产生第二蒸汽流；所述第二余热回收和汽化器(112)所包括的混合器接收所述第一蒸汽流(2003)以与所述第二蒸汽流混合以产生第三蒸汽流(2005)，并将所述第三蒸汽流(2005)通过所述第二输送管道(1123)送入所述固体氧化物电解池(12)；

所述固体氧化物电解池(12)接收所述第三蒸汽流(2005)并通过电力线(1124)从电源接收电力(2006)，并通过电解反应产生氢气(1221)和氧气(1222)。

2.根据权利要求1所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，还包括水泥生产单元(13)，所述水泥生产单元(13)执行所述水泥工艺，并且所述水泥生产单元(13)所包括的燃烧器接收所述氢气(1221)、所述氧气(1222)和其组合中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，所述第三蒸汽流(2005)通过所述第二输送管道(1123)被送到所述固体氧化物电解池(12)的阴极(121)。

4.根据权利要求1所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，所述电源包括蒸汽轮机(14)，所述第二输送管道(1123)的子管道(11231)连接到所述蒸汽轮机(14)的蒸汽输入端，所述电力线(1124)连接到所述蒸汽轮机(14)的电源输出端，所述第三蒸汽流(2005)通过所述第二输送管道(1123)的子管道(11231)被送到所述蒸汽轮机(14)以产生所述电力(2006)。

5.根据权利要求1所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，所述电源包括可再生能源发电设备(15)。

6.根据权利要求1所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，还包括电加热器(16)、设置在所述电加热器(16)的输入端的空气输送管道(161)、电力线(162)以及设置在所述电加热器(16)的输出端的第三输送管道(163)，其中，所述电加热器(16)通过所述空气输送管道(161)从外界环境接收空气(1610)，所述电加热器(16)通过所述电力线(162)从所述电源接收所述电力(2006)以加热所述空气(1610)，并将加热后的空气(1611)通过所述第三输送管道(163)送入所述固体氧化物电解池(12)的阳极(122)。

7.根据权利要求6所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，还包括设置在所述空气输送管道(161)和所述电加热器(16)之间并与所述电加热器(16)串联连接的换热器(17)、设置在所述换热器(17)的输入端的第四接收管道(171)、设置在所述换热器(17)的输出端的第四输送管道(172)，其中，所述换热器(17)通过所述空气输送管道(161)从接收空气(1610)，所述换热器(17)通过所述第四接收管道(171)接收具有第二温度的所述第二气体(2004)以加热所述空气(1610)，并将加热后的空气(1612)通过所述第四输送管道(172)送入所述电加热器(16)以进行二次加热。

8.根据权利要求5所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，所述可再生能源发电设备(15)包括风力发电设备、光伏发电设备。

9.根据权利要求4或5所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，还包括电力变换及控制单元(18)，所述电力变换及控制单元(18)将可再生能源发电设备(15)提供的电能转换为能由所述固体氧化物电解池(12)使用的电力。

10.根据权利要求2所述的用于水泥工艺的集成系统(1)，其特征在于，所述水泥生产单元(13)还包括预热塔和冷却器，所述预热塔产生具有温度在300-400℃之间的第一气体(2001)，所述冷却器产生具有温度在400-500℃之间的第二气体(2004)。

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