CN116251461A - 一种石灰窑尾气中碳中和的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种石灰窑尾气中碳中和的方法及系统；所述方法包括：分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气；对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，分别得到第二CO2气体和CO气体；对所述第二CO2气体返回所述吹入中进行利用，以实现碳循环；对所述CO气体进行收集和存储，以实现碳中和；所述系统包括：石灰窑尾气收集部、钢渣反应部、气体处理部、控制部；实现利用石灰窑尾气中的CO2提高钢渣的热能利用率。
Description
技术领域
本申请涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种石灰窑尾气中碳中和的方法及系统。
背景技术
随着世界生产活动的日益增加，大量的CO2被产生并排放进入空气中，其中由于钢铁工业、电石工业、氧化铝工业、耐火材料等工业都是石灰消耗大户，而石灰烧制大多采用石灰窑进行烧制，并且在石灰烧制阶段，其产生的尾气中含有大量CO2，同时炼钢阶段所产生的钢渣温度能达到1550℃以上，热焓值达到2000MJ/t，是高品质的热能资源，但是在热能利用的阶段，由于钢渣的胶凝性和安定性较低，导致钢渣的热能利用率较低。
若将石灰窑尾气中的CO2应用在钢渣的热能回收上面，将进一步提高CO2的回收率和利用率，因此如何提高石灰窑尾气中的CO2的利用率，以实现碳中和的目的，是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种石灰窑尾气中碳中和的方法及系统，以解决现有技术中石灰窑尾气中的CO2难以回收和利用的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种石灰窑尾气中碳中和的方法，所述方法包括：
分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气；
对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，分别得到第二CO2气体和CO气体；
对所述第二CO2气体返回所述吹入中进行利用，以实现碳循环；
对所述CO气体进行收集和存储，以实现碳中和。
可选的，所述吹入包括以侧边吹入的方式进行吹入。
可选的，所述分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气，之后，还包括：
对所述液态钢渣进行侧吹、第一热交换和除尘，后进行气体收集，分别得到排放尾气和第一处理钢渣；
根据所述排放尾气的氧含量，判定是否进行二氧化碳的吹入；
若是，则对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体。
可选的，所述根据所述排放气的氧含量，判定是否进行二氧化碳的吹入，具体包括：
分别得到所述排放尾气中的氧含量和所述排放尾气中的标准氧含量；
根据所述氧含量和所述标准氧含量的大小，判断是否进行二氧化碳的吹入；
若所述氧含量＜所述标准氧含量，则将所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
若所述氧含量≥所述标准氧含量，则继续进行侧吹。
可选的，所述向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行脱碳反应，后进行第二热交换和后处理，还得到第二处理钢渣；
根据所述第二处理钢渣的温度，判断是否将第二CO2气体进行固碳处理；
若是，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行第三热交换和气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
根据所述收集气的温度，判断是否需要停止通气；
若是，则将所述第三处理钢渣倾出，得到优异性能的钢渣。
可选的，所述根据所述第二处理钢渣的温度，判断是否将第二分离CO2气体进行固碳处理，具体包括：
得到所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度；
根据所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度的大小，判断是否需要对所述第二CO2气体进行固碳处理；
若所述第二处理钢渣的实际温度＜所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
若所述第二处理钢渣的实际温度≥所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体返回所述二氧化碳的吹入中。
第二方面，本申请提供了一种石灰窑尾气中碳中和的系统，所述系统适配第一方面所述的方法，所述系统包括：
石灰窑尾气收集部，所述石灰窑尾气收集部包括石灰窑收集单元、第一变压吸附单元和二氧化碳存储单元，所述二氧化碳存储单元设有第一进料口和第二进料口，所述石灰窑尾气收集单元的出料口连接所述第一变压吸附单元的进料口，用以实现对石灰窑尾气中CO2的分离，所述第一变压吸附单元的出料口连通所述二氧化碳存储单元的进料口；
钢渣反应部，所述钢渣反应部包括气体管道、气体收集罩和反应单元，所述反应单元设有第一进料口和第二进料口，所述反应单元的顶部设有所述气体收集罩，所述气体收集罩的底部同所述反应单元的顶部抵接，所述气体收集罩连通所述反应单元的顶部，所述气体收集罩的顶部连通所述气体管道的一端，所述反应单元的第一进料口连通所述二氧化碳存储单元的出料口；
侧吹部，所述侧吹部包括侧吹气存储单元和侧吹管道，所述侧吹气存储单元的出料口连通所述侧吹管道的进料口，所述侧吹管道的出料口连通所述反应单元的第二进料口；
气体处理部，所述气体处理部包括热交换单元、除尘单元和第二变压吸附单元，所述热交换单元连通所述气体管道的另一端，所述热交换单元的出料口连通所述除尘单元的进料口，所述除尘单元的出料口连通所述第二变压吸附单元的进料口，所述第二变压吸附单元的出料口连通所述二氧化碳存储单元的第二进料口；
控制部，所述控制部包括气体温度传感器组、氧含量传感器、第一控制阀和控制器，所述氧含量传感器设置在所述气体收集罩的顶部内部，所述第一控制阀设置在所述气体收集罩和所述气体管道的连接处，所述气体温度传感器组设置在所述气体收集罩内，所述控制器通过电信号分别连通所述气体温度传感器组、所述氧含量传感器、所述第一控制阀、所述侧吹管道、所述侧吹气存储单元、所述二氧化碳存储单元和所述第一变压吸附单元。
可选的，所述气体温度传感器组包括第一气体温度传感器和第二气体温度传感器，所述第一气体温度传感器和所述第二气体温度传感器相对设置在所述气体收集罩的内壁，所述第一气体温度传感器和所述第二气体温度传感器设置在所述氧含量传感器远离所述第一控制阀的一端。
可选的，所述第二变压吸附单元设有第一出料口和第二出料口，所述第二变压吸附单元的第一出料口连通所述二氧化碳存储单元的第二进料口；
所述系统还包括：
一氧化碳收集部，所述第二变压吸附单元的第二出料口连通所述一氧化碳收集部。
可选的，所述反应单元包括反应罐和运行台车，所述运行台车设置在所述反应罐的底端，所述运行台车和所述反应罐的侧面结合处设有所述反应单元的第一进料口，所述反应罐的底面设有所述反应单元的第二进料口。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的一种石灰窑尾气中碳中和的方法，通过石灰窑尾气进行变压吸附得到的CO2气体通入到液态钢渣中，使CO2气体能同钢渣中的FeO、Fe和Fe3O4等含Fe元素的物质进行反应，保证CO2气体和钢液中的FeO、Fe和Fe3O4被充分转化，形成铁的氧化物，从而最终得到Fe2O3成分、CO气体和残余的CO2气体，，将残余的CO2气体返回到吹入阶段，实现碳循环，再对生成的CO气体进行收集和利用，从而完成对石灰窑尾气中CO2气体的回收利用，实现石灰窑尾气中碳中和，从而实现对石灰窑尾气的CO2的充分利用。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的详细流程示意图；
图3为图2的延续；
图4为本申请实施例提供的系统的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的系统的详细结构示意图；
图6为本申请实施例提供的钢渣反应部的示意图；
图7为本申请实施例提供的反应罐罐体的示意图；
图8为本申请实施例提供的检测CO2气体的实验装置示意图；
其中，1-石灰窑尾气收集部，11-石灰窑收集单元，12-第一变压吸附单元，13-二氧化碳存储单元，2-钢渣反应部，21-气体管道，22-气体收集罩，23-反应单元，231-反应罐，232-运行台车，3-侧吹部，31-气存储单元，32-侧吹管道，4-气体处理部，41-热交换单元，42-除尘单元，43-第二变压吸附单元，5-控制部，51-气体温度传感器组，511-第一气体温度传感器，512-第二气体温度传感器，52-氧含量传感器，53-第一控制阀，54-控制器，6-一氧化碳收集部。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的创造性思维为：CO2气体导入钢渣中，在液态钢渣的温度在700℃以上时，将发生以下反应1-3的反应：
3FeO+CO2＝Fe3O4+CO 反应1
3Fe+CO2＝Fe3O4+CO 反应2
2Fe3O4+CO2＝3Fe2O3+CO 反应3
其中，以反应1为主要反应，产生大量的CO；
而当液态钢渣在700℃以下时(不包括700℃)，将发生以下反应4的反应：
CaO+CO2＝CaCO3 反应4
因此，通过上述的不同反应阶段，可以针对性的通入CO2气体，以得到不同的产品，同时也能保证对液态钢渣热量的有效回收。
在本申请一个实施例中，如图1所示，提供一种石灰窑尾气中碳中和的方法，所述方法包括：
S1.分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气；
S2.对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
S3.向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，分别得到第二CO2气体和CO气体；
S4.对所述第二CO2气体返回所述吹入中进行利用，以实现碳循环；
S5.对所述CO气体进行收集和存储，以实现碳中和。
在一些可选的实施方式中，所述吹入包括以侧边吹入的方式进行吹入。
本申请实施例中，通过控制吹入的方式，利用侧吹的方式，不仅较侧吹有较快的气体扩散速度，还能防止钢渣在容器内壁的凝结，从而更好的完成CO2气体和钢渣的反应，进一步实现碳中和。
在一些可选的实施方式中，如图2和图3所示，所述分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气，之后，还包括：
S6.对所述液态钢渣以氮气进行侧吹、第一热交换和除尘，后进行气体收集，分别得到排放尾气和第一处理钢渣；
S7.根据所述排放尾气的氧含量，判定是否进行二氧化碳的吹入；
若是，则对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体。
本申请实施例中，通过先对进行液态钢渣以氮气进行侧吹，再对侧吹气进行第一热交换和除尘，由于CO2气体和钢渣反应过程中会产生CO气体，因此需要先利用惰性气体将钢渣中的氧元素赶出，从而避免CO气体和O2气体发生反应产生爆炸。
在一些可选的实施方式中，所述根据所述排放气的氧含量，判定是否进行二氧化碳的吹入，具体包括：
S71.分别得到所述排放尾气中的氧含量和所述排放尾气中的标准氧含量；
S72.根据所述氧含量和所述标准氧含量的大小，判断是否进行二氧化碳的吹入；
若所述氧含量＜所述标准氧含量，则将所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
若所述氧含量≥所述标准氧含量，则继续进行侧吹，其中，标准氧含量≤0.5％。
本申请实施例中，通过对排放尾气中的氧含量进行控制，避免CO气体和O2气体发生反应产生爆炸，保证整体系统的安全性。
在一些可选的实施例中，所述向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，还得到第二处理钢渣；
S31.根据所述第二处理钢渣的温度，判断是否将第二CO2气体进行固碳处理；
若是，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行第三热交换和气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
S32.根据所述收集气的温度，判断是否需要停止通气；
若是，则将所述第三处理钢渣倾出，得到优异性能的钢渣。
在一些可选的实施方式中，所述根据所述第二处理钢渣的温度，判断是否将第二分离CO2气体进行固碳处理，具体包括：
S311.得到所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度；
S312.根据所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度的大小，判断是否需要对所述第二CO2气体进行固碳处理；
若所述第二处理钢渣的实际温度＜所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
若所述第二处理钢渣的实际温度≥所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体返回所述二氧化碳的吹入中，其中，所述第二处理钢渣的标准温度为700℃～800℃。
本申请实施例中，通过对第二CO2气体的温度进行判断，利用第二CO2气体带出的钢渣热量对钢渣所处的温度进行判断，从而能区分出钢渣在700℃～800℃条件下的转折点，进而决定将第二CO2气体继续对液态钢渣进行处理还是进行固碳处理，从而能准确的区分温度转折点，保证对石灰窑尾气中CO2气体的充分吸收和利用，提高石灰窑尾气的利用率。
在一些可选的实施方式中，所述根据所述收集气的温度，判断是否需要停止通气，具体包括：
S321.得到所述收集气的实际温度和所述收集气的标准温度；
S322.根据所述收集气的实际温度和所述收集气的标准温度的大小，判断是否需要停止通气；
若所述收集气的实际温度＜所述收集气的标准温度，则停止通气，将所述第三处理钢渣倾出，得到优异性能的钢渣；
若所述收集气的实际温度≥所述收集气的标准温度，则需要继续通气。
本申请实施例中，通过对收集气的温度进行判断，利用收集气所带出的钢渣热量进行间接的判断，从而保证钢渣中残余热量足够进行后续的操作，进而准确的将钢渣的热量进行回收和利用。
在一些可选的实施方式中，所述标准温度≤200℃。
本申请实施例中，标准温度≤200℃的积极效果是在该温度条件下，能保证钢渣中残余热量支持后续的操作，从而保证对钢渣的热量回收。
在本申请一个实施例中，如图4所示，提供一种石灰窑尾气中碳中和的系统，所述系统适配第一方面所述的方法，所述系统包括：
石灰窑尾气收集部1，所述石灰窑尾气收集部1包括石灰窑收集单元11、第一变压吸附单元12和二氧化碳存储单元13，所述二氧化碳存储单元13设有第一进料口和第二进料口，所述石灰窑尾气收集单元的出料口连接所述第一变压吸附单元12的进料口，用以实现对石灰窑尾气中CO2的分离，所述第一变压吸附单元12的出料口连通所述二氧化碳存储单元13的进料口；
钢渣反应部2，如图6所示，所述钢渣反应部2包括气体管道21、气体收集罩22和反应单元23，所述反应单元23设有第一进料口和第二进料口，所述反应单元23的顶部设有所述气体收集罩22，所述气体收集罩22的底部同所述反应单元23的顶部抵接，所述气体收集罩22连通所述反应单元23的顶部，所述气体收集罩22的顶部连通所述气体管道21的一端，所述反应单元23的第一进料口连通所述二氧化碳存储单元13的出料口；
侧吹部3，所述侧吹部3包括侧吹气存储单元31和侧吹管道32，所述侧吹气存储单元31的出料口连通所述侧吹管道32的进料口，所述侧吹管道32的出料口连通所述反应单元23的第二进料口；
气体处理部4，所述气体处理部4包括热交换单元41、除尘单元42和第二变压吸附单元43，所述热交换单元41连通所述气体管道21的另一端，所述热交换单元41的出料口连通所述除尘单元42的进料口，所述除尘单元42的出料口连通所述第二变压吸附单元43的进料口，所述第二变压吸附单元43的出料口连通所述二氧化碳存储单元13的第二进料口；
控制部5，所述控制部5包括气体温度传感器组51、氧含量传感器52、第一控制阀53和控制器54，所述氧含量传感器52设置在所述气体收集罩22的顶部内部，所述第一控制阀53设置在所述气体收集罩22和所述气体管道21的连接处，所述气体温度传感器组51设置在所述气体收集罩22内，所述控制器54通过电信号分别连通所述气体温度传感器组51、所述氧含量传感器52、所述第一控制阀53、所述侧吹管道32、所述侧吹气存储单元31、所述二氧化碳存储单元13和所述第一变压吸附单元12。
本申请实施例中，通过采用包括石灰窑收集单元11、第一变压吸附单元12和二氧化碳存储单元13的石灰窑尾气收集部1、包括气体管道21、气体收集罩22和反应单元23的钢渣反应部2、包括侧吹气存储单元31和侧吹管道32的侧吹部3、包括热交换单元41、除尘单元42和第二变压吸附单元43的气体处理部4、包括气体温度传感器组51、氧含量传感器52、第一控制阀53和控制器54的控制部5，利用控制部5中的气体温度传感器组51和氧含量传感器52分别控制侧吹后的气体中氧含量，保证装置的安全性，再通过气体温度传感器组51判断第二分离CO2气的温度和收集气的温度，从而能保证对液态钢渣中热量的充分回收，同时通过氧含量传感器52所测定的数据，控制器54还能保证侧吹完成后，将侧吹切换为石灰窑尾气中CO2气体导入液态钢渣的反应，从而有效的实现对不同阶段的切换，保证石灰窑尾气中CO2气体对液态钢渣热能利用率的提高。
在一些可选的实施方式中，如图5所示，所述气体温度传感器组51包括第一气体温度传感器511和第二气体温度传感器512，所述第一气体温度传感器511和所述第二气体温度传感器512相对设置在所述气体收集罩22的内壁，所述第一气体温度传感器511和所述第二气体温度传感器512设置在所述氧含量传感器52远离所述第一控制阀53的一端。
本申请中，通过包括第一气体温度传感器511和第二气体温度传感器512的气体温度传感器，可以有效的保证不同阶段的温度，例如第一气体温度传感器511测定第二分离CO2气，从而能明确液态钢渣的温度是否在700℃，进而保证CO2气体对液态钢渣的处理方式的准确转换，再通过第二气体温度传感器512测定收集气的温度，从而准确判断CO2气体对液态钢渣的结束时刻，进而保证最大程度的对液态钢渣热量的有效利用。
在一些可选的实施方式中，所述第二变压吸附单元43设有第一出料口和第二出料口，所述第二变压吸附单元43的第一出料口连通所述二氧化碳存储单元13的第二进料口；
所述系统还包括：
一氧化碳收集部6，所述第二变压吸附单元43的第二出料口连通所述一氧化碳收集部6。
本申请实施例中，通过对第二变压吸附单元43的第二出料口和一氧化碳收集部6进行连通，能保证将混合气中的一氧化碳分离出，保证对混合气体有效的利用。
在一些可选的实施方式中，如图7所示，所述反应单元23包括反应罐231和运行台车232，所述运行台车232设置在所述反应罐231的底端，所述运行台车232和所述反应罐231的侧面结合处设有所述反应单元23的第一进料口，所述反应罐231的底面设有所述反应单元23的第二进料口。
本申请实施例中，通过对反应单元23额外的设计，能保证反应罐231中反应结束前后的顺利的转移物料。
实施例1
如图2和图3所示，一种石灰窑尾气中碳中和的方法，包括：
S1.分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气；
S2.对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
S3.向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，分别得到第二CO2气体、CO气体和第二处理钢渣；
S311.得到所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度；
S312.根据所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度的大小，判断是否需要对所述第二CO2气体进行固碳处理；
若所述第二处理钢渣的实际温度＜所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
若所述第二处理钢渣的实际温度≥所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体返回所述二氧化碳的吹入中；
S321.得到所述收集气的实际温度和所述收集气的标准温度；
S322.根据所述收集气的实际温度和所述收集气的标准温度的大小，判断是否需要停止通气；
若所述收集气的实际温度＜所述收集气的标准温度，则停止通气，将所述第三处理钢渣倾出，得到优异性能的钢渣；
若所述收集气的实际温度≥所述收集气的标准温度，则需要继续通气；
S4.对所述第二CO2气体返回所述吹入中进行利用，以实现碳循环；
S5.对所述CO气体进行收集和存储，以实现碳中和；
S6.对所述液态钢渣进行侧吹、第一热交换和除尘，后进行气体收集，分别得到排放尾气和第一处理钢渣；
S71.分别得到所述排放尾气中的氧含量和所述排放尾气中的标准氧含量；
S72.根据所述氧含量和所述标准氧含量的大小，判断是否进行二氧化碳的吹入；
若所述氧含量＜所述标准氧含量，则将所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
若所述氧含量≥所述标准氧含量，则继续进行侧吹。
实施例2
将实施例2和实施例1进行对比，实施例2和实施例1的区别在于：
如图5所示，一种石灰窑尾气中碳中和的系统，系统适配第一方面的方法，系统包括：
石灰窑尾气收集部1，石灰窑尾气收集部1包括石灰窑收集单元11、第一变压吸附单元12和二氧化碳存储单元13，二氧化碳存储单元13设有第一进料口和第二进料口，石灰窑尾气收集单元的出料口连接第一变压吸附单元12的进料口，用以实现对石灰窑尾气中CO2的分离，第一变压吸附单元12的出料口连通二氧化碳存储单元13的进料口；
钢渣反应部2，钢渣反应部2包括气体管道21、气体收集罩22和反应单元23，反应单元23设有第一进料口和第二进料口，反应单元23的顶部设有气体收集罩22，气体收集罩22的底部同反应单元23的顶部抵接，气体收集罩22连通反应单元23的顶部，气体收集罩22的顶部连通气体管道21的一端，反应单元23的第一进料口连通二氧化碳存储单元13的出料口；
侧吹部3，侧吹部3包括侧吹气存储单元31和侧吹管道32，侧吹气存储单元31的出料口连通侧吹管道32的进料口，侧吹管道32的出料口连通反应单元23的第二进料口；
气体处理部4，气体处理部4包括热交换单元41、除尘单元42和第二变压吸附单元43，热交换单元41连通气体管道21的另一端，热交换单元41的出料口连通除尘单元42的进料口，除尘单元42的出料口连通第二变压吸附单元43的进料口，第二变压吸附单元43的出料口连通二氧化碳存储单元13的第二进料口；
控制部5，控制部5包括气体温度传感器组51、氧含量传感器52、第一控制阀53和控制器54，氧含量传感器52设置在气体收集罩22的顶部内部，第一控制阀53设置在气体收集罩22和气体管道21的连接处，气体温度传感器组51设置在气体收集罩22内，控制器54通过电信号分别连通气体温度传感器组51、氧含量传感器52、第一控制阀53、侧吹管道32、侧吹气存储单元31、石灰窑收集单元11和第一变压吸附单元12。
气体温度传感器组51包括第一气体温度传感器511和第二气体温度传感器512，第一气体温度传感器511和第二气体温度传感器512相对设置在气体收集罩22的内壁，第一气体温度传感器511和第二气体温度传感器512设置在氧含量传感器52远离第一控制阀53的一端。
第二变压吸附单元43设有第一出料口和第二出料口，第二变压吸附单元43的第一出料口连通二氧化碳存储单元13的第二进料口；
系统还包括：
一氧化碳收集部6，第二变压吸附单元43的第二出料口连通一氧化碳收集部6。
反应单元23包括反应罐231和运行台车232，运行台车232设置在反应罐231的底端，运行台车232和反应罐231的侧面结合处设有反应单元23的第一进料口，反应罐231的底面设有反应单元23的第二进料口。
实施例3
将实施例3和实施例1进行对比，实施例3和实施例1的区别在于：
将本申请的系统简化为如图8所示的实验装置，具体流程包括：
1、称取100.0g钢渣装入坩埚，称取坩埚重量458.9g，将坩埚放入马弗炉中加热到1400℃；
2、从马弗炉中取出坩埚，放到试验装置中，通入氮气；
3、当气体收集管有气体冒出时，切换通入CO2，开始排水收集法气体；
4、气体收集以温度700℃为节点分为前期和后期.
5、当坩埚温度低于200℃时，停止收集气体；
6、冷却坩埚到室温，进行称重460.5g；
7、分析收集气体成分。
相关实验：
根据实施例3简化的装置进行小规模实验，结果如下：
1、通过试验坩埚增重460.5-458.9＝1.6g,
2、前期收集气体经定性分析主要成分为一氧化碳。
3、后期收集气体经定性分析主要成分为二氧化碳。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请实施例提供的方法，通过先对侧吹出的气体进行热交换和除尘，再进行分析，保证侧吹出的气体中氧含量在最低，再将石灰窑尾气进行变压吸附得到的CO2气体通入到液态钢渣中，保证CO2气体和钢液中的FeO、Fe和Fe3O4被充分转化，再继续对得到的第二分离CO2气进行固碳处理，得到CaCO3，进而实现石灰窑尾气中CO2的收集，实现碳中和的目标，而在所有过程中，分别将侧吹气体带出的热量、CO2气体和钢液反应产生气体中的热量和固碳处理过程中的气体热量分别进行收集，从而能提高钢渣的热能利用率。
(2)本申请实施例提供的方法，通过对反应终点的温度的有效控制，以及对第二处理钢渣的温度进行控制，从而能准确的保证气体带出液态钢渣的热量被充分回收，实现利用石灰窑尾气中的CO2提高钢渣的热能利用率。
(3)本申请实施例提供的方法，通过利用石灰窑尾气提纯CO2吹入液态钢渣中生产一氧化碳气体和交换热能，当钢渣温度降到700℃以下时，继续通入CO2气体和钢渣中活性CaO反应生成CaCO3，从而能有效的碳化钢渣，能优化钢渣的性能，易于粉碎和回收金属材料。
(4)本申请实施例提供的系统，通过采用包括石灰窑收集单元11、第一变压吸附单元12和二氧化碳存储单元13的石灰窑尾气收集部1、包括气体管道21、气体收集罩22和反应单元23的钢渣反应部2、包括侧吹气存储单元31和侧吹管道32的侧吹部3、包括热交换单元41、除尘单元42和第二变压吸附单元43的气体处理部4、包括气体温度传感器组51、氧含量传感器52、第一控制阀53和控制器54的控制部5，利用控制部5中的气体温度传感器组51和氧含量传感器52分别控制侧吹后的气体中氧含量，保证装置的安全性，再通过气体温度传感器组51判断第二分离CO2气的温度和收集气的温度，从而能保证对液态钢渣中热量的充分回收，同时通过氧含量传感器52所测定的数据，控制器54还能保证侧吹完成后，将侧吹切换为石灰窑尾气中CO2气体导入液态钢渣的反应，从而有效的实现对不同阶段的切换，保证石灰窑尾气中CO2气体和液态钢渣的充分反应，并且对反应尾气的收集，同时利用多组热交换设备，提高液态钢渣热能利用率。
(5)本申请实施例提供的系统，能有效的简化整体方法，同时整体装置操作简单。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种石灰窑尾气中碳中和的方法，其特征在于，所述方法包括：
分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气；
对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，分别得到第二CO2气体和CO气体；
对所述第二CO2气体返回所述吹入中进行利用，以实现碳循环；
对所述CO气体进行收集和存储，以实现碳中和。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吹入包括以侧边吹入的方式进行吹入。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别得到转炉后的液态钢渣和石灰窑尾气，之后，还包括：
对所述液态钢渣进行侧吹、第一热交换和除尘，后进行气体收集，分别得到排放尾气和第一处理钢渣；
根据所述排放尾气的氧含量，判定是否进行二氧化碳的吹入；
若是，则对所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述排放气的氧含量，判定是否进行二氧化碳的吹入，具体包括：
分别得到所述排放尾气中的氧含量和所述排放尾气中的标准氧含量；
根据所述氧含量和所述标准氧含量的大小，判断是否进行二氧化碳的吹入；
若所述氧含量＜所述标准氧含量，则将所述石灰窑尾气进行变压吸附，得到第一CO2气体；
若所述氧含量≥所述标准氧含量，则继续进行侧吹。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述第一处理钢渣中导入所述第一CO2气体进行氧化还原反应，后进行第二热交换和后处理，还得到第二处理钢渣；
根据所述第二处理钢渣的温度，判断是否将第二CO2气体进行固碳处理；
若是，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行第三热交换和气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
根据所述收集气的温度，判断是否需要停止通气；
若是，则将所述第三处理钢渣倾出，得到优异性能的钢渣。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二处理钢渣的温度，判断是否将第二分离CO2气体进行固碳处理，具体包括：
得到所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度；
根据所述第二处理钢渣的实际温度和所述第二处理钢渣的标准温度的大小，判断是否需要对所述第二CO2气体进行固碳处理；
若所述第二处理钢渣的实际温度＜所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体通入所述第二处理钢渣中，后进行气体收集，分别得到收集气和第三处理钢渣；
若所述第二处理钢渣的实际温度≥所述第二处理钢渣的标准温度，则将所述第二CO2气体返回所述二氧化碳的吹入中。
7.一种石灰窑尾气中碳中和的系统，其特征在于，所述系统适配如权利要求1-6任一项所述的方法，所述系统包括：
石灰窑尾气收集部(1)，所述石灰窑尾气收集部(1)包括石灰窑收集单元(11)、第一变压吸附单元(12)和二氧化碳存储单元(13)，所述二氧化碳存储单元(13)设有第一进料口和第二进料口，所述石灰窑尾气收集单元的出料口连接所述第一变压吸附单元(12)的进料口，用以实现对石灰窑尾气中CO2的分离，所述第一变压吸附单元(12)的出料口连通所述二氧化碳存储单元(13)的进料口；
钢渣反应部(2)，所述钢渣反应部(2)包括气体管道(21)、气体收集罩(22)和反应单元(23)，所述反应单元(23)设有第一进料口和第二进料口，所述反应单元(23)的顶部设有所述气体收集罩(22)，所述气体收集罩(22)的底部同所述反应单元(23)的顶部抵接，所述气体收集罩(22)连通所述反应单元(23)的顶部，所述气体收集罩(22)的顶部连通所述气体管道(21)的一端，所述反应单元(23)的第一进料口连通所述二氧化碳存储单元(13)的出料口；
侧吹部(3)，所述侧吹部(3)包括侧吹气存储单元(31)和侧吹管道(32)，所述侧吹气存储单元(31)的出料口连通所述侧吹管道(32)的进料口，所述侧吹管道(32)的出料口连通所述反应单元(23)的第二进料口；
气体处理部(4)，所述气体处理部(4)包括热交换单元(41)、除尘单元(42)和第二变压吸附单元(43)，所述热交换单元(41)连通所述气体管道(21)的另一端，所述热交换单元(41)的出料口连通所述除尘单元(42)的进料口，所述除尘单元(42)的出料口连通所述第二变压吸附单元(43)的进料口，所述第二变压吸附单元(43)的出料口连通所述二氧化碳存储单元(13)的第二进料口；
控制部(5)，所述控制部(5)包括气体温度传感器组(51)、氧含量传感器(52)、第一控制阀(53)和控制器(54)，所述氧含量传感器(52)设置在所述气体收集罩(22)的顶部内部，所述第一控制阀(53)设置在所述气体收集罩(22)和所述气体管道(21)的连接处，所述气体温度传感器组(51)设置在所述气体收集罩(22)内，所述控制器(54)通过电信号分别连通所述气体温度传感器组(51)、所述氧含量传感器(52)、所述第一控制阀(53)、所述侧吹管道(32)、所述侧吹气存储单元(31)、所述二氧化碳存储单元(13)和所述第一变压吸附单元(12)。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述气体温度传感器组(51)包括第一气体温度传感器(511)和第二气体温度传感器(512)，所述第一气体温度传感器(511)和所述第二气体温度传感器(512)相对设置在所述气体收集罩(22)的内壁，所述第一气体温度传感器(511)和所述第二气体温度传感器(512)设置在所述氧含量传感器(52)远离所述第一控制阀(53)的一端。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二变压吸附单元(43)设有第一出料口和第二出料口，所述第二变压吸附单元(43)的第一出料口连通所述二氧化碳存储单元(13)的第二进料口；
所述系统还包括：
一氧化碳收集部(6)，所述第二变压吸附单元(43)的第二出料口连通所述一氧化碳收集部(6)。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述反应单元(23)包括反应罐(231)和运行台车(232)，所述运行台车(232)设置在所述反应罐(231)的底端，所述运行台车(232)和所述反应罐(231)的侧面结合处设有所述反应单元(23)的第一进料口，所述反应罐(231)的底面设有所述反应单元(23)的第二进料口。
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