TW201318683A - 以吸收為基礎之二氧化碳捕獲製程的水泥製造廠之熱整合 - Google Patents

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Ajay Vajpeyi
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Abstract

本發明係關於改良水泥製造廠中之能量利用率之方法及系統，該水泥製造廠包含使用液體吸收劑之熱再生之以吸收為基礎的污染物(例如CO2)捕獲製程。本發明之該等方法及系統之特徵在於，該液體吸收劑之該熱再生至少部分係使用該水泥製造廠之窯中生成之熱排氣流來實現。

Description

以吸收為基礎之二氧化碳捕獲製程的水泥製造廠之熱整合
本發明係關於清潔水泥窯中生成之排氣流之方法。
水泥製造既可在加熱碳酸鈣產生石灰及二氧化碳時直接向大氣中釋放CO2，且亦可經由利用能量(若該能量之產生涉及排放CO2)而間接釋放。水泥工業係繼電力生成之第二大CO2排放工業。水泥工業排放全球人造CO2之約5%，其中60%來自化學製程，且40%來自燃燒燃料。水泥工業排放之CO2之量為近900 kg CO2/1000 kg所產生水泥。
基於胺或氨之吸收製程(例如基於單乙醇胺(MEA)之製程)視為自(例如)水泥製造廠中之低壓排氣流捕獲CO2之可行技術。在吸收製程中將氣流中之CO2捕獲於液體吸收劑溶液中。採用CO2吸收器來建立適宜條件(溫度、壓力、紊流等)以供自混合氣流將CO2化學吸收至液體吸收劑中。
隨後使含所吸收CO2之液體吸收劑再生，藉此自該吸收劑將所吸收CO2分離，且然後將所再生吸收劑再用於CO2吸收製程中。由此，形成循環吸收劑流。再生通常係藉由在再生器中將液體吸收劑加熱至自該吸收劑釋放CO2之溫度來達成。
液體吸收劑之再生(例如使用汽提塔再沸器)通常係能量密集型製程。因此，業內需要改良且最佳化該等系統中之能量之利用率之製程。
本發明之目標係改良水泥製造廠中之能量利用率，該水泥製造廠包含使用液體吸收劑之熱再生之以吸收為基礎且的污染物(例如CO2)捕獲系統或製程。
現已發現，有可能整合能量密集型碳捕獲製程與水泥製造製程，從而使得可優化整體整合製程之能量。此可係藉由利用排氣廢物流與CO2捕獲製程中之液體吸收劑之間之溫度差來最小化熱力學相對低級之排氣廢物之熱量來達成。
根據本文所闡釋態樣，提供清潔水泥窯中生成之排氣流之方法，該方法包含：a)在洗氣步驟中用液體吸收劑對富含污染物之排氣流進行洗氣，以便形成富含污染物之液體吸收劑；b)藉由加熱富含污染物之液體吸收劑來使污染物與該液體吸收劑分離而對其進行清潔，以便使貧污染物之液體吸收劑再生；及c)再循環再生之貧污染物之液體吸收劑以供在洗氣步驟中使用；其特徵在於，該富含污染物之液體吸收劑之加熱至少部分係使用水泥窯中生成之熱排氣流來實現。
根據實施例，污染物係CO2且方法包含：a)在洗氣步驟中用液體吸收劑對富含CO2之排氣流進行洗氣，以便形成富含CO2之液體吸收劑；b)藉由加熱富含CO2之液體吸收劑來使CO2與該液體吸收劑分離而對其進行清潔，以便再生貧CO2之液體吸收劑；及 c)再循環再生之貧CO2之液體吸收劑以供在洗氣步驟中使用；其特徵在於，該富含CO2之液體吸收劑之加熱至少部分係使用水泥窯中生成之熱排氣流來實現。
可將熱排氣直接自(例如)窯出口或在用於預加熱水泥原料之後及/或在經受除塵(例如靜電集塵)之後自水泥廠窯抽取出。
直接來自窯出口之排氣可處於高溫下，通常在800℃至1200℃範圍內。在用於預加熱水泥原料之後及在經受除塵之後之排氣溫度通常可在介於100℃至300℃之間之範圍內。由於CO2捕獲製程中液體吸收劑之再生所需溫度通常可在100℃至200℃範圍內，因此適宜溫度之熱排氣可藉由將直接來自窯出口之排氣與用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之排氣摻和獲得。可將該兩個熱氣流進一步與作為第三流之環境空氣摻和以按加熱液體吸收劑所需來微調溫度。
可在(例如)間接接觸熱交換器中使熱排氣與欲清潔之富含CO2之液體吸收劑接觸。或者，可使用熱排氣來產生蒸汽，然後使用該蒸汽加熱液體吸收劑。在典型之基於胺之CO2捕獲系統中，此熱整合可使富含CO2之胺溶液溫度增加約2℃至10℃。此溫度增加可對應於再生器中再沸器負載在約5%至15%範圍內之降低。可將所用「冷」排氣(例如)引導至CO2洗氣器或送回至水泥製造廠以供在(例如)原料磨機中用於乾燥或預加熱水泥原料。
熱整合之此一般原理適用於所有類型之水泥製造廠(例如乾式、濕式、半乾式或半濕式製程)，其中在CO2吸收製程中處理所產生富含CO2之排氣，該CO2吸收製程利用CO2吸收劑之熱再生。
根據實施例，熱排氣流包含直接來自水泥窯之排氣。此排氣之溫度通常可在800℃至1200℃範圍內。
根據實施例，熱排氣流包含來自水泥窯之已首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之排氣。此排氣之溫度通常可在100℃至300℃範圍內。
根據實施例，熱排氣流係藉由摻和直接來自水泥窯之排氣與來自水泥窯且已首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之排氣而形成。所摻和排氣之溫度通常可在150℃至500℃範圍內。
根據實施例，熱排氣流係藉由以下方式形成：將直接來自水泥窯之氣體出口之排氣或來自水泥窯之氣體出口且已首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之排氣或其摻合物與環境空氣摻和。
根據實施例，熱排氣流係用於藉由間接熱交換加熱液體吸收劑。
根據實施例，使用熱排氣流來產生蒸汽，且該蒸汽係用於藉由間接熱交換加熱液體吸收劑。
根據實施例，隨後將用於加熱液體吸收劑之熱排氣流引導至洗氣步驟。
根據實施例，隨後使用用於加熱液體吸收劑之熱排氣流 以供在(例如)水泥製造廠之原料磨機中乾燥或預加熱水泥原料。
液體吸收劑可係任一以物理方式或化學方式吸收CO2之溶劑或溶液或漿液。液體吸收劑可包含(例如)烷醇胺、胺基酸鹽、氨溶劑及碳酸鹽溶劑。
根據實施例，液體吸收劑係水性胺或氨溶液或漿液。
在一些實施例中，若存在氨(NH3)或將其引入排氣流中，則方法包含：a)在洗氣步驟中用液體吸收劑對富含NH3之排氣流進行洗氣，以便形成富含NH3之液體吸收劑；b)藉由加熱富含NH3之液體吸收劑來使NH3與該液體吸收劑分離而對其進行清潔，以便使貧NH3之液體吸收劑再生；及c)再循環再生之貧NH3之液體吸收劑以供在洗氣步驟中使用；其特徵在於，該富含NH3之液體吸收劑之加熱至少部分係使用水泥窯中生成之熱排氣流來實現。
根據本文所闡釋之其他態樣，提供藉由使水泥製造廠之窯中生成之排氣流與循環液體吸收劑流接觸而使污染物吸收於該液體吸收劑中而自該排氣流移除污染物之氣體清潔系統，該氣體清潔系統包含：洗氣器，其經組態以接收富含污染物之排氣流且使氣流與液體吸收劑流接觸，從而形成富含污染物之液體吸收劑流； 再生器，其經組態以接收來自洗氣器之富含污染物之液體吸收劑流，且加熱富含污染物之液體吸收劑以使污染物與液體吸收劑分離以再生貧污染物之液體吸收劑流，且使該再生之貧污染物之液體吸收劑流返回至洗氣器；其特徵在於，該氣體清潔系統包含熱交換器，該熱交換器經組態以接收來自水泥製造廠之窯之熱排氣流，從而至少部分地實現富含污染物之液體吸收劑之加熱。
根據實施例，水泥製造廠包含氣體清潔系統，其藉由使水泥製造廠之窯中生成之排氣流與循環液體吸收劑流接觸以使CO2吸收於該液體吸收劑中而自該排氣流移除二氧化碳(CO2)，該氣體清潔系統包含：CO2洗氣器，其經組態以接收富含CO2之排氣流且使氣流與液體吸收劑流接觸，從而形成富含CO2之液體吸收劑流；再生器，其經組態以接收來自CO2洗氣器之富含CO2之液體吸收劑流，且加熱富含CO2之液體吸收劑以使CO2與液體吸收劑分離以再生貧CO2之液體吸收劑流，且使該再生之貧CO2之液體吸收劑流返回至CO2洗氣器；其特徵在於，該氣體清潔系統包含熱交換器，該熱交換器經組態以接收來自水泥製造廠之窯之熱排氣流，從而至少部分地實現富含CO2之液體吸收劑之加熱。
熱交換器經組態以接收來自水泥製造廠之窯之熱排氣流。此意味著水泥製造廠可包含可操作用於將來自窯之熱 排氣進給至熱交換器之氣體導管。
根據實施例，熱交換器經組態以接收直接來自水泥製造廠之窯之熱排氣流。
根據實施例，熱交換器經組態以接收已首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之熱排氣流。
根據實施例，熱交換器經組態以接收熱排氣流，該熱排氣流包含直接來自水泥製造廠之窯之排氣與已首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之排氣之混合物。
根據實施例，熱交換器係間接接觸熱交換器。
根據實施例，氣體清潔系統包含第一熱交換器，其經組態以接收來自水泥製造廠之熱排氣流之第一部分，且將富含CO2之液體吸收劑加熱至第一溫度；及第二熱交換器，其經組態以接收來自水泥製造廠之熱排氣流之第二部分，且將富含CO2之液體吸收劑加熱至第二溫度。
根據實施例，用於移除CO2之氣體清潔系統係基於胺或氨之系統，例如用於移除CO2之基於冷凍氨之系統。
在例如其中氣體清潔系統包含基於氨之系統(例如基於冷凍氨之系統)的一些實施例中，水泥製造廠包含氣體清潔系統，其藉由使排氣流與循環液體吸收劑流接觸以使NH3吸收於該液體吸收劑中而自水泥製造廠之窯中生成之排氣流移除氨(NH3)，該氣體清潔系統包含：NH3洗氣器，其經組態以接收富含NH3之排氣流且使氣流與液體吸收劑流接觸，從而形成富含NH3之液體吸收劑流； 再生器，其經組態以接收來自NH3洗氣器之富含NH3之液體吸收劑流，且加熱富含NH3之液體吸收劑以使NH3與液體吸收劑分離以再生貧NH3之液體吸收劑流，且使該再生之貧NH3之液體吸收劑流返回至NH3洗氣器；其特徵在於，該氣體清潔系統包含熱交換器，該熱交換器經組態以接收來自水泥製造廠之窯之熱排氣流，從而至少部分地實現富含NH3之液體吸收劑之加熱。
藉由以下各圖及詳細說明來例示上文所述及其他特徵。自該說明及申請專利範圍可明瞭本發明之其他目標及特徵。
現在參照各圖，該等圖為例示性實施例，且其中相同元件之編號相同。
基本上，在兩個步驟中產生水泥。在第一步驟中，自主要由石灰石及黏土組成之原料產生水泥燒塊。可根據原料之狀態將燒塊產生製程描述為乾式、濕式、半乾式或半濕式製程。在第二步驟中，自水泥燒塊產生水泥。將燒塊與石膏(硫酸鈣)及可能的其他具膠結性材料(例如鼓風爐渣、煤飛灰、天然火山灰等)或惰性材料(石灰石)一起研磨成細而均質之粉末。
圖1係通常繪示燒塊產生製程之主要步驟之流程圖。水泥原料(通常石灰(石灰質)、二氧化矽(矽質)、氧化鋁(黏土質)及鐵(鐵質))係藉由採礦或採石獲得。在燒塊產生製程中，在(例如)原料磨機中，將原料粉碎並均質化成混合 物，將該混合物進給至旋轉窯中。此製程(通常稱作原料研磨)可根據原料之狀態描述為乾式、濕式、半乾式或半濕式製程。在乾式製程中，乾式研磨原料並將其以粉末形式進給至窯。在濕式製程中，濕式研磨原料將其以漿液形式進給至窯。在半乾式製程中，乾式研磨原料，且然後將其潤濕以形成結核，然後可將該等結核進給至窯。在半濕式製程中，在漿液中濕式研磨原料並去水，之後將其進給至窯。
窯為大旋轉管，通常約50 m至100 m長，且直徑高達6 m。藉由火焰加熱窯以使其內部達到約2000℃之溫度。將窯輕微傾斜以使材料藉由重力緩慢到達另一端，其中該等材料迅速冷卻至100℃至200℃。
通常，以恰當比例使用四種基本氧化物(氧化鈣(約65%)、氧化矽(約20%)、氧化鋁(約10%)及氧化鐵(約5%))來製造水泥燒塊。當藉由火焰將該等均勻混合之成份加熱至大約1450℃之溫度時，其會組合。在此製程(通常稱作高溫處理)期間，形成新化合物，例如矽酸鈣、鋁酸鈣及亞鐵酸鈣。水泥之液壓硬化係因該等化合物之水合而成。所獲得產物稱為燒塊，且通常呈1 mm至10 mm結核形式存在，該等結核係因窯中材料之部分熔化而形成。
在高溫處理製程期間排放CO2。CO2排放既與原料相關且亦與能量相關。原料相關之排放(即石灰石去二氧化碳期間所產生之CO2排放)佔來自水泥製程之總CO2排放之約60%，且燃料之燃燒佔約40%。
來自現代窯之排氣通常可總共達到約2公噸/公噸所製造燒塊。窯出口氣體在離開窯時可具有(例如)約1000℃之溫度。通常於將原料引入窯中之前使用熱窯排氣來預加熱該等材料。預加熱可在一或多個(例如)篦式預加熱器及/或氣體懸浮式預加熱器中實施。
來自窯之排氣攜載大量塵粒，通常約30克/立方米。環境法規通常要求此量降低至約0.1克/立方米，此要求除塵至少99.7%有效。除塵之方法包括靜電集塵器及袋式過濾器。窯出口氣體在用於預加熱原料之後及於除塵之後之溫度通常為約150℃。
為降低向大氣釋放之CO2之量，為水泥廠提供用於移除來自窯排氣(窯氣體)之CO2之氣體清潔系統。該氣體清潔系統使窯排氣與能夠至少部分地吸收CO2之液體吸收劑接觸從而形成「富」含CO2之液體吸收劑。當液體吸收劑已吸收預定量之CO2時，其可再生。液體吸收劑之再生通常包含將液體吸收劑加熱至至少一些所吸收CO2得以釋放之溫度。通常壓縮再生期間所釋放之CO2並將其輸送至儲存器。然後可使來自再生之液體吸收劑(稱作「貧」液體吸收劑)再循環並將其用於吸收其他來自窯排氣之CO2。
用於吸收CO2之「液體吸收劑」可係任一以物理方式或化學方式吸收CO2之溶劑或溶液或漿液。該等組合物已為熟習此項技術者所熟知。通常用於自氣流吸收CO2之液體吸收劑之實例包括氨或某些胺化合物之水溶液。該等通常用於自氣流吸收CO2之胺化合物之實例包括(但不限於)單 乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二異丙胺(DIPA)及胺基乙氧基乙醇(二甘醇胺)(DGA)。工業工廠中最常用之胺化合物係烷醇胺MEA、DEA及MDEA。液體吸收劑可包含單一胺化合物或兩種或更多種胺化合物之混合物。液體吸收劑亦可包含烷醇胺、胺基酸鹽、氨溶劑及碳酸鹽溶劑。液體吸收劑亦可包含不同量之所吸收CO2。例如，繼再生之後不含或僅含低濃度之所吸收CO2之液體吸收劑稱作「貧CO2」之液體吸收劑或簡稱「貧」液體吸收劑，而繼(例如)吸收之後含較高濃度之所吸收CO2之液體吸收劑稱作「富含CO2」之液體吸收劑或簡稱「富」液體吸收劑。
氣體清潔系統可係基於胺之二氧化碳(CO2)捕獲系統。圖2係基於胺之CO2捕獲系統1之示意代表圖。系統包含CO2洗氣器2，其經配置以使欲純化之氣流與一或多種液體吸收劑接觸。圖2中代表之洗氣器2包含CO2吸收區段且亦可包含用於自氣流移除殘餘污染物之後續水洗滌區段。經由管線3將從中移除CO2之排氣進給至洗氣器2。在CO2吸收區段中，例如，藉由使排氣鼓泡通過包含胺化合物之第一液體吸收劑或藉由將第一液體吸收劑噴射至排氣中而使排氣與該第一吸收劑液體接觸。經由管線4將第一液體吸收劑進給至洗氣器2。在CO2吸收區段中，將來自排氣之CO2吸收於第一液體吸收劑中。在CO2吸收區段中CO2空乏之排氣然後進入洗氣器2之水洗滌區段。水洗滌區段經配置以使來自CO2吸收區段之CO2空乏之排氣與第二液體吸 收劑(其通常為水)接觸。在水洗滌區段中，在排氣離開CO2吸收區段時將留於其中之污染物吸收於第二液體吸收劑中。CO2及污染物空乏之排氣經由管線5離開洗氣器2。所用之含所吸收CO2及污染物之第一及第二液體吸收劑經由管線6離開洗氣器2。可在再生器7中使所用之第一及第二液體吸收劑再循環，其中使污染物及CO2與洗滌水分離。所分離CO2經由管線8離開系統。
所用之欲清潔之「富」第一及第二液體吸收劑經由管線6進入再生器7。在再生器7中，通常在再沸器9中使用蒸汽加熱所用液體吸收劑。加熱引起所吸收CO2自液體吸收劑解吸。解吸之CO2然後與一些亦於加熱期間形成之水蒸氣一起經由管線8離開再生器7。再生之含降低濃度之CO2之「貧」液體吸收劑經由管線10離開再生器。將「貧」液體吸收劑再循環至CO2洗氣器2以供用於吸收其他CO2。
或者，氣體清潔系統可係基於冷凍氨之系統。基於冷凍氨之系統之一般原理與基於胺之系統相同，但液體吸收劑及操作條件不同。WO 2006/022885揭示一種用於自排氣移除二氧化碳之該冷凍氨系統及製程，該方法包括在CO2洗氣器中藉助胺化溶液或漿液自冷卻至低於環境溫度之溫度(較佳介於0℃與20℃之間，更佳介於0℃與10℃之間)之排氣捕獲二氧化碳。在介於0℃與20℃之間、更佳介於0℃與10℃之間之溫度下，在洗氣器中藉由胺化溶液吸收CO2，之後在高壓(通常在10巴絕對壓力至30巴絕對壓力範圍內)及高溫(通常在120℃至160℃範圍內)下在再生器中清潔胺 化溶液，從而使CO2以高純度之氣體二氧化碳形式逸出胺化溶液。
氣體清潔系統中之再生通常係在比吸收高之溫度下實施。例如，在冷凍氨製程中，吸收器中液體吸收劑之溫度可在0℃至20℃範圍內，且再生器中液體吸收劑之溫度可在120℃至200℃範圍內，例如在120℃至160℃範圍內。在典型之基於胺之製程中，吸收器中液體吸收劑之溫度可在20℃至60℃範圍內，且再生器中液體吸收劑之溫度可在100℃至150℃範圍內。氣體清潔系統之再生器可使用任一適宜熱源以供將富液體吸收劑加熱至實現CO2釋放所需之溫度。根據液體吸收劑之類型及再生器之操作壓力使用通常低壓、中壓或高壓蒸汽作為熱源。為降低該製程之加熱及冷卻職責，通常在交叉熱交換器中使來自再生器之熱的貧液體吸收劑與來自吸收器之冷的富液體吸收劑經受熱交換。
根據本文所闡述實施例，使用水泥製造廠中產生之熱窯排氣(窯氣)來代替再生器之至少一部分加熱需求。熱整合之此一般原理適用於所有類型之水泥製造廠(例如乾式、濕式、半乾式或半濕式製程)，其中在CO2吸收製程中處理所產生富含CO2之排氣，該CO2吸收製程利用CO2吸收劑之熱再生。
可自水泥製造廠之一或多個適宜位置抽取熱窯氣體。可自(例如)窯出口直接抽取熱窯排氣，其中該氣體之溫度極高，通常在800℃至1200℃範圍內。或者，可將熱窯氣體 首先用於預加熱原料及/或使其經受除塵，之後將其抽取出。在此情形下，所抽取出窯氣之溫度可顯著更低，通常在100℃至300℃範圍內。
根據實施例，將直接來自窯之熱氣流與首先用於預加熱原料且經受除塵之窯氣之流摻和。摻和該兩種氣流可調節氣流之溫度。調節熱窯氣體之溫度的可能性非常有用地最佳化熱自熱窯氣體至富液體吸收劑之轉移。可選擇(例如)直接來自窯之熱窯氣體與首先用於預加熱原料且經受除塵之窯氣之比例，以使摻合物之溫度足以將富液體吸收劑加熱至或近至其沸點。摻合物之溫度通常可在150℃至500℃範圍內。
熱窯氣體可用於在氣體清潔系統中之多個位置中加熱富液體吸收劑。數個可能位置為圖2中所示之位置A、B及C或為位置A、B及C中之兩者或更多者之組合。
加熱可在一或多個間接熱交換器中實施。本文所用術語「間接熱交換器」意指經組態用於兩個流體流之間之熱交換而無需將該兩種流體流混合之熱交換器。熱交換器可為(例如)殼式及管式。熟習此項技術者易於識別熱交換器之適宜類型及尺寸。
根據一個實施例，在位置A中使用熱窯氣體，以供在富液體吸收劑經過交叉熱交換器11之前在熱交換器12中加熱來自吸收器2之冷的富液體吸收劑。
根據替代實施例，在位置B中使用熱窯氣體，以供在富液體吸收劑進入再生器之前在熱交換器13中加熱來自交叉 熱交換器11之富液體吸收劑。
根據另一替代實施例，在氣體分流器中將熱窯氣體分為兩份，且在位置A中使用熱窯氣體之第一部分以供加熱來自吸收器2之冷的富液體吸收劑，且在位置B中使用熱窯氣體之第二部分以供加熱來自交叉熱交換器11之富液體吸收劑。
根據另一替代實施例，在位置C中使用熱窯氣體以供在再生器7之再沸器9中加熱富液體吸收劑。
根據另一替代實施例，使用熱窯氣體以供產生蒸汽，在位置C中使用該蒸汽以供在再生器7之再沸器9中加熱富液體吸收劑。
隨後可根據用於加熱富液體吸收劑之熱窯氣體(下文中稱作「冷窯氣體」)之溫度及純度而在多個不同位置處將其再引入系統中。
例如，可將冷窯氣體引入氣體清潔系統之CO2洗氣器中以供移除CO2。
或者，可將冷窯氣體返回至水泥製造廠以供用於預加熱水泥原料及/或用於除塵，之後將其用於氣體清潔系統之CO2洗氣器中。
在乾式或半乾式製程水泥製造廠中，可(例如)將冷窯氣體引入原料磨機中以供預加熱欲進給至窯之原料及隨後之除塵，之後將其用於氣體清潔系統中以供CO2移除。
在濕式或半濕式製程水泥製造廠中，可(例如)將冷窯氣體引入磨煤機中以供預加熱窯燃料。
儘管已參考多個較佳實施例闡述了本發明，但彼等熟習此項技術者應瞭解，可對該等實施例作出多種改變且可用等效物替代其中之要素而不背離本發明之範圍。
尤其地，已主要參照CO2吸收及釋放而在本文中闡述了本發明，然而，容易意識到，熱整合亦適用於氣體清潔方法/系統中之其他熱密集型單元操作。一個實例包括通常用於冷凍氨製程中以供移除CO2空乏之煙道氣中之殘餘氨之水洗滌步驟。通常在汽提塔中處理用於在水洗滌步驟中自煙道氣吸收氨之水或水性溶液以在所吸收氨再循環於水洗滌步驟中之前將其移除。可以與上文闡述之供CO2移除之類似方式使用熱窯氣體以供降低汽提塔之蒸汽需求。
另外，可對本發明之教示作出許多修改以適應特定情況或材料而不背離本發明之基本範圍。因此，並非意欲將本發明限於如實施本發明所預計最佳模式所揭示之特定實施例，而是意欲使本發明包括所有屬於隨附申請專利範圍內之範圍內的實施例。另外，術語第一、第二等之使用不表示任何次序或重要性，而是使用術語第一、第二等來區分一個元件與另一個元件。
1‧‧‧基於胺之CO2捕獲系統
2‧‧‧CO2洗氣器/吸收器
3‧‧‧管線
4‧‧‧管線
5‧‧‧管線
6‧‧‧管線
7‧‧‧再生器
8‧‧‧管線
9‧‧‧再沸器
10‧‧‧管線
11‧‧‧交叉熱交換器
12‧‧‧熱交換器
13‧‧‧熱交換器
圖1係代表水泥製造廠之燒塊產生製程之流程圖。
圖2示意性繪示包含基於胺之CO2捕獲系統之水泥製造廠。
1‧‧‧基於胺之CO2捕獲系統
2‧‧‧CO2洗氣器/吸收器
3‧‧‧管線
4‧‧‧管線
5‧‧‧管線
6‧‧‧管線
7‧‧‧再生器
8‧‧‧管線
9‧‧‧再沸器
10‧‧‧管線
11‧‧‧交叉熱交換器
12‧‧‧熱交換器
13‧‧‧熱交換器

Claims (18)

  1. 一種清潔水泥窯中生成之排氣流之方法，該方法包含：a)在洗氣步驟中用液體吸收劑對富含污染物之排氣流進行洗氣，以便形成富含污染物之液體吸收劑；b)藉由加熱該富含污染物之液體吸收劑來使污染物與該液體吸收劑分離而對其進行清潔，以便使貧污染物之液體吸收劑再生；及c)使再生之貧污染物之液體吸收劑再循環以供在該洗氣步驟中使用；其特徵在於，富液體吸收劑之該加熱至少部分係使用該水泥窯中生成之熱排氣流來實現。
  2. 一種清潔水泥窯中生成之排氣流之方法，該方法包含：a)在洗氣步驟中用液體吸收劑對富含CO2之排氣流進行洗氣，以便形成富含CO2之液體吸收劑；b)藉由加熱該富含CO2之液體吸收劑來使CO2與該液體吸收劑分離而對其進行清潔，以便使貧CO2之液體吸收劑再生；及c)使再生之貧CO2之液體吸收劑再循環以供在該洗氣步驟中使用；其特徵在於，富含CO2之液體吸收劑之該加熱至少部分係使用該水泥窯中生成之熱排氣流來實現。
  3. 一種清潔水泥窯中生成之排氣流之方法，該方法包含：a)在洗氣步驟中用液體吸收劑對富含NH3之排氣流進行洗氣，以便形成富含NH3之液體吸收劑； b)藉由加熱該富含NH3之液體吸收劑來使NH3與該液體吸收劑分離而對其進行清潔，以便使貧NH3之液體吸收劑再生；及c)使再生之貧NH3之液體吸收劑再循環以供在該洗氣步驟中使用；其特徵在於，該富含NH3之排氣流之該加熱至少部分係使用該水泥窯中生成之熱排氣流來實現。
  4. 如請求項1之方法，其中該熱排氣流包含直接來自該水泥窯之排氣。
  5. 如請求項1之方法，其中該熱排氣流包含來自該水泥窯且首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之排氣。
  6. 如請求項1之方法，其中該熱排氣流係藉由摻和直接來自該水泥窯之排氣與來自該水泥窯且首先用於預加熱該等水泥原料及/或經受除塵之排氣而形成。
  7. 如請求項1之方法，其中該熱排氣流係用於藉由間接熱交換加熱該液體吸收劑。
  8. 如請求項1之方法，其中使用該熱排氣流來產生蒸汽，且該蒸汽係用於藉由間接熱交換加熱該液體吸收劑。
  9. 如請求項2之方法，其中隨後將用於加熱該液體吸收劑之該熱排氣流引導至該洗氣步驟。
  10. 如請求項2之方法，其中該液體吸收劑係水性胺或氨溶液或漿液。
  11. 一種包含氣體清潔系統之水泥製造廠，該氣體清潔系統藉由使該水泥製造廠之窯中生成之排氣流與循環液體吸 收劑流接觸以使污染物吸收於該液體吸收劑中而自該排氣流移除污染物，該氣體清潔系統包含：洗氣器，其經組態以接收富含污染物之排氣流且使該氣流與液體吸收劑流接觸，從而形成富含污染物之液體吸收劑流；再生器，其經組態以接收來自該洗氣器之富含污染物之液體吸收劑流，且加熱該富含污染物之液體吸收劑以使污染物與該液體吸收劑分離以形成貧污染物之液體吸收劑流，且使該貧污染物之液體吸收劑流返回至該洗氣器；其特徵在於，該氣體清潔系統包含熱交換器，該熱交換器經組態以接收來自該水泥製造廠之該窯之熱排氣流，從而至少部分地實現該富含污染物之液體吸收劑之該加熱。
  12. 一種包含氣體清潔系統之水泥製造廠，該氣體清潔系統藉由使該水泥製造廠之窯中生成之排氣流與循環液體吸收劑流接觸以使二氧化碳(CO2)吸收於該液體吸收劑中而自該排氣流移除CO2，該氣體清潔系統包含：CO2洗氣器，其經組態以接收富含CO2之排氣流且使該氣流與液體吸收劑流接觸，從而形成富含CO2之液體吸收劑流；再生器，其經組態以接收來自該CO2洗氣器之富含CO2之液體吸收劑流，且加熱該富含CO2之液體吸收劑以使CO2與該液體吸收劑分離以形成貧CO2之液體吸收劑流， 且使該貧CO2之液體吸收劑流返回至該CO2洗氣器；其特徵在於，該氣體清潔系統包含熱交換器，該熱交換器經組態以接收來自該水泥製造廠之該窯之熱排氣流，從而至少部分地實現該富含CO2之液體吸收劑之該加熱。
  13. 一種包含氣體清潔系統之水泥製造廠，該氣體清潔系統藉由使該水泥製造廠之窯中生成之排氣流與循環液體吸收劑流接觸以使氨(NH3)吸收於該液體吸收劑中而自該排氣流移除NH3，該氣體清潔系統包含：NH3洗氣器，其經組態以接收富含NH3之排氣流且使該氣流與液體吸收劑流接觸，從而形成富含NH3之液體吸收劑流；再生器，其經組態以接收來自該NH3洗氣器之富含NH3之液體吸收劑流，且加熱該富含NH3之液體吸收劑以使NH3與該液體吸收劑分離以形成貧NH3之液體吸收劑流，且使該貧NH3之液體吸收劑流返回至該NH3洗氣器；其特徵在於，該氣體清潔系統包含熱交換器，該熱交換器經組態以接收來自該水泥製造廠之該窯之熱排氣流，從而至少部分地實現該富含NH3之液體吸收劑之該加熱。
  14. 如請求項11之水泥製造廠，其中該熱交換器經組態以接收直接來自該水泥製造廠之該窯之熱排氣流。
  15. 如請求項11之水泥製造廠，其中該熱交換器經組態以接收已首先用於預加熱水泥原料及/或經受除塵之熱排氣 流。
  16. 如請求項11之水泥製造廠，其中該熱交換器經組態以接收熱排氣流，該熱排氣流包含直接來自該水泥製造廠之該窯之排氣與已首先用於預加熱該等水泥原料及/或經受除塵之排氣之混合物。
  17. 如請求項12之水泥製造廠，其包含第一熱交換器，該第一熱交換器經組態以接收來自該水泥製造廠之熱排氣流之第一部分，且將該富含CO2之液體吸收劑加熱至第一溫度；及第二熱交換器，該第二熱交換器經組態以接收來自該水泥製造廠之熱排氣流之第二部分，且將該富含CO2之液體吸收劑加熱至第二溫度。
  18. 如請求項12之水泥製造廠，其中該用於移除CO2之氣體清潔系統係基於胺或氨之用於移除CO2之系統。
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