一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，包括用于制备高纯度氧气的制氧系统；用于分解碳酸盐生料的富碳燃烧炉；用于将富含CO2的烟气进行气固分离的分离装置；对CO2烟气降温处理的高温换热器、中低温换热器；所述制氧系统、富碳燃烧炉、分离装置、高温换热器、中低温换热器之间通过管道连接；本发明专利技术相较于传统捕集装置，不再采用化学吸收剂纯化二氧化碳烟气，选用物理路径即可富集二氧化碳，改善碳捕集能源消耗量，降低碳捕集运行成本。降低碳捕集运行成本。降低碳捕集运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置


[0001]本专利技术涉及水泥熟料制造过程二氧化碳捕集
，具体涉及一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置。

技术介绍

[0002]我国水泥行业的碳排放量约占全国总碳排放的13.5%，是仅次于电力行业的碳排放大户，开发高效能的碳捕集技术迫在眉睫。目前的水泥行业碳捕集技术以化学吸收法为主，即采用胺溶液吸收、解吸后获得高浓度二氧化碳。但是采用化学吸收法所用胺溶剂会和烟气中的大气污染物SO2、NO
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发生反应，引起设备腐蚀、胺降解或形成腐蚀性盐；CO2在解吸塔中从胺溶剂的解析再生过程会消耗大量能量，占该工艺流程总能耗的50
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80%，该工艺虽然捕捉了CO2但也使得水泥生产支出了额外的能源；整个碳捕集过程工艺流程较复杂，运行成本较高，约为420元/t.CO2，经济性很难得到保证。
[0003]基于此，需要设计一种二氧化碳捕集装置，回收得到较高浓度的CO2，实现水泥工业碳减排。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，相较于传统捕集装置，不再采用化学吸收剂纯化二氧化碳烟气，选用物理路径即可富集二氧化碳，改善碳捕集能源消耗量，降低碳捕集运行成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，包括用于制备高纯度氧气的制氧系统；用于分解碳酸盐生料的富碳燃烧炉；用于将富含CO2的烟气进行气固分离的分离装置；对CO2烟气降温处理的高温换热器、中低温换热器；所述制氧系统、富碳燃烧炉、分离装置、高温换热器、中低温换热器之间通过管道连接。
[0006]进一步地，所述富碳燃烧炉底部设置助燃气体加注口、煤粉加注口；所述富碳燃烧炉的中下段还设有碳酸盐生料加注口；所述助燃气体加注口与制氧系统出口通过管道连接，用于向富碳燃烧炉注入提供高纯度氧气；所述煤粉加注口用于向富碳燃烧炉注入提供煤粉；所述碳酸盐生料加注口用于向富碳燃烧炉注入提供碳酸盐生料；煤粉、碳酸盐生料在富碳燃烧炉中高温受热分解得到CO2为主的烟气及固体颗粒。
[0007]进一步地，所述富碳燃烧炉底部还设置有流化床；所述流化床位于助燃气体加注口上方。
[0008]进一步地，所述流化床上设有多个喷嘴，高纯度氧气通过喷嘴以喷腾的形式分散输送至富碳燃烧炉中。
[0009]进一步地，所述分离装置包括第一旋风筒与第二旋风筒，所述第一旋风筒与第二旋风筒之间通过管道连接，在管道内部设置有脱硝装置用于降低烟气中NO
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含量。
[0010]进一步地，所述第一旋风筒下端与富碳燃烧炉通过管道连接，其上端与第二旋风
筒通过管道连接；所述第二旋风筒下端与水泥窑分解炉通过管道连接，其上端与高温换热器通过管道连接。
[0011]进一步地，所述高温换热器与中低温换热器通过管道连接，所述高温换热器与中低温换热器之间还设有袋收除尘器，用于将降温后的CO2烟气中的灰分收集、脱除。
[0012]进一步地，所述袋收除尘器上设有出料口一与出料口二；所述出料口一与富碳燃烧炉通过管道连接，保证富碳炉内拥有足够的通风量，同时控制富碳燃烧炉内燃烧温度；所述出料口二与中低温换热器通过管道连接。
[0013]进一步地，还包括二氧化碳液化储罐；所述二氧化碳液化储罐与中低温换热器通过管道连接。
[0014]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：（1）本专利技术提供的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，通过制氧系统，生产纯氧气体，通过纯氧燃烧的方式替代传统空气助燃，直接用于水泥生产；与常规水泥生产同步运行，不影响原窑尾预分解系统稳定性，经富集纯化后可获得高浓度CO2气体，降低碳捕集运行成本。
[0015]（2）本专利技术提供的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，相较于传统捕集装置，不再采用化学吸收剂纯化二氧化碳烟气，选用物理路径即可富集二氧化碳，改善碳捕集能源消耗量，降低了生产成本。
[0016]（3）本专利技术提供的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，相较于传统捕集装置，通过设计专用富碳燃烧炉叠加流化床装置、CO2烟气再反复回富碳炉等工艺技术，合理控制纯氧助燃剂下煤粉燃烧发生的高烈度反应，实现纯氧在水泥窑中应用。
[0017]（4）本专利技术提供的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，纯氧燃烧下的二氧化碳气体用于自富集，高温换热器产生的蒸气可用于水泥窑余热发电，而产生的高温固体物料返还预热预分解系统，连同常规预热器分解的物料一块送入回转窑中煅烧成熟料制品，不影响原窑尾预分解系统连续性生产。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例的整体结构示意图；其中，1、制氧系统；2、富碳燃烧炉；201、助燃气体加注口；202、流化床；203、煤粉加注口；204、碳酸盐生料加注口；3、第一旋风筒；4、第二旋风筒；5、高温换热器；6、袋收除尘器；7、系统风机；8、中低温换热器；9、系统风机；10、二氧化碳液化储罐；11、水泥窑分解炉。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0020]如图1所示，本专利技术提供一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，包括用于制备高纯度氧气的制氧系统1，利用制氧系统1将空气中的氧气、氮气分离，制备得到高纯度氧气；所述制氧系统1出口与富碳燃烧炉2通过管道连接；所述富碳燃烧炉2中下段处截面进行变径
处理形成缩口，该缩口用于衔接富碳燃烧炉2的上下两个部分。进一步地，所述富碳燃烧炉2底部设置助燃气体加注口201、煤粉加注口203；所述富碳燃烧炉2的中下段还设有碳酸盐生料加注口204，该碳酸盐生料加注口204的物料来源既可以是原始冷生料也可以是从旋风筒分出的部分热生料；所述助燃气体加注口201与制氧系统1出口通过管道连接，用于向富碳燃烧炉2注入提供高纯度氧气；所述煤粉加注口203用于向富碳燃烧炉2注入提供煤粉；所述碳酸盐生料加注口204用于向富碳燃烧炉2注入提供碳酸盐生料；煤粉、碳酸盐生料在富碳燃烧炉2中高温受热分解得到CO2为主的烟气及固体颗粒；进一步地，所述富碳燃烧炉2底部还设置有流化床202；所述流化床202位于助燃气体加注口201上方；进一步地，所述流化床202上设有多个喷嘴，高纯度氧气通过喷嘴以喷腾的形式分散输送至富碳燃烧炉2中。
[0021]如图1所示，在本实施例中，所述分离装置包括第一旋风筒3与第二旋风筒4，所述第一旋风筒3与第二旋风筒4之间通过管道连接，在管道内部设置有SNCR脱硝装置，脱除烟气中产生少量NO
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污染气体；富含CO2的烟气进入第一旋风筒3后实现第一次气固分离，所述第一旋风筒3下端与富碳燃烧炉2通过管道连接，第一次气固分离的固体物料从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，其特征在于，包括用于制备高纯度氧气的制氧系统（1）；用于分解碳酸盐生料的富碳燃烧炉（2）；用于将富含CO2的烟气进行气固分离的分离装置；对CO2烟气降温处理的高温换热器（5）、中低温换热器（8）；所述制氧系统（1）、富碳燃烧炉（2）、分离装置、高温换热器（5）、中低温换热器（8）之间通过管道连接。2.根据权利要求1所述的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述富碳燃烧炉（2）底部设置助燃气体加注口（201）、煤粉加注口（203）；所述富碳燃烧炉（2）的中下段还设有碳酸盐生料加注口（204）；所述助燃气体加注口（201）与制氧系统（1）出口通过管道连接，用于向富碳燃烧炉（2）注入提供高纯度氧气；所述煤粉加注口（203）用于向富碳燃烧炉（2）注入提供煤粉；所述碳酸盐生料加注口（204）用于向富碳燃烧炉（2）注入提供碳酸盐生料；煤粉、碳酸盐生料在富碳燃烧炉（2）中高温受热分解得到CO2为主的烟气及固体颗粒。3.根据权利要求2所述的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述富碳燃烧炉（2）底部还设置有流化床（202）；所述流化床（202）位于助燃气体加注口（201）上方。4.根据权利要求3所述的一种纯氧燃烧下的二氧化碳捕集装置，其特征在于，所述流化床（202）上设有多个喷嘴，高纯度氧气通过喷嘴以喷腾的形式分散输送至富碳燃烧炉（2）中。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶从喜，李维，沈序辉，梁乾，何明海，蒋文伟，王明，覃怀清，
申请(专利权)人：华润水泥技术研发广西有限公司，
类型：发明
国别省市：