[发明专利]一种高浓度回收水泥生产过程中CO2气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，特别是一种用于高浓度地回收水泥制造过程中燃料燃烧产生的CO₂气体和水泥原料热解煅烧时产生的CO₂气体的方法。

背景技术

CO₂被认为是造成地球温暖化的主要气体之一。在我国，电力、钢铁、石油、化工和建材是能源和污染物排放最多的工业部门，而在建材产业中，水泥生产所造成的CO₂排放就占全国CO₂排放总量的18-22％。因此，水泥生产过程CO₂减排具有重要的意义。水泥生产过程CO₂排放仍然以原料分解、燃料燃烧和电力消耗为主排放源，三者的总排放量约占水泥生产排放量的75％。水泥窑尾气成分复杂且CO₂浓度偏低，通常为10-15%，其它组分有N₂、O₂、SO₂、NOx等，其中绝大多数是来自燃烧空气中的N₂。可采取的减少水泥生产过程CO₂向大气排放的措施，一方面优化生产工艺过程，使用替代燃料，但更重要的一方面是回收水泥生产过程产生的CO₂。中国专利200610092071.4公开了一种利用水泥窑尾气制备食品级液体二氧化碳的方法，利用钾碱复合活化溶液吸收水泥窑尾气中的10-15%浓度的CO₂，再升温解吸、分离出高浓度CO₂，但由于尾气中的CO₂浓度太低，回收成本很高。日本三菱综合材料株式会社在中国申请的PCT专利200980116294.1公开了一种水泥制造设备中的CO₂气体的回收方法及回收设备， 采取的方法包括下述几种：（1）将煅烧前的水泥原料在过热炉中过热至煅烧温度以上后，在混合煅烧炉中与新的煅烧前的水泥原料进行混合；（2）将煅烧前的水泥原料与从水泥窑排出的高温的水泥熟料的一部分在混合煅烧炉中进行混合；以及（3）使用外热式煅烧炉。这是从改进水泥生产工艺角度来有效地活用水泥制造设备中的热源来达到高浓度地回收CO₂的目的。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种高浓度回收水泥生产过程中CO₂气体的方法，解决了如何在尾气排放末端直接回收高浓度CO₂气体的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高浓度回收水泥生产过程中CO₂气体的方法，包含如下步骤：将O₂/水蒸汽/CO₂混合气或O₂/CO₂混合气从水泥窑炉尾部通入水泥窑炉，并使水泥窑炉内的燃料燃烧; 将水泥窑炉内的水泥原料煅烧生成熟料，煅烧温度为1400-1800℃；将所述熟料向所述水泥窑炉尾部移动，使其与通入的混合气接触，预热所述混合气，同时使所述熟料冷却后从水泥窑炉尾部或底部排出；将预热后的混合气部分通入热分解器，并加入燃料燃烧，使经多级换热器后进入热分解器的生料进行热分解，形成含CO₂的高温烟气和水泥原料；所述水泥原料进入水泥窑炉煅烧生成熟料；将高温烟气向上流动通过多级换热器；将生料通过多级换热器向下流动，使生料被高温烟气预热；将经过多级换热器的高温烟气通过冷却器，使高温烟气中的水蒸气形成液态水而被分离，回收获得高浓度CO₂气体。

进一步的，所述O₂/水蒸汽/CO₂混合气中的水蒸汽体积百分比为20～60%。

进一步的，所述水泥窑炉为卧式或立式窑炉。

进一步的，所述高温烟气中水蒸汽体积百分比为20-60%。

进一步的，所述多级换热器为四级换热器。

进一步的，所述多级换热器和所述冷却器之间设置有高温引风机。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：