[实用新型]水泥熟料生产线中氨供氢替代煤的装置

说明书

一种水泥熟料生产线中氨供氢替代煤的装置，属于氢能降碳技术领域。包括水泥熟料生产线、液氨储罐（5）、液氨气化装置和氨裂解装置，液氨储罐（5）连接液氨气化机构，液氨气化机构连接氨裂解装置，氨裂解装置通过供氢管路（14）连接至水泥熟料生产线中的燃烧器。本实用新型采用液氨储氢的方式，相比于储运液氢，更加安全方便，就近回收利用生产线上的热量对液氨气化并裂解供氢，氢气掺入水泥熟料生产线的燃烧器进行燃烧，可大幅度减煤降碳，有效带动水泥行业低碳绿色发展。另外氨裂解时会有部分为裂解的氨随氢气进入燃烧器，而氨具有脱除氮氧化物和抑制氮氧化物生成的作用，因此可以有效降低煅烧产生的氮氧化物，满足超低排放标准。

技术领域

水泥熟料生产线中氨供氢替代煤的装置，属于氢能降碳技术领域。

背景技术

中国是全球最大的水泥生产国，而且水泥产量仍然处于上升的趋势，随着水泥产量的上涨，水泥行业碳排放量也在逐年上升，在2020年达到历史最高值13.84亿吨。根据2015年巴黎协定，全球水泥业必须在2050年达到碳中和的目标，在2030年必须达成减碳40%的目标，这对水泥生产行业产生减碳工作的重要影响。

水泥生产中35%的碳排放来自于煤炭，其中60%在分解炉中，40%在煅烧窑中，氢能源可以通过工业化手段大规模、稳定可靠的提供无碳替代燃料。目前主要的方式是采用掺氢天然气替代煤的方案，但是氢气存在大规模储运不方便的问题，而且氢气直接掺入天然气中燃烧存在不稳定的问题，目前仍然无法彻底解决掺氢天然气燃烧稳定性的技术难题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种水泥熟料生产线中氨供氢替代煤的装置，液氨容易存储，并且可以利用熟料线上的热量对液氨加热气化并裂解供氢，氢气直接进入窑炉燃烧，燃烧稳定性好。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该水泥熟料生产线中氨供氢替代煤的装置，其特征在于：包括水泥熟料生产线、液氨储罐、液氨气化装置和氨裂解装置，液氨储罐连接液氨气化机构，液氨气化机构连接氨裂解装置，氨裂解装置通过供氢管路连接至水泥熟料生产线中的燃烧器。

优选的，所述燃烧器包括分解炉氢气燃烧器和回转窑氢气燃烧器，分解炉氢气燃烧器设置在水泥熟料生产线的分解炉上，回转窑氢气燃烧器设置在水泥熟料生产线的回转窑上。

优选的，在所述分解炉的水平方向和竖直方向均布置有多个分解炉氢气燃烧器。

优选的，所述回转窑的轴向布置有多个回转窑氢气燃烧器。

液氨气化装置和氨裂解装置就近回收利用熟料线上不同品位的热量对液氨气化并裂解供氢，使得氨供氢替代煤的技术路线更容易得到推广。本项目回收利用煅烧工段的中低温余热，用于液氨蒸发与氨气预热；再回收利用高温热量对氨气裂解，大幅提高了热量的综合利用效率。

优选的，所述液氨气化装置包括气化罐和液氨加热器，水泥熟料生产线的分解炉和/或回转窑的外壁设有煅烧换热器，煅烧换热器通过换热管路连接液氨加热器。

优选的，所述液氨气化装置和氨裂解装置之间还设有氨气缓冲罐。

优选的，所述氨气缓冲罐的内侧或外侧设有氨气预热器，氨气预热器连接煅烧换热器。

优选的，所述氨裂解装置包括氨裂解罐和氨裂解加热器，氨裂解加热器设置在氨裂解罐内侧或外侧，氨裂解加热器连通水泥熟料生产线的分解炉的烟气出口。

优选的，所述分解炉的烟气出口连接有多个生料预热器，生料预热器的换热烟气出口连接有烟气汇集管，氨裂解加热器的入口连接烟气汇集管。

优选的，所述烟气汇集管与氨裂解加热器的出口连接烟气脱硝处理装置。

与现有技术相比，该水泥熟料生产线中氨供氢替代煤的装置的上述技术方案所具有的有益效果是：