WANG YUNRUI (CN)
| WO2012076863A2 | 2012-06-14 |
| CN102786236A | 2012-11-21 | |||
| CN101870561A | 2010-10-27 | |||
| CN201834770U | 2011-05-18 | |||
| EP1211222A1 | 2002-06-05 |
西安西交通盛知识产权代理有限责任公司 (CN)
| 权 利 要 求 书 1、 一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备， 包括对石灰石进行破碎 的破碎机 （1) ， 以及将破碎后的石灰石进行筛分的振动筛分机 （2) ， 其特征 在于， 所述振动筛分机 （2) 通过上料皮带 （3) 连接计量装置 （4) ， 计量装置 (4) 与密闭煅烧炉 （5) 相连； 所述密闭煅烧炉 （5) 分别与冷却器 （6) 和石 灰储存仓 （11) 相连， 冷却器 （6) 与除尘净化装置 （7) 相连通， 除尘净化装 置 （7) 依次通过管道连接压缩机 （8) 、 冷凝器 （9) 后， 与 C02储罐 （10)相 连通。 2、 根据权利要求 1所述的二氧化碳捕集的设备， 其特征在于， 所述密闭煅 烧炉 （5) 包括密闭进料装置 （5a) 、 密闭出灰装置 （5b) 、 C02排出口 （5c) 和辐射加热装置 （5d) ， 所述密闭进料装置 （5a) 设置于密闭煅烧炉 （5) 的侧 壁上方， 且与计量装置 （4) 出口相对接； 所述密闭出灰装置 （5b) 设置于密闭 煅烧炉 （5) 的下方， 且与石灰储存仓 （11) 相对接； 所述 C02排出口 （5c) 设 置于密闭煅烧炉 （5) 的另一侧壁上方， 且通过管道与冷却器 （6) 相连通。 3、 根据权利要求 1所述的二氧化碳捕集的设备， 其特征在于， 所述冷却器 (6) 连接有冷却塔 （12) ， 冷却塔 （12) 分别与所述冷却器 （6) 介质出口及 回收介质入口相连。 4、 一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的方法， 其特征在于， 该方法包 括下述步骤： 1) 先将石灰石经破碎机 （1) 破碎， 破碎后的石灰石再经振动筛分机 （2) 进行筛分后， 经上料皮带 （3) 输送至计量装置 （4) ； 2)破碎、 筛分后的石灰石经计量装置 （4)按照质量比计量后， 经密闭布料 装置 （5a) 输送至密闭煅烧炉 （5) 内； 3) 石灰石在密闭煅烧炉 （5) 内经高温煅烧分解， 生成的 CaO经密闭出灰 装置 （5b) 输送至石灰储存仓 （11) ； 4)石灰石高温煅烧分解生成的高浓度 02经冷却器（6)输送至除尘净化装 置 （7) 进行除尘处理； 5 )经除尘处理后的高浓度 ( 02经压缩、冷凝工序后， 得到液态 C02封存于 C02储罐中。 5、 根据权利要求 4所述的实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的方法， 其特 征在于， 所述石灰石经破碎后的粒度为 10-80mm。 6、 根据权利要求 4所述的实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的方法， 其特 征在于， 所述高浓度（ 02于冷却器中通过冷却介质换热后得到冷却， 冷却后的 C02温度为 50-100 °C。 |
本发明涉及二氧化碳捕集的设备及方法， 具体涉及一种隔绝空气煅烧实现 石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备及方法。
背景技术
石灰， 又称生石灰， 主要成分为氧化钙， 是一种在建筑、 化工、 电石、 冶 金等行业广泛使用的原材料。 石灰的生产过程为吸热反应， 是将石灰石在高温 下煅烧， 使石灰石中的主要成分碳酸钙发生分解， 并排除分解出的二氧化碳， 其原理如下：
CaC0 3 ( s) ~→► CaO ( s) +C0 2 (g) -176.68 kJ
(…1 ) 从式 α) 中可以看出， 石灰的生产过程必然伴随着大量二氧化碳气体 的排 放， 产出比例大致为石灰 （54 ) ： 二氧化碳 （43 ) 。 以我国目前年产石灰量 3 亿吨估算， 在煅烧石灰石生产石灰过程中， 二氧化碳的年产量大约为 2.38亿吨 左右。 二氧化碳是导致全球气候变暧的温室气体的主 要成分之一， 对温室效应 的贡献率高达 55% , 由于二氧化碳等温室气体排放所引起的气候变 化已成为全 世界关注的焦点问题。 与此同时， 二氧化碳又是一种具有较多用途的工业原材 料， 在食品加工保鲜、 饮料、 化肥、 防火、 石油开采等行业中应用广泛。 对石 灰石煅烧生产石灰过程中产生的大量二氧化碳 进行捕集， 既可以减少大量温室 气体的排放， 又可回收有经济价值的二氧化碳产品， 具有非常重要的意义。
现有的石灰窑主要为回转窑、 普通竖窑或双膛竖窑等， 石灰石和燃料 （气 体燃料经管道和燃烧器送入）装入到石灰窑内 ， 石灰石经预热后到 850°C开始分 解， 到 1200°C完成煅烧， 生成的石灰经冷却后， 卸出窑外。 除极少数石灰生产 单位在石灰窑后端采用了二氧化碳回收技术， 建有二氧化碳回收设备外， 窑内 产生的二氧化碳均亘接排入大气中。 一方曲， 现有石灰窑在运仃过程中， 燃料 在窑内燃烧， 会产生大量的燃烧烟尘及有害气体产物如二氧 化硫、 氮氧化物、 一氧化碳等， 给二氧化碳的分离带来极大的困难； 另一方面， 现有的二氧化碳 捕集回收技术主要有化学吸收法、 物理吸收法、 变压吸附法、 膜吸附法， 无论 哪种方法， 均需经过净化-吸收-解吸-收集的过程， 流程复杂， 如通常采用的化 学吸收技术就涉及到由除尘器、 洗涤器、 脱硫塔、 吸收塔、 解吸塔、 储气囊、 压缩机、 干燥液化系统、 储液罐、 灌装系统等组成的一整套设备， 另外， 由于 烟气中二氧化碳浓度 （约 20-30%左右） 的限制， 采用以上方法进行二氧化碳回 收时存在效率低、 设备维护量大、 生产成本过高等问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足， 本发明目的在于提供一种隔绝空气煅烧 实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备及方 法。 该设备结构紧凑， 投资强度 小， 运行成本低， 具有良好的工业化应用前景。 利用该设备实施的方法工艺条 件成熟， 步骤简单， 能高效捕集石灰石煅烧生产石灰过程中产生的 co 2 。
为达到上述发明目的， 本发明提供的技术方案是：
提供一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的 设备， 包括对石灰石进行破 碎的破碎机， 以及将破碎后的石灰石进行筛分的振动筛分机 ， 所述振动筛分机 通过上料皮带连接计量装置， 计量装置与密闭煅烧炉相连； 所述密闭煅烧炉分 别与冷却器和石灰储存仓相连， 冷却器与除尘净化装置相连通， 除尘净化装置 依次通过管道连接压缩机、 冷凝器后， 与 co 2 储罐相连通。
优选地， 所述密闭煅烧炉包括密闭进料装置、密闭出灰 装置、（ 0 2 排出口和 辐射加热装置， 所述密闭进料装置设置于密闭煅烧炉的侧壁上 方， 且与计量装 置出口相对接； 所述密闭出灰装置设置于密闭煅烧炉的下方， 且与石灰储存仓 相对接； 所述 0 2 排出口设置于密闭煅烧炉的另一侧壁上方 ， 且通过管道与冷 却器相连通。
优选地， 所述冷却器连接有冷却塔， 冷却塔分别与所述冷却器介质出口及 凹收介质入口相连。
相应地， 本发明还提供一种实现石灰生产过程中二氧化 碳捕集的方法， 该 方法包括下述步骤：
1 )先将石灰石经破碎机破碎，破碎后的石灰石 经振动筛分机进行筛分后， 经上料皮带输送至计量装置；
2) 经计量装置按照质量比将破碎、 筛分后的石灰石计量后， 经密闭布料装 置输送至隔绝空气密闭煅烧炉内进行石灰煅烧 ；
3 ) 经窑内高温煅烧分解成的 CaO经密闭出灰装置输送至石灰储存仓；
4)另将分解生成的高浓度 C0 2 经冷却器输送至除尘净化装置进行净化处 理;
5 )经净化后的高浓度 ( 0 2 经压缩、冷凝工序后，得到液态 C0 2 封存于 C0 2 储罐中。
优选地， 在所述方法中， 所述石灰石经破碎后的粒度为 10-80mm。
优选地， 在所述方法中， 高浓度 C0 2 于冷却器中通过冷却介质换热后得到 冷却， 冷却后的 C0 2 温度为 50-100 °C。
本发明提供的方法和设备具有以下有益效果： （1 ) 相对于现有方法， 本发 明提供的方法采用在完全隔绝空气条件下对 CaC0 3 进行煅烧， 捕集所得的 C0 2 纯度可达 99%以上， 有利于 C0 2 后续利用及处理； （2) 工艺流程简单， （ 0 2 捕 集成本低， 对系统的腐蚀小， 节约能源； （3 ) 冷却系统封闭循环， 冷却介质循 环利用， 大大降低运行维护费用。
附图说明
图 1 为本发明实施例中隔绝空气煅烧实现石灰生产 过程中二氧化碳捕集的 设备流程图；
图 2为本发明实施例的工艺流程图。
图中： 1、 物料破碎机； 2、 振动筛分机； 3、 上料皮带； 4、 计量装置； 5、 密闭煅烧炉； 5a、 密闭进料装置； 5b、 密闭出灰装置； 5c、 C0 2 排出口； 5d、 辐 射加热装置； 6、 冷却器； 7、 除尘净化装置； 8、 压缩机； 9、 冷凝器； 10、 C0 2 储罐； 11、 石灰储存仓； 12、 冷却塔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的设备和利用 该设备进行隔绝空气煅烧实 现石灰生产碳捕集的方法工艺做出详细说明。
图 1 所示为一种隔绝空气煅烧实现石灰生产碳捕集 的设备， 包括对石灰石 进行破碎的破碎机 1， 以及将破碎后的石灰石进行筛分的振动筛分机 2， 其中， 振动筛分机 2通过上料皮带 3与计量装置 4相连， 将破碎、 筛分后的石灰石输 送至计量装置 4， 计量装置 4与密闭煅烧炉 5相连， 将经计量后的石灰石输送至 密闭煅烧炉 5， 密闭煅烧炉 5分别与冷却器 6和石灰储存仓 11相连； 其中， 密 闭煅烧炉 5包括密闭进料装置 5a、密闭出灰装置 5b、 C0 2 排出口 5c和辐射加热 装置 5d， 密闭进料装置 5a设置于密闭煅烧炉 5的侧壁上方， 且与计量装置 4出 口相对接； 密闭出灰装置 5b设置于密闭煅烧炉 5的下方， 且与石灰储存仓 11 相对接； 所述 C0 2 排出口 5c设置于密闭煅烧炉 5的另一侧壁上方， 且通过管道 与冷却器 6相连通。 冷却器 6与除尘净化装置 7相连通， 除尘净化装置 7依次 通过管道连接压缩机 8、 冷凝器 9后， 与 C0 2 储罐 10相连通。
在具体实施例中， 冷却器 6连接有冷却塔 12， 冷却塔 12分别与冷却器 6介 质出口及回收介质入口相连。
在具体实施例中， 计量装置 4入口与所述上料皮带 3对接， 计量装置 4出 口与密闭进料装置 5a对接。
在具体实施例中， 振动筛分机 2入口与物料破碎机 1出口对接， 振动筛分 机 2出口与上料皮带 3对接。
在具体实施例中， 冷却器 6与隔绝空气的密闭煅烧炉 5上 C0 2 气体收集口 相连， 除尘净化装置 7入口与冷却器 6的出口相连。
在具体实施例中， 冷却器 6为水冷换热器， 冷却塔 12分别与冷却器 6热水 出口及回收冷却水入口相连。
如图 2所示， 上述设备对应的工作流程如下： 该方法包括卜述歩骤：
1 ) 先将石灰石经破碎机 1破碎， 破碎后的石灰石再经振动筛分机 2进行筛 分的作用后， 获得粒度为 10-80mm的石灰石成品， 由上料皮带 3输送至计量装 置 4;
2) 经计量装置 4按照质量比将破碎、 筛分后的石灰石成品计量后， 经密闭 布料装置 5a输送至隔绝空气的密闭煅烧炉 5内进行石灰煅烧；
密闭煅烧炉 5内分为预热区、煅烧区和冷却区， 经破碎、 筛分后的石灰石先 进行预热， 再于温度为 1000-1400°C下进行煅烧； 窑内为完全隔绝外界空气的生 产系统， 在窑内高温煅烧下， 石灰石被分解成 CaO和纯度极高的 C0 2 气体， 然 后在温度为 300-400 °C下得到冷却；
3 ) 经窑内高温煅烧分解成的 CaO经密闭煅烧炉 5内的密闭出灰装置 5b输 送至石灰储存仓 11 ;
4) 经分解生成的高浓度 C0 2 气体温度为 300-400 °C， 将分解生成的高浓度 C0 2 经由耐热管道输送至冷却器 6进行冷却， 冷却后气体温度降至 50-100°C ; 经冷却器 6换热后， 冷却水被加热至 80-90°C， 热水输送至冷却塔进行冷却并回 用于冷却器 6;将水冷换热后的高浓度 C0 2 输送至除尘净化装置 7进行除尘处理;
5 ) 除尘净化装置 7将冷却后的气体进一步净化成浓度为 98.0-99.8%的高纯 气体，经除尘处理后的高浓度 ( 0 2 经压缩机 8、冷凝器 9的作用转变为液态 C0 2 成品， 由密闭管道输送至 ( 0 2 储罐中， 以便后续利用。
上述分解生成的高浓度 C0 2 可直接将其输送至 C0 2 存储罐中， 也可注入盐 水深层、 枯竭油气田、 贫瘠煤层或海洋中封存， 后续利用于食品加工保鲜、 饮 料、 防火等领域用途。
上述石灰石破碎、 筛分等预处理步骤， 以满足后续密闭进料及煅烧系统隔 绝空气的要求。
上述石灰石计量步骤， 以对进入隔绝空气煅烧系统的石灰石进行计量 ， 保 上述净化除尘歩骤， 以去除隔绝 气煅烧糸统生成的 co 2 气体中含有的 CaC0 3 、 CaO及其他杂质。
上述 C0 2 冷却、 压缩、 冷凝等步骤， 以对隔绝空气煅烧系统生成的（ 0 2 气 体进行相应处理， 使其更好地满足后续储 （封） 存的要求。
上述冷却介质回收系统， 将经热交换后的水冷却后重新回用于 C0 2 冷却步 骤， 以节省新鲜水耗用量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明 所作的进一步详细说明， 不 能认定本发明的具体实施方式仅限于此， 对于本发明所属技术领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干简单的推演或替换， 都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书 所确定的专利保护范围。
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