一种能够高效捕捉CO2的活性石灰煅烧系统的制作方法

一种能够高效捕捉co2的活性石灰煅烧系统
1.技术领域：
2.本实用新型涉及石灰煅烧领域，尤其涉及一种能够高效捕捉co2的活性石灰煅烧系统。
3.

背景技术：

4.活性石灰的用途十分广泛，尤其在钢铁行业，采用活性石灰炼钢，不仅可以缩短冶炼时间，而且对提高钢铁产品质量有重大作用，据统计每生产1t钢铁需耗费30～35kg活性石灰。但在活性石灰煅烧过程中，伴随燃煤燃烧以及碳酸盐分解反应，系统会产生巨量的co2直接排入大气，给环境生态带来巨大压力。在国家“十四五规划”提出，我国co2排放力争于2030年达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，随着“碳达峰、碳中和”的提出，如何尽快开展节能降碳、高效碳捕捉已成为石灰行业内迫在眉睫的课题。
5.目前国内外活性石灰的生产大多采用回转窑系统，其中以带有预热器、竖式冷却器的活性石灰回转窑煅烧系统最为常见。该技术中出竖式冷却器的高温二次风全部进入窑内，为保证窑内正常煅烧与通风，往往造成石灰窑的填充率偏低而带来回转窑设备选型投资增大，同时由于二次风过剩影响，在预热器出口co2含量只有30%左右，给后续碳捕捉回收的可行性及运营成本都带来不利影响，从而阻碍了碳捕捉技术在石灰行业的应用与发展。
6.

技术实现要素：

7.为解决现有活性石灰煅烧系统预热器出口烟气中co2浓度过低， 碳捕捉效率低的问题，本实用新型提供一种能够高效捕捉co2的活性石灰煅烧系统。
8.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
9.一种能够高效捕捉co2的活性石灰煅烧系统，包括预热器、回转窑、窑头罩、燃烧器、竖式冷却器，预热器的烟气出口与烟气处理及co2捕捉系统连接，窑头罩内设有挡风罩，挡风罩位于回转窑的出料端，挡风罩的下端设有出料口，窑头罩与竖式冷却器连接，出料口尺寸要远小于窑头罩与竖式冷却器连接处的尺寸，窑头罩上设有管道与原料预热系统连接，在窑头罩出窑口处设置挡风罩，使出竖式冷却器二次风大部分进入原料预热系统，避免直接或过多进入回转窑内，经预热器产生的废热烟气中co2体积含量≥40%。
10.所述烟气处理及co2捕捉系统由脱硫器、除尘器、第一风机和co2捕捉系统依此连接组成，脱硫器与预热器连接，预热器出口热烟气经过脱硫、除尘装置净化后，进入后续co2捕捉系统进行co2回收封存。
11.所述原料预热系统由预热料仓、除尘器、第三风机依此连接组成，预热料仓与窑头罩连接。
12.燃烧器所用煤粉燃烧助燃气体采用富氧或纯氧气体，所述助燃气体中o2体积含量≥30%，经富氧助燃释放的燃料热量作为窑煅烧系统的主要热源。
13.所述的预热料仓与预热器集成构造，预热料仓设置在预热器上方，物料完成预热后直接从预热料仓卸料进入预热器。
14.所述预热料仓与预热器独立构造，预热料仓与预热器相邻放置，物料通过物料输送装置转运进入预热器。
15.所述原料预热系统的取热风口设置在窑头罩顶或窑头罩侧面。
16.工作原理：燃烧器喷射出的煤粉在富氧或纯氧的气氛中燃烧，在满足窑煅烧热量需要的前提下，由于富氧或纯氧气氛中剔除了大量无效n2,因此可以极大的提高烟气中的co2浓度，进而使后续的co2捕捉系统效率大幅度增加，同时，竖式冷却器的二次风经窑头罩单独引出，避免了直接入回转窑，引起窑尾co2浓度的稀释，进一步提高了回转窑烟气中co2浓度。
17.根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型通过燃烧器接入富氧或纯氧源进行助燃，极大的提高废气中的co2浓度，为后续co2回收、高效碳捕捉提供技术前提。竖式冷却器的二次风经窑头罩单独引出，避免了直接入窑引起窑尾co2浓度的稀释降低问题，且该部分二次风携带热量可通过原料预热系统转换为原料入窑显热，避免此部分热量直接排放造成浪费，实现了热量循环利用，提高系统热利用效率。
19.同时由于方案中独立引出二次风，窑内实际产生和通过的烟气量的相应减少，从而可为回转窑提高填充率、优化设计选型、降低设备成本提供基础。
20.附图说明：
21.图1为本实用新型的流程示意图；
22.图2为窑头挡风罩的结构图；
23.图3是图2中a-a的剖视图；
24.图中：1-预热器；2-窑尾箱；3-回转窑；4-挡风罩；5-窑头罩；6-燃烧器；7-助燃风进风管道；8-竖式冷却器；9-第二风机；10-脱硫器；11-收尘器；12-第一风机；13-co2捕捉系统；14-预热料仓；15-收尘器；16-第三风机。
25.具体实施方式：
26.通过下面实施例可以更详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进，本实用新型并不局限于下面的实施例。
27.根据附图1所述的一种能够高效捕捉co2的活性石灰煅烧系统，包括预热器1、窑尾箱2、回转窑3、挡风罩4、窑头罩5、燃烧器6、助燃风进风管道7、竖式冷却器8、第二风机9、烟气处理及co2捕捉系统和原料预热系统。
28.如图1-3所示，原料预热系统由预热料仓14、除尘器15、第三风机16组成，其中预热料仓14烟气进口与窑头罩5相连，除尘器15进气口与预热料仓14烟气出口相连，第三风机16与除尘器15出口相连，第三风机16出口后经烟囱排空。
29.原料预热系统的热源风引自窑头罩5二次风，优选地设置在窑头罩5顶部，也可从窑头罩5侧面开孔取风。窑头罩5内设有挡风罩4，挡风罩4位于回转窑3的出料端，挡风罩4的下端设有出料口，回转窑3内的物料能够通过该出料口进入窑头罩5内，进而再通过窑头罩5的底部进入竖式冷却器8，而挡风罩4的出料口尺寸要远小于窑头罩5与竖式冷却器8的连接处的尺寸，只要确保物料能顺利从出料口出来即可，所以从式冷却器8出来的二次风进入到挡风罩4内的量非常少，出竖式冷却器8的二次风大部分进入原料预热系统，避免直接或过多进入回转窑内，进而确保回转窑内二氧化碳的浓度不会因为二次风而被稀释。
30.优选的，石灰石原料从预热料仓14顶部进料，预热料仓14与预热器1优选一体构造，预热料仓14设置在预热器1上方，出预热料仓14的物料直接溜入预热器1中。
31.优选的，预热料仓14与预热器1也可分开独立构造，预热料仓14相邻预热器1放置，出预热料仓13的物料通过物料输送装置转运进入预热器1。
32.如图1所示，烟气处理及co2捕捉系统由脱硫器10、除尘器11、第一风机12、co2捕捉系统13组成，其中脱硫器10进口与预热器1出风口相连，除尘器11进口与脱硫器10出口相连，第一风机12进口与除尘器11出口相连，co2捕捉系统13与第一风机出口12相连，位于系统尾端。
33.如图1所示，燃烧器6直接与窑头罩5相连接，优选地从窑头罩5侧面插入，燃烧器喷嘴可直接伸入回转窑4内，燃烧器6的助燃风进风口7直接与助燃气体连接，助燃气体为富氧或纯氧，富氧中氧含量≥30%。预热器1与窑尾箱2相连，窑尾箱2与回转窑3尾端相连。富氧或纯氧一次风源通过助燃风进风口7进入燃烧器6后，在回转窑3内助燃煤粉燃烧释放热量，通过气固换热机理在回转窑3内完成活性石灰煅烧，并产生富含高浓度co2的热烟气，co2的浓度不低于40%，该热烟气进入预热器1完成预热工作后，经脱硫器10和除尘器11对烟气进行脱硫和除尘净化，再经第一风机12排出进入后续烟气处理及co2捕捉系统13进行碳捕捉回收。煤粉在富氧或纯氧的气氛中燃烧，由于富氧或纯氧气氛中剔除了大量无效n2,因此可以极大的提高烟气中的co2浓度，为后续co2回收、高效碳捕捉提供技术前提与支撑。
34.工作时，来自竖式冷却器8的二次风经窑头罩5单独引出，在预热料仓14内与物料通过逆流式换热原理，完成石灰石原料的一次预热，排出的废气经除尘器15净化后，通过第三风机16排空，预热后的原料石灰石进入预热器1进料口，完成后续的工艺煅烧。
35.通过二次风的独立取风及原料预热系统方案，避免了常规二次风直接入窑引起窑尾co2浓度的稀释降低问题，且该部分二次风携带热量可通过原料预热系统转换为原料入窑显热，减少此部分热量直接排放造成能量浪费，实现了热量循环利用，提高系统热利用效率。
36.以上内容中未细述部分为现有技术，故未做细述。