本实用新型涉及一种利用高炉渣对烟气中的二氧化碳进行固定减排、并同时进行烟气显热回收的装置，属于二氧化碳回收设备技术领域。
背景技术：
二氧化碳矿化固定是一种实现二氧化碳稳定封存的有效方法，这种方法利用碱性金属氧化与二氧化碳反应生成能够长时间稳定存在的碳酸盐化合物，无需监测，环境风险较小，被认为是最具有发展潜力的二氧化碳处置方法之一。高炉渣是高炉冶炼产生的废渣，主要成分为CaO、MgO、SiO2、Al2O3等，其中CaO、MgO含量分别为38-45%、5-10%，具有很好的固碳能力。同时，高炉渣在钢铁企业产生量大，可在钢铁企业内部实现二氧化碳固定，减少钢铁企业二氧化碳的排放。
采用钢铁生产废弃炉渣进行二氧化碳的碳酸化固定是符合钢铁企业生产特点的主要技术之一。采用高炉渣或钢渣固定二氧化碳已有实施，但是在现有技术中，无论高炉渣还是钢渣在常温常压下反应缓慢，所需反应时间长，反应效率低，因此需要对炉渣进行活化或者在加温加压条件下进行反应，由此造成额外能耗及投资运行成本，不能达到令人满意的效果。面对严峻的环保形势，大幅度地降低二氧化碳的排放量刻不容缓，因此在钢铁行业中改进高炉渣固定二氧化碳的设备是十分有必要的。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术是提供一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置，这种装置可以有效地解决高炉渣含钙组分碳酸化过程中能耗高、反应时间长、转化率低的问题，减少二氧化碳排放量，同时可以对高炉渣显热进行回收，达到节能减排的目的。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置，它包括粒化反应器、流化床反应器、流化床换热器、余热锅炉、除尘器和引风机，粒化反应器的进料口与高炉的渣沟相连接，粒化反应器的出料口与流化床反应器的进料口相连接，流化床反应器出料口与流化床换热器相连接，流化床换热器的底部有排渣口，引风机分别通过管道与粒化反应器底部、流化床换热器底部相连接，粒化反应器出气口、流化床换热器出气口与流化床反应器进气口相连接，流化床反应器出气口依次与除尘器、余热锅炉、烟囱相连接。
上述利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置，所述流化床反应器底部和顶部分别设置测温模块。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型中，熔融高炉渣经粒化破碎形成高温高炉渣颗粒与含二氧化碳烟气进行一次热量交换后，进入流化床反应器与烟气中二氧化碳进行充分碳酸化反应，同时碳酸化反应放出一定热量，然后高炉渣与反应后产物进入流化床换热器与烟气进行二次热交换，高温烟气经换热器产生蒸汽，降温后高炉渣作为制作水泥材料。
本实用新型解决了现有技术中需要对炉渣进行活化或者在加温加压条件下进行反应，由此造成额外能耗及投资运行成本的难题，实现了利用高炉渣固定二氧化碳、降低二氧化碳排放、同时回收高炉渣显热的目。本实用新型充分利用了钢铁行业生产过程中产生的大量的高炉渣，大大提高了高炉渣的固碳效率，同时碳酸化反应过程为放热反应，通过烟气余热回收实现并且提高了高炉渣显热回收，节约了大量资金，降低了回收二氧化碳的成本，对控制温室气体和节能减排具有显著的经济效益和极大的社会效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标记如下：高炉1、渣沟2、粒化反应器3、流化床反应器4、流化床换热器5、测温模块6、排渣口7、除尘器8、余热锅炉9、引风机10、烟囱11、烟气分析仪12。
具体实施方式
本实用新型的利用高炉渣固定二氧化碳并回收显热的装置由粒化反应器3、流化床反应器4、流化床换热器5、除尘器8、余热锅炉9、引风机10、烟囱11、测温模块6、烟气分析仪12组成。
图中显示，粒化反应器3的进料口与高炉1的渣沟2相连接，粒化反应器3的出料口与流化床反应器4的进料口相连接，流化床反应器4出料口与流化床换热器5相连接，流化床换热器5的底部有排渣口7。高温高炉渣经过渣沟2流入到粒化反应器3中进行粒化，再从粒化反应器3进入流化床反应器4中与烟气中的二氧化碳进行碳酸化反应，反应后的高炉渣粒进入流化床换热器5进行热交换，最后高炉渣从排渣口7排出。
图中显示，引风机10分别通过管道与粒化反应器3底部、流化床换热器5底部相连接，粒化反应器3出气口、流化床换热器5出气口与流化床反应器4进气口相连接，流化床反应器4出气口依次与除尘器8、余热锅炉9、烟囱11相连接。
图中显示，流化床反应器4底部和顶部均设置测温模块6，流化床反应器4进口及出口烟气管道上均安装有烟气分析仪12。
本实用新型的使用方法如下：
a．高炉渣颗粒化及一次换热:
温度为1400-1500℃的熔融高炉渣进入粒化反应器3破碎为1-5mm液滴，将温度为120-200℃焦炉烟气鼓入粒化反应器3与高温液滴完成一次热量交换，高温液滴降温转换为高炉渣颗粒，，高炉渣颗粒温度降至750-800℃，通过控制烟气量满足高炉渣颗粒进行碳酸化反应温度要求；
b．碳酸化反应：
粒化反应器3的高温高炉渣颗粒进入流化床反应器4，高温高炉渣颗粒与换热后焦炉烟气在650-800℃、反应时间5-20min条件下充分进行碳酸化反应形成固碳产物，排出高炉渣颗粒温度不低于650℃。同时由于高温高炉渣颗粒与二氧化碳的碳酸化反应为放热反应，提高了烟气温度，进而提升了显热回收量；
c．二次换热：
高炉渣颗粒及固碳产物由流化床反应器4出料口进入流化床换热器5，与鼓入的温度为120-200℃含二氧化碳烟气进行二次热量交换，高炉渣温度降至低于250℃后由排渣口7排出，换热后含二氧化碳烟气进入上一级的流化床反应器4进行充分的碳酸化反应；
d．热量回收：
经粒化反应器3、流化床换热器5和流化床反应器4换热脱碳的脱碳烟气经除尘器8进入余热锅炉9产生蒸汽，蒸汽用于发电或者并入现有蒸汽管道加以利用。
在上述的b步骤中，调整流化床反应器4进口烟气量控制烟气中二氧化碳与高炉渣质量比为1：5-15。
与现有技术相比，本实用新型遵循“以废治废”的理论，利用钢铁行业生产过程中产生的大量的高炉渣为原料，在适应温度条件下高效并充分实现高炉渣中CaO与CO2反应，提高了高炉渣中CaO的固碳效率，同时碳酸化反应过程为放热反应，通过烟气余热回收实现并且提高了高炉渣显热回收，达到了高炉渣固定CO2降低CO2排放同时回收高炉渣显热的目的，对控制温室气体和节能减排具有极大的社会意义。