一种水泥窑烟气碳捕捉系统及方法与流程

本发明涉及碳捕捉，特别涉及一种水泥窑烟气碳捕捉系统及方法。

背景技术：

1、碳捕捉，通常被叫作“ccsu”，是在二氧化碳捕集与封存（ccs）的基础上增加了“利用（utilization）”，将二氧化碳从空气或工厂烟囱的废气中分离出来，利用或储存在地下数公里处，从而减少大气中的碳排放。碳捕集利用和封存（ccus）技术成为业界关注的焦点，众多能源、化工企业纷纷将ccus作为减碳的重要方式加以应用。近年来，水泥行业发展迅速，其二氧化碳排放量仅次于火力电厂，约占二氧化碳总排放量的22.4%。现急需一种高效水泥窑烟气碳捕捉系统及方法，将水泥工业过程中产生的二氧化碳进行分离和捕集，并且实现资源的高效利用。

技术实现思路

1、为克服现有技术的问题，本发明提供了一种水泥窑烟气碳捕捉系统及方法，其优点是消除水泥窑烟气中的二氧化碳，并对水泥窑烟气中的二氧化碳进行回收，以实现高效利用。

2、本发明的技术方案是：

3、一种水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，包括水泥窑炉单元、二氧化碳捕捉单元、低温空气分离单元、压缩和净化单元、二氧化碳纯度检测单元、自动控制单元；

4、所述水泥窑炉单元，生产含二氧化碳的烟气；所述二氧化碳捕捉单元，所述用于捕获二氧化碳，通过管道与所述水泥窑炉单元进行连接，通过碳化和煅烧获得高纯度二氧化碳；所述低温空气分离单元，用于从空气中分离处氧气并和烟气一起送入二氧化碳捕捉单元中；所述压缩和净化单元，用于将分离的混合二氧化碳气体进行净化和压缩；所述二氧化碳纯度检测单元，用于检测二氧化碳纯度；所述自动控制单元，用于控制二氧化碳的捕捉量。

5、进一步的，所述二氧化碳捕捉单元通过管道与所述水泥窑炉单元连接，利用烟气在管道流动实现气体运输。

6、进一步的，所述二氧化碳捕捉单元，包含碳化炉和煅烧炉，所述碳化炉和煅烧炉相互连接构成循环反应器。

7、进一步的，所述碳化炉中，将碳化炉加热到600-700℃，利用氧化钙与含有二氧化碳的烟气反应，形成碳酸钙被送到所述煅烧炉，在所述煅烧炉加热到890-930℃，对碳酸钙进行煅烧后，再分解成氧化钙和二氧化碳。

8、进一步的，所述低温空气分离单元包括精馏塔，精馏塔将液化空气中的氧气分离出来并将分离出的氧气作为氧化剂与烟气一同送入煅烧炉中燃烧。

9、进一步的，所述压缩和净化单元包括二氧化碳压缩机、吸附塔、干燥塔和冷凝器。

10、进一步的，自动控制单元包括至少一个设置在二氧化碳捕捉单元前端管道上的第一电磁阀、至少一个设置在压缩和净化单元后端的第二电磁阀以及控制器，控制器用于控制第一电磁阀和第二电磁阀。

11、一种水泥窑烟气碳捕捉方法，其特征在于，包括以下步骤：

12、s101、将水泥窑所产生含二氧化碳的烟气通过管道传输到二氧化碳捕捉系统，二氧化碳捕捉系统包括碳化炉和煅烧炉；

13、s102、将碳化炉加热到600-700℃，利用氧化钙与含有二氧化碳的烟气反应，形成碳酸钙；

14、s103、将碳酸钙被送到煅烧炉，在煅烧炉加热到890-930℃，对碳酸钙进行煅烧后，再分解成氧化钙和二氧化碳；

15、s104、将煅烧后生成的二氧化碳通过压缩和净化得到高浓度二氧化碳。

16、综上所述，本发明的有益效果是：实现水泥生产过程烟气的碳捕捉过程，吸收水泥生产过程产生的二氧化碳，使水泥窑烟气中的二氧化碳消除更充分，并且通过二氧化碳循环发法实现回收和高效利用。

技术特征：

1.一种水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，包括水泥窑炉单元、二氧化碳捕捉单元、低温空气分离单元、压缩和净化单元、二氧化碳纯度检测单元、自动控制单元；

2.根据权利要求1所述的水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，所述二氧化碳捕捉单元通过管道与所述水泥窑炉单元连接，利用烟气在管道流动实现气体运输。

3.根据权利要求1所述的水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，所述二氧化碳捕捉单元，包含碳化炉和煅烧炉，所述碳化炉和煅烧炉相互连接构成循环反应器。

4.根据权利要求3所述的水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，所述碳化炉中，将碳化炉加热到600-700℃，利用氧化钙与含有二氧化碳的烟气反应，形成碳酸钙被送到所述煅烧炉，在所述煅烧炉加热到890-930℃，对碳酸钙进行煅烧后，再分解成氧化钙和二氧化碳。

5.根据权利要求4所述的水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，所述低温空气分离单元包括精馏塔，精馏塔将液化空气中的氧气分离出来并将分离出的氧气作为氧化剂与烟气一同送入煅烧炉中燃烧。

6.根据权利要求1所述的水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，所述压缩和净化单元包括二氧化碳压缩机、吸附塔、干燥塔和冷凝器。

7.根据权利要求1所述的水泥窑烟气碳捕捉系统，其特征在于，自动控制单元包括至少一个设置在二氧化碳捕捉单元前端管道上的第一电磁阀、至少一个设置在压缩和净化单元后端的第二电磁阀以及控制器，控制器用于控制第一电磁阀和第二电磁阀。

8.一种水泥窑烟气碳捕捉方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种水泥窑烟气碳捕捉系统，包括水泥窑炉单元、二氧化碳捕捉单元、低温空气分离单元、压缩和净化单元、二氧化碳纯度检测单元、自动控制单元；所述二氧化碳捕捉单元，所述用于捕获二氧化碳，通过管道与所述水泥窑炉单元进行连接，通过碳化和煅烧获得高纯度二氧化碳；所述低温空气分离单元，用于从空气中分离处氧气并和烟气一起送入二氧化碳捕捉单元中；所述压缩和净化单元，用于将分离的混合二氧化碳气体进行净化和压缩；所述二氧化碳纯度检测单元，用于检测二氧化碳纯度；所述自动控制单元，用于控制二氧化碳的捕捉量。本发明优点是：消除水泥窑烟气中的二氧化碳，并对水泥窑烟气中的二氧化碳进行回收，以实现高效利用。

技术研发人员：张航通,陈堃,王文天,蒋涛,李佳,王宁丰,杨楠,杨宇坤,林纪星,林翰
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13