[发明专利]由在线型分解炉改造的水泥窑系统及制备水泥熟料的方法

说明书

本发明涉及由在线型分解炉改造的水泥窑系统及制备水泥熟料的方法。本发明创造性地将CO₂自富集型水泥窑与在线型水泥窑集于同一系统，可根据需要将系统切换为CO₂自富集型水泥窑或在线型水泥窑。当水泥窑作为CO₂自富集型水泥窑时，在分解炉内可实现CO₂自富集过程，保证第一列和第二列旋风预热器出口烟气CO₂浓度＞50％，改善了现有技术中窑尾烟气CO₂浓度低，净化提纯困难的问题，可以较大程度降低后续烟气中CO₂捕集提纯的投资成本和运行成本。而且，本发明无需对回转窑和冷却机进行重新设计，适用于对现有大多数水泥窑系统进行改造，大大简化工艺流程，降低改造成本，也可用于对新建水泥生产线的设计。

技术领域

本发明属于水泥生产设备技术领域，具体涉及由在线型分解炉改造的水泥窑系统及制备水泥熟料的方法。

背景技术

作为一种主要的温室气体，CO₂的大量排放加剧了全球温室效应，世界各国均普遍面临着实现碳减排、缓解全球气候变化的艰巨任务。为更好发展全球经济和保护自然环境，世界各国都相继制定了碳减排战略目标。在中国，水泥行业已成为仅次于电力行业的第二大CO₂排放源。据统计，2018年全国水泥熟料产量接近19亿吨，在现有技术水平下，每生产1吨水泥熟料的CO₂排放量约为0.84吨，CO₂排放量在2018年已达到15.96亿吨。因此，减缓水泥工业高CO₂排放问题刻不容缓。

对碳减排技术的研究，国内外已有不少报导，但这些研究主要面向电力、煤炭和钢铁等行业，水泥行业相关的碳减排技术报导相对较少。目前水泥行业采用的碳减排技术方案为燃烧前捕集和燃烧后捕集。其中燃烧前捕集是指对燃料在燃烧前进行预处理，分离出燃料中的碳。由于水泥熟料生产工艺特点，燃烧前CO₂捕集的一个显著缺点是仅能分离出燃料燃烧产生的CO₂，而生料煅烧产生的约60％的CO₂随烟气排放了，这部分的CO₂没有得到任何处理。此外，燃烧前捕集技术相比其他CO₂捕集技术熟料煅烧过程对氢燃烧的条件非常苛刻，需要对回转窑燃烧器进行特殊设计，因此该技术在水泥行业中可行性较低，可以被排除。水泥行业燃烧后捕集技术主要是指对燃烧后的烟气进行捕集或者分离出CO₂，主要的技术包括吸收法、吸附法、膜吸收法和矿物碳化法等。由于水泥工业窑尾烟气的压力小、体积流量大、CO₂浓度低，且含有大量的粉尘和N₂，上述方法均存在碳捕集效率低、捕集流量小、系统复杂、设备投资大或者运行成本偏高的问题。

因此，亟需研发一种系统简单、设备投资小、运行成本低且具有富集CO₂功能的水泥窑系统。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供一种由在线型分解炉改造的水泥窑系统，所述水泥窑系统包括第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、分解炉、烟室、回转窑、冷却机、热交换器、切换部件；

第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的进风口连接分解炉，第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的出料口连接烟室；分解炉与烟室相连接，烟室连接回转窑；回转窑与冷却机相连接；

冷却机上设置有三次风管，所述三次风管上设置有切换部件，三次风管通过切换部件分为两路，一路是三次风管连接热交换器，热交换器通过管道连接分解炉；另一路是三次风管直接连接分解炉。

根据本发明的实施方案，所述切换部件选自阀门。

根据本发明的实施方案，所述阀门选自闸板阀或蝶阀等。

根据本发明的实施方案，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门；所述第一阀门、第三阀门设置在三次风管上，第二阀门设置在连接热交换器与分解炉的管道上；