[发明专利]废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置及工艺

权利要求书

1.废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于，包括预热器-碳化炉-回转窑模块、纯氧燃烧分解炉模块以及辅助与纯化装置，所述预热器-碳化炉-回转窑模块包括生料进料装置(21)、第一系列旋风预热器(1)、碳化炉(4)、第二系列旋风预热器(2)、废弃物进料装置(26)、废弃物干燥与热裂解装置(27)、烟室(7)、回转窑(8)、三次风管(25)、回转窑燃烧器(9)以及冷却机(10)；所述纯氧燃烧分解炉模块包括分解炉(13)、分解炉燃烧器(14)、第三系列旋风预热器(3)以及增压风机(20)；所述辅助与纯化装置包括第一SNCR装置(5)、第二SNCR装置(6)、分风装置(15)、第一分料装置(11)、第二分料装置(12)、第一换热装置(16) 、第二换热装置(17)、冷凝除水装置(18)、CO₂收集与储存装置(19)、除尘装置(22)、SCR装置(23)、烟气排出装置(24)；

三次风管(25)与烟室(7)的出口均连接废弃物干燥与热裂解装置(27)的进风口，碳化炉(4)的进风口与第二系列旋风预热器(2)的出风口相连，第一系列旋风预热器(1)的进风口与碳化炉(4)的出风口相连，第一系列旋风预热器(1)的出风口与第二换热装置(17)、除尘装置(22)、SCR装置(23)依次相连；分解炉(13)的出风口与第三系列旋风预热器(3)的倒数第一级旋风分离器进风口相连，第三系列旋风预热器(3)的第一级旋风分离器的出风口连接分风装置(15)，分风装置(15)其中一个出口连接增压风机(20)，并与分解炉(13)的进风口相连，分风装置(15)的另一出口与第一换热装置(16)、冷凝除水装置(18)、CO₂收集与储存装置(19)依次相连；

生料由生料进料装置(21)喂入第一系列旋风预热器(1)的第一级旋风分离器进风管，第一系列旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器的出料口与碳化炉(4)相连；第一系列旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器的出料口、废弃物干燥与热裂解装置(27)的出风口均连接第二系列旋风预热器(2)的倒数第一级旋风分离器进风管，在废弃物干燥与热裂解装置(27)处增设第一SNCR装置(5)；第二系列旋风预热器(2)的倒数第一级旋风分离器的出料口通过第二分料装置(12)与分解炉(13)相连；分解炉(13)的出口与第三系列旋风预热器(3)的进风管连接，第三系列旋风预热器(3)的出料口通过第一分料装置(11)分别与碳化炉(4)及回转窑(8)的窑尾相连接，在分解炉(13)处增设第二SNCR装置(6)；烟室(7)下部与回转窑(8)窑尾连接，回转窑(8)窑头与回转窑燃烧器(9)、冷却机(10)连接。

2.根据权利要求1所述的废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述第一系列旋风预热器(1)的旋风分离器级数为4～7级，第二系列旋风预热器(2)的旋风分离器级数为1～2级，第三系列旋风预热器(3)的旋风分离器级数为1～2级。

3.根据权利要求1所述的废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述碳化炉(4)具有多级缩口结构，每级缩口结构上方均设置有进料口。

4.根据权利要求1所述的废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置，其特征在于：所述分解炉(13)具有多级缩口结构，每级缩口结构上方均设置有进料口。

5.一种废弃物协同处置的水泥生产碳捕集装置的捕集工艺，其特征在于：

水泥生料在第一系列旋风预热器(1)的第一级旋风分离器的进风管道进入，在第一系列旋风预热器(1)内生料与烟气充分发生热交换，从第一系列旋风预热器(1)的倒数第二级旋风分离器进入碳化炉(4)进一步热交换；

在废弃物干燥与热裂解装置(27)进料口前的废弃物进料装置(26)中喂入废弃物；

经第一系列旋风预热器(1)的倒数第一级旋风分离器气固分离后的热生料、废弃物干燥与热裂解装置(27)出风共同进入第二系列旋风预热器(2)进风管道；烟气通过第二系列旋风预热器(2)发生气固分离后，热生料通过第二分料装置(12)在分解炉(13)不同部位的进料口多点喂入；

在分解炉(13)的不同部位设置分解炉燃烧器(14)，喷注燃料与氧气，使分解炉(13)处于局部纯氧燃烧状态；

热生料在纯氧燃烧分解炉(13)环境中分解产生大量CO₂，少量热力型与燃料型NOx采用第二SNCR装置(6)除去，经第三系列旋风预热器(3)气固分离后，烟气进入分风装置(15)并分成两路，一路依次经过第一换热装置(16)、冷凝除水装置(18)，得到高纯度CO₂，之后进入CO₂收集与储存装置(19)；另一路经过增压风机(20)重新进入分解炉(13)参与气体循环；

含大量CaO的热生料经第三系列旋风预热器(3)气固分离后，通过第一分料装置(11)分成两路，第一路热生料喂入碳化炉(4)的入风管，在600～850℃烟气环境中快速碳化，通过碳化炉(4)与分解炉(13)之间的局部钙循环捕获烟气中CO₂；第二路热生料喂入回转窑(8)的窑尾，进入回转窑(8)参与熟料烧成。