專利名稱：：碳酸鹽熱分解生產(chǎn)二氧化碳方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)二氧化碳方法和裝置，具體說是一種利用碳酸鹽石料熱分解生產(chǎn)二氧化碳的方法和裝置。
背景技術(shù)：
：C02是重要的原料，廣泛用于石油、化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)，焊接、制冷、超臨界萃取和食品工業(yè)等，隨著科技和社會的發(fā)展，C02的用途越來越廣。目前常見的生產(chǎn)C02的方法是從富含C02的氣源中變換獲得，這些氣源主要有油田伴生氣、食品發(fā)酵氣、石灰窯氣、高爐氣、轉(zhuǎn)爐氣、煙道氣和甲醇裂解氣等。工業(yè)上分離提純C02的方法有低溫蒸餾法、膜分離法、溶劑吸收法和變壓吸附法等。這些方法生產(chǎn)C02成本較高，流程復(fù)雜而且受主業(yè)生產(chǎn)的限制，不能大規(guī)模生產(chǎn)。利用碳酸鹽石料熱分解可以同時生產(chǎn)C02和金屬氧化物，如石灰石加熱分解生成氧化鈣和C02，菱鎂石加熱分解生成氧化鎂和C02，是生產(chǎn)C02的有效途徑。但是煅燒過程中分解氣體伴隨著燃料燃燒的煙氣一起從窯體內(nèi)出來，使得氣體中的C02濃度降低，回收困難，并且燃料中的雜質(zhì)如硫、磷等在燃燒過程中產(chǎn)生大量有害氣體需要分離去除。授權(quán)公告號為CN1008807B的中國專利公開了一種"電加熱菱鎂石生產(chǎn)二氧化碳?xì)怏w的方法和設(shè)備"，用天然菱鎂石、白云石作為原料，在特殊設(shè)計(jì)的密封電爐中，用電加熱分解法生產(chǎn)C02，產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻、壓縮、干燥，生產(chǎn)出高純度C02。用此方法和設(shè)備生產(chǎn)C02成本低、不污染環(huán)境。但是此方法生產(chǎn)C02仍需要消耗電力，設(shè)備規(guī)模較小，間歇操作，控制系.統(tǒng)復(fù)雜，生產(chǎn)過程繁瑣，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，使C02生產(chǎn)過程簡單、節(jié)省能源，又可實(shí)現(xiàn)連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)，同時生產(chǎn)石灰，本發(fā)明提供一種對碳酸鹽石料加熱分解生產(chǎn)C02的方法和裝置。本發(fā)明提供的生產(chǎn)co2的方法，包括將碳酸鹽石料加熱分解，生成石灰和C02，利用C02作熱載體，在窯體外加熱后，高溫C02進(jìn)入密閉的石灰窯加熱分解石料。所述分解產(chǎn)生的C02—部分循環(huán)作熱載體，維持石灰窯加熱石料的正常量，C02循環(huán)量視裝置生產(chǎn)需要確定。為實(shí)現(xiàn)所述生產(chǎn)C02的方法，本發(fā)明提供的裝置包括有密閉的石灰窯，石灰窯設(shè)有冷卻除塵設(shè)備，石灰窯上部的氣體線和冷卻除塵設(shè)備連接。石灰窯氣體出口或冷卻除塵設(shè)備與窯體外加熱設(shè)備連接，窯體外加熱設(shè)備的出口連接到石灰窯的中部進(jìn)氣口。為使裝置密封，所述石灰窯的原料入口和成品灰出口設(shè)有隔離罐。所述C02進(jìn)氣口為進(jìn)氣梁式結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣梁梁體的下部或/和側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣孔。石灰窯中部設(shè)有12排進(jìn)氣梁，每排設(shè)15根。所述窯體外加熱設(shè)備為至少兩組蓄熱器，每組15臺，蓄熱器設(shè)有燃燒器，兩組蓄熱器交替運(yùn)行。石灰窯設(shè)有密閉的出料通道，助燃風(fēng)機(jī)通過出料通道連接到蓄熱器的燃燒器，與燃料線會合。所述蓄熱器中蓄熱體使用的材料為耐火材料、陶瓷或鋼制材料。蓄熱體的形狀為球狀、塊狀、峰窩狀或者其混合，不排除其它材質(zhì)或形狀的蓄熱體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過程簡單，節(jié)省能源，利用熱分解所產(chǎn)生的C02產(chǎn)品作熱載體，在窯體外加熱后再返回窯體中煅燒碳酸鹽石料，既經(jīng)濟(jì)方便，又不會影響產(chǎn)品co2的組成。裝置投資小，無需特殊專用設(shè)備，操作簡單靈活，適用的原料廣泛，適宜大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)co2，同時生產(chǎn)高質(zhì)量的石灰產(chǎn)品。圖1為本發(fā)明生產(chǎn)C02裝置的流程示意圖2石灰窯進(jìn)料口和石灰產(chǎn)品出料口隔離罐示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述生產(chǎn)C02的裝置如圖1所示，包括有石灰窯2及相配套的進(jìn)、出料設(shè)備，冷卻除塵設(shè)備l。裝置還包括換熱器8和兩組蓄熱器7。石灰窯2上部的氣體管線通過冷卻除塵設(shè)備1、換熱器8和蓄熱器7連接到石灰窯的中部進(jìn)氣梁3。石灰窯中部設(shè)有一排，共三根進(jìn)氣梁3，進(jìn)氣梁梁體的下部設(shè)有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔數(shù)量和開孔面積根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷確定，本實(shí)施例開孔數(shù)為10個。蓄熱器設(shè)有燃燒器，燃料線和助燃風(fēng)線連接到蓄熱器7的燃燒器。石灰窯成品灰出口與密閉出料通道5連接，助燃風(fēng)機(jī)11通過出料通道5連接到蓄熱器的燃燒器與燃料線會合。蓄熱器使用的蓄熱體為陶瓷球狀體。為使裝置密封，所述石灰窯的原料入口設(shè)有進(jìn)料隔離罐15，成品灰出口設(shè)有出料隔離罐16。石灰窯出口和出料通道5的出料口12處設(shè)有密封設(shè)備4。蓄熱器工作原理兩組蓄熱器7a、7b，每組一臺。兩組蓄熱器加熱、放熱交替運(yùn)行，當(dāng)蓄熱器7a加熱時，7b處于放熱狀態(tài)。此時關(guān)閉閥門6c、6d，打開閥門6a、6b、6e，燃料經(jīng)6b進(jìn)入燃燒器，助燃風(fēng)由助燃風(fēng)機(jī)11鼓風(fēng)、在出料通道5預(yù)熱后經(jīng)6a與燃料會合并燃燒，加熱蓄熱器中的蓄熱體13，煙氣通過閥門6e，經(jīng)換熱器8與循環(huán)熱載體C02換熱后經(jīng)除塵器17、引風(fēng)機(jī)9和煙囪10放空。7a放熱時，關(guān)閉閥門6a、6b、6e，打開閥門6c、6d，循環(huán)熱載體C02經(jīng)過7a，從蓄熱體13取出熱量進(jìn)入進(jìn)氣梁3。兩組蓄熱器的切換根據(jù)溫度設(shè)定，到達(dá)設(shè)定溫度后自動切換，切換溫度根據(jù)生產(chǎn)使用的原料確定。蓄熱器7的燃燒器可以為固體燃料燃燒器、氣體燃料燃燒器或液體燃料燃燒器，本實(shí)施例為氣體燃料燃燒器。進(jìn)料和出料隔離罐工作原理加料時先關(guān)閉進(jìn)料隔離罐15的下密封閥14，然后打開上密封閥14放入石料，關(guān)閉上密封閥。通過進(jìn)氣閥6f和出氣閥6g,置換進(jìn)料隔離罐15中的空氣，然后打開下密封閥14，將石料放入石灰窯2體內(nèi)。出料時先關(guān)閉上、下密封閥，通過進(jìn)氣閥6f和出氣閥6g，用C02氣置換出料隔離罐16中的空氣，打開上密封閥，放下產(chǎn)品灰，關(guān)閉上密封閥，打開下密封閥放出產(chǎn)品灰。使用隔離罐是為了保持石灰窯和系統(tǒng)隔絕空氣。C02的生產(chǎn)過程為從石灰窯2上部出來的熱分解氣體經(jīng)冷卻除塵設(shè)備1除去灰塵后，一部分C02出裝置到精制區(qū)，一部分在系統(tǒng)內(nèi)用作循環(huán)熱載體，經(jīng)換熱器8與蓄熱器7出來的煙氣換熱后，進(jìn)入蓄熱器7從熱載體13取出熱量，高溫C02氣體離開蓄熱器經(jīng)進(jìn)氣梁3進(jìn)入石灰窯2體內(nèi)加熱石料，石料加熱后分解成為氣體C02和石灰。固體物運(yùn)行過程為碳酸鹽石料經(jīng)進(jìn)料隔離罐15進(jìn)入石灰窯2，熱分解后產(chǎn)品灰向下經(jīng)過出料隔離罐16進(jìn)入出料通道5，在出料通道產(chǎn)品灰把熱量傳給助燃風(fēng)，然后經(jīng)出料口12出裝置，整個過程自動化控制。上述生產(chǎn)C02的裝置所用原料為石灰石、白云石和菱鎂石。三種原料生產(chǎn)C02的工藝條件和產(chǎn)品情況如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)CO2的方法，包括將碳酸鹽石料加熱分解，生成產(chǎn)品CO2和石灰，其特征是利用CO2作熱載體，在窯體外加熱后，高溫CO2進(jìn)入密閉的石灰窯(2)中加熱分解石料。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)C02的方法，其特征是所述石料分解產(chǎn)生的C02—部分循環(huán)作熱載體，維持石灰窯加熱石料的正常量。3、一種按權(quán)利要求1或2所述方法生產(chǎn)C02的裝置，包括有密閉的石灰窯(2)，石灰窯設(shè)有冷卻除塵設(shè)備(1)，石灰窯上部的氣體線和冷卻除塵設(shè)備連接，其特征是石灰窯氣體出口或冷卻除塵設(shè)備與窯體外加熱設(shè)備連接，窯體外加熱設(shè)備的出口連接到石灰窯的中部進(jìn)氣口。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是所述石灰窯(2)的原料入口設(shè)有進(jìn)料隔離罐(15)，成品灰出口設(shè)有出料隔離罐(16)。5、根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是所述窯體外加熱設(shè)備為至少兩組蓄熱器(7)，每組15臺；蓄熱器設(shè)有燃燒器。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是所述裝置設(shè)有換熱器(8)，換熱器的入口與石灰窯(2)氣體出口或冷卻除塵設(shè)備(1)出口連接，出口與蓄熱器(7)連接。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是所述石灰窯設(shè)有密閉的出料通道(5)，助燃風(fēng)機(jī)(13)通過出料通道(5)連接到蓄熱器(7)的燃燒器。8、根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是所述循環(huán)C02在石灰窯的進(jìn)氣口為進(jìn)氣梁(3)式結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣梁梁體的下部或/和側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣孔。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是石灰窯(2)中部設(shè)有12排所述進(jìn)氣梁(3)，每排15根。10、根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)C02的裝置，其特征是所述蓄熱器(7)中蓄熱體(13)使用的材料為耐火材料、陶瓷或鋼制材料；蓄熱體的形狀為球狀、塊狀、峰窩狀或者其混合。全文摘要本發(fā)明涉及一種碳酸鹽石料熱分解生產(chǎn)二氧化碳的方法和裝置。利用加熱分解產(chǎn)品CO₂作熱載體，在窯體外加熱后的高溫CO₂返回密閉的石灰窯中加熱分解石料。所述生產(chǎn)CO₂的裝置包括有密閉的石灰窯，冷卻除塵設(shè)備、換熱器和至少兩組蓄熱器。石灰窯上部的氣體線通過冷卻除塵設(shè)備、換熱器和蓄熱器連接到石灰窯中部的進(jìn)氣梁。本發(fā)明生產(chǎn)過程簡單，節(jié)省能源，利用石料分解產(chǎn)生的CO₂作熱載體，既經(jīng)濟(jì)方便，又不會影響產(chǎn)品CO₂的組成。裝置投資小，無需特殊專用設(shè)備，操作簡單靈活，適宜大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)CO₂，同時生產(chǎn)高質(zhì)量的石灰產(chǎn)品。文檔編號C01B31/20GK101372333SQ20081007944公開日2009年2月25日申請日期2008年9月25日優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日發(fā)明者賈會平申請人:賈會平