專利名稱：回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種廢氣處理裝置，特別是涉及一種回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，全球環(huán)境變遷及能源耗竭等問(wèn)題，受到各國(guó)政府及環(huán)保團(tuán)體嚴(yán)重關(guān)切。由于工業(yè)大規(guī)模的發(fā)展，致使石化產(chǎn)品被大量使用，而全球能源的供給結(jié)構(gòu)中約有五分之四來(lái)自化石燃料(fossil fuel)，其中，工業(yè)與能源產(chǎn)業(yè)所使用的化石燃料最多，排放的0)2亦最多，如能有效的捕獲或封存排放的CO2將能大幅減少空氣中_■氧化碳含量。水泥業(yè)也為二氧化碳排放的大宗，但空氣燃燒與氣密不佳，即使系統(tǒng)煅燒產(chǎn)生二氧化碳，排放的煙氣二氧化碳濃度仍然只有25-30vol %，依舊需要捕獲技術(shù)提高濃度才具有再利用與封存效益，此外，水泥業(yè)為六大耗能產(chǎn)業(yè)之一，制程采用空氣燃燒又多半沒(méi)有保溫，熱損過(guò)多能源效益低，唯一提高效率的方法是通過(guò)余熱發(fā)電回收，但投資成本與所需場(chǎng)地空間大。另外，傳統(tǒng)技術(shù)未能掌握輕質(zhì)碳酸鈣商機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述，本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高二氧化碳的捕獲，并使吸附劑不斷再利用，減少反應(yīng)時(shí)間且節(jié)省燃料，降低二氧化碳捕獲成本的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，包括:多個(gè)單元的旋風(fēng)集塵設(shè)備，其中旋風(fēng)集塵設(shè)備的頂部單元是用作一進(jìn)料系統(tǒng)、一直立燃燒窯、一高溫風(fēng)車及一排料系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)中的粉體下落旋風(fēng)集塵設(shè)備，上述粉體下落經(jīng)過(guò)多個(gè)旋風(fēng)集塵設(shè)備的單元與逆向的高溫?zé)煔饣旌蠠峤粨Q，產(chǎn)生煅燒反應(yīng)并釋出二氧化碳的煙氣，且煙氣經(jīng)高溫風(fēng)車推動(dòng)輸送至進(jìn)料系統(tǒng)，作為粉體的進(jìn)料輸送氣體。

本發(fā)明的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):第一，可制造高濃度二氧化碳有利地質(zhì)封存與工業(yè)再利用；第二，促進(jìn)能源效率，讓低于煅燒還原的溫度的煙氣通過(guò)再加熱循環(huán)釋出高溫反應(yīng)熱，最后循環(huán)尾氣還可作為氣送氣體輸送進(jìn)料的金屬碳酸化物；第三，系統(tǒng)得到煅燒后的金屬氧化物則可作為吸附劑或工業(yè)原料使用；第四，本發(fā)明流程中制成的氧化鈣(CaO)有助于生產(chǎn)大量的輕質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣在工業(yè)中有相當(dāng)大的應(yīng)用范圍，具有相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益。為讓本發(fā)明的特征能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下:


圖1顯示本發(fā)明一實(shí)施例的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的示意圖；其中，主要元件符號(hào)說(shuō)明:102 進(jìn)料系統(tǒng)；104 旋風(fēng)集塵設(shè)備； 106 直立燃燒窯； 108 高溫風(fēng)車；
110 排料系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)討論實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。所討論的特定實(shí)施例僅用來(lái)揭示使用實(shí)施例的特定方法，而不用來(lái)限定揭示的范疇。本發(fā)明是揭示有關(guān)于二氧化碳捕獲系統(tǒng)的煅燒設(shè)備，在高溫下捕獲例如電廠排氣中的二氧化碳，提高二氧化碳的捕獲，并使吸附劑不斷再利用，減少反應(yīng)時(shí)間且節(jié)省燃料，降低二氧化碳捕獲成本。本發(fā)明是利用具時(shí)間與燃料效率的“回流懸浮式煅燒爐”在節(jié)省能源與降低成本下進(jìn)行吸收劑煅燒，例如煅燒碳酸鈣(CaCO3)得到氧化鈣(CaO)，藉以制成輕質(zhì)碳酸鈣或利用其進(jìn)行二氧化碳的捕獲。圖1顯示本發(fā)明一實(shí)施例的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的示意圖，請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)包括:多個(gè)單元的旋風(fēng)集塵設(shè)備104 (例如，包括3 7個(gè)單元)、直立燃燒窯106、高溫風(fēng)車108及排料系統(tǒng)110，其中該旋風(fēng)集塵設(shè)備104的頂部單元用作進(jìn)料系統(tǒng)102,旋風(fēng)集塵設(shè)備104的單元底部以旋轉(zhuǎn)閥(rotary valve)或法藍(lán)(flange)與其余的旋風(fēng)集塵設(shè)備單元相接，并區(qū)隔彼此設(shè)備壓力。其中所述高溫風(fēng)車和所述旋風(fēng)集塵設(shè)備用作該回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的氣送系統(tǒng)。進(jìn)料系統(tǒng)102的運(yùn)作乃利用高溫風(fēng)車108推動(dòng)旋風(fēng)集塵設(shè)備104出口約600 1000°C的高濃度二氧化碳，以該高濃度二氧化碳作為粉體的進(jìn)料輸送氣體而將進(jìn)行煅燒程序的碳酸鈣(CaCO3)粉體氣送到進(jìn)料系統(tǒng)102 (旋風(fēng)集塵設(shè)備的頂部單元)，碳酸鈣粉體和高濃度二氧化碳煙氣在旋風(fēng)集塵設(shè)備104中氣固分離后，碳酸鈣(CaCO3)受到重力向下落經(jīng)過(guò)多個(gè)旋風(fēng)集塵設(shè)備104的單元，與由下而上的熱風(fēng)(即高溫?zé)煔?逆向交錯(cuò)，充分熱交換后，碳酸鈣粉體吸收煅燒反應(yīng)熱而完成煅燒反應(yīng)且形成氧化鈣(CaO)，釋出二氧化碳。二氧化碳與逐步降溫的高溫氣體混合最后由頂端的旋風(fēng)集塵設(shè)備單元出口釋出，由高溫風(fēng)車108推動(dòng)，部分排放準(zhǔn)備封存或二氧化碳再利用，也使整個(gè)系統(tǒng)壓力與質(zhì)量維持穩(wěn)定；部分作為氣送氣體，并在氣送氣固分離完畢之后，加入適量高純度氧氣(例如大于93 %的純氧)，作為直立燃燒窯106的燃燒空氣，與燃料一起加熱至900-1200°C進(jìn)行純氧燃燒而釋出600 1000°C的包含二氧化碳的煙氣，該純氧燃燒后的氣體進(jìn)入旋風(fēng)集塵設(shè)備104的底部單元，以提高二氧化碳的濃度，并具抑制純氧燃燒高溫的功能，避免粉體燒結(jié)與設(shè)備損壞，粉體后續(xù)進(jìn)入排料系統(tǒng)110?；亓髁康亩喙涯耸潜驹O(shè)備控制煙氣溫度的關(guān)鍵，煙氣由下往上流動(dòng)與粉體充分熱交換，提供煅燒粉體所需的煅燒能量，其中熱煙氣成分以二氧化碳和水蒸汽為主。煅燒粉體可使用金屬碳酸化物的吸收劑，其可以為CaC03、ZeC03、MgC03、MnCO3或NiCO3等。若熱煙氣要直接封存或使其二氧化碳再利用，降溫冷凝之后可直接分離水并得到高濃度的二氧化碳。直立燃燒窯的部分可以針對(duì)去碳酸化不足的部分做加強(qiáng)，拉長(zhǎng)燃燒窯106高度延長(zhǎng)粉體滯留時(shí)間，使煅燒反應(yīng)率維持在90%以上。根據(jù)上述，本發(fā)明“回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)”是利用純氧燃燒(oxy-combustion)概念，在煅燒爐燃燒器完成CO2-O2燃燒。煅燒(calcine)金屬碳酸化物,利用尾氣回流(Fluegas recirculation)方式控制入口煙氣溫度在900-1200°C,逐步增加煅燒爐內(nèi)部煙氣二氧化碳濃度。本發(fā)明回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):第一，可制造高濃度二氧化碳有利地質(zhì)封存與工業(yè)再利用；第二，促進(jìn)能源效率，讓低于煅燒還原的溫度的煙氣通過(guò)再加熱循環(huán)釋出高溫反應(yīng)熱，最后循環(huán)尾氣還可作為氣送氣體輸送進(jìn)料的金屬碳酸化物；第三，系統(tǒng)得到煅燒后的金屬氧化物則可作為吸附劑或工業(yè)原料使用；第四，本發(fā)明流程中制成的氧化鈣(CaO)有助于生產(chǎn)大量的輕質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣在工業(yè)中有相當(dāng)大的應(yīng)用范圍，具有相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例發(fā)明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，包括: 多個(gè)單元的旋風(fēng)集塵設(shè)備，其中所述旋風(fēng)集塵設(shè)備的頂部單元是用作一進(jìn)料系統(tǒng)、一直立燃燒窯、一高溫風(fēng)車及一排料系統(tǒng)，所述進(jìn)料系統(tǒng)中的粉體下落所述旋風(fēng)集塵設(shè)備，上述粉體下落經(jīng)過(guò)多個(gè)旋風(fēng)集塵設(shè)備的單元與逆向的高溫?zé)煔饣旌蠠峤粨Q，產(chǎn)生煅燒反應(yīng)并釋出二氧化碳的煙氣，且所述煙氣經(jīng)所述高溫風(fēng)車推動(dòng)輸送至所述進(jìn)料系統(tǒng)，作為所述粉體的進(jìn)料輸送氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中部分輸送至進(jìn)料系統(tǒng)的煙氣是于所述直立燃燒窯中進(jìn)行純氧燃燒。
3.如權(quán)利要求2所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述純氧燃燒后的氣體是進(jìn)入所述旋風(fēng)集塵設(shè)備的底部單元。
4.如權(quán)利要求3所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述純氧燃燒后的氣體進(jìn)入所述旋風(fēng)集塵設(shè)備的底部單元是用以提高二氧化碳的濃度和抑制純氧燃燒的高溫。
5.如權(quán)利要求2所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述純氧燃燒是加入純氧和燃料。
6.如權(quán)利要求2所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述純氧燃燒的溫度為900-1200。。。
7.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述粉體為碳酸鈣。
8.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述粉體經(jīng)煅燒反應(yīng)形成氧化鈣。
9.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述煅燒反應(yīng)釋出包含二氧化碳的煙氣的溫度為600 1000°C。
10.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的氣送系統(tǒng)包括所述高溫風(fēng)車和所述旋風(fēng)集塵設(shè)備。
11.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述旋風(fēng)集塵設(shè)備包括3 7個(gè)單元。
12.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述旋風(fēng)集塵設(shè)備的單元底部以旋轉(zhuǎn)閥或法藍(lán)與其余的旋風(fēng)集塵設(shè)備單元相接。
13.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述釋出煙氣中的二氧化碳是要進(jìn)行封存或二氧化碳再利用。
14.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述煅燒反應(yīng)是使用金屬碳酸化物的吸收劑。
15.如權(quán)利要求14所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中所述金屬碳酸化物為CaC03、ZeCO3、MgCO3、MnCO3 或 NiCO3。
全文摘要
一種回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，包括具有復(fù)數(shù)個(gè)單元的旋風(fēng)集塵設(shè)備，其中旋風(fēng)集塵設(shè)備的頂部單元系用作一進(jìn)料系統(tǒng)、一直立燃燒窯、一高溫風(fēng)車及一排料系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)中的粉體下落旋風(fēng)集塵設(shè)備，上述粉體下落經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)旋風(fēng)集塵設(shè)備的單元與逆向的高溫?zé)煔饣旌蠠峤粨Q，產(chǎn)生煅燒反應(yīng)并釋出二氧化碳的煙氣，且煙氣經(jīng)高溫風(fēng)車推動(dòng)輸送至進(jìn)料系統(tǒng)，作為粉體的進(jìn)料輸送氣體。
文檔編號(hào)C01F7/02GK103175407SQ20111045155
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者陳威丞, 柳萬(wàn)霞, 黃欽銘, 歐陽(yáng)湘, 徐恒文 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院