高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法，裝置包括通過管道連接的碳酸鹽煅燒窯爐和余熱發(fā)電鍋爐，余熱發(fā)電鍋爐有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口與霧化干燥塔連接，霧化干燥塔的物料出口與分級分選機(jī)連接，霧化干燥塔的高濕廢氣出口與防結(jié)露收塵器連接，分級分選機(jī)的出口與防結(jié)露收塵器連接，防結(jié)露除塵器的出口與排放煙囪連接；余熱發(fā)電鍋爐的另一個(gè)出口與增濕塔連接，增濕塔的出口與高溫風(fēng)機(jī)連接，高溫風(fēng)機(jī)的出口通過原料破碎粉磨裝置與收塵器連接，收塵器的出口與排風(fēng)機(jī)連接，排風(fēng)機(jī)的出口與排放煙囪連接。在有效吸收碳酸鹽煅燒生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量二氧化碳的前提下，消納消石灰的廢渣廢液，同時(shí)獲得超細(xì)活性鈣粉。
【專利說明】利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用高含量CO2高溫?zé)煔?碳酸鹽煅燒)生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]碳酸鹽高溫煅燒(以新型干法水泥熟料煅燒為例)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的高溫二氧化碳?xì)怏w(通常一噸水泥熟料煅燒的CO2氣體產(chǎn)生量約達(dá)到0.95t)，二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生溫室效應(yīng)危害大氣環(huán)境，因此，有必要消減碳酸鹽煅燒過程中的二氧化碳?xì)怏w排放，以避免對環(huán)境造成污染。
[0003]通常碳酸鹽煅燒過程產(chǎn)生的CO2氣體大多直接排入大氣，造成嚴(yán)重的溫室氣體污染。隨著全球?qū)μ寂欧诺目刂圃絹碓絿?yán)格，工業(yè)生產(chǎn)更多地傾向于采用低碳或碳中性的生產(chǎn)技術(shù)。近年開發(fā)的一些CO2氣體捕集和封存的減碳技術(shù)，例如利用生物藻類通過光合作用吸收CO2氣體，特點(diǎn)是過程長，效果有限；以及將CO2氣體加壓注入地質(zhì)深層等，特點(diǎn)是僅僅將CO2氣體由留存于大氣中轉(zhuǎn)換為封存于地質(zhì)深層，條件變換時(shí)(如石油開采、地質(zhì)重新開拓)仍會釋放到大氣中，實(shí)際上CO2含量并沒有得到真正的消減。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法，其目的是利用廢棄的消石灰凈漿吸收廢氣中的二氧化碳，并利用凈化的高溫?zé)煔夂娓赏ㄟ^化學(xué)反應(yīng)造粒生成的CaCO3微粒，制成高附加價(jià)值的工業(yè)產(chǎn)品，在有效吸收碳酸鹽煅燒生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量二氧化碳溫室氣體的前提下，消納消石灰的廢渣廢液，同時(shí)獲得超細(xì)活性鈣粉。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置，是在碳酸鹽自主煅燒、高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電、增濕塔廢氣調(diào)質(zhì)、原料破碎粉磨和廢氣處理排放一系列裝置完整的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用余熱發(fā)電鍋爐出口的高含量CO2高溫?zé)煔馀c消石灰凈漿反應(yīng)生成鈣粉微粒，通過分級分選機(jī)分選出不同品級的鈣粉產(chǎn)品，廢氣依靠凈化排風(fēng)機(jī)有組織排放，其特征在于:所述的裝置包括通過管道連接的碳酸鹽煅燒窯爐和余熱發(fā)電鍋爐，余熱發(fā)電鍋爐有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口與霧化干燥塔的進(jìn)口連接，霧化干燥塔的物料出口與分級分選機(jī)的進(jìn)口連接，霧化干燥塔的高濕廢氣出口與防結(jié)露收塵器的進(jìn)口連接，分級分選機(jī)的廢氣出口與防結(jié)露收塵器的進(jìn)口連接，防結(jié)露除塵器的出口通過凈化排風(fēng)機(jī)與排放煙囪連接；余熱發(fā)電鍋爐的另一個(gè)出口與增濕塔的進(jìn)口連接，增濕塔的出口與高溫風(fēng)機(jī)的進(jìn)口連接，高溫風(fēng)機(jī)的出口主要通過原料破碎粉磨裝置與收塵器的進(jìn)口連接，原料破碎粉磨裝置停機(jī)時(shí)，高溫風(fēng)機(jī)的出口通過旁路直接與收塵器的進(jìn)口連接，收塵器的出口與排風(fēng)機(jī)的進(jìn)口連接，排風(fēng)機(jī)的出口與排放煙園連接。
[0006]所述的霧化干燥塔包括高溫?zé)煔馊肟谝约拔挥诟邷責(zé)煔馊肟谙路剑覍碜愿邷責(zé)煔馊肟谔幍母邷責(zé)煔膺M(jìn)行均勻調(diào)節(jié)的均風(fēng)裝置，均風(fēng)裝置的下方設(shè)有將消石灰凈漿噴入霧化干燥塔內(nèi)部的凈漿配置系統(tǒng)以及對消石灰凈漿均勻配置的凈漿布漿裝置，所述的霧化干燥塔還包括位于霧化干燥塔底部的集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)和物料出口，以及位于霧化干燥塔側(cè)壁上的高濕廢氣出口。
[0007]所述的霧化干燥塔還包括位于高溫?zé)煔馊肟诤途L(fēng)裝置之間的熱風(fēng)加熱裝置，熱風(fēng)加熱裝置可以是在線加熱器，也可以是熱風(fēng)爐生成的熱凈干風(fēng)的入口。
[0008]“均風(fēng)裝置”是霧化干燥塔內(nèi)將高溫?zé)煔庠谡麄€(gè)干燥塔煙氣入口斷面均布的裝置，使用這種裝置的目的是為了形成高含量CO2高溫?zé)煔獾臐舛染鶆虻牡葔簩樱岣吲c消石灰反應(yīng)接觸面，從而提高CO2吸收率和鈣粉產(chǎn)量。消石灰凈漿均布的意義也是同樣的考慮。
[0009]所述的分級分選機(jī)包括腔體，腔體的兩側(cè)分別設(shè)有分選機(jī)入風(fēng)口以及將來自霧化干燥塔的鈣粉喂入的供料裝置，腔體內(nèi)設(shè)有對鈣粉進(jìn)行初級分選的弧形板結(jié)構(gòu)的固定分選輪圈以及對鈣粉進(jìn)行中級分選的位于腔體頂部的帶有分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子圈輪；所述的分級分選機(jī)還包括位于腔體頂部的分選廢氣出口。
[0010]利用上述生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法包括:
[0011]I)將碳酸鹽在碳酸鹽煅燒窯爐中煅燒，并將煅燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂岚l(fā)電鍋爐內(nèi)，高溫?zé)煔獾挠酂岜挥酂岚l(fā)電鍋爐大部分利用，煙氣粉塵大量沉降；
[0012]2)將出口溫度在100°C -800°c、含塵濃度彡10g/Nm3的高溫?zé)煔庾鬟M(jìn)一步分離、除塵處理；
[0013]3)將經(jīng)過步驟2)進(jìn)一步凈化后的、出口煙氣粉塵含塵濃度彡50mg/Nm3、含高濃度CO2的煙氣與消石灰凈漿在霧化干燥塔中反應(yīng):Ca(0H)2+C02 = CaC03+H20, Ca(OH)2.mH20 =Ca(0H)2+mH20，生成以CaCO3為主的超細(xì)、活性極高的鈣粉；
[0014]4)步驟3)生成的鈣粉在經(jīng)過霧化干燥塔霧化干燥后，由于鈣粉的微顆粒處于熱風(fēng)的懸浮狀態(tài)，水分迅速蒸發(fā)形成固體顆粒沉降，沉降的固態(tài)顆粒通過輸送設(shè)備輸送到分級分選機(jī)進(jìn)行分選，分選后的鈣粉顆粒收集儲存成為初級、中級成品；
[0015]5)將經(jīng)過步驟4)分級分選后的高濕度的烘干熱風(fēng)中未沉降的懸浮顆粒隨熱風(fēng)通過防結(jié)露收塵器進(jìn)一步處理，收集的顆粒粉為高級工業(yè)用超細(xì)鈣，凈化后的含塵量極低的廢氣通過凈化排風(fēng)機(jī)和排放煙園有組織排放；
[0016]6)將步驟I)中出口溫度在200°C左右、含塵量彡10g/Nm3范圍的高溫?zé)煔獾囊徊糠钟糜谥苽涑?xì)鈣粉，為平衡和調(diào)節(jié)步驟2)中用于鈣粉生產(chǎn)時(shí)所需的高溫?zé)煔庥蔑L(fēng)量和風(fēng)溫，多余的高溫?zé)煔馔ㄟ^增濕塔和原料破碎粉磨裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)，以滿足進(jìn)入收塵器的條件，最大限度發(fā)揮收塵器的凈化效能，使廢氣達(dá)標(biāo)并有組織排放。
[0017]在步驟4)中，來自于步驟3)的消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)將消石灰凈漿霧化為極其細(xì)小的霧滴，與均布煙氣中的CO2瞬時(shí)反應(yīng)形成極微小的CaCO3微粒。凈化的高含量CO2高溫?zé)煔庥筛邷責(zé)煔馊肟谶M(jìn)入，并通過熱風(fēng)加熱裝置調(diào)節(jié)風(fēng)溫，均風(fēng)裝置將高含量CO2高溫?zé)煔獾臍饬髡{(diào)節(jié)均勻；磨細(xì)的消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)均勻地噴入霧化干燥塔內(nèi)，凈漿布漿裝置將消石灰凈漿均勻配置，消石灰凈漿與去除煙塵的高溫?zé)煔庵芯鶆蚧旌?，高壓霧化的高濃度消石灰漿與高濃度的CO2煙氣順流接觸，瞬時(shí)反應(yīng)蒸發(fā)干燥，保證CaCO3微粒最大限度生成；C02不足時(shí)的Ca (OH) 2也急速烘干干燥，形成干燥的Ca (OH) 2微粒；CaC03微粒在干燥塔內(nèi)旋風(fēng)收集，高濕含CaCO3微顆粒的廢氣通過高濕廢氣出口進(jìn)入防結(jié)露收塵器；干燥塔內(nèi)收集的物料通過集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)排出，經(jīng)物料出口輸送到分級分選機(jī)進(jìn)行分選。
[0018]來自霧化干燥塔的鈣粉通過分級分選機(jī)的供料裝置喂入，以分選機(jī)入口供風(fēng)喂入分級分選機(jī)內(nèi)，鈣粉通過固定分選輪進(jìn)行一次分選，粗顆粒作為初級品收集，細(xì)顆粒隨風(fēng)進(jìn)入分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)，通過分選轉(zhuǎn)子進(jìn)行二次分選，細(xì)顆粒中較粒徑較大的作為中級品收集，細(xì)顆粒中較粒徑較小的微顆粒隨分選風(fēng)通過分選廢氣出口進(jìn)入防結(jié)露收塵器進(jìn)行凈化，收集的鈣粉微顆粒為高級品收集，廢氣則通過凈化排風(fēng)機(jī)排入排放煙囪。
[0019]經(jīng)過步驟2)進(jìn)一步凈化后的含塵量彡50mg/Nm3、含高濃度CO2的煙氣在與消石灰凈漿反應(yīng)以前還進(jìn)行重金屬沉降、過濾去除處理。
[0020]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的步驟2)中的出口溫度優(yōu)選控制在100C -500。。。
[0021]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述的步驟2)中的出口溫度優(yōu)選控制在200 0C -350。。。
[0022]具有上述結(jié)構(gòu)的該種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]1.該種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法真正實(shí)現(xiàn)CO2氣體的消減，將碳酸鹽煅燒產(chǎn)生的CO2氣體通過廢棄物(消石灰)吸收，形成高價(jià)值可工業(yè)使用的化工產(chǎn)品；既減少了溫室氣體(CO2)的排放，減少了廢棄物(消石灰)的污染，同時(shí)還產(chǎn)生了高價(jià)值的化工產(chǎn)品，生產(chǎn)出精細(xì)活性鈣粉產(chǎn)品，不僅具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，保障了該技術(shù)應(yīng)用的可持續(xù)性。
[0024]2.該種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法利用廢棄的消石灰凈漿吸收廢氣中的二氧化碳，反應(yīng)原理如方程式所示:Ca0+H20 = Ca(OH)2 ；Ca(0H)2+C02 = CaC03+H20，并利用凈化的高溫?zé)煔夂娓赏ㄟ^化學(xué)反應(yīng)造粒生成的CaCO3微粒，制成高附加價(jià)值的工業(yè)產(chǎn)品。
[0025]3.該種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法消納消石灰的廢渣廢液，減少了石灰窯和/或其它工業(yè)副產(chǎn)消石灰的廢棄物對環(huán)境的污染，減少了大量社會處置成本，同時(shí)，減少了通常利用自然礦物生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)活性鈣粉產(chǎn)品所需要的資源和能源消耗。
[0026]4.該種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法吸收減排溫室氣體(CO2)更直接、徹底，而且周期短見效快，適應(yīng)了國際社會低碳、碳中性工業(yè)生產(chǎn)的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0028]圖1為本發(fā)明中利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明中利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的生產(chǎn)原理示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明中霧化干燥塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為本發(fā)明中分級分選機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]在圖1-4中，1:碳酸鹽煅燒窯爐；2:余熱發(fā)電鍋爐；3:霧化干燥塔；301:高溫?zé)煔馊肟?；302:加熱器/熱凈干風(fēng)入口 ；303:均風(fēng)裝置；304:凈漿配置系統(tǒng)；305:凈漿布漿裝置；306:高濕廢氣出口 ；307:集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)；308:物料出口 ；4:分級分選機(jī)；401:分選機(jī)入風(fēng)口 ；402:供料裝置；403:固定分選輪；404:分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)；405:分選廢氣出口 ；5:防結(jié)露收塵器；5-1:凈化風(fēng)機(jī)；6:增濕塔；7:高溫風(fēng)機(jī)；8:收塵器；9:排風(fēng)機(jī)；10:排放煙囪。

【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1為本發(fā)明利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明中利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的生產(chǎn)原理示意圖，圖3為本發(fā)明中霧化干燥塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中分級分選機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1-圖4所示結(jié)構(gòu)結(jié)合可知，該種利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置包括通過管道連接的碳酸鹽煅燒窯爐I和余熱發(fā)電鍋爐2，余熱發(fā)電鍋爐2有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口與霧化干燥塔3的進(jìn)口連接，霧化干燥塔3的物料出口與分級分選機(jī)4的進(jìn)口連接，霧化干燥塔3的高濕廢氣出口與防結(jié)露收塵器5的進(jìn)口連接，分級分選機(jī)4的廢氣出口與防結(jié)露收塵器5的進(jìn)口連接，防結(jié)露除塵器5的出口通過凈化風(fēng)機(jī)5-1與排放煙囪10連接；余熱發(fā)電鍋爐2的另一個(gè)出口與增濕塔6的進(jìn)口連接，增濕塔6的出口與高溫風(fēng)機(jī)7的進(jìn)口連接，高溫風(fēng)機(jī)7的出口主要通過原料破碎粉磨裝置與收塵器8的進(jìn)口連接(另設(shè)有旁路將高溫風(fēng)機(jī)7與收塵器直接連接，在原料破碎粉磨裝置停機(jī)時(shí)使用)，收塵器8的出口與排風(fēng)機(jī)9的進(jìn)口連接，排風(fēng)機(jī)9的出口與排放煙囪10連接。
[0034]原料破碎粉磨裝置通常為輥式破碎或粉磨設(shè)備，主要用于碳酸鹽煅燒原料的制備，同時(shí)利用碳酸鹽煅燒的部分廢氣熱風(fēng)的熱能進(jìn)行原料水分的烘干，降低原料濕度，同時(shí)降低廢氣熱風(fēng)的溫度，為后續(xù)廢氣進(jìn)入收塵器凈化準(zhǔn)備條件。
[0035]霧化干燥塔3包括高溫?zé)煔馊肟?301以及位于高溫?zé)煔馊肟?301下方，且對來自高溫?zé)煔馊肟?301處的高溫?zé)煔膺M(jìn)行均勻調(diào)節(jié)的均風(fēng)裝置303，均風(fēng)裝置303的下方設(shè)有將消石灰凈漿噴入霧化干燥塔3內(nèi)部的凈漿配置系統(tǒng)304以及對消石灰凈漿均勻配置的凈漿布漿裝置305，霧化干燥塔3還包括位于霧化干燥塔3底部的集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)307和物料出口308，以及位于霧化干燥塔3側(cè)壁上的高濕廢氣出口 306。
[0036]霧化干燥塔3還包括位于高溫?zé)煔馊肟?301和均風(fēng)裝置303之間的熱風(fēng)加熱裝置302。
[0037]分級分選機(jī)4包括腔體，腔體的兩側(cè)分別設(shè)有分選機(jī)入風(fēng)口 401以及將來自霧化干燥塔3的鈣粉喂入的供料裝置402，腔體內(nèi)設(shè)有對鈣粉進(jìn)行初級分選的弧形板結(jié)構(gòu)的固定分選輪圈403以及對鈣粉進(jìn)行中級分選的在腔體頂部帶有分選轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)圈的分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)404 ;分級分選機(jī)4還包括位于腔體頂部的分選廢氣出口 405。
[0038]利用上述生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的方法，所述的生產(chǎn)方法包括:
[0039]I)將碳酸鹽在碳酸鹽煅燒窯爐I中煅燒，并將煅燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂岚l(fā)電鍋爐2內(nèi)，高溫?zé)煔獾挠酂岜挥酂岚l(fā)電鍋爐2大部分利用，煙氣粉塵大量沉降；
[0040]2)將余熱發(fā)電鍋爐出口溫度在100°C _800°C、含塵濃度彡10g/Nm3的高溫?zé)煔庾鬟M(jìn)一步分離、除塵處理；此處進(jìn)一步分離、除塵處理可采用干式除塵處理，利用煙氣自身的特性、不引入其它介質(zhì)，不增加濕度，利用特定的結(jié)構(gòu)形式將煙氣中的粉塵進(jìn)一步分離、去除，將出口煙氣粉塵含塵濃度控制在< 50mg/Nm3 ；
[0041]3)將經(jīng)過步驟2)進(jìn)一步凈化后、出口煙氣粉塵含塵濃度彡50mg/Nm3、含高濃度CO2的煙氣與消石灰凈漿在霧化干燥塔3中反應(yīng):Ca(0H)2+C02 = CaC03+H20, Ca(OH)2.mH20 =Ca(0H)2+mH20，生成以CaCO3為主的超細(xì)、活性極高的鈣粉；
[0042]4)步驟3)生成的鈣粉在經(jīng)過霧化干燥塔3霧化干燥后，由于鈣粉的微顆粒處于熱風(fēng)的懸浮狀態(tài)，水分迅速蒸發(fā)形成固體顆粒沉降，沉降的固態(tài)顆粒通過輸送設(shè)備輸送到分級分選機(jī)4進(jìn)行分選，分選后的鈣粉顆粒收集儲存成為初級、中級成品；
[0043]5)將經(jīng)過步驟4)分級分選后的高濕度的烘干熱風(fēng)中未沉降的懸浮顆粒隨熱風(fēng)通過防結(jié)露收塵器5進(jìn)一步處理，收集的顆粒粉為高級工業(yè)用超細(xì)鈣，凈化后的含塵量極低的廢氣通過凈化排風(fēng)機(jī)5-1和排放煙? 10有組織排放；
[0044]6)將步驟I)中出口溫度在100°C _800°C、含塵量彡10g/Nm3范圍的高溫?zé)煔鈨H有一部分用于制備超細(xì)鈣粉，為平衡和調(diào)節(jié)步驟2)中用于鈣粉生產(chǎn)時(shí)所需的高溫?zé)煔庥蔑L(fēng)量和風(fēng)溫，多余的高溫?zé)煔馔ㄟ^增濕塔6和原料破碎粉磨裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)，以滿足進(jìn)入收塵器8的條件，最大限度發(fā)揮收塵器8的凈化效能，使廢氣達(dá)標(biāo)并有組織排放。
[0045]在步驟4)中，來自于步驟3)的消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)305獲得極其細(xì)小的霧滴，與煙氣中的CO2瞬時(shí)反應(yīng)形成極微小的CaCO 3微粒，凈化的高含量CO2高溫?zé)煔庥筛邷責(zé)煔馊肟?301進(jìn)入，并通過熱風(fēng)加熱裝置302調(diào)節(jié)風(fēng)溫(主要視塔內(nèi)的烘干能力調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣的溫度)，均風(fēng)裝置303將高含量CO2高溫?zé)煔獾臍饬髡{(diào)節(jié)均勻；磨細(xì)的消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)304均勻地噴入霧化干燥塔3內(nèi)，凈漿布漿裝置305將消石灰凈漿均勻配置，消石灰凈漿與去除煙塵(和重金屬)的高溫?zé)煔?彡200°C，必要時(shí)可以加熱)均勻混合，高壓霧化的高濃度消石灰漿與高濃度的CO2煙氣順流接觸，瞬時(shí)反應(yīng)蒸發(fā)干燥，保證CaCO3微粒最大限度生成；C02不足時(shí)的Ca (OH) 2也急速烘干干燥，形成干燥的Ca (OH) 2微粒(占比較小)；CaC03微粒在干燥塔內(nèi)旋風(fēng)收集，高濕含CaCO3微顆粒的廢氣通過高濕廢氣出口 306進(jìn)入防結(jié)露收塵器5 ;塔內(nèi)收集的物料通過集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)307排出，經(jīng)物料出口308輸送到分級分選機(jī)4進(jìn)行分選。
[0046]來自霧化干燥塔3的鈣粉通過供料裝置402喂入，以分選機(jī)入口 401供風(fēng)喂入分級分選機(jī)4內(nèi)，鈣粉通過弧形板結(jié)構(gòu)固定分選輪圈303進(jìn)行一次分選，粗顆粒作為初級品收集，細(xì)顆粒隨風(fēng)進(jìn)入帶有分選轉(zhuǎn)子圈輪的分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)404進(jìn)行分選，細(xì)顆粒中較大粒徑的產(chǎn)品作為中級品收集；細(xì)顆粒中較大粒徑的微顆粒隨分選風(fēng)通過分選廢氣出口 405進(jìn)入防結(jié)露收塵器5進(jìn)行凈化，收集的鈣粉微塵為高級品，廢氣通過凈化排風(fēng)機(jī)5-1排放。
[0047]經(jīng)過步驟2)進(jìn)一步凈化后的含塵量彡50mg/Nm3、含高濃度CO2的煙氣在與消石灰凈漿反應(yīng)以前還進(jìn)行重金屬沉降、過濾去除處理。如對鈣粉中重金屬含量有特殊限制要求，則需要對高溫?zé)煔庵械闹亟饘俸窟M(jìn)行嚴(yán)格控制，針對不同的重金屬類別采用特殊的重金屬沉降、過濾裝置對高溫?zé)煔膺M(jìn)行處理，但同時(shí)會一定程度上降低高溫?zé)煔庵械腃O2含量。
[0048]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2)中的出口溫度優(yōu)選控制在100°C _500°C。
[0049]作為本發(fā)明的更一步的優(yōu)選方案，步驟2)中的出口溫度優(yōu)選控制在200 0C -350。。。
[0050]在上述生產(chǎn)方法中，碳酸鹽礦物含量約78%的原料，一種煅燒廢氣中CO2含量約為35% ;原料中碳酸鹽礦物含量越高、用風(fēng)量越小，則廢氣中CO2含量越高?？刂?降低)消石灰凈漿的濃度——但熱風(fēng)耗量(熱耗)會顯著增加，鈣粉顆粒的粒徑可以達(dá)到0.5-5 μ m的亞微米級甚至更細(xì)。
[0051]利用消石灰吸收CO2生成CaCO3:Ca(0H)2+C02 = CaC03+H20,該反應(yīng)常溫下即可發(fā)生；碳燃料燃燒的高溫?zé)煔庵懈缓珻O2，因此理論上只要是高溫?zé)煔饩秃懈哂诖髿庵械腃O2,就能夠被消石灰吸收反應(yīng)生成鈣粉，只是CO2含量太低，技術(shù)應(yīng)用的效益受影響。因此，為保障該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性，高溫?zé)煔釩O2含量以不低于30%為宜。
[0052]磨細(xì)的消石灰凈漿噴入霧化干燥塔3內(nèi)，在去除煙塵(和重金屬)的高溫?zé)煔?>20(TC，必要時(shí)可以加熱)中順流進(jìn)行蒸發(fā)干燥。霧化消石灰凈漿(Ca(0H)2+H20)與含CO2的高溫?zé)煔獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaCO3的同時(shí)急速烘干干燥，形成干燥的CaCO3微粒；C02不足時(shí)的Ca(OH)2也急速烘干干燥，形成干燥的Ca(OH)2微粒(占比較小)。
[0053]霧化干燥塔3中收集的鈣粉送入分級分選機(jī)4中按不同品級進(jìn)行分選，分選風(fēng)通過防結(jié)露收塵器5凈化，分選出的不同品級的產(chǎn)品作為工業(yè)用超細(xì)鈣。
[0054]霧化干燥塔的工作原理是:由于消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)可以獲得極其細(xì)小的霧滴，與煙氣中的CO2瞬時(shí)反應(yīng)形成極微小的CaCO3微粒，這是通常化學(xué)反應(yīng)和粉磨方法無法企及的。
[0055]分級分選機(jī)的工作原理是:本發(fā)明中的分級分選機(jī)進(jìn)料為分散較好的物料，且結(jié)合有弧形板結(jié)構(gòu)的固定分選輪圈403和帶有分選電機(jī)和長通道轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)圈的分選機(jī)構(gòu)404兩道分選結(jié)構(gòu)，能夠更有效地分選出極微小的顆粒，這是通常的選粉機(jī)所不具備。
[0056]消石灰凈漿通過高壓泵輸送、經(jīng)過凈漿分配器分配，用高壓霧化噴槍均衡地噴入霧化干燥塔中，可以形成極微小的凈漿霧滴，從而有利于形成超細(xì)的活性鈣微粒。
[0057]該種高含量CO2高溫?zé)煔饫蒙a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置及其生產(chǎn)方法真正實(shí)現(xiàn)CO2氣體的消減，將碳酸鹽煅燒產(chǎn)生的CO2氣體通過廢棄物(消石灰)吸收，形成高價(jià)值可工業(yè)使用的化工產(chǎn)品；既減少了溫室氣體(CO2)的排放，減少了廢棄物(消石灰)的污染，同時(shí)還產(chǎn)生了高價(jià)值的化工產(chǎn)品，生產(chǎn)出精細(xì)活性鈣粉產(chǎn)品，不僅具有優(yōu)良的環(huán)境效益，同時(shí)也具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，保障了該技術(shù)應(yīng)用的可持續(xù)性。
【權(quán)利要求】
1.利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置，是在碳酸鹽自主煅燒、高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電、增濕塔廢氣調(diào)質(zhì)、原料破碎粉磨和廢氣處理排放一系列裝置完整的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用余熱發(fā)電鍋爐出口的高含量CO2高溫?zé)煔馀c消石灰凈漿反應(yīng)生成鈣粉微粒，通過分級分選機(jī)分選出不同品級的鈣粉產(chǎn)品，廢氣依靠凈化排風(fēng)機(jī)有組織排放，其特征在于:所述的裝置包括通過管道連接的碳酸鹽煅燒窯爐(I)和余熱發(fā)電鍋爐(2)，余熱發(fā)電鍋爐(2)有兩個(gè)出口，其中一個(gè)出口與霧化干燥塔(3)的進(jìn)口連接，霧化干燥塔(3)的物料出口與分級分選機(jī)(4)的進(jìn)口連接，霧化干燥塔(3)的高濕廢氣出口與防結(jié)露收塵器(5)的進(jìn)口連接，分級分選機(jī)(4)的廢氣出口與防結(jié)露收塵器(5)的進(jìn)口連接，防結(jié)露除塵器(5)的出口通過凈化排風(fēng)機(jī)(5-1)與排放煙囪(10)連接；余熱發(fā)電鍋爐⑵的另一個(gè)出口與增濕塔(6)的進(jìn)口連接，增濕塔(6)的出口與高溫風(fēng)機(jī)(7)的進(jìn)口連接，高溫風(fēng)機(jī)(7)的出口主要通過原料破碎粉磨裝置與收塵器(8)的進(jìn)口連接，原料破碎粉磨裝置停機(jī)時(shí)，高溫風(fēng)機(jī)(7)的出口通過旁路直接與收塵器(8)的進(jìn)口連接，收塵器(8)的出口與排風(fēng)機(jī)(9)的進(jìn)口連接，排風(fēng)機(jī)(9)的出口與排放煙囪(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置，其特征在于:所述的霧化干燥塔(3)包括高溫?zé)煔馊肟?301)以及位于高溫?zé)煔馊肟?301)下方，且對來自高溫?zé)煔馊肟?301)處的高溫?zé)煔膺M(jìn)行均勻調(diào)節(jié)的均風(fēng)裝置(303)，均風(fēng)裝置(303)的下方設(shè)有將消石灰凈漿噴入霧化干燥塔(3)內(nèi)部的凈漿配置系統(tǒng)(304)以及對消石灰凈漿均勻配置的凈漿布漿裝置(305)，所述的霧化干燥塔(3)還包括位于霧化干燥塔(3)底部的集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)(307)和物料出口(308)，以及位于霧化干燥塔(3)側(cè)壁上的高濕廢氣出口 (306)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置，其特征在于:所述的霧化干燥塔(3)還包括位于高溫?zé)煔馊肟?301)和均風(fēng)裝置(303)之間的熱風(fēng)加熱裝置(302)，熱風(fēng)加熱裝置可以是在線加熱器，也可以是熱風(fēng)爐生成的熱凈干風(fēng)的入□。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的利用高含量CO2高溫?zé)煔馍a(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的分級分選裝置，其特征在于:所述的分級分選機(jī)(4)包括腔體，腔體的兩側(cè)分別設(shè)有分選機(jī)入風(fēng)口(401)以及將來自霧化干燥塔(3)的鈣粉喂入的供料裝置(402)，腔體內(nèi)設(shè)有對鈣粉進(jìn)行初級分選的弧形分選板組成的固定分選圓輪圈(403)以及對鈣粉進(jìn)行中級分選的位于腔體頂部帶動分選圈輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)(404);所述的分級分選機(jī)(4)還包括位于腔體頂部的分選廢氣出口(405)。
5.利用權(quán)利要求4所述生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法，其特征在于:所述的生產(chǎn)方法包括， 1)將碳酸鹽在碳酸鹽煅燒窯爐(I)中煅燒，并將煅燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄈ胗酂岚l(fā)電鍋爐(2)內(nèi)，高溫?zé)煔獾挠酂岜挥酂岚l(fā)電鍋爐(2)大部分利用，煙氣粉塵大量沉降；2)將出口溫度在100°C_800°C、含塵濃度彡10g/Nm3的高溫?zé)煔庾鬟M(jìn)一步分離、除塵處理； 3)將經(jīng)過步驟2)進(jìn)一步凈化后、出口煙氣粉塵含塵濃度<50mg/Nm3、含高濃度CO2的煙氣與消石灰凈漿在霧化干燥塔⑶中反應(yīng):Ca(0H)2+C02 = CaC03+H20, Ca(OH)2.mH20 =Ca(0H)2+mH20，生成以CaCO3為主的超細(xì)、活性極高的鈣粉； 4)步驟3)生成的鈣粉在經(jīng)過霧化干燥塔(3)霧化干燥后，由于鈣粉的微顆粒處于熱風(fēng)的懸浮狀態(tài)，水分迅速蒸發(fā)形成固體顆粒沉降，沉降的固態(tài)顆粒通過輸送設(shè)備輸送到分級分選機(jī)(4)進(jìn)行分選，分選后的鈣粉顆粒收集儲存成為初級、中級成品； 5)將經(jīng)過步驟4)分級分選后的高濕度的烘干熱風(fēng)中未沉降的懸浮顆粒隨熱風(fēng)通過防結(jié)露收塵器(5)進(jìn)一步處理，收集的顆粒粉為高級工業(yè)用超細(xì)鈣粉，凈化后的含塵量極低的廢氣通過凈化排風(fēng)機(jī)(5-1)和排放煙? (10)有組織排放； 6)將步驟I)中出口溫度在100°C_800°C、含塵量彡10g/Nm3范圍的高溫?zé)煔獾囊徊糠钟糜谥苽涑?xì)鈣粉，為平衡和調(diào)節(jié)步驟2)中用于鈣粉生產(chǎn)時(shí)所需的高溫?zé)煔庥蔑L(fēng)量和風(fēng)溫，多余的高溫?zé)煔馔ㄟ^增濕塔(6)和原料破碎粉磨裝置進(jìn)行調(diào)質(zhì)，以滿足進(jìn)入收塵器(8)的條件，最大限度發(fā)揮收塵器(8)的凈化效能，使廢氣達(dá)標(biāo)并有組織排放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法，其特征在于:在步驟4)中，來自于步驟3)的消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)(305)在霧化干燥塔內(nèi)獲得均勻極其細(xì)小的霧滴，與煙氣中的CO2瞬時(shí)反應(yīng)形成極微小的CaCO3微粒，凈化的高含量CO2高溫?zé)煔庥筛邷責(zé)煔馊肟?301)進(jìn)入，并通過加熱裝置(302)調(diào)節(jié)風(fēng)溫，均風(fēng)裝置(303)將高含量CO2高溫?zé)煔獾臍饬髡{(diào)節(jié)均勻；磨細(xì)的消石灰凈漿通過凈漿配置系統(tǒng)(304)均勻地噴入霧化干燥塔(3)內(nèi)，凈漿布漿裝置(305)將消石灰凈漿均勻配置，消石灰凈漿與去除煙塵的高溫?zé)煔饩鶆蚧旌?，高壓霧化的高濃度消石灰漿與高濃度的CO2煙氣順流接觸，瞬時(shí)反應(yīng)蒸發(fā)干燥，保證CaCO3微粒最大限度生成；C02不足時(shí)的Ca(OH)2也急速烘干干燥，形成干燥的Ca (OH) 2微粒；CaC03微粒在干燥塔內(nèi)旋風(fēng)收集，高濕含CaCO3微顆粒的廢氣通過高濕廢氣出口(306)進(jìn)入防結(jié)露收塵器(5);塔內(nèi)收集的物料通過集料鎖風(fēng)機(jī)構(gòu)(307)排出，經(jīng)物料出口(308)輸送到分級分選機(jī)(4)進(jìn)行分選。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法，其特征在于:來自霧化干燥塔(3)的鈣粉通過供料裝置(402)喂入，分選機(jī)用風(fēng)主要通過供風(fēng)入口(401)喂入分級分選機(jī)(4)內(nèi)，鈣粉通過固定式弧形板的分選輪圈(303)進(jìn)行以次分選，粗顆粒作為初級品收集，細(xì)顆粒隨風(fēng)進(jìn)入帶分選電機(jī)及機(jī)構(gòu)(404)的分選輪圈轉(zhuǎn)子進(jìn)行二次分選，細(xì)顆粒作為中級品收集；微顆粒隨分選風(fēng)通過分選廢氣出口(405)進(jìn)入防結(jié)露收塵器(5)進(jìn)行凈化，收集的鈣粉微塵為高級品，廢氣通過凈化排風(fēng)機(jī)(5-1)排入排放煙囪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法，其特征在于:經(jīng)過步驟2)進(jìn)一步凈化后的含塵量彡50mg/Nm3、含高濃度CO2的煙氣在與消石灰凈漿反應(yīng)以前還進(jìn)行重金屬沉降、過濾去除處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法，其特征在于:所述的步驟2)中的出口溫度優(yōu)選控制在100°C -500°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用生產(chǎn)超細(xì)活性鈣粉的裝置進(jìn)行生產(chǎn)的方法，其特征在于:所述的步驟2)中的出口溫度優(yōu)選控制在200°C -350°C。
【文檔編號】C01F11/18GK104326498SQ201410421045
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】凌庭生, 凌俊儒, 吳揚(yáng) 申請人:凌庭生