碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，包括間壁回轉(zhuǎn)窯、汽輪機(jī)、燃料吸收罐、高壓二氧化碳儲(chǔ)罐、二氧化碳凈化設(shè)備、壓縮機(jī)、二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐、液體燃料儲(chǔ)罐和氣體燃料儲(chǔ)罐。氣體燃料儲(chǔ)罐與二氧化碳儲(chǔ)罐連接，液體燃料儲(chǔ)罐連接到燃料吸收罐。間壁回轉(zhuǎn)窯的分解氣體出口通過二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)連接到燃料吸收罐，燃料吸收罐連接到高壓二氧化碳儲(chǔ)罐。煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐的蒸汽出口連接到汽輪機(jī)入口，汽輪機(jī)與壓縮機(jī)同軸連接。本發(fā)明通過間壁回轉(zhuǎn)窯與二氧化碳儲(chǔ)能生產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合，利用間壁回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的高純度二氧化碳直接壓縮成高壓二氧化碳進(jìn)行儲(chǔ)能，有利于提高超臨界二氧化碳儲(chǔ)能生產(chǎn)效率，降低儲(chǔ)能的成本。
【專利說明】
碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于碳酸巖工業(yè)生產(chǎn)及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)能量的有效存儲(chǔ)，并在需要時(shí)完成能量的高效率釋放。利用儲(chǔ)能技術(shù)，供能系統(tǒng)可以隨時(shí)將富余能源轉(zhuǎn)化為冷能，利用二氧化碳進(jìn)行低溫存儲(chǔ)，從而有效減少能源的浪費(fèi)。如何利用二氧化碳為載體實(shí)現(xiàn)供能系統(tǒng)的儲(chǔ)能和供能，提高能源的利用率，減少能量的浪費(fèi)，是供能系統(tǒng)面臨的重要挑戰(zhàn)。
[0003]以二氧化碳為工作介質(zhì)儲(chǔ)能供能系統(tǒng)較為少見。二氧化碳是一種無毒、不易燃、密度高、臨界點(diǎn)適宜(臨界溫度T c = 31.1°C，臨界壓力P c = 7.38*10 6 Pa)的流體，具有較好的流動(dòng)性和傳輸特性，常被用于制冷、化工等領(lǐng)域。但從總體上來看，目前對(duì)于二氧化碳的開發(fā)和利用還不夠。單純的二氧化碳儲(chǔ)能和供能，能量不能最大限度發(fā)揮處理，有待于進(jìn)一步挖掘和提高二氧化碳的應(yīng)用價(jià)值，拓寬超臨界二氧化碳的儲(chǔ)能和用能的潛力。碳酸巖工業(yè)利用間壁回轉(zhuǎn)窯隔煙加熱煅燒石灰石，加熱分解為石灰和二氧化碳。由于間壁煅燒，產(chǎn)品與煙氣分開，能生產(chǎn)出高純度的二氧化碳分解氣體，用于工業(yè)制冷、保鮮、消防和超臨界萃取等領(lǐng)域。利用間壁回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰石與二氧化碳儲(chǔ)能結(jié)合生產(chǎn)超臨界二氧化碳流體，尤其是生產(chǎn)攜帶燃料的超臨界二氧化碳流體是一種新的嘗試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，通過產(chǎn)生二氧化碳工業(yè)設(shè)備與儲(chǔ)能生產(chǎn)設(shè)備結(jié)合，提高超臨界二氧化碳生產(chǎn)及儲(chǔ)能效率，降低生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，包括碳酸巖生產(chǎn)單元。碳酸巖生產(chǎn)單元設(shè)有間壁回轉(zhuǎn)窯、燃燒器、冷卻器和固體產(chǎn)品料倉，間壁回轉(zhuǎn)窯設(shè)有原料入口、分解氣體出口、煙氣出口、灰渣出口和出料口，出料口通過冷卻器連接到固體產(chǎn)品料倉。聯(lián)產(chǎn)裝置設(shè)有汽輪機(jī)、燃料吸收罐、高壓二氧化碳儲(chǔ)罐、煙氣余熱鍋爐、煙氣排放系統(tǒng)、分解氣余熱鍋爐、二氧化碳凈化設(shè)備、壓縮機(jī)、二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐、液體燃料儲(chǔ)罐和氣體燃料儲(chǔ)罐。氣體燃料儲(chǔ)罐與二氧化碳儲(chǔ)罐連接，液體燃料儲(chǔ)罐連接到燃料吸收罐，煙氣出口通過煙氣余熱鍋爐連接到煙氣排放系統(tǒng)。分解氣體出口通過分解氣余熱鍋爐、冷卻器和二氧化碳凈化設(shè)備連接到二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐，二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐出口通過壓縮機(jī)連接到燃料吸收罐，燃料吸收罐連接到高壓二氧化碳儲(chǔ)罐。煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐的蒸汽出口連接到汽輪機(jī)入口，汽輪機(jī)與壓縮機(jī)同軸連接。
[0006]裝置設(shè)有高壓二氧化碳外供管路，燃料吸收罐出口分為兩路，一路連接到高壓二氧化碳外供管路，一路連接到高壓二氧化碳儲(chǔ)罐。聯(lián)產(chǎn)裝置設(shè)有給水栗和凝汽器，汽輪機(jī)出口通過凝汽器連接到給水栗入口，給水栗出口連接到煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐。間壁回轉(zhuǎn)窖由同軸安裝的內(nèi)筒和外筒構(gòu)成，內(nèi)筒中間為窖膛，爐膛一側(cè)的窖頭與燃燒器連接。內(nèi)筒和外筒之間為環(huán)形物料空間，環(huán)形物料空間設(shè)有耐材支撐。氣體燃料儲(chǔ)罐的燃料為煤氣、液化石油氣、高爐煤氣或電石爐氣。液體燃料儲(chǔ)罐中的燃料為汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇或焦油，或上述燃料的混合物。固體產(chǎn)品與低溫低壓二氧化碳直接或間接換熱冷卻，使固體產(chǎn)品冷卻至200°C以下，使低溫低壓二氧化碳升溫增壓。另外，固體產(chǎn)品冷卻方式可以為超臨界高壓二氧化碳攜帶固體產(chǎn)品進(jìn)入余熱鍋爐，使固體產(chǎn)品冷卻至200°C以下，并產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功;或者固體產(chǎn)品可以直接進(jìn)入余熱鍋爐，使固體產(chǎn)品冷卻至200°C以下，并產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功。固體產(chǎn)品冷卻氣體為二氧化碳、氮?dú)?、一氧化碳、氦氣、氫氣或空氣，或上述兩種以上的混合氣。
[0007]本發(fā)明碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，通過石灰生產(chǎn)的間壁回轉(zhuǎn)窯與攜帶燃料的二氧化碳儲(chǔ)能生產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合，利用間壁回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)石灰所產(chǎn)生的高純度二氧化碳，經(jīng)過預(yù)熱和凈化后壓縮成高壓二氧化碳，進(jìn)行儲(chǔ)能，有利于提高超臨界二氧化碳儲(chǔ)能生產(chǎn)效率，降低二氧化碳儲(chǔ)能的成本。利用間壁回轉(zhuǎn)窯煅燒過程的煙氣和分解氣體的余熱發(fā)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)壓縮機(jī)壓縮二氧化碳，進(jìn)一步節(jié)省能源，有利于提尚廣能，降低超臨界一.氧化碳流體價(jià)格。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳聯(lián)產(chǎn)裝置的流程示意圖；
圖2為圖1的A-A圖；
其中:I一碳酸巖生產(chǎn)單元、2—給水栗、3—凝汽器、4一汽輪機(jī)、5—燃料吸收罐、6—高壓二氧化碳儲(chǔ)罐、7—煙氣余熱鍋爐、8—煙氣排放系統(tǒng)、9 一分解氣余熱鍋爐、10—二氧化碳凈化設(shè)備、11 一壓縮機(jī)、12—二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐、13—間壁回轉(zhuǎn)窯、14 一燃燒器、15—煙氣出口、16—分解氣體出□、17—高壓二氧化碳外供管路、18—內(nèi)筒、19—g膛、20—環(huán)形物料空間、21—耐材支撐、22—外筒、23—7令卻器。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)做出任何改動(dòng)也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]本發(fā)明碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，如圖1所示，包括碳酸巖生產(chǎn)單元1、給水栗2、凝汽器3、汽輪機(jī)4、燃料吸收罐5、高壓二氧化碳儲(chǔ)罐6、煙氣余熱鍋爐7、煙氣排放系統(tǒng)8、分解氣余熱鍋爐9、二氧化碳凈化設(shè)備10、壓縮機(jī)11、二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐12、高壓二氧化碳外供管路17、液體燃料儲(chǔ)罐和氣體燃料儲(chǔ)罐。碳酸巖生產(chǎn)單元設(shè)有間壁回轉(zhuǎn)窯13、燃燒器14、冷卻器23和固體產(chǎn)品料倉，間壁回轉(zhuǎn)窯設(shè)有原料入口、分解氣體出口 16、煙氣出口 15、灰渣出口和出料口，出料口通過冷卻器連接到固體產(chǎn)品料倉。氣體燃料儲(chǔ)罐通過氣體栗與二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐連接，液體燃料儲(chǔ)罐通過液體栗連接到燃料吸收罐，煙氣出口通過煙氣余熱鍋爐連接到煙氣排放系統(tǒng)。分解氣體出口通過分解氣余熱鍋爐、冷卻器和二氧化碳凈化設(shè)備連接到二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐，二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐出口通過壓縮機(jī)連接到燃料吸收罐，燃料吸收罐出口分為兩路，一路連接到高壓二氧化碳外供管路，一路連接到高壓二氧化碳儲(chǔ)罐6。煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐的蒸汽出口連接到汽輪機(jī)入口，所述汽輪機(jī)出口通過凝汽器連接到給水栗入口，給水栗出口連接到煙氣余熱鍋爐7和分解氣余熱鍋爐9。汽輪機(jī)與壓縮機(jī)同軸連接。如圖2所示，間壁回轉(zhuǎn)窯13由同軸安裝的內(nèi)筒18和外筒22構(gòu)成，內(nèi)筒中間為窯膛19，爐膛一側(cè)的窯頭與燃燒器14連接.內(nèi)筒和外筒之間為環(huán)形物料空間20，環(huán)形物料空間設(shè)有耐材支撐21。氣體燃料儲(chǔ)罐的燃料為液化石油氣，液體燃料儲(chǔ)罐中的燃料為汽油和甲醇，汽油與甲醇比例為I: I。二氧化碳凈化設(shè)備10包括除塵器和膜分離器。
[0011]本發(fā)明碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置的運(yùn)行過程為，石灰石原料經(jīng)原料入口進(jìn)入間壁回轉(zhuǎn)窯13的環(huán)形物料空間20，燃燒器燃燒隔煙加熱環(huán)形物料空間的石灰石，石灰石受熱分解為石灰和二氧化碳。石灰經(jīng)出料口和冷卻器到固體產(chǎn)品倉，回轉(zhuǎn)窯窯膛19燃燒產(chǎn)生的灰渣經(jīng)灰渣出口排出，窯膛中的煙氣經(jīng)煙氣余熱鍋爐7放出熱量發(fā)生蒸汽后到煙氣排放系統(tǒng)排放。環(huán)形物料空間中的分解氣體經(jīng)分解氣體出口 16到分解氣余熱鍋爐放出熱量發(fā)生蒸汽，放出熱量后的分解氣體經(jīng)冷卻器23預(yù)熱和二氧化碳凈化設(shè)備10凈化分離后到二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐12。氣體燃料儲(chǔ)罐經(jīng)氣體栗向二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐注入氣體燃料，氣體燃料為液化石油氣，加入氣體燃料后，二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐中的二氧化碳體積濃度為85%。二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐中的混合氣體經(jīng)壓縮機(jī)11壓縮后進(jìn)入燃料吸收罐5，液體燃料儲(chǔ)罐中的汽油與甲醇混合液體燃料經(jīng)液體栗打入燃料吸收罐，燃料吸收罐的壓力為30MPa，溫度為300°C。燃料吸收罐出口一路進(jìn)入高壓二氧化碳儲(chǔ)罐6儲(chǔ)存進(jìn)行儲(chǔ)能，另一路經(jīng)高壓二氧化碳外供管路為用戶提供超臨界二氧化碳流體。煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮二氧化碳混合氣體，做完功后的乏汽經(jīng)凝汽器3凝結(jié)成冷凝水，經(jīng)給水栗2到煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐作鍋爐用水循環(huán)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，包括碳酸巖生產(chǎn)單元(1)，所述碳酸巖生產(chǎn)單元設(shè)有間壁回轉(zhuǎn)窯(13)、燃燒器(14)、冷卻器(23)和固體產(chǎn)品料倉，所述間壁回轉(zhuǎn)窯設(shè)有原料入口、分解氣體出口(16)、煙氣出口(15)、灰渣出口和出料口，所述出料口通過冷卻器連接到固體產(chǎn)品料倉;其特征是:所述聯(lián)產(chǎn)裝置設(shè)有汽輪機(jī)(4)、燃料吸收罐(5)、高壓二氧化碳儲(chǔ)罐(6)、煙氣余熱鍋爐(7)、煙氣排放系統(tǒng)(8)、分解氣余熱鍋爐(9)、二氧化碳凈化設(shè)備(10)、壓縮機(jī)(11 )、二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐(12)、液體燃料儲(chǔ)罐和氣體燃料儲(chǔ)罐;所述氣體燃料儲(chǔ)罐與二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐連接，所述液體燃料儲(chǔ)罐連接到燃料吸收罐，所述煙氣出口通過煙氣余熱鍋爐連接到煙氣排放系統(tǒng);所述分解氣體出口通過分解氣余熱鍋爐、冷卻器和二氧化碳凈化設(shè)備連接到二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐，二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐出口通過壓縮機(jī)連接到燃料吸收罐，所述燃料吸收罐連接到高壓二氧化碳儲(chǔ)罐(6);所述煙氣余熱鍋爐和分解氣余熱鍋爐的蒸汽出口連接到汽輪機(jī)入口，汽輪機(jī)與壓縮機(jī)同軸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征是:所述裝置設(shè)高壓二氧化碳外供管路(17)，所述燃料吸收罐出口分為兩路，一路連接到高壓二氧化碳外供管路，一路連接到高壓二氧化碳儲(chǔ)罐(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征是:所述聯(lián)產(chǎn)裝置設(shè)有給水栗(2)和凝汽器(3)，所述汽輪機(jī)出口通過凝汽器連接到給水栗入口，給水栗出口連接到煙氣余熱鍋爐(7)和分解氣余熱鍋爐(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征是:所述間壁回轉(zhuǎn)窯(13)由同軸安裝的內(nèi)筒(18)和外筒(22)構(gòu)成，內(nèi)筒和外筒由耐材構(gòu)成，內(nèi)筒中間為窯膛(19)，爐膛一側(cè)的窯頭與燃燒器(14)連接；內(nèi)筒和外筒之間為環(huán)形物料空間(20)，環(huán)形物料空間設(shè)有耐材支撐(21)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征是:所述氣體燃料儲(chǔ)罐的燃料為煤氣、液化石油氣、高爐煤氣、一氧化碳、碳?xì)浠衔锘螂娛癄t氣，或上述燃料的混合物;所述液體燃料儲(chǔ)罐中的燃料為汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇或焦油，或上述燃料的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征是:所述固體產(chǎn)品與低溫低壓二氧化碳直接或間接換熱冷卻，使固體產(chǎn)品冷卻至200°C以下，使低溫低壓二氧化碳升溫增壓;另外，固體產(chǎn)品冷卻方式可以為超臨界高壓二氧化碳攜帶固體產(chǎn)品進(jìn)入余熱鍋爐，使固體產(chǎn)品冷卻至200°C以下，并產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功;或者固體產(chǎn)品可以直接進(jìn)入余熱鍋爐，使固體產(chǎn)品冷卻至200°C以下，并產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳酸巖工業(yè)與攜帶燃料的超臨界二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征是:所述固體產(chǎn)品冷卻氣體為二氧化碳、氮?dú)?、一氧化碳、氦氣、氫氣或空氣，或上述兩種以上的混合氣。
【文檔編號(hào)】C04B2/10GK106089339SQ201610396114
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日 公開號(hào)201610396114.1, CN 106089339 A, CN 106089339A, CN 201610396114, CN-A-106089339, CN106089339 A, CN106089339A, CN201610396114, CN201610396114.1
【發(fā)明人】賈會(huì)平
【申請(qǐng)人】石家莊新華能源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>