一种低碳排放水泥生产装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201610138892.0 | 申请日 | 2016-03-13 | 公开(公告)号 | CN105776916A | 公开(公告)日 | 2016-07-20 |
| 申请人 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司; | 发明人 | 贾会平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种低 碳 排放 水 泥生产装置，包括初级预热 回转窑 、二 氧 化碳预热回转窑、间壁回转窑、混料回转窑、 水泥 回转窑、出料设备、二氧化碳回收单元、余热发电单元和二氧化碳管网。进料仓与初级预热回转窑连接，初级预热回转窑与二氧化碳预热回转窑、间壁回转窑的环形物料膛、混料回转窑和水泥回转窑依次连接。水泥回转窑设有烧嘴，水泥回转窑的窑膛与间壁回转窑、初级预热回转窑和余热发电单元依次连接。间壁回转窑分解气体出口与二氧化碳预热回转窑与二氧化碳回收单元和二氧化碳管网依次连接。本发明通过多级回转窑对水泥原料进行预热、混料和 煅烧 ，可以回收石灰石分解产生的二氧化碳，降低了水泥生产过程二氧化碳 排放量 ，有利于保护自然环境。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低碳排放水泥生产装置，包括混料回转窑（13）、水泥回转窑（14）、出料设备（19）、二氧化碳回收单元（16）、余热发电单元（17）和二氧化碳管网（18）；所述水泥回转窑的窑头设有烧嘴（15），水泥回转窑通过窑头罩与出料设备连接；其特征是：所述装置设有初级预热回转窑（2）、二氧化碳预热回转窑（5）、间壁回转窑（8）和进料仓（1）、辅料仓（12）；所述初级预热回转窑设有烟气入口（3），所述二氧化碳预热回转窑设有高温二氧化碳入口（6），所述间壁回转窑设有高温烟气入口（11），所述辅料仓接到混料回转窑进料口；所述间壁回转窑由内环和外环之间的环形物料膛（9）和中心的窑膛（20）构成；所述进料仓通过窑尾罩与初级预热回转窑连接，初级预热回转窑通过出料仓（4）与二氧化碳预热回转窑连接，二氧化碳预热回转窑通过加料环（7）与间壁回转窑的环形物料膛连接，环形物料膛通过出料环（10）连接到混料回转窑，混料回转窑连接到水泥回转窑； 所述水泥回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到间壁回转窑的高温烟气入口，间壁回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到初级预热回转窑的烟气入口，所述初级预热回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到余热发电单元；所述加料环设有分解气体出口，所述分解气体出口连接到二氧化碳预热回转窑的高温二氧化碳入口，二氧化碳预热回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到二氧化碳回收单元，二氧化碳回收单元连接到二氧化碳管网；所述混料回转窑、水泥回转窑、间壁回转窑、二氧化碳预热回转窑和初级预热回转窑倾斜角为0~50°。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种低碳排放水泥生产装置技术领域背景技术[0002] 硅酸盐水泥熟料的化学成分主要有氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝及三氧化二铁四种氧化物组成。他们的总和占熟料成分的 95% 以上，其中，氧化钙占 62% ～ 67%。目前，我国是水泥生产和使用大国，而且水泥是一种高耗能高污染产业，水泥的原料多为石灰石、二氧化硅和黏土等物质，在水泥生产过程中产生大量的粉尘及二氧化碳，对周围环境造成严重的污染，不仅恶化了城乡的环境，还造成了全球温室气体排放过量，改变了地球气候。随着经济的发展和社会的进步，洁净化生产水泥，减少水泥生产过程的碳排放量已迫在眉睫。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种低碳排放水泥生产装置，以降低水泥生产过程二氧化碳排放量，回收二氧化碳，保护自然环境和人们生命财产安全，充分利用余热，降低水泥生产能耗，提高经济效益。 [0004] 本发明的技术方案是：低碳排放水泥生产装置，包括混料回转窑、水泥回转窑、出料设备、二氧化碳回收单元、余热发电单元和二氧化碳管网。水泥回转窑的窑头设有烧嘴，水泥回转窑通过窑头罩与出料设备连接。装置设有初级预热回转窑、二氧化碳预热回转窑、间壁回转窑、进料仓和辅料仓。初级预热回转窑设有烟气入口，二氧化碳预热回转窑设有高温二氧化碳入口，间壁回转窑设有高温烟气入口，辅料仓接到混料回转窑进料口。间壁回转窑由内环和外环之间的环形物料膛和中心的窑膛构成。进料仓通过窑尾罩与初级预热回转窑连接，初级预热回转窑通过出料仓与二氧化碳预热回转窑连接，二氧化碳预热回转窑通过加料环与环形物料膛连接，环形物料膛通过出料环连接到混料回转窑，混料回转窑连接到水泥回转窑。水泥回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到间壁回转窑的高温烟气入口，间壁回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到初级预热回转窑的烟气入口，初级预热回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到余热发电单元。加料环设有分解气体出口，分解气体出口连接到二氧化碳预热回转窑的高温二氧化碳入口，二氧化碳预热回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到二氧化碳回收单元，二氧化碳回收单元连接到二氧化碳管网。 [0005] 装置设有二氧化硅加料仓，二氧化硅加料仓通过窑尾罩连接到间壁回转窑的窑膛，窑膛通过窑头罩连接到混料回转窑入口。余热发电单元（17）包括废热锅炉、蒸汽轮机和发电机，废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机同轴连接。二氧化碳回收单元设有二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐，二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐依次连接。间壁回转窑为1～10台，间壁回转窑的窑头设有辅助烧嘴。辅助烧嘴为固体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或气体燃料烧嘴，烧嘴为固体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或气体燃料烧嘴。 [0006] 间壁回转窑由同轴安装的耐材制成的外环和内环构成，内环和外环之间为环形物料膛，环形物料膛设有耐材支撑，内环的中心为窑膛。耐材为金属材料、耐火材料、陶瓷材料或导热材料，或上述材料的复合材料；所述耐火材料为耐火砖或不定形耐材浇注而成。初级预热回转窑内进入的原料为氧化硅和石灰石料，在初级回转窑内预热至700℃左右后，物料进入二氧化碳预热回转窑通过高温二氧化碳进一步加热至1000℃。然后送至间壁回转窑进行间壁加热煅烧，完全分解后的物料进入混料器后，通过辅料仓加入其它辅料并混合均匀后进入水泥窑煅烧成水泥。初级预热回转窑内进入的原料为石灰石料，在初级回转窑内预热至700℃左右后，石灰石料进入二氧化碳预热回转窑通过高温二氧化碳进一步加热至1000℃，然后送至间壁回转窑进行间壁加热煅烧，完全分解后的物料进入混料器后，通过辅料仓加入氧化硅及其它辅料并混合均匀后进入水泥窑煅烧成水泥。物料直径在1纳米至100毫米之间。物料在环形物料膛向前运行。 [0007] 本发明低碳排放水泥生产装置通过多级回转窑，对水泥原料进行预热、混料和煅烧，收集原料分解产生的二氧化碳用于二氧化碳管网，变废为宝，降低了水泥生产过程二氧化碳排放量，有利于保护自然环境。煅烧产生的烟气和分解的二氧化碳预热水泥原料，排出烟气用于余热发电，充分利用了水泥生产的余热，有利于降低水泥生产能耗，提高企业经济效益。附图说明 [0008] 图1为本发明低碳排放水泥生产装置的流程示意图；图2为本发明另一实施方案的流程示意图； 其中：1—进料仓、2—初级预热回转窑、3—烟气入口、4—出料仓、5—二氧化碳预热回转窑、6—高温二氧化碳入口、7—加料环、8—间壁回转窑、9—环形物料膛、10—出料环、 11—高温烟气入口、12—辅料仓、13—混料回转窑、14—水泥回转窑、15—烧嘴、16—二氧化碳回收单元、17—余热发电单元、18—二氧化碳管网、19—出料设备、20—窑膛、21—二氧化硅加料仓、22—窑尾罩、23—窑头罩、24—辅助烧嘴。 具体实施方式[0010] 实施例1本发明低碳排放水泥生产装置如图1所示，包括初级预热回转窑2、二氧化碳预热回转窑5、间壁回转窑8、混料回转窑13、水泥回转窑14、出料设备19、进料仓1、辅料仓12、二氧化碳回收单元16、余热发电单元17和二氧化碳管网18。初级预热回转窑设有烟气入口3，二氧化碳预热回转窑设有高温二氧化碳入口6，间壁回转窑设有高温烟气入口11，辅料仓接到混料回转窑进料口。水泥回转窑的窑头设有烧嘴15，烧嘴为固体燃料烧嘴。间壁回转窑由内环和外环之间的环形物料膛9和中心的窑膛20构成。进料仓通过窑尾罩与初级预热回转窑连接，初级预热回转窑通过出料仓4与二氧化碳预热回转窑连接，二氧化碳预热回转窑通过加料环7与间壁回转窑的环形物料膛连接，环形物料膛通过出料环10连接到混料回转窑，混料回转窑连接到水泥回转窑，水泥回转窑通过窑头罩与出料设备连接。水泥回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到间壁回转窑的高温烟气入口，间壁回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到初级预热回转窑的烟气入口，初级预热回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到余热发电单元。加料环设有分解气体出口，分解气体出口连接到二氧化碳预热回转窑的高温二氧化碳入口，二氧化碳预热回转窑的窑膛通过窑尾罩连接到二氧化碳回收单元，二氧化碳回收单元连接到二氧化碳管网。余热发电单元17包括废热锅炉、蒸汽轮机和发电机，废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机同轴连接。二氧化碳回收单元16设有二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐，二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐依次连接。 [0011] 本发明低碳排放水泥生产装置的运行过程为：进料仓1中的二氧化硅和碳酸钙粉通过加料口进入初级预热回转窑2中，在窑内被废烟气预热至700℃左右，然后进入二氧化碳预热回转窑5。二氧化碳预热回转窑的窑头罩设有高温二氧化碳入口，间壁回转窑间壁煅烧产生的二氧化碳进入二氧化碳预热回转窑继续预热二氧化硅和碳酸钙粉至700~1000℃。完成预热的物料送入间壁回转窑8的环形物料膛，进行间壁煅烧，产生的二氧化碳送入二氧化碳预热回转窑预热二氧化硅和碳酸钙粉，完成预热后的二氧化碳送入二氧化碳回收单元 16回收处理二氧化碳，处理后洁净二氧化碳送至二氧化碳管网18。间壁回转窑完成煅烧的物料与辅料仓12中的氧化铝和氧化铁等一起进入混料回转窑13，混合均匀后送入水泥煅烧窑14煅烧成水泥。水泥煅烧窑产生的高温烟气送入间壁回转窑8中作为间壁加热热源，离开间壁回转窑的烟气再送入初级预热回转窑2直接预热原料，预热后的低温烟气送入低温余热发电单元发电后排放。间壁回转窑的窑头设有辅助烧嘴。辅助烧嘴为固体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或气体燃料烧嘴，烧嘴为固体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或气体燃料烧嘴。 [0012] 实施2本发明另一种实施方式如图2所示，装置设有二氧化硅加料仓21，二氧化硅加料仓通过窑尾罩连接到间壁回转窑8的窑膛20，间壁回转窑的窑膛通过窑头罩连接到混料回转窑入口。二氧化硅经过间壁回转窑8的窑膛用高温烟气进行加热，加热后二氧化硅与辅料仓中12的氧化铝和氧化铁和间壁回转窑环形物料膛中的石灰一起进入混料回转窑进行混合。进料仓1中进入的原料为石灰石粉，其他结构与运行方式与实施例1相同。 [0013] 实施3本发明的第三种实施方式与实施例1中的设备组成和连接方式相同，运行过程为：进料仓1中的碳酸钙粉通过加料口进入初级预热回转窑2中，在窑内被废烟气预热至700℃左右，然后进入二氧化碳预热回转窑5。二氧化碳预热回转窑的窑头罩设有高温二氧化碳入口，间壁回转窑间壁煅烧产生的二氧化碳进入二氧化碳预热回转窑继续预热碳酸钙粉至700~ 1000℃。完成预热的物料送入间壁回转窑8的环形物料膛，进行间壁煅烧，产生的二氧化碳送入二氧化碳预热回转窑预热碳酸钙粉，完成预热后的二氧化碳送入二氧化碳回收单元16回收处理二氧化碳，处理后洁净二氧化碳送至二氧化碳管网18。间壁回转窑完成煅烧的物料与辅料仓12中的氧化硅、氧化铝和氧化铁等一起进入混料回转窑13，混合均匀后送入水泥煅烧窑14煅烧成水泥，其余过程与实施例1相同。 |
||||||
