不排碳石灰窑制煤气装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及石灰窑尾气利用设备技术领域，尤其涉及不排碳石灰窑制煤气装置。


背景技术：

[0002]
由工业生产所带来的二氧化碳的排放压力日趋加强，其中石灰的生产所占的比例不容忽视，全国石灰生产所排入大气的二氧化碳量为3亿吨/年。所以石灰行业的二氧化碳减排或综合利用技术急需开发；二氧化碳的综合利用领域涉及采油、甲醇、降解塑料等领域，但是由于工艺和投资所限，并能没有大规模推广，需要开发一种高效的、低投资的二氧化碳转化高附加值产物的工艺技术和装备；为适应二氧化碳的高效转化，对于石灰窑所排放的二氧化碳的纯度要求加高，所以对于石灰窑的生产工艺需要改进。
[0003]
综上所述，是需要开发一个系统，其目的是能将该系统内的二氧化碳完全转化为有用的物质(化工原料、燃料等)；并能确保或提升系统内其他产品的质量；并确保整个系统的节能、环保。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种可以将二氧化碳完全转化为有用物质，可确保或提升系统内其他产品的质量，并确保整个系统的节能、环保的不排碳石灰窑制煤气系统装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括一氧化碳储罐、二氧化碳富集石灰窑、二氧化碳还原气化炉、一氧化碳除尘器、一氧化碳引风机、一氧化碳鼓风机、循环加热气体管道和循环冷却气体管道；所述一氧化碳储罐经由管道连接一氧化碳鼓风机，所述一氧化碳鼓风机经由管道连接二氧化碳还原气化炉，所述二氧化碳富集石灰窑经由管道连接二氧化碳还原气化炉，所述二氧化碳还原气化炉和一氧化碳储罐之间经由管道连接有一氧化碳除尘器和一氧化碳引风机；所述二氧化碳富集石灰窑自上而下分为预热段、燃烧段、冷却段和卸料段；所述燃烧段均匀布置隔焰燃烧器，所述隔焰燃烧器设置12个，分成两层，每层6个，沿二氧化碳富集石灰窑圆周分布，相邻角度为60度；上层与下层交错布置。
[0006]
进一步的，所述一氧化碳鼓风机连接二氧化碳富集石灰窑上的隔焰燃烧器，所述预热段管道连接循环气体除尘器，所述循环气体除尘器连接循环气体风机，所述循环气体风机通过循环加热气体管道连接隔焰燃烧器，所述循环气体风机通过循环冷却气体管道连接石灰窑冷却段。
[0007]
进一步的，所述二氧化碳还原气化炉自上而下分为后反应区、气化区、加热区和气体收集区；所述二氧化碳富集石灰窑的冷区段和隔焰燃烧器管道连接二氧化碳还原气化炉的气体收集区，所述加热区设置有内置燃烧室，所述一氧化碳鼓风机连接二氧化碳还原气化炉上的内置燃烧室，所述后反应区连接一氧化碳除尘器。
[0008]
进一步的，所述卸料段与冷却段之间设置有闸门，二氧化碳富集石灰窑内的压力
环境为负压状态。
[0009]
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0010]
1)由各设备和管路搭建起来的整体系统：输入兰碳和石灰石，产出高纯co 和高品质氧化钙，整体系统无二氧化碳的排放，无其他污染物的排放；满足提供高纯co2，在循环气体除尘器后引出即可；系统兰碳为清洁燃料，直接承担还原剂(c)，间接提供系统内部热源，即系统的石灰煅烧和气化加热实现了内供； 2)二氧化碳还原汽化炉，加热区设置内置燃烧室，确保反应热量的提供；以二氧化碳为原料，完成高温二氧化碳的兰碳还原的化学反应过程；系统操作为微负压状态；3)二氧化碳富集石灰窑以二氧化碳作为循环加热气体来分解石灰石，系统可得到高纯的二氧化碳；加热气体温度可调，可生产出无污染，低生过烧率，高活性度的石灰；采用中低温二氧化碳气体做石灰冷却介质，使得石灰生产系统气体成分纯净。
附图说明
[0011]
图1为本实用新型流程示意图。
[0012]
图中：1、二氧化碳还原气化炉；2、隔焰燃烧器；3、二氧化碳富集石灰窑； 4、循环气体风机；5.1、一氧化碳引风机；5.2、一氧化碳鼓风机；6、循环气体除尘器；7、一氧化碳除尘器；8、一氧化碳储罐；9、石灰窑二氧化碳气体管路；9.1、循环冷却气体管路；9.2、循环加热气体管路；10、中高温二氧化碳管路；10.1、燃烧器后高温二氧化碳管路；10.2、冷却石灰后中温二氧化碳管路；11、一氧化碳管路；12、净化后一氧化碳管路；13、加压后一氧化碳管路； 14、出煤气柜管路；14.1供汽化炉煤气管路；14.2供隔焰燃烧器氧气管路；15.1、隔焰燃烧器氧气管路；15.2、汽化炉内置燃烧室氧气管路。
具体实施方式
[0013]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：不排碳石灰窑制煤气装置，包括二氧化碳富集石灰窑、隔焰燃烧器、二氧化碳还原气化炉、一氧化碳储存、一氧化碳管路、二氧化碳管路、循环气体管路。
[0015]
实施例1
[0016]
隔焰燃烧器设置12个，均布在石灰窑煅烧带，分成两层，每层6个，沿石灰窑圆周分布，相邻角度为60度；上层与下层交错布置；其燃料是来自一氧化碳储罐内的一氧化碳，经由供隔焰燃烧器氧气管路输送；在隔焰燃烧器内通入循环二氧化碳，进行热交换，二氧化碳会被加热到1200℃左右，而后直接通入窑内。燃烧器内一氧化碳燃烧后的主要成分为高温二氧化碳，其中二氧化碳温度约700℃，通过燃烧器后高温二氧化碳管路送入二氧化碳还原气化炉；
[0017]
作为上述方案的优选：二氧化碳富集石灰窑，为竖式圆筒形结构，自上而下分为预热段、燃烧段、冷却卸料段；
[0018]
燃烧段：均匀布置隔焰燃烧器，燃烧器将二氧化碳加热到1200℃左右送至石灰窑，石灰石受热分解为石灰和二氧化碳；
[0019]
预热段：在石灰窑的上部区域设置预热段，接受来自煅烧段的高温二氧化碳的热量，使入窑的石灰石升温至500℃，达到高点温度，同时将出窑的二氧化碳温度降为200℃左右；
[0020]
冷却卸料段：在石灰窑的下部区域设置冷却区，利用石灰窑所排出的二氧化碳，进行冷却至100℃以下，而后卸出石灰窑；卸料与冷却之间设置闸门；石灰窑内的压力环境为负压状态；
[0021]
二氧化碳气体管路，在循环气体风机的作用下，石灰窑内石灰石分解的二氧化碳和降温后的二氧化碳一起从窑顶沿管道排出，此时温度在200℃左右，之后经过布袋除尘器将粉尘过滤掉；经过过滤的二氧化碳管路分成两路：第一路为循环加热气体管道，该气体首先进入隔焰燃烧器2进行升温至1100—1200℃，之后直接通向石灰窑煅烧区加热石灰石，降温之后排出窑外；第二路为循环冷却气体管道，该气体通向石灰窑的冷却段去冷却石灰，将石灰冷却到100℃以下，此时二氧化碳气体温度升高至350℃左右，通过冷却石灰后中温二氧化碳管路10.2之后汇入高温二氧化碳管路10进入二氧化碳还原气化炉1。
[0022]
隔焰燃烧器2燃烧后的二氧化碳：温度约700℃，通过管路10.1汇入高温二氧化碳管路10进入二氧化碳还原气化炉1。
[0023]
作为上述方案的优选：二氧化碳还原汽化炉：汽化炉的结构自上而下分成后反应区、气化区、加热区、气体收集区，通过兰碳将二氧化碳还原为一氧化碳。
[0024]
在汽化炉的下部设置气体收集区，接受高温二氧化碳管路10送来的高温二氧化碳，温度约700℃，并均匀的送至上一层加热层；
[0025]
加热区：还原反应为吸热反应，且温度在1000℃以上；在该层设置内置燃烧室，从一氧化碳储罐引煤气管道，将洁净的一氧化碳送至该燃烧室燃烧，将高温烟气送至加热层，加热层将上一层即气化区的温度保持在1000℃。燃烧室呈环形均布，设置为3组。
[0026]
气化层：该层将二氧化碳通过兰碳还原成一氧化碳，热化学反应方程式如下：co2(g)+c(s)＝2co(g)+172.43(kj/mol)，该反应表明1molco2被还原，需要1mol的炭，生成2mol的co，所需热量为172.43kj，换算成1吨二氧化碳则需要0.273吨炭，生成1.273吨一氧化碳，吸收热量3920mj，折合标煤0.134t；后反应区为气化区的延伸，气化区没有完全转化的二氧化碳，在该区做进一步还原。
[0027]
从汽化炉的顶部，将一氧化碳引出，通过一氧化碳管路11进入煤气净化系统，采用兰碳还原剂，其中焦油含量极低，所以净化系统主要是除粉尘和少量焦油；净化后的一氧化碳气体通过净化后一氧化碳管路12进入离心风机，离心风机的作用是将汽化炉的co吸出并送进co储罐进行储存；从co引出系统出煤气柜管路14，该段设置增压风机，其中增压风机为一氧化碳鼓风机，加压后的煤气分为两路，供汽化炉煤气管路14.1通向汽化炉内置燃烧室，供隔焰燃烧器 2管路会通向隔焰燃烧器2。
[0028]
氧气管路，隔焰燃烧器2和汽化炉燃烧室的助燃物采用氧气或富氧；采用的氧气为纯氧；采用一般的空气或富氧，一氧化碳纯度80％—90％；氧气管路分为两路：一个通向汽化炉燃烧室的隔焰燃烧器2氧气管路，一个通向隔焰燃烧器2的汽化炉内置燃烧室氧气管路15.2。
[0029]
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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