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，全球環(huán)境變遷及能源耗竭等問題，受到各國政府及環(huán)保團體嚴重關(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有保溫，熱損過多能源效益低，唯一提高效率的方法是通過余熱發(fā)電回收，但投資成本與所需場地空間大。另外，傳統(tǒng)技術(shù)未能掌握輕質(zhì)碳酸鈣商機。

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料系統(tǒng)、一直立燃燒窯、一高溫風(fēng)車及一排料系統(tǒng)，進料系統(tǒng)中的粉體下落旋風(fēng)集塵設(shè)備，上述粉體下落經(jīng)過多個旋風(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)車推動輸送至進料系統(tǒng)，作為粉體的進料輸送氣體。

本發(fā)明的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)具有以下優(yōu)點: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，促進能源效率，讓低于煅燒還原的溫度的煙氣通過再加熱循環(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)中有相當大的應(yīng)用范圍，具有相當高的經(jīng)濟效益。為讓本發(fā)明的特征能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下:


圖1顯示本發(fā)明一實施例的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的示意圖；其中，主要元件符號說明:102 進料系統(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)。
具體實施例方式以下詳細討論實施本發(fā)明的實施例。所討論的特定實施例僅用來揭示使用實施例的特定方法，而不用來限定揭示的范疇。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)碳酸鈣或利用其進行二氧化碳的捕獲。圖1顯示本發(fā)明一實施例的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)的示意圖，請參照圖1，本實施例回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)包括:多個單元的旋風(fēng)集塵設(shè)備104 (例如，包括3 7個單元)、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(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)。進料系統(tǒng)102的運作乃利用高溫風(fēng)車108推動旋風(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料輸送氣體而將進行煅燒程序的碳酸鈣(CaCO3)粉體氣送到進料系統(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)過多個旋風(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，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，部分排放準備封存或二氧化碳再利用，也使整個系統(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)進入排料系統(tǒng)110。回流量的多寡乃是本設(shè)備控制煙氣溫度的關(guān)鍵，煙氣由下往上流動與粉體充分熱交換，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去碳酸化不足的部分做加強，拉長燃燒窯106高度延長粉體滯留時間，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: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，促進能源效率，讓低于煅燒還原的溫度的煙氣通過再加熱循環(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)中有相當大的應(yīng)用范圍，具有相當高的經(jīng)濟效益。雖然本發(fā)明已以較佳實施例發(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)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，包括: 多個單元的旋風(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)過多個旋風(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)車推動輸送至所述進料系統(tǒng)，作為所述粉體的進料輸送氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的回流懸浮式煅燒爐系統(tǒng)，其中部分輸送至進料系統(tǒng)的煙氣是于所述直立燃燒窯中進行純氧燃燒。
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料系統(tǒng)、一直立燃燒窯、一高溫風(fēng)車及一排料系統(tǒng)，進料系統(tǒng)中的粉體下落旋風(fēng)集塵設(shè)備，上述粉體下落經(jīng)過數(shù)個旋風(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)車推動輸送至進料系統(tǒng)，作為粉體的進料輸送氣體。
文檔編號C01F7/02GK103175407SQ20111045155
公開日2013年6月26日 申請日期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, 柳萬霞, 黃欽銘, 歐陽湘, 徐恒文 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院