碳捕集装置、集碳炉、水泥窑系统以及碳捕集方法与流程

本发明涉及碳回收装置，特别是涉及一种碳捕集装置、集碳炉、水泥窑系统以及碳捕集方法。

背景技术：

1、相关技术中，提供一种水泥窑系统，采用全氧燃烧方式产生热量和二氧化碳，并利用释放的热量加热生料，使得其受热分解产生二氧化碳，进而收集得到高纯度的二氧化碳。其中，生料的分解为可逆反应，在高二氧化碳分压下其分解率降低，该系统通过提高反应温度以提高生料分解率，使得其容易局部温度过高，特别对于尾气出口位置，由于生料加热分解需要时间，因此生料投放位置一般不设置在尾气出口位置，进而造成上述位置更容易出现高温结皮。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种碳捕集装置、集碳炉、水泥窑系统以及碳捕集方法，能够减少甚至消除高温结皮。

2、本申请实施例提供一种碳捕集装置，所述碳捕集装置包括：

3、集碳炉，用于生产二氧化碳，所述集碳炉具有沿气流流向依次设置的气流入口以及尾气出口，所述集碳炉还具有沿气流流向间隔设置的多个生料投喂口；

4、分离装置，与所述集碳炉的尾气出口连通，所述分离装置能够分离未分解的生料；

5、碳回收装置，与所述分离装置连通，所述碳回收装置用于回收二氧化碳。

6、一些实施方式中，所述分离装置包括一级分离装置和二级分离装置；

7、所述一级分离装置与所述集碳炉的尾气出口连通，所述一级分离装置具有物料一级排出口和气料一级排出口，所述物料一级排出口用于排出未分解的生料；

8、所述二级分离装置与所述气料一级排出口连通，所述二级分离装置具有物料二级排出口和气料二级排出口，所述物料二级排出口用于排出已分解的生料，所述气料二级排出口与所述碳回收装置连通。

9、一些实施方式中，所述一级分离装置分离的物料粒径大于45微米。

10、一些实施方式中，所述碳捕集装置包括用于产生高温气流的预燃室，所述预燃室与所述集碳炉的气流入口连通；所述物料一级排出口与所述预燃室连通。

11、一些实施方式中，所述碳捕集装置包括用于产生高温气流的预燃室，所述预燃室与所述集碳炉的气流入口连通；所述气料二级排出口与所述预燃室连通。

12、一些实施方式中，所述预燃室具有氧气送入口，所述氧气送入口流出的氧气气流具有周向速度。

13、一些实施方式中，所述集碳炉包括沿气流流向依次连接的第一段和第二段，所述尾气出口设置在所述第二段远离所述第一段的一端，所述第二段局部弯折以使所述尾气出口朝下，部分所述生料投喂口设置在所述第二段。

14、一些实施方式中，所述碳捕集装置包括沿气流流向依次设置的高温换热器和中低温换热器，所述高温换热器的入口与所述分离装置连通，所述高温换热器的出口与所述中低温换热器的入口连通，所述中低温换热器的出口与所述碳回收装置连通；

15、一些实施方式中，所述碳捕集装置包括沿气流流向依次设置的高温换热器和中低温换热器，所述碳捕集装置包括袋式滤尘装置，所述袋式滤尘装置连通在所述高温换热器和所述中低温换热器之间。

16、本申请实施例还提供一种水泥窑系统，所述水泥窑系统包括：

17、碳捕集装置；以及

18、水泥窑分解炉，用于分解生料；

19、其中，所述物料一级排出口排出的物料部分或全部送入所述水泥窑分解炉，所述物料二级排出口排出的物料送入所述水泥窑分解炉。

20、本申请实施例还提供一种碳捕集方法，适用于水泥窑系统，所述水泥窑系统包括：

21、碳捕集装置，所述碳捕集装置包括用于产生高温气流的预燃室，所述预燃室与所述集碳炉的气流入口连通，所述物料一级排出口与所述预燃室连通，所述气料二级排出口与所述预燃室连通；以及

22、水泥窑分解炉，用于分解生料；

23、其中，所述物料一级排出口排出的物料部分或全部送入所述水泥窑分解炉，所述物料二级排出口排出的物料送入所述水泥窑分解炉；

24、所述碳捕集方法包括：

25、将氧气和燃料送入所述预燃室，二者燃烧产生高温气流以加热所述预燃室和所述集碳炉；

26、根据所述集碳炉内的温度，选择性的向各所述生料投喂口中的一个或多个投入生料；

27、将流出所述集碳炉的尾气输送至所述第一分离装置进行分离，得到未分解的生料与气流；

28、将未分解的生料部分或全部送回所述预燃室，将所述第一分离装置分离得到气流输送至所述第二分离装置进行分离；

29、将所述第二分离装置分离得到的分解的生料送入所述水泥窑分解炉，将所述第二分离装置分离得到的气流部分送回所述预燃室，剩余部分送输送至所述碳回收装置。

30、本申请实施例还提供一种集碳炉，所述集碳炉用于生产二氧化碳，所述集碳炉具有沿气流流向依次设置的气流入口以及尾气出口，所述集碳炉还具有沿气流流向间隔设置的多个生料投喂口；

31、所述集碳炉包括沿气流流向依次连接的第一段和第二段，所述尾气出口设置在所述第二段远离所述第一段的一端，所述第二段局部弯折以使所述尾气出口朝下，部分所述生料投喂口设置在所述第二段。

32、一些实施方式中，所述第二段的内壁包括相对设置的顶壁以及底壁，所述底壁包括向内侧凸出的凸起，所述凸起的迎风面和背风面相交形成尖角。

33、本发明的碳捕集装置、集碳炉、水泥窑系统以及碳捕集方法，至少具有如下有益效果：生料从各生料投喂口投入集碳炉内，被加热分解，生料的加热和分解过程会吸收热量，从而降低附近温度。通过选择不同的生料投喂口投喂生料，可以控制集碳炉沿气流流向的不同区域的温度，避免出现局部的高温结皮。并且由于增设了分离装置以分离未分解的生料，排除了上述生料对后续收集二氧化碳的影响，使得生料投喂口的设置位置不受限生料分解要求的限制。

34、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种碳捕集装置，其特征在于，所述碳捕集装置包括：

2.根据权利要求1所述的碳捕集装置，其特征在于，所述分离装置包括一级分离装置和二级分离装置；

3.根据权利要求2所述的碳捕集装置，其特征在于，所述一级分离装置分离的物料粒径大于45微米。

4.根据权利要求2所述的碳捕集装置，其特征在于，所述碳捕集装置包括用于产生高温气流的预燃室，所述预燃室与所述集碳炉的气流入口连通；

5.根据权利要求1所述的碳捕集装置，其特征在于，所述碳捕集装置包括沿气流流向依次设置的高温换热器和中低温换热器，所述高温换热器的入口与所述分离装置连通，所述高温换热器的出口与所述中低温换热器的入口连通，所述中低温换热器的出口与所述碳回收装置连通；

6.根据权利要求1所述的碳捕集装置，其特征在于，所述集碳炉包括沿气流流向依次连接的第一段和第二段，所述尾气出口设置在所述第二段远离所述第一段的一端，所述第二段局部弯折以使所述尾气出口朝下，部分所述生料投喂口设置在所述第二段。

7.一种水泥窑系统，其特征在于，所述水泥窑系统包括：

8.一种碳捕集方法，其特征在于，适用于水泥窑系统，所述水泥窑系统包括：

9.一种集碳炉，其特征在于，所述集碳炉用于生产二氧化碳，所述集碳炉具有沿气流流向依次设置的气流入口以及尾气出口，所述集碳炉还具有沿气流流向间隔设置的多个生料投喂口；

10.根据权利要求9所述的集碳炉，其特征在于，所述第二段的内壁包括相对设置的顶壁以及底壁，所述底壁包括向内侧凸出的凸起，所述凸起的迎风面和背风面相交形成尖角。