CN112919468A - 一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法 - Google Patents

一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112919468A
CN112919468A CN202110265076.7A CN202110265076A CN112919468A CN 112919468 A CN112919468 A CN 112919468A CN 202110265076 A CN202110265076 A CN 202110265076A CN 112919468 A CN112919468 A CN 112919468A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon dioxide
oxygen
calcining
limestone
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110265076.7A
Other languages
English (en)
Inventor
窦明远
杨靖
邹帅
李浩铭
邓富康
李康春
黄福川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN202110265076.7A priority Critical patent/CN112919468A/zh
Publication of CN112919468A publication Critical patent/CN112919468A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/02—Lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法。石灰石经过破碎筛分后送入煅烧炉中煅烧，生成生石灰，生石灰经过粉碎制成生石灰产品。LNG经过气化后，与富氧空气管道混合送入煅烧炉中燃烧。煅烧炉排出的气体依次经过换热器换热、喷淋塔初步除尘降温、填料塔吸附水蒸汽，然后所得气体再依次经过低温换热器换热降温、布袋除尘器除尘和压缩机多级压缩，生成液态二氧化碳，最后进行气液分离得到纯度98％以上的液态二氧化碳。本发明方法能同时生产高品质生石灰和纯度达98％以上的液态二氧化碳，实现常温液化分离煅烧石灰石产生的二氧化碳气体及其它气体，***结构简单、连续，操作方便，节约能耗，适合规模连续性生产。

Description

一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法
技术领域
本发明涉及一种无机非金属矿综合利用领域，尤其涉及一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法。
背景技术
碳酸钙是一种重要的无机化工原料，至今已有上百年的工业发展史。碳酸钙作为一种优质填料和白色颜料，广泛应用于化工、冶金、建材、电子、轻工、医药、农业等领域的复合材料填充。碳酸钙产品分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙两大类，其中重质碳酸钙(简称重钙)又称为研磨碳酸钙，是利用石灰石、方解石、大理石、白云石等进行粉碎、研磨、分级而成。
碳酸钙应用的真正价值是其深加工产品。对重钙产品的规模化、精细化、功能化及多样化需求，使碳酸钙产品朝着超细化、超纯化、表面改性及复合化方向高速发展，使其既具有填充作用又具有补强性。而碳酸钙煅烧获取二氧化碳与生石灰等产品是其重要的研究方向之一。
当前在碳酸钙综合应用中，主要的脱除二氧化碳方法有:物理吸收法、化学吸收法和变压吸附法、膜法四类。
1)、物理吸收法有冷甲醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸烯丙酯法。物理吸收法需要在压力为2～5MPa和较低温度条件下进行，溶液的再生依靠减压解吸。该方法能耗较低，但是净化度较低。在净化度要求较高的净化工艺中应用，还有待于进一步完善。
2)、化学吸收法可以在较低压力的环境下，吸收气体中的二氧化碳，脱除二氧化碳程度很高。目前常用的化学吸收法主要是热钾碱法。热钾碱法是有效除去二氧化碳的方法，其原理为利用少量有机物或大量无机物作为热碳酸钾法的活化剂，用以去除二氧化碳。然而，实际应用过程中，存在吸收剂再生工艺操作复杂不利于连续生产，能耗较大，投资较高等缺点。
3)、变压吸附法是近年来兴起的一种新气体分离工艺。该工艺基于吸附单元操作，通常用于混合气体中某种气体的分离与精制。吸附的工艺原理是利用吸附剂对不同气体的吸附力不同，对气体混合物中的某种组分进行选择性吸附，使之与其他气体得到分离。由于在该工艺操作过程中，不仅需要多套吸附装置并联使用，才能保持工艺生产的连续性；而且能耗、占地、运行成本和设备投资成本较高。因此，该技术的应用推广，有待于工艺进一步改进和技术的提高。
4)、膜法是将无液态水、无油的压缩混合气体沿中空纤维管内腔流动时，各种气体的分压在中空纤维丝管的高压侧(原料侧)与低压侧(渗透侧)所形成的驱动力--分压差作用下，溶解系数和扩散系数大的气体(如CO2、H2S)优先透过管壁，其余气体(CH4)相对透过困难，从而达到分离的目的，但是价格昂贵，投入与回收不成正比，推广困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，在生产高品质生石灰的同时，实现常温液化高效分离煅烧石灰石产生的二氧化碳气体及其它杂质气体，生产纯度达98％以上的液态二氧化碳，实现二氧化碳的高品质利用；同时本方法适合较大规模连续性生产，***结构简单、连续，操作方便，节约能耗。
本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：
一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，包括以下工艺步骤：
(1)石灰石通过破碎机破碎至粒径100mm～150mm，再使用筛孔孔径50mm的振动筛进行筛分，筛下物作为制砖的原料回收利用，筛上物送入煅烧炉中煅烧；
(2)LNG经过气化装置气化之后，与富氧空气管道混合送至步骤(1)的所述煅烧炉燃烧；
(3)步骤(1)所述筛上物在所述煅烧炉煅烧之后，生成的生石灰进行粉碎，冷却之后生成生石灰成品；
(4)所述煅烧炉排出的烟气，先经过换热器换热，再经过喷淋塔初步降温除尘，然后由风机送入填料塔，所述填料塔中的填料选用分子筛吸附烟气中的水蒸汽，从所述填料塔出来的气体送入低温换热器，将气体的温度降到14～16℃，再通过布袋除尘器去除多余的颗粒物，最后由压缩机经过预压缩至2.5MPa，再经过多级压缩至5.3MPa，生成液态二氧化碳，再通过气液分离器分离液态二氧化碳回收储存。
所述富氧空气的氧气含量达到40％～50％。
所述吸附塔的填料采用沸石分子筛。
所述LNG由阻隔防爆撬装式LNG储罐提供，再送到气化装置进行气化。
本发明的优点：
本发明方法在生产高品质生石灰的同时，实现常温液化混合气体中二氧化碳的方法，采取常温液化的方法，高效分离煅烧石灰石产生的二氧化碳气体及其它杂质气体，生产纯度达98％以上的液态二氧化碳，实现二氧化碳的高品质利用，提供给食品或工业使用。本发明方法适合较大规模连续性生产，***结构简单、连续，操作方便，节约能耗，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作详细说明，但不构成对本发明权利要求保护范围的限制。
如图1所示，一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，工艺步骤如下：
(1)石灰石经过破碎机破碎后进入料斗，破碎机将石灰石粉碎至粒径100mm～150mm，再通过筛孔孔径50mm的振动筛筛分，筛下物即粒径小于50mm的细渣作为制砖的原料回收利用；筛上物主要是粒径100mm～150mm的石灰石原料则通过提升机送入煅烧炉中煅烧，生成生石灰和二氧化碳气体，化学方程式如下：
CaCO3+CH4+2O2→CaO+2CO2+2H2O
(2)LNG经过气化装置气化之后，与富氧空气混合送至所述煅烧炉燃烧。
(3)所述石灰石原料在煅烧炉中煅烧之后，生成的生石灰通过出灰机送出，依次通过提升机与皮带机送到破碎机进行粉碎，待冷却之后进行包装即为生石灰成品。
(4)所述煅烧炉排出的烟气，先经过换热器换热，再经过喷淋塔初步的降温除尘，然后由风机送入填料塔，所述填料塔的填料选用分子筛来吸收烟气中的水蒸汽，从所述填料塔出来的气体送入低温换热器换热使气体的温度降到14～16℃，再通过布袋除尘器去除多余的颗粒物，最后由一级压缩机经过预压缩至2.5MPa，再经过二级压缩机压缩至5.3MPa，生成液态二氧化碳。通过气液分离器分离出液态二氧化碳，导入二氧化碳储罐储存。本发明采用液化天然气代替传统的煤燃料。相比传统工艺的烧煤，LNG有着价格低、杂质少、对环境友好等优点，符合清洁能源的要求，LNG密度在0.42～0.46g/cm3之间。
本发明采用富氧空气助燃，氧气罐的氧气通过风机送入管道，富氧空气的氧气含量由大气含氧量21％上升到40％～50％，再与LNG混合送入所述煅烧炉燃烧。其目的是减少燃烧气体中的除氧气外其余气体的含量，使得甲烷可以充分燃烧，提高LNG燃气的燃烧效率并提高二氧化碳的产量。
所述填料塔的填料采用5A钙A型的沸石分子筛，有着吸附能力高、选择性强、耐高温等优点，并且还可以一定程度上净化气体中的硫化物、氮化物，达到环境保护的目的。填料规格为100mm×100mm×50mm，结构上有着多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴，成分为硅铝酸盐，堆积密度为400～500kg/m3，能耐800℃以下的高温。
本发明LNG储罐中LNG由阻隔防爆撬装式LNG加气站补充，再提供给气化装置进行气化。阻隔防爆撬装式LNG加气站有着安全、便捷、环保、机动性高、智能化程度高等特点。
所述一级压缩机采用现有的Z-0.07/170-250型压缩机，为立式、两列、一级压缩、往复活塞式、注油润滑、水冷、撬装式结构。进气压力0.1Mpa(G)，排气压力2.5MPa(G)，理论排气量700N m3/h。所述二级压缩机选型为现有的DW-5.16/2.5-250型压缩机，为卧式、为两列、四级压缩、往复活塞式、气缸无油润滑、水冷、撬装式结构。进气压力2.5MPa(G)，排气压力5.3MPa(G)，理论排气量1000N m3/h。所述气体经二级压缩之后压力达到5.3MPa、温度降至16℃以下，将体积占比40％的二氧化碳从压缩气体中分离出来，得到纯度达99％的液态二氧化碳。

Claims (4)

1.一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
(1)石灰石通过破碎机破碎至粒径100mm～150mm，再使用筛孔孔径50mm的振动筛进行筛分，筛下物作为制砖的原料回收利用，筛上物送入煅烧炉中煅烧；
(2)LNG经过气化装置气化之后，与富氧空气管道混合送至步骤(1)的所述煅烧炉燃烧；
(3)步骤(1)所述筛上物在所述煅烧炉煅烧之后，生成的生石灰进行粉碎，冷却之后生成生石灰成品；
(4)所述煅烧炉排出的烟气，先经过换热器换热，再经过喷淋塔初步降温除尘，然后由风机送入填料塔，所述填料塔中的填料选用分子筛吸附烟气中的水蒸汽，从所述填料塔出来的气体送入低温换热器，将气体的温度降到14～16℃，再通过布袋除尘器去除多余的颗粒物，最后由压缩机经过预压缩至2.5MPa，再经过多级压缩至5.3MPa，生成液态二氧化碳，再通过气液分离器分离液态二氧化碳回收储存。
2.如权利要求1所述的一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，其特征是，所述富氧空气的氧气含量达到40％～50％。
3.如权利要求1所述的一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，其特征是，所述吸附塔的填料采用沸石分子筛。
4.如权利要求1所述的一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法，其特征是，所述LNG由阻隔防爆撬装式LNG储罐提供，再送到气化装置进行气化。
CN202110265076.7A 2021-03-10 2021-03-10 一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法 Pending CN112919468A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110265076.7A CN112919468A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110265076.7A CN112919468A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112919468A true CN112919468A (zh) 2021-06-08

Family

ID=76172661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110265076.7A Pending CN112919468A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112919468A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113769871A (zh) * 2021-09-15 2021-12-10 林高兴 一种活性石灰煅烧***
CN115520867A (zh) * 2022-09-14 2022-12-27 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种提高白灰窑烟气中二氧化碳浓度的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090208402A1 (en) * 2008-02-20 2009-08-20 Rossi Robert A Process and system for producing commercial quality carbon dioxide from fine particle limestone
CN102786236A (zh) * 2012-08-17 2012-11-21 西安瑞驰节能工程有限责任公司 一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备及方法
CN102872677A (zh) * 2012-09-24 2013-01-16 广西大学 变频变压吸附净化富集糖厂烟道气中二氧化碳的方法
CN105000811A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 东北大学 一种基于co2富集的并流蓄热式石灰窑生产工艺方法
CN108729965A (zh) * 2018-06-08 2018-11-02 华南理工大学 联合钙基链的部分富氧燃烧的发电***及co2捕集方法
CN108947280A (zh) * 2018-08-20 2018-12-07 石家庄圣宏达热能工程技术股份有限公司 一种炉气循环式石灰石隔焰煅烧***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090208402A1 (en) * 2008-02-20 2009-08-20 Rossi Robert A Process and system for producing commercial quality carbon dioxide from fine particle limestone
CN102786236A (zh) * 2012-08-17 2012-11-21 西安瑞驰节能工程有限责任公司 一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备及方法
CN102872677A (zh) * 2012-09-24 2013-01-16 广西大学 变频变压吸附净化富集糖厂烟道气中二氧化碳的方法
CN105000811A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 东北大学 一种基于co2富集的并流蓄热式石灰窑生产工艺方法
CN108729965A (zh) * 2018-06-08 2018-11-02 华南理工大学 联合钙基链的部分富氧燃烧的发电***及co2捕集方法
CN108947280A (zh) * 2018-08-20 2018-12-07 石家庄圣宏达热能工程技术股份有限公司 一种炉气循环式石灰石隔焰煅烧***

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANG,Y: "Study of limestone calcination with CO2 capture:decomposition behavior in a CO2 atmosphere", 《ENERGY & FUELS》 *
孙超颖: "钙循环捕集CO2后CaO的水合/脱水热化学储热性能", 《化工进展》 *
林宗涛: "《无机非金属材料工学 第4版》", 31 December 2013, 武汉理工大学出版社 *
阎常峰等: "石灰石的煅烧分解及其吸收二氧化碳机理", 《煤炭转化》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113769871A (zh) * 2021-09-15 2021-12-10 林高兴 一种活性石灰煅烧***
CN115520867A (zh) * 2022-09-14 2022-12-27 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种提高白灰窑烟气中二氧化碳浓度的方法
CN115520867B (zh) * 2022-09-14 2024-02-09 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种提高白灰窑烟气中二氧化碳浓度的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101516472B (zh) 二氧化碳回收方法
CN103228339B (zh) 使用具有渗透吹扫的膜从气体燃料燃烧排气除去co2的气体分离工艺
CN104449920B (zh) 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的方法
CN112919468A (zh) 一种富氧助燃煅烧石灰石回收二氧化碳的方法
CN102227248A (zh) 使用活性炭作为nox和so2吸附剂/催化剂提纯二氧化碳
CN102517086A (zh) 煤气化制甲醇工艺中二氧化碳替代氮气作为煤粉输送气和反吹气的方法
CN102408111A (zh) 酸性合成气物流的分离
CN201031143Y (zh) 一种车载式碳分子筛制氮设备
CN101691320B (zh) 从填埋气中提纯回收甲烷和二氧化碳的装置
CN204607946U (zh) 用垃圾热解气制取lng的***
CN108795508A (zh) 一种利用氮气和氦气膨胀制冷分离焦炉煤气的方法
CN103497801B (zh) 一种利用炭黑尾气制备合成天然气的工艺
CN1908559A (zh) 含空气煤层气液化分离工艺及设备
CN109294645A (zh) 一种利用焦炉煤气合成甲醇联产lng、富h2的装置和方法
CN104804788A (zh) 用垃圾热解气制取lng的方法和***
CN104515361A (zh) 一种生产液体二氧化碳的方法
AU2010291532A1 (en) Method and device for treating a carbon dioxide-containing gas flow, wherein the energy of the vent gas (work and cold due to expansion) is used
CA3218534A1 (en) Decarbonation process of carbonated materials in a multi-shaft vertical kiln
CN113061475B (zh) 一种可调二氧化碳浓度的从临界沼气中分离二氧化碳的液化工艺方法及装置
CN116286107A (zh) 一种应用于合成气的多级膜分离碳捕集工艺
CN103361138B (zh) 一种用提氢解析气制取液化天然气和合成氨原料气的方法
CN201031144Y (zh) 煤矿井下移动式碳分子筛制氮设备
CN212316051U (zh) 一种利用地下气化煤气生产天然气的多联产装置
CN102719290A (zh) 一种二级流化床煤层气非催化脱氧工艺
CN114405228B (zh) 一种变压吸附提纯一氧化碳的改进工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination