CN210855855U - 由在线型分解炉改造的可调节co2富集量水泥窑*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***。通过本实用新型部件的调节功能，可以使***切换为CO₂自富集型预分解窑或常规在线型预分解窑。本实用新型可根据CO₂的需求量调节***的部件，进而灵活调节水泥窑***CO₂富集量。而且，本实用新型的水泥窑***无需对关键烧成设备进行重新设计，即可进行CO₂富集，降低改造成本。此外，当本实用新型***作为CO₂自富集型预分解窑时，第三列旋风预热器出口烟气中CO₂浓度＞70％，可大大降低后续CO₂捕集提纯和运行成本，且高CO₂浓度的烟气量可灵活调整为常规预分解窑***预热器出口烟气量的5～30％，大大降低了预分解窑***的CO₂排放量。

Description

由在线型分解炉改造的可调节CO2富集量水泥窑***

技术领域

本实用新型属于水泥工业碳减排技术领域，尤其涉及由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***。

背景技术

作为一种主要的温室气体，CO₂的大量排放加剧了全球温室效应，世界各国均普遍面临着实现碳减排、缓解全球气候变化的艰巨任务。为更好发展全球经济和保护自然环境，世界各国都相继制定了碳减排战略目标。在中国，水泥行业已成为仅次于电力行业的第二大CO₂排放源。据统计，2018年中国水泥熟料产量接近19亿吨，在现有每生产1吨水泥熟料的CO₂排放量约为0.84吨的技术水平条件下，CO₂排放量在2018年已达到15.96亿吨。因此，减缓水泥工业高CO₂排放问题刻不容缓。对碳减排技术的研究，国内外已有不少报导，但这些研究主要面向电力、煤炭和钢铁等行业，水泥行业相关的碳减排技术报导相对较少。当前水泥生产工艺普遍采用的是新型干法生产工艺，它主要由冷却机、燃烧器、回转窑、多级旋风预热器和连接风管等组成。其中，生料在旋风预热器中预热升温，在分解炉内分解，部分燃料在分解炉燃烧提供生料分解所需的热量，分解后的生料在回转窑内由另一部分燃料煅烧成水泥熟料，随后水泥熟料经冷却机冷却至合适温度。当前通入水泥窑***的气体为空气，预热器出口CO₂浓度为30％左右。目前水泥行业可采用的碳减排技术方案为燃烧前捕集和燃烧后捕集。其中燃烧前捕集是指对燃料在燃烧前进行预处理，分离出燃料中的碳。由于水泥熟料生产工艺特点，燃烧前CO₂捕集的一个显著缺点是仅能分离出燃料燃烧产生的CO₂，而生料煅烧产生的约60％的CO₂随烟气排放了，这部分的CO₂没有得到任何处理。此外，燃烧前捕集技术相比其他CO₂捕集技术熟料煅烧过程对氢燃烧的条件非常苛刻，需要对回转窑燃烧器进行特殊设计，因此该技术在水泥行业中可行性较低，可以被排除。水泥行业燃烧后捕集技术主要是指对燃烧后的烟气进行捕集或者分离出CO₂，主要的技术包括吸收法、吸附法、膜吸收法和矿物碳化法等。由于水泥工业窑尾烟气的压力小、体积流量大、CO₂浓度低，且含有大量的粉尘和N₂，上述方法均存在碳捕集效率低、捕集流量小、***复杂、设备投资大或者运行成本偏高的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，所述水泥窑***包括：第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；

第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的进风口均连接第一分解炉；第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；

第一分解炉与烟室相连接，烟室连接回转窑；回转窑与冷却机相连接。

根据本实用新型，可以将第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热完成的热生料部分分配至第二分解炉。

根据本实用新型的实施方案，第二列旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的下料管处设置有第一分料阀，第一分料阀的一端连第一分解炉，第一分料阀的另一端连接第二分解炉。

根据本实用新型的实施方案，第一列旋风预热器的倒数第二级旋风分离器通过管道连接第一分解炉，所述管道不包含支路或包含支路；

所述管道不包含支路时，第一列旋风预热器对第一分解炉单点进料；

所述管道包含支路时，第一列旋风预热器对第一分解炉多点进料；所述管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个以上，各个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有第二分料阀；第二分料阀用于调节由输送干路进入输送支路的物料量。

根据本实用新型的实施方案，第一列旋风预热器的级数、第二列旋风预热器的级数选自3～7级；

第三列旋风预热器的级数选自1～5级。

根据本实用新型的实施方案，冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种；

所述水泥窑***还包括三次风管；所述三次风管的一端连接冷却机，所述三次风管的另一端连接第一分解炉。

根据本实用新型的实施方案，所述水泥窑***还包括冷却器，第三列旋风预热器的出风口连接冷却器；所述冷却器用于冷却由第三列旋风预热器出风口排出的烟气。

根据本实用新型的实施方案，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上均设置有进料口，所述进料口设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管处；

第三列旋风预热器上设置或不设置进料口；

当第三列旋风预热器的级数为1级时，第三列旋风预热器的出风口连接冷却器，此时第三列旋风预热器上不设置进料口；

当第三列旋风预热器的级数为2级以上时，第三列旋风预热器上设置进料口；

具体地，当第三列旋风预热器的级数为2级时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处；

当第三列旋风预热器的级数为3级以上时，第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第三列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。

根据本实用新型的实施方案，当所述第三列旋风预热器级数为2级以上时，所述第三列旋风预热器与第一列旋风预热器之间设置有连通管道，和/或第三列旋风预热器与第二列旋风预热器之间设置有连通管道；所述连通管道用于将第三列旋风预热器预热完成的生料输送至第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时输送至第一列旋风预热器和第二列旋风预热器中；

所述连通管道的一端设置在第三列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口处；

所述连通管道的另一端设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上。

根据本实用新型的实施方案，所述水泥窑***还包括热交换器，所述三次风管分为两路，三次风管的一端连接冷却机，其中一路为三次风管的另一端连接第一分解炉；另一路为三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。

例如，三次风管分为两路可以通过设置两条管道实现，或者通过在三次风管上设置主路、支路实现。

具体地，当设置两条管道时，两条管道的一端均连接冷却机；第一条管道的另一端连接第一分解炉，第二条管道的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉；

当在三次风管上设置主路、支路时，主路的一端连接冷却机，主路的另一端连接第一分解炉；支路的一端连接主路，支路的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。

本实用新型还提供使用上述由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***制备水泥熟料的方法，所述方法包括：

将生料分别加入第一列旋风预热器、第二列旋风预热器，生料在旋风预热器内与烟气进行换热；

第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的生料通过一点或多点进入第一分解炉；第一列旋风预热器或第二列旋风预热器或第一列和第二列旋风预热器预热后的部分热生料通过一点或多点进入第二分解炉；

分解完成的热生料离开第一分解炉、第二分解炉，随后与烟气分离后进入回转窑，在回转窑内煅烧形成水泥熟料，熟料由回转窑出口进入冷却机；

将氧气与循环烟气的混合气体或氧气输送到第二分解炉内，第二分解炉内为富氧燃烧或全氧燃烧，第二分解炉内产生的高CO₂浓度烟气经第三列旋风预热器排出；通过调节进第二分解炉的热生料量能够调节CO₂富集量。

根据本实用新型，生料可以加入或不加入第三列旋风预热器。

根据本实用新型的实施方案，第二列旋风预热器预热后的生料通过第一分料阀分为两路，一路进入第一分解炉，另一路进入第二分解炉。

根据本实用新型的实施方案，将生料分别喂入第一列旋风预热器、第二列旋风预热器，第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的生料进入第一分解炉，通过第一分料阀调节向第二分解炉内输送热生料量，第二分解炉内为富氧燃烧或全氧燃烧，此时***为CO₂自富集型预分解窑，通过调节第一分料阀进第二分解炉的热生料量能够调节CO₂富集量；

将生料分别喂入第一列旋风预热器、第二列旋风预热器，第一列旋风预热器和第二列旋风预热器预热后的生料进入第一分解炉，调节第一分料阀使第二列旋风预热器预热后的生料全部输送到第一分解炉，第二分解炉、第三列旋风预热器、冷却器停止使用，此时***为常规在线型预分解窑。

根据本实用新型的实施方案，生料喂入第三列旋风预热器时，第三列旋风预热器预热后的生料通过连通管道进入第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时进入第一列旋风预热器和第二列旋风预热器。

根据本实用新型的实施方案，按气体流向而言，空气经冷却机对高温熟料进行冷却，换热完成的空气包括以下三路：第一路高温空气作为二次风直接进入回转窑内供燃料燃烧；第二路高温空气作为三次风直接进入第一分解炉内供燃料燃烧；第三路温度较高的空气进入余热锅炉发电或其他余热利用或处理***，发电完成或其他余热利用或处理***的烟气通过余风处理后经烟囱排入大气。

根据本实用新型的实施方案，所述第二路高温空气作为三次风分为两路，其中一路三次风通过三次风管进入第一分解炉；另一路三次风通过三次风管进入热交换器，氧气和循环烟气的混合气体或氧气进入热交换器，热量交换完成的氧气和循环烟气的混合气体或氧气通过管道进入第二分解炉，第二分解炉内为富氧燃烧或全氧燃烧；热量交换完成的三次风进入余热利用或处理***；

所述余热利用或处理***包括余热发电、烘干物料。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1.通过本实用新型部件的调节功能，可以使***切换为CO₂自富集型预分解窑或常规在线型预分解窑。虽然水泥行业实施碳减排是大势所趋，但是目前中国对食品级或工业级CO₂产品的市场需求有限。以一条5500t/d规模水泥熟料生产线为例，若将窑尾烟气中CO₂全部捕集提纯为食品级或工业级CO₂产品，则足以满足中国绝大多数CO₂的需求，需要指出的是目前中国不同规模的水泥熟料生产线合计超过1000余条。基于上述考虑，可根据CO₂产品的需求量调节本实用新型***的部件，进而灵活调节水泥窑***CO₂富集量，实现水泥工业碳减排。当对CO₂产品的需求量不高时，水泥窑可以不进行CO₂自富集，不影响水泥熟料的正常生产；

2.本实用新型的水泥窑***无需对回转窑和冷却机等关键烧成设备进行重新设计，即可进行CO₂富集，大大简化工艺流程，降低改造成本，适用于对现有绝大多数预分解窑***进行改造或新建预分解窑***的设计；

3.常规预分解窑***预热器出口烟气量大，CO₂浓度为30％左右，对烟气中CO₂捕集提纯至食品级或工业级浓度时捕集提纯***的投资成本和运行成本较高。当本实用新型***作为CO₂自富集型预分解窑时，第一列旋风预热器和第二列旋风预热器出口烟气中CO₂浓度为30％左右，第三列旋风预热器出口烟气中CO₂浓度＞70％，可大大降低后续CO₂捕集提纯***投资成本和运行成本，且高CO₂浓度的烟气量可灵活调整为常规预分解窑***预热器出口烟气量的5～30％，大大降低了预分解窑***的CO₂排放量。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量的水泥窑图；

图2是本实用新型实施例2中由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量的水泥窑图；

图3为实施例3中三次风管的局部示意图；

其中，1-A列旋风预热器的进料口，2-B列旋风预热器的进料口，3-C列旋风预热器的进料口，4-分解炉的燃烧器，5-分解炉A，6-第二分料阀，7-第一分料阀，8-分解炉B，9-分解炉B的进风口，10-三次风管，11-回转窑的燃烧器，12-冷却机，13-风机，14-回转窑，15-烟室，16-A列旋风预热器的烟气出口，17-B列旋风预热器的烟气出口，18-C列旋风预热器的烟气出口，19-冷却器，20-冷却器的烟气出口，21-热交换器，2101-气体入口，2102-气体出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，可调节CO₂富集量的水泥窑***包括A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器、分解炉A(5)、分解炉B(8)、烟室(15)、回转窑(14)、冷却机(12)；A列旋风预热器、B列旋风预热器的进风口均连接分解炉A(5)，A列旋风预热器、B列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口均连接烟室(15)；C列旋风预热器的进风口连接分解炉B(8)，C列旋风预热器的出料口连接烟室(15)；分解炉A(5)与烟室(15)相连接，烟室(15)连接回转窑(14)；回转窑(14)与冷却机(12)相连接。分解炉A(5)和分解炉B(8)上均设置有分解炉的燃烧器(4)；回转窑(14)上设置有回转窑的燃烧器(11)；冷却机(12)上设置有三次风管(10)；冷却机(12)下方设置有风机(13)。

B列旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的下料管处设置有第一分料阀(7)，第一分料阀(7)的一端连分解炉A(5)，第一分料阀(7)的另一端连接分解炉B(8)。

A列旋风预热器的倒数第二级旋风分离器通过管道连接分解炉A(5)，所述管道包含支路，A列旋风预热器对分解炉A(5)多点进料；所述管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个以上，各个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有第二分料阀(6)；第二分料阀(6)的一端连接输送干路，第二分料阀(6)的其他端口连接输送支路；第二分料阀(6)可以调节由输送干路进入输送支路的物料量。

冷却机(12)选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种；

A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器上均设置有进料口，A列旋风预热器的进料口(1)、B列旋风预热器的进料口(2)、C列旋风预热器的进料口(3)设置在A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处。根据需要，所述进料口也可以设置在A列旋风预热器、B列旋风预热器、C列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。任选地，C列旋风预热器可以设置或不设置进料口。具体地，当C列旋风预热器的级数为2级时，C列旋风预热器的进料口设置在C列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处。当C列旋风预热器的级数为3级以上时，C列旋风预热器的进料口设置在C列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在C列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。

所述C列旋风预热器与B列旋风预热器之间设置有连通管道，所述连通管道用于将C列旋风预热器预热完成的生料输送至B列旋风预热器。根据需要，可以在C列旋风预热器与A列旋风预热器之间设置有连通管道，和/或C列旋风预热器与B列旋风预热器之间设置有连通管道；所述连通管道用于将C列旋风预热器预热完成的生料输送至A列旋风预热器或B列旋风预热器，或者同时输送至A列旋风预热器和B列旋风预热器。

通过部件的调节，***可以切换为CO₂自富集型预分解窑或常规在线型预分解窑。具体地，***可通过部件的调节切换为以下三种情况的任一种。

第一种情况：通过A列旋风预热器的进料口(1)、B列旋风预热器的进料口(2)、C列旋风预热器的进料口(3)将生料喂入到***中，通过第一分料阀(7)将B列旋风预热器中的热生料分配至分解炉A(5)和分解炉B(8)，氧气经过分解炉B的进风口(9)进入分解炉B(8)，分解炉B(8)内为全氧燃烧，***为CO₂自富集型预分解窑。

生料经提升机由喂料装置分别喂入A列、B列和C列旋风预热器，在旋风预热器内实现预热和气固分离。A列生料经过多次换热和气固分离后从A列倒数第二级旋风分离器进入分解炉A(5)。B列生料经过多次换热和气固分离后在第一分料阀(7)内分为两路，其中一路进分解炉A(5)，另外一路进分解炉B(8)。

C列旋风预热器中喂入的生料用于冷却由分解炉B(8)排出的高温烟气。C列旋风预热器预热完成的生料通过连通管道进B列旋风预热器。连通管道的一端设置在C列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口，连通管道的另一端设置在B列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上。根据需要，C列预热完成的生料可以通过连通管道进B列旋风预热器或A列旋风预热器或同时进A列旋风预热器和B列旋风预热器，连通管道进A列旋风预热器或B列旋风预热器的进料点可以设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在A列旋风预热器或B列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上，具体进料点位置可根据实际情况进行调整。

分解炉内燃料燃烧释放大量热量供生料分解，分解完成的热生料离开分解炉A(5)与分解炉B(8)，随后与烟气分离后进入回转窑(14)，在回转窑(14)内煅烧形成熟料，熟料由回转窑(14)出口进入冷却机(12)，随后经冷却机(12)冷却至65℃+环境温度。

需要指出的是，根据预分解窑***现场布置情况，也可考虑将A列部分预热完成的生料输送至分解炉B(8)内吸热分解，此时可考虑将B列预热完成的全部生料输送至分解炉A(5)内吸热分解。

空气经冷却机(12)对高温熟料进行冷却，换热完成的空气主要分为以下三路：第一路高温空气(900～1200℃)作为二次风直接进入回转窑(14)内供燃料燃烧；第二路高温空气(800～1000℃)作为三次风通过三次风管进入分解炉A(5)内供燃料燃烧；第三路温度较高的空气(250～450℃)可以进入余热锅炉发电或其他余热利用或处理***，发电完成或其他余热利用或处理***的烟气通过余风处理后经烟囱排入大气。

经过空气分离装置制得的纯氧进入分解炉B(8)，供进入分解炉B(8)内的燃料燃烧，分解炉B(8)内为全氧燃烧。分解炉B(8)内燃料燃烧和生料分解形成的烟气离开分解炉B(8)进入C列旋风预热器，随后对C列生料进行预热和气固分离，最终从C列旋风预热器出口离开。从C列旋风预热器的烟气出口(18)离开的烟气中CO₂浓度＞70％，烟气温度根据C列旋风预热器设置的旋风分离器级数及C列旋风预热器中生料喂入量等进行控制，通过对该部分烟气进行干燥除尘及CO₂捕集提纯等一系列操作可获得资源化利用的浓度大于99％的CO₂产品。

回转窑(14)内燃料燃烧和部分生料分解形成的窑气进分解炉A(5)，分解炉A(5)内燃料燃烧和生料分解形成的烟气以及来自回转窑(14)的窑气一起离开分解炉A(5)分别进入A列和B列旋风预热器，随后对A列和B列生料进行多次预热和气固分离，最终分别从A列旋风预热器的烟气出口(16)和B列旋风预热器的烟气出口(17)离开。从A列和B列旋风预热器出口离开的烟气中CO₂浓度为30％左右，烟气温度为300～400℃，随后烟气通过窑尾余热锅炉进行发电，进生料磨烘干生料，随后经烟气处理***处理后排入大气。

通过调节第一分料阀(7)进入分解炉B(8)的热生料量能够调节CO₂富集量。

第二种情况：***各部件的调节、物料和气体的流向与第一种情况相同，不同之处在于，将C列旋风预热器出口排出烟气的一部分作为循环烟气，循环烟气与氧气的混合气体通过分解炉B的进风口(9)进入分解炉B(8)，分解炉B(8)内为富氧燃烧，***为CO₂自富集型预分解窑。

A列旋风预热器出口、B列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度为30％左右，C列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度＞70％。

通过调节第一分料阀(7)进分解炉B(8)的进料量能够调节CO₂富集量。

第三种情况：生料喂入A列和B列旋风预热器，C列旋风预热器不再喂入生料，此时A列生料和B列生料全部进分解炉A(5)，分解炉B(8)以及C列旋风预热器停止使用，***为常规在线型预分解窑。

A列旋风预热器出口、B列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度为30％左右，烟气温度为300～400℃。

实施例2

如图2所示，***各部件的连接关系与实施例1相同，不同之处在于，C列旋风预热器的级数为1级，C列旋风预热器的出风口连接冷却器(19)，冷却器(19)用于冷却由C列旋风预热器排出的烟气，冷却后的烟气由冷却器的烟气出口(20)排出，通过对该部分烟气进行干燥除尘及CO₂捕集提纯等一系列操作可获得资源化利用的浓度大于99％的CO₂产品。

通过第一分料阀(7)将B列旋风预热器中的热生料输送至分解炉A(5)和分解炉B(8)，通过第一分料阀(7)可以调节进入分解炉B(8)内的物料量，进而调节CO₂的富集量。

需要指出的是，根据预分解窑***现场布置情况，也可考虑将A列部分预热完成的生料输送至分解炉B(8)内吸热分解，此时可考虑将B列预热完成的全部生料输送至分解炉A(5)内吸热分解。

通过部件的调节，***可以切换为CO₂自富集型预分解窑或常规在线型预分解窑。具体地，***可通过部件的调节切换为以下三种情况的任一种。

第一种情况：通过A列旋风预热器的进料口(1)、B列旋风预热器的进料口(2)将生料喂入到***中，通过第一分料阀(7)将B列旋风预热器中的热生料分配至分解炉A(5)、分解炉B(8)，氧气通过分解炉B的进风口(9)进入分解炉B(8)，分解炉B(8)内为全氧燃烧，***为CO₂自富集型预分解窑。

A列旋风预热器出口、B列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度为30％左右，C列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度>70％。

分解炉B(8)分解完成的生料通过管道进入与其相连的C列旋风分离器进行气固分离，分离后的物料通过管道输送到烟室(15)中，分离后的气体通过管道进入冷却器(19)中进行冷却，冷却完成的烟气中CO₂浓度＞70％。

第二种情况：***各部件的调节、物料和气体的流向与第一种情况相同，不同之处在于，将由冷却器(19)出口排出烟气的一部分作为循环烟气，循环烟气与氧气的混合气体通过分解炉B的进风口(9)进入分解炉B(8)，分解炉B(8)内为富氧燃烧，***为CO₂自富集型预分解窑。

A列旋风预热器出口、B列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度为30％左右，C列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度在>70％。

通过调节第一分料阀(7)进入分解炉B(8)的进料量能够调节CO₂富集量。

第三种情况：生料喂入A列和B列旋风预热器，C列旋风预热器不再喂入生料，此时A列生料和B列生料全部进分解炉A(5)，分解炉B(8)、C列旋风预热器以及冷却器(19)停止使用，***为常规在线型预分解窑。

A列旋风预热器出口、B列旋风预热器出口排出的烟气中CO₂浓度为30％左右。

实施例3

如图3所示，冷却机(12)上设置有三次风管(10)，三次风管(10)分为两路，三次风管(10)的一端连接冷却机(12)，其中一路三次风管(10)的另一端连接分解炉A(5)；另一路为三次风管(10)的另一端连接热交换器(21)，热交换器(21)通过管道连接分解炉B(8)。

热交换器(21)上设置有气体入口(2101)、气体出口(2102)。气体出口(2102)连接余热利用或处理***，所述余热利用或处理***包括余热发电、烘干物料等。氧气和循环烟气的混合气体或氧气通过气体入口(2101)输送到热交换器(21)内，三次风通过三次风管(10)输送到热交换器(21)内，氧气和循环烟气的混合气体或氧气与三次风在热交换器(21)内进行热量交换。热量交换完成的三次风通过气体出口(2102)进入余热利用或处理***，热量交换完成的氧气和循环烟气的混合气体或氧气通过管道进入分解炉B(8)。

当氧气输送到热交换器(21)时，三次风在热交换器(21)内对氧气进行预热，预热完成的氧气进入分解炉B(8)，分解炉B(8)内为全氧燃烧。

当氧气和循环烟气的混合气体输送到热交换器(21)时，三次风在热交换器(21)内对氧气和循环烟气的混合气体进行预热，预热完成的氧气和循环烟气的混合气体进入分解炉B(8)，分解炉B(8)内为富氧燃烧。

根据需要，可以将实施例3中的三次风管(10)、热交换器(21)应用到实施例1或实施例2或已知的水泥窑***中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，如调整A列、B列或C列旋风预热器级数、调整C列旋风预热器预热完成生料进B列或A列旋风预热器位置等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，所述水泥窑***包括：第一列旋风预热器、第二列旋风预热器、第三列旋风预热器、第一分解炉、第二分解炉、烟室、回转窑、冷却机；

第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的进风口均连接第一分解炉；第一列旋风预热器的出料口或第二列旋风预热器的出料口连接第二分解炉；第三列旋风预热器的进风口连接第二分解炉，第三列旋风预热器的倒数第一级旋风分离器的出料口连接烟室；

第一分解炉与烟室相连接，烟室连接回转窑；回转窑与冷却机相连接。

2.根据权利要求1所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，

第二列旋风预热器的倒数第二级旋风分离器的下料管处设置有第一分料阀，第一分料阀的一端连第一分解炉，第一分料阀的另一端连接第二分解炉。

3.根据权利要求1所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，第一列旋风预热器的倒数第二级旋风分离器通过管道连接第一分解炉，所述管道不包含支路或包含支路；

所述管道不包含支路时，第一列旋风预热器对第一分解炉单点进料；

所述管道包含支路时，第一列旋风预热器对第一分解炉多点进料；所述管道包括输送干路和输送支路，输送支路的数量为2个以上，各个输送支路之间并联，输送干路与输送支路的连接处设置有第二分料阀；第二分料阀用于调节由输送干路进入输送支路的物料量。

4.根据权利要求1所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，第一列旋风预热器的级数、第二列旋风预热器的级数选自3～7级；

第三列旋风预热器的级数选自1～5级。

5.根据权利要求1所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，冷却机选自篦式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种；

所述水泥窑***还包括三次风管；所述三次风管的一端连接冷却机，所述三次风管的另一端连接第一分解炉。

6.根据权利要求1所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，所述水泥窑***还包括冷却器，第三列旋风预热器的出风口连接冷却器；所述冷却器用于冷却由第三列旋风预热器出风口排出的烟气。

7.根据权利要求4所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，所述第一列旋风预热器、第二列旋风预热器上均设置有进料口，所述进料口设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第一列旋风预热器、第二列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处；

第三列旋风预热器设置或不设置进料口；

当第三列旋风预热器的级数为1级时，第三列旋风预热器上不设置进料口；

当第三列旋风预热器的级数为2级以上时，第三列旋风预热器上设置进料口；第三列旋风预热器的进料口设置在第三列旋风预热器的最上面第一级旋风分离器的进口风管处，或者设置在第三列旋风预热器的最上面第二级旋风分离器的进口风管处。

8.根据权利要求7所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，当所述第三列旋风预热器级数为2级以上时，所述第三列旋风预热器与第一列旋风预热器之间设置有连通管道，和/或第三列旋风预热器与第二列旋风预热器之间设置有连通管道；所述连通管道用于将第三列旋风预热器预热完成的生料输送至第一列旋风预热器或第二列旋风预热器，或者同时输送至第一列旋风预热器和第二列旋风预热器中；

所述连通管道的一端设置在第三列旋风预热器倒数第二级旋风分离器的出料口处；

连通管道的另一端设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第一级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第二级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第三级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第四级旋风分离器的进口风管上，或者设置在第一列旋风预热器或第二列旋风预热器最上面第五级旋风分离器的进口风管上。

9.根据权利要求5所述的由在线型分解炉改造的可调节CO₂富集量水泥窑***，其特征在于，所述水泥窑***还包括热交换器，所述三次风管分为两路，三次风管的一端连接冷却机，其中一路为三次风管的另一端连接第一分解炉；另一路为三次风管的另一端连接热交换器，热交换器通过管道连接第二分解炉。

Images