一種適用於水泥窯煙氣中CO2連續捕集的裝備系統的製作方法

2023-12-03 04:23:31

本發明屬於廢氣處理裝置技術領域，具體涉及一種適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統。

背景技術：

氣候變化已成為影響人類生存和發展的問題之一，而工業排放的二氧化碳被認為是導致氣候變暖的主要原因，我國作為世界上最大的發展中國家，以煤炭為主的一次能源和以火力發電為主的二次能源結構，隨著經濟總量的迅速增長，一次能源和二次能源的co2排放具有增長快、總量大的特點，而當前碳減排和應對氣候變化的ccs(carboncaptureandstorage,碳捕獲與封存)或ccus(carboncapture,utilizationandstorage,碳捕獲、利用與封存)技術的高投資、高捕集成本的運氣經濟性成為了推廣應用的嚴重障礙，現有的ccs或ccus技術的研究及示範應用主要集中在必須分離去除高濃度co2的煤化工、合成氣與煤電領域，而煤電領域集中在以igcc(integratedgasificationcombinedcycle，整體煤氣化聯合循環發電系統)煤氣化、燃氣-蒸汽聯合循環發電技術的應用中。

由於目前最大的co2排放點源主要是以煤為原料的電廠，在co2捕集技術領域或ccs技術方面將co2的捕獲技術方法及系統稱之為燃燒前捕集、燃燒中捕集和燃燒後捕集。

(1)燃燒前捕集：主要是以igcc煤氣化、燃氣-蒸汽聯合循環發電(igcc)技術為基礎，先將煤氣化，得到co和h2，再經過水蒸氣變換，co轉為co2，然後通過分離或co2捕獲技術，分別得到高濃度的h2和co2，h2可以燃燒發電或作為無碳能源輸出。igcc技術中實施co2的捕集將使能源消耗增加10～40％，噸co2捕集成本達20～50美元，其中co2捕集液再生能源約佔60％。

(2)燃燒中捕集：又稱富氧燃燒捕集技術，先經利用空分系統，將空氣中所含大量的氮氣除去，得到高純度的o2，然後將高濃度o2引入燃燒系統，利於co2的進一步捕獲和處理，或以純氧作為助燃劑，同時在燃燒過程中對鍋爐內加壓，使得燃燒後煙氣中的主要成分為co2和水，分離水後，這樣煙氣中高濃度的co2氣體可以直接進行壓縮捕捉。富氧燃燒捕集技術除投資高、運行成本高外，增加能源消耗20～50％，噸co2捕集成本達50～90美元。

(3)燃燒後捕集：指直接對電廠燃燒後的煙氣實施co2的分離和捕集，捕集裝置位於電廠煙氣排放下遊，可分為化學吸收法、物理吸附法、膜分離法、化學鏈分離法等。由於電廠排放的co2濃度低、壓力小，導致能耗及成本過大，尚不適宜大規模推廣。

目前，co2捕集即co2的分離和提純過程，已實現工業化的方法包括溶劑吸收法、吸附法、膜法和低溫分離法等，這些方法大多能採用的是間隙式捕集。其中的溶劑吸收法包括化學吸收法、物理吸收法和物理化學吸收法，已經被證實是目前所有co2吸收方法當中技術最成熟、應用最廣泛，而且具有適合進行大規模co2捕捉潛力的技術方案。但捕獲工藝複雜，投資大，易產生二次汙染且有些溶劑具有毒性，溶劑需要再生需消耗大量能源，捕集成本高。其中的膜分離技術是藉助混合氣體中各組分在膜中滲透速率的不同而獲得分離的方法，目前用於分離co2的膜材料主要有醋酸纖維素、聚碸、聚碳酸酯等聚合物。對於大規模的co2捕集系統，膜方法在成本上及可靠性要求上還有較大的差距。其中的變壓吸附法(pressureswingadsorption,psa)的基本原理是利用吸附劑對不同氣體的吸附量隨壓力的變化而不同，該技術具有工藝過程相對簡單，能耗較低，能夠從合成氨變換氣中脫除和回收co2。其中的低溫分餾分離技術是在低溫下將氣體中各種組分按照工藝和要求冷凝下來，然後用蒸餾法將其中各類物質按照蒸發溫度的不同逐一加以分離。該方法適用於天然氣中co2、h2s含量較高，以及在用co2進行3次採油時，採出氣中co2含量和流量出現較大波動等情形，工藝設備投資費用較大，能耗較高。

迄今為止，大多數的co2捕集技術仍處於研發階段，即便是實施igcc的煤氣化、燃氣-蒸汽聯合循環發電，co2捕集電廠與未實施捕集技術的電廠相比，需要多消耗10％～40％的能源，co2捕集的高成本造成燃煤電廠也難有實施co2捕集的積極意願。而當前各國ccs或ccus技術的co2應用技術也集中於液化c0驅油、驅氣、地質與海洋封注的研究與應用，而地質與海洋封注客觀上造成的環境危害不可預期。

至今，在世界範圍內的水泥生產領域雖有強調水泥企業的低碳減排問題，但尚未見任何具體的二氧化碳捕集、封閉和應用的研究或實踐報導。而我國的水泥實際產能已逾35億噸，幹法迴轉窯生產線達1700多條。水泥生產企業為公認的高耗能高汙染企業，是二氧化碳的主要排放源之一，不僅一次能源(煤)和二次能源(電)消耗大，且有大量的廢棄餘熱和廢氣汙染物排放，煙氣環保達標排放時其排放的廢氣中汙染物成份大多波動在co212～29％、so280～200mg/nm3、nox100～400mg/nm3、粉塵10～30mg/nm3，且含有少量碳氫化合物、氟氯化合物和重金屬，水泥生產因其工藝過程特性其窯爐煙氣成分及性質與煤化工合成氣、天然氣、煤電煙氣乃至igcc氣有顯著的差異。水泥生產的co2排放可分為原料碳酸鹽的分解和燃料的燃燒產生的co2的直接排放、及生產工藝過程消耗的外部電力等產生的間接排放。據中國建築材料科學研究總院對我國水泥工業co2排放分析，我國水泥生產過程原料分解、燃料燃燒和電力消耗的co2排放量分別佔水泥生產總排放量的59％、26％、12％，綜合co2排放係數為0.8045t/t，水泥行業co2排放因子幹法水泥為0.867t/t。我國水泥產能逾35億噸，由此推斷我國水泥工業的co2年排放量達30億噸。可見，我國水泥企業實施co2減排更凸顯緊迫性和必要性，但因尚缺失針對水泥窯煙氣具體的co2捕集技術的研究開發，加之現有co2捕集技術應用的高成本問題已經遠遠超出水泥企業可承受的能力極限，且水泥生產因其工藝過程特性其窯爐煙氣成分及流體性質與煤化工合成氣、天然氣、煤電煙氣乃至igcc氣有顯著的差異，對於本身價低(水泥價格低)利薄的水泥行業，至今尚未見任何水泥窯煙氣中co2捕集和應用技術的具體研究和實踐報導。

為促進水泥企業節能減排，水泥企業雖政策性地要求建設了廢氣餘熱鍋爐發電系統，但由於現應用的窯頭及窯尾的水介質餘熱鍋爐的特點一般只能利用其中300℃以上的廢氣餘熱，大量的80℃～300℃的廢氣餘熱不能利用而直接排空造成熱汙染，同時，還有大量的其他高溫設備輻射餘熱如水泥生產的主要設備—迴轉窯胴體的高溫熱輻射汙染，迴轉窯的高溫段胴體溫度高達300℃～500℃，低溫段胴體溫度也達150℃～300℃，這些水泥生產中的高溫設備現有的餘熱鍋爐不能直接用來產生高溫高壓水蒸汽。

綜上所述，降低水泥企業生產過程中對外界能耗(電、煤)的需求、降低環境汙染物排放是必要的，迫切需要針對水泥生產工藝裝備特點，開發一種能利用水泥生產過程中大量產生的廢棄餘熱、降低成本、適用於水泥窯煙氣co2捕集的技術方法及裝備系統，以實現水泥生產的節能減排問題。

申請號為201510579908.7的發明專利申請公開了一種基於膜法分級捕集燃煤煙氣中co2的裝置和方法，它是採用「先富集、後捕集」方法，分兩步捕集脫硫淨煙氣中co2：燃煤煙氣淨經脫硫裝置後，由增壓風機升壓進入分離膜組件，通過調節增壓風機與引風機之間的匹配關係保證分離膜組件的滲餘側處於正壓狀態；同時，調節滲透側引風機，保證分離膜組件的滲透側保持所需的負壓狀態；在增壓風機、引風機、滲透側引風機的共同作用下，在膜的兩側形成壓差，壓差驅動滲餘側煙氣中的co2向滲透側滲透，實現對煙氣中co2的分離；滲餘側氣體在引風機作用下由煙囪排出，滲透側的小氣量、高濃度co2富集氣體，在滲透側引風機作用下進入深度co2捕集裝置，進一步被捕集。

該申請雖然公布了採用分離膜組件對燃煤煙氣中co2進行分離後再捕集，但是該分離膜組件兩側的風壓必須由增壓風機、引風機和滲透側引風機的調節增壓和提供風壓才能實現,採用該裝置能耗成本過大,不宜推廣使用。

技術實現要素：

本發明的主要目的是提供一種適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統，旨在解決現有的co2捕集裝置結構複雜、潔淨化不夠、能耗高、造價高不易推廣的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統，包括窯尾排風機、煙囪、煙氣氧化淨化器、n2/co2膜分離裝置、冷卻器、煙氣壓縮機、co2循環捕集塔、脫水乾燥器、co2冷卻器、co2壓縮機、液化co2儲罐；所述尾排風機的排風口連通所述煙氣氧化淨化器的進氣口，所述煙氣氧化淨化器用於脫除水泥窯煙氣中的so2、nox、氯化物、氟化物、碳氫化合物、重金屬及粉塵汙染物，所述煙氣氧化淨化器的淨化煙氣出口連通所述n2/co2膜分離裝置的進氣口，所述n2/co2膜分離裝置的富n2排出口連通煙囪、富co2排出口依次通過冷卻器和煙氣壓縮機連通所述co2循環捕集塔；co2循環捕集塔包括結構相同且並聯設置的co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b，所述co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b交替連續進行co2捕集和co2離釋，所述co2循環捕釋器a包括殼體、設於殼體底部的布氣與排液裝置和由上至下設於殼體內的氣液分離裝置、霧化噴淋裝置、絲網捕獲床裝置、冷卻/加熱裝置，所述殼體頂部還設有溫壓感應器；所述布氣與排液裝置連接所述煙氣壓縮機的出口，用於向殼體內送入富co2煙氣體，所述霧化噴淋裝置用於霧化噴入co2捕集劑，所述絲網捕獲床裝置包括設於支撐架上的水平絲網、垂直絲網和斜置絲網，所述冷卻/加熱裝置連接廢熱蓄能裝置，所述廢熱蓄能裝置所蓄熱能為水泥生產過程中產生的廢棄餘熱，所述殼體a01頂部設有富n2氣排出管路和co2排出管路，所述富n2氣排出管路中設有co2傳感器；所述富n2氣排出管路連通煙囪或n2儲罐，所述co2排出管路依次連通脫水乾燥器、co2冷卻器、co2壓縮機、液化co2儲罐。

優選地，所述窯尾排風機和所述煙氣氧化淨化器、所述煙囪之間設有電動三通風閥，所述電動三通風閥的進氣口連通所述窯尾排風機，所述電動三通風閥的第一排氣口連通所述煙氣氧化淨化器，所述電動三通風閥的第二排氣口連通所述煙囪。

優選地，所述煙氣氧化淨化器包括淨化器殼體、設於淨化器殼體底部的汙水淨化分離裝置、設於淨化器殼體內的氧化劑霧化噴淋裝置和氧化淨化與水氣分離主體裝置、設於所述氧化淨化與水氣分離主體裝置中部的淨化液循環噴淋裝置，所述淨化液循環噴淋裝置連通所述汙水淨化分離裝置的淨化水出口。

優選地，所述霧化噴淋裝置包括環形管道、設於環形管道上的多個霧化噴嘴、連接所述環形管道的捕集劑進液管。

優選地，所述布氣與排液裝置包括設於所述殼體底部的co2煙氣體進氣管和捕集劑排出管，所述捕集劑排出管依次連接捕集劑循環罐、循環泵，所述循環泵的出口連接所述捕集劑進液管。

優選地，所述捕集劑進液管上設有捕集劑進液管閥，所述co2煙氣體進氣管上設有煙氣進氣閥，所述捕集劑排出管上設有捕集劑排出管閥，所述所述co2煙氣體進氣管上設有煙氣進氣閥的進氣端還設有煙氣總閥。

優選地，所述冷卻/加熱裝置包括盤管、熱流進管道、熱流出管道、冷流進管道、冷流出管道，所述盤管的蓄能流體進口連接所述熱流進管道和所述冷流進管道的一端，所述盤管的蓄能流體出口連接所述熱流出管道和所述冷流出管道的一端，所述熱流進管道的另一端、所述熱流出管道的另一端分別連接所述廢熱蓄能裝置的兩端，所述冷流進管道的另一端、所述冷流出管道的另一端分別連接蓄冷裝置，所述蓄冷裝置採用溫度為0℃～20℃的冷能流體流體，包括地下水或nh3或co2。

優選地，所述廢熱蓄能裝置包括蓄集水泥生產過程中產生的300℃以上廢棄餘熱或高溫熱能的蓄能裝置、蓄集100℃～300℃廢棄餘熱的蓄能裝置、蓄集現有水介質餘熱發電後的100℃～170℃廢棄餘熱的蓄能裝置、蓄集高溫設備150℃～500℃輻射熱或傳導廢熱的蓄能裝置中的至少一種。

優選地，所述co2循環捕集塔包括結構相同且並聯設置的由所述co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b構成的若干套，所述煙氣壓縮機同時連接所述若干套co2循環捕集塔，每一所述co2循環捕集塔的富n2氣排出管路連通煙囪或n2儲罐，每一所述co2循環捕集塔的co2排出管路依次連通所述脫水乾燥器。

優選地，所述co2循環捕集塔包括結構相同且串聯設置的由所述co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b構成的若干套，所述煙氣壓縮機依次連接所述若干套co2循環捕集塔，每一所述co2循環捕集塔的富n2氣排出管路連通n2儲罐，位於上遊的所述co2循環捕集塔的co2排出管路連通位於下遊的所述co2循環捕集塔的布氣與排液裝置。

與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果：

一、本發明是結合水泥生產線工藝裝備特點而開發，先對水泥窯煙氣進行氧化淨化，然後對製得的主要含n2、co2和o2的混合淨化煙氣進行二氧化碳和氮分離，從而分理處分壓升高的co2氣體，然後將該氣體送入co2循環捕集塔進行co2連續捕集，得到純co2，不僅能實現水泥生產線煙氣的潔淨化排放，沒有二次汙染，實現水泥企業的有效減排和低碳生產，解決了現有的水泥行業煙氣直接排放汙染環境以及現有的co2捕集設備易產生二次汙染的問題，而且裝備結構較簡單，投資小，具有工業實用性，適於推廣使用，解決了現有的co2捕集設備工藝複雜、投資大、不易推廣使用的問題。

二、本發明充分利用了水泥生產過程中尾排風機、70餘米高的煙囪等這些現有的正常運行的設備設施，利用其正常的動力消耗作為主要動力，使得本發明整個裝備系統新增能耗極低，從而降低了運營成本，突破了現有ccs技術系統包括igcc系統中co2捕集的高投資、高能耗、高成本的瓶頸，具有經濟性，解決了現有的co2捕集設備能耗高、運營成本大的問題。

三、本發明co2循環捕集塔採用雙塔式設計，當所述co2循環捕釋器a進行co2捕集時，所述co2循環捕釋器b進行co2離釋，當所述co2循環捕釋器aco2捕集水合反應接近完全時，所述co2循環捕釋器b進行co2捕集，由此交替循環進行，可連續不間斷製得co2進行儲存，整個工藝過程不僅氣流流通穩定，而且實現了co2的連續高效捕集。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統的結構示意圖。

圖2為圖1提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統中co2循環捕集塔的結構示意圖。

圖3為圖1提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統中霧化噴淋裝置的結構示意圖。

圖4為圖1提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統中冷卻/加熱裝置的結構示意圖。

圖5為本發明實施例二提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統的結構示意圖。

圖6為本發明實施例三提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統的結構示意圖。

本發明的附圖標號說明：

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對於這些實施方式的說明用於幫助理解本發明，但並不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

本發明提出一種適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統。

實施例一

圖1為本發明實施例一提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統的結構示意圖。圖2為圖1提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統中co2循環捕集塔的結構示意圖。圖3為圖1提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統中霧化噴淋裝置的結構示意圖。圖4為圖1提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統中冷卻/加熱裝置的結構示意圖。

請參閱圖1至圖4，適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統，包括窯尾排風機1、煙囪3、煙氣氧化淨化器4、n2/co2膜分離裝置5、冷卻器6、煙氣壓縮機7、co2循環捕集塔8、脫水乾燥器10、co2冷卻器11、co2壓縮機12、液化co2儲罐13；所述尾排風機1的排風口連通所述煙氣氧化淨化器4的進氣口，所述煙氣氧化淨化器4用於脫除水泥窯煙氣中的so2、nox、氯化物、氟化物、碳氫化合物、重金屬及粉塵汙染物，所述煙氣氧化淨化器4的淨化煙氣出口連通所述n2/co2膜分離裝置5的進氣口，所述n2/co2膜分離裝置5的富n2排出口連通煙囪3、富co2排出口依次通過冷卻器6和煙氣壓縮機7連通所述co2循環捕集塔8；co2循環捕集塔8包括結構相同且並聯設置的co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b，所述co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b交替連續進行co2捕集和co2離釋，所述co2循環捕釋器a包括殼體a01/b01、設於殼體底部的布氣與排液裝置a02/b02和由上至下設於殼體內的氣液分離裝置a06/b06、霧化噴淋裝置a03/b03、絲網捕獲床裝置a04/b04、冷卻/加熱裝置a05/b05，所述殼體頂部還設有溫壓感應器a09/b09；所述布氣與排液裝置a02/b02連接所述煙氣壓縮機7的出口，用於向殼體內送入富co2煙氣體，所述霧化噴淋裝置a03/b03用於霧化噴入co2捕集劑，所述絲網捕獲床裝置a04/b04包括設於支撐架41上的水平絲網42、垂直絲網43和斜置絲網，所述冷卻/加熱裝置a05/b05連接廢熱蓄能裝置9，所述廢熱蓄能裝置9所蓄熱能為水泥生產過程中產生的廢棄餘熱，所述殼體a01/b01頂部設有富n2氣排出管路a07/b07和co2排出管路a08/b08，所述富n2氣排出管路中設有co2傳感器；所述富n2氣排出管路連通煙囪3或n2儲罐14，所述co2排出管路依次連通脫水乾燥器10、co2冷卻器11、co2壓縮機12、液化co2儲罐13。

本發明一方面提出了一種由煙氣氧化淨化器4、n2/co2膜分離裝置5和co2循環捕集塔8構成的新系統，從水泥廠窯尾收塵器後的窯尾排風機1排出的水泥窯煙氣，先進入所述煙氣氧化淨化器4中脫除其中的氟、氯、硫、硝、碳氫化合物和重金屬及粉塵汙染物得到含n2、co2和o2的混合淨化煙氣，然後進入所述n2/co2膜分離裝置5中進行二氧化碳和氮氣分離，分離出富co2煙氣體，所述富co2煙氣體再進入所述co2循環捕集塔8內通過水合物法或物理-化學吸附法進行co2捕集和co2離釋，即可分離出純co2，整個裝備系統不僅結構簡單，造價成本低，具有工業實用性，而且實現了水泥生產線煙氣的潔淨化排放，實現了水泥企業的有效減排和低碳化生產。

另一方面，本發明所述n2/co2膜分離裝置5的進氣側直接與所述窯尾排風機1連接，可以利用窯尾排風機1的鼓風作為正動力，出co2側與冷卻器6和煙氣壓縮機7連接，可以利用煙氣壓縮機的負壓抽吸力作為動力，出n2側直接與高70餘米的煙囪3連通，由於煙囪效應也會產生富n2側的動力，由此本發明無需再消耗另外的能量來促進二氧化碳和氮的滲透分離，相比於現有的膜分離裝置必須設增壓風機和引風機必定需要消耗能量，本發明充分利用了水泥生產過程中窯尾排風機1、70餘米高的煙囪3等這些現有的正常運行的設備設施，利用其正常的動力消耗作為主要動力，使得本發明採用的裝備系統新增能耗極低，大大降低了整個工藝過程中的能量消耗，從而降低了運營成本。

再一方面，本發明co2循環捕集塔8採用雙塔式設計，當所述co2循環捕釋器a進行co2捕集時，所述co2循環捕釋器b進行co2離釋，當所述co2循環捕釋器a內水合反應接近完全，即當所述富n2氣排出管路中通過co2傳感器監測到塔內co2含量上升時，所述co2循環捕釋器a切換至co2離釋程序，所述co2循環捕釋器b切換進行co2捕集，由此交替循環進行，可連續不間斷製得co2進行儲存，整個工藝過程不僅氣流流通穩定，實現了co2的連續高效捕集，特別適用於氣體流量大的水泥窯排放煙氣中co2的捕集。

還一方面，本發明所述絲網捕獲床裝置a04/b04內設有水平絲網和垂直/斜置絲網構成捕集-離釋床大空間，與霧化噴淋裝置a03/b03結合，使co2捕集劑呈無數小液滴與富co2煙氣流接觸，更以大流量通過捕集-離釋床大空間內的水平絲網和垂直/斜置絲網與逆向流動的液膜接觸，且以煙氣在絲網間直接產生並湮滅無數的布膜與膜泡效應，一則強制性改變了液氣運行軌跡和接觸反應狀態，借產生的無數複雜的液膜和膜泡，以超大比表面積的薄薄的液膜與煙氣流中的co2充分接觸、快速高效地進行水合反應，二則借大絲網空間遍設的絲網的絲網誘導成核作用快速形成大量的co2水合物晶核；與此同時，以冷卻/加熱裝置a05/b05的冷能流體冷卻連續移除強化吸收水合反應放出的大量化合熱，維持捕集塔a內溫度0℃～20℃(視情選擇)；快速而高效的水合反應生成大量co2水合物晶體聚集在捕集塔內的絲網大空間捕集-離釋床/空間內，最後選擇性捕集分離co2後剩下的富n2氣流繼續向上經氣液分離裝置a06/b06將塔內大空間氣液廣泛融合的液氣分離，液體沿塔內壁流下，富n2氣體連續排出，直至水合反應接近完全。由此本發明採用co2捕集劑對co2進行吸收，且反應中採用水泥生產過程的廢棄餘熱作為co2離釋所需的熱能，大大降低了整個裝備系統的新增能耗，不僅具有較高的淨化分離效果，而且有良好的節能效果。

進一步地，所述窯尾排風機1和所述煙氣氧化淨化器4、所述煙囪3之間設有電動三通風閥2，所述電動三通風閥2的進氣口連通所述窯尾排風機1，所述電動三通風閥2的第一排氣口連通所述煙氣氧化淨化器4，所述電動三通風閥2的第二排氣口連通所述煙囪3。

所述電動三通風閥2在進行水泥窯煙氣中co2的捕集時導通所述煙氣氧化淨化器4、切斷與所述煙囪3的連通，當不進行co2捕集時，可使水泥窯煙氣導通連接所述煙囪3，用於煙囪3內進出氣體通道的安全檢修。

進一步地，所述煙氣氧化淨化器4包括淨化器殼體、設於淨化器殼體底部的汙水淨化分離裝置404、設於淨化器殼體內的氧化劑霧化噴淋裝置402和氧化淨化與水氣分離主體裝置401、設於所述氧化淨化與水氣分離主體裝置401中部的淨化液循環噴淋裝置403，所述淨化液循環噴淋裝置403連通所述汙水淨化分離裝置404的淨化水出口。

所述氧化劑霧化噴淋裝置402用於霧化噴淋氧化淨化劑，所述水泥窯煙氣中的so2、nox、氯化物、氟化物、碳氫化合物及重金屬於所述氧化淨化與水氣分離主體裝置401內氧化固化為主要含硫酸鹽、硝酸鹽、氟鹽、氯鹽的廢棄物，所述廢棄物通過汙水淨化分離裝置404進行固液分離，分離出的固體廢棄物於底部排出收集，分離出的淨化水通過淨化液循環噴淋裝置403重新引入所述煙氣氧化淨化器4中部進行循環噴淋，由此使得，經氧化固化脫汙後產生的固體廢棄物可作為水泥生產或化工原料利用，脫汙產生的淨化水可重新引入煙氣氧化淨化器4中進行霧化噴淋，實現了廢棄物的循環再利用。

進一步地，所述霧化噴淋裝置a03/b03包括環形管道31、設於環形管道31上的多個霧化噴嘴32、連接所述環形管道31的捕集劑進液管33。

co2捕集劑通過所述捕集劑進液管33、環形管道31流至所述多個霧化噴嘴32處進行霧化噴灑。

進一步地，所述布氣與排液裝置a02/b02包括設於所述殼體底部的co2煙氣體進氣管21和捕集劑排出管22，所述捕集劑排出管22依次連接捕集劑循環罐23、循環泵24，所述循環泵24的出口連接所述捕集劑進液管33。

從所述煙氣壓縮機7送來的富co2煙氣體通過所述co2煙氣體進氣管21進入所述co2循環捕集塔8內進行co2捕集，co2捕集離釋後剩下的co2捕集液由所述捕集劑排出管22排至所述捕集劑循環罐23內進行統一收集，待塔內下次co2捕集要開始時，所述循環泵24將co2捕集劑又重新泵入塔內所述霧化噴淋裝置a03/b03進行co2捕集劑的霧化噴淋，由此實現了原材料的循環利用。

進一步地，所述捕集劑進液管33上設有捕集劑進液管閥331，所述co2煙氣體進氣管21上設有煙氣進氣閥211，所述捕集劑排出管22上設有捕集劑排出管閥221，所述所述co2煙氣體進氣管21上設有煙氣進氣閥的進氣端還設有煙氣總閥212，所述富n2氣排出管路a07/b07上設有n2氣排出切換閥71，所述co2排出管路a08/b08上設有co2排出切換閥81。

所述捕集劑進液管閥331用於控制co2捕集劑的輸入，煙氣總閥212用於控制從所述煙氣壓縮機7送來的富co2煙氣體的總通斷，所述煙氣進氣閥211用於控制所述富co2煙氣體在所述co2循環捕釋器a(或co2循環捕釋器b)進行co2捕集時開啟、進行co2離釋時關閉，所述捕集劑排出管閥221用於塔內co2離釋完後co2捕集劑及廢液的排出，所述n2氣排出切換閥71用於控制所述富n2氣排出管路a07/b07在所述co2循環捕釋器a(或co2循環捕釋器b)進行co2捕集時導通、進行co2離釋時切斷，所述co2排出切換閥81用於控制所述co2排出管路a08/b08在所述co2循環捕釋器a(或co2循環捕釋器b)進行co2捕集時切斷、進行co2離釋時導通，由此保證co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b穩定地交替進行co2捕集和co2離釋，實現高效連續的co2捕集分離。

進一步地，所述冷卻/加熱裝置a05/b05包括盤管51、熱流進管道52、熱流出管道53、冷流進管道54、冷流出管道55，所述盤管51的蓄能流體進口51m連接所述熱流進管道52和所述冷流進管道54的一端，所述盤管51的蓄能流體出口51n連接所述熱流出管道53和所述冷流出管道54的一端，所述熱流進管道52的另一端、所述熱流出管道53的另一端分別連接所述廢熱蓄能裝置的兩端，所述冷流進管道54的另一端、所述冷流出管道55的另一端分別連接蓄冷裝置，所述蓄冷裝置採用溫度為0℃～20℃的冷能流體，包括地下水或nh3或co2。

所述冷卻/加熱裝置a05/b05除了可以為盤管式換熱器，還可以為排管式換熱器，對換熱器的換熱通道形狀不做限定。所述熱流進管道52、熱流出管道53、冷流進管道54、冷流出管道55上分別設有相應的管道閥來控制管道的導通或關閉,以在塔內進行co2捕集時輸進冷能流體對塔內進行降溫、塔內進行co2離釋時輸入熱能流體進行加熱。

不限定地，所述冷能流體採用溫度為0℃～20℃的冷能流體，用於吸收co2捕集釋放的反應熱，能使塔內溫度降下來即可。

進一步地，所述廢熱蓄能裝置9包括蓄集水泥生產過程中產生的300℃以上廢棄餘熱或高溫熱能的蓄能裝置、蓄集100℃～300℃廢棄餘熱的蓄能裝置、蓄集現有水介質餘熱發電後的100℃～170℃廢棄餘熱的蓄能裝置、蓄集高溫設備150℃～500℃輻射熱或傳導廢熱的蓄能裝置中的至少一種。

所述廢熱蓄能裝置9利用了水泥生產線廢棄的大量餘熱作為co2捕集的能源，降低了整個裝備系統的新增能耗，降低了運營成本，突破了現有ccs技術系統中co2捕集的高投資、高能耗、高成本的瓶頸，具有經濟性。

實施例二

圖5為本發明實施例二提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統的結構示意圖。

請參閱圖5，本實施例二與實施例一的不同之處在於：所述co2循環捕集塔包括結構相同且並聯設置的由所述co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b構成的兩套，第一套co2循環捕集塔8包括co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b，第二套co2循環捕集塔8』包括co2循環捕釋器a』和co2循環捕釋器b』，每一所述co2循環捕釋器(a、b、a』、b』)的富n2氣排出管路連通煙囪或n2儲罐，每一所述co2循環捕釋器(a、b、a』、b』)的co2排出管路依次連通所述脫水乾燥器。

由此使得，經n2/co2膜分離裝置分離出的富co2煙氣體分成兩股同時連續分別送入第一套co2循環捕集塔和第二套co2循環捕集塔中，第一套co2循環捕集塔和第二套co2循環捕集塔分別排出的n2氣流都通過所述煙囪排放，第一套co2循環捕集塔和第二套co2循環捕集塔分離排出的co2氣流都被後段的乾燥冷卻壓縮裝置負壓抽吸連續送入乾燥器脫水，隨後進行co2儲存。

採用兩套並聯設置的co2循環捕集塔，可以倍增富co2煙氣的處理量，提高了co2的收集效率。

實施例三

圖6為本發明實施例三提出的適用於水泥窯煙氣中co2連續捕集的裝備系統的結構示意圖。

請參閱圖6，本實施例三與實施例一的不同之處在於：所述co2循環捕集塔包括結構相同且串聯設置的由所述co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b構成的兩套，第一套co2循環捕集塔包括co2循環捕釋器a和co2循環捕釋器b，第二套co2循環捕集塔包括co2循環捕釋器a」和co2循環捕釋器b」，所述煙氣壓縮機先連接第一套co2循環捕集塔，第一套所述co2循環捕集塔的富n2氣排出管路連通煙囪或n2儲罐，第一套co2循環捕集塔的co2排出管路連通第二套co2循環捕集塔的布氣與排液裝置，第二套co2循環捕集塔的富n2氣排出管路連通n2儲罐，第二套co2循環捕集塔的co2排出管路連通脫水乾燥器。

由此使得，經n2/co2膜分離裝置分離出的富co2煙氣體全部先送入第一套co2循環捕集塔(a、b)進行co2捕集離釋，捕集分離出的n2氣流直接通過煙囪排放或者送至n2儲罐進行儲存，捕集分離產生的富co2氣體送入第二套co2循環捕集塔中再次進行co2捕集離釋，第二套co2循環捕集塔分離排出的n2氣流純度高直接送至n2儲罐進行儲存，第二套co2循環捕集塔分離排出的co2氣流被後段的乾燥冷卻壓縮裝置負壓抽吸連續送入乾燥器脫水，也進行co2儲存。

採用兩套串聯設置的co2循環捕集塔單元，進一步有效提高了co2收集的純度。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護範圍內。