零排放的方法和工业装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107860238A(43)申请公布日2018.03.30(21)申请号201710955263.1(22)申请日2017.10.14(71)申请人上海柯来浦能源科技有限公司地址200233上海市徐汇区田林路142号3幢四层406室(72)发明人贾鹏(51)Int.Cl.F27D17/00(2006.01)权利要求书4页说明书15页附图13页(54)发明名称零排放的方法和工业装置(57)摘要本发明一种零排放的方法和工业装置，包括工业炉窑、燃烧设备、柯来浦单元、变换分离设备、二氧化碳提纯设备和安氢生产单元，燃料与助燃气体通过燃烧设备进行功能性气化，生成以一氧化碳为主的气体混合气；工业炉窑的烟气出口通过原料预热器、或者原料预热器及发电单元、或者烟气换热器、或者发电单元及烟气换热器连接有害物质脱除设备；有害物质脱除设备直接连接或者通过柯来浦单元连接变换分离设备，变换分离设备的氢气出口连接到安氢生产单元，变换分离设备的二氧化碳出口连接到二氧化碳提纯设备、燃料管路的燃料输送气入口和助燃管路。本发明通过功能性气化与柯来浦单元相结合，有效去除烟气中的有害物质，能源充分利用，有利于保护大气环境。CN107860238ACN107860238A权利要求书1/4页1.一种零排放的方法和工业装置，包括工业炉窑、原料仓、产品仓、燃料管路和助燃管路，所述工业炉窑设有燃烧设备、进料口（31）、出料口、产品冷却器（36）和烟气出口，所述原料仓连接到进料口，所述出料口通过产品冷却器连接到产品仓，其特征是：所述装置设有发电单元、原料预热器（34）、烟气换热器（9）、有害物质脱除设备（37）、柯来浦单元（3）、变换分离设备（4）和二氧化碳提纯设备（5），所述燃烧设备为安装在炉窑内的烧嘴（46）、喷枪或燃烧梁，或者单独设置的功能性气化炉（35），所述功能性气化炉设置带有燃料管路与助燃管路的烧嘴（46）、煤灰渣冷却器（47）和尾气出口，燃料与助燃气体在工业炉窑的炉膛或功能性气化炉内进行功能性气化，生成以一氧化碳为主的气体混合气；所述工业炉窑的烟气出口通过原料预热器连接有害物质脱除设备（37），或者通过原料预热器、发电单元连接有害物质脱除设备（37），或者通过烟气换热器（9）连接有害物质脱除设备（37），或者通过发电单元、烟气换热器连接有害物质脱除设备（37）；所述有害物质脱除设备（37）直接连接或者通过柯来浦单元（3）连接变换分离设备（4），变换分离设备（4）设有氢气出口和二氧化碳出口，所述氢气出口连接到安氢生产单元（6），所述二氧化碳出口连接到二氧化碳提纯设备（5）、燃烧设备的燃料管路的燃料输送气入口和助燃管路，所述二氧化碳提纯设备出口连接到食品级或工业级二氧化碳成品罐（49）；柯来浦单元（3）通过循环介质管路与烟气换热器（9）、产品仓/产品仓冷却器、变换分离设备（4）、安氢生产单元（6）、煤灰渣冷却器（47）分别连接形成循环回路；所述发电单元为余热发电设备（2）或/和压差发电设备（39）与柯来浦单元并联电力输出或单独输出。2.根据权利要求1所述的零排放的方法和工业装置，其特征是：所述有害物质脱除设备（37）与变换分离设备（4）之间、或者所述柯来浦单元（3）与变换分离设备（4）之间设置连接二氧化碳提纯设备（5）的支路。3.根据权利要求1所述的零排放的方法和工业装置，其特征是：所述工业炉窑包括间壁回转窑（1）、炼铁高炉（32）、回转窑（33）、梁式竖窑（7）、套筒窑（44）或双膛石灰窑（10），所述回转窑包括石灰回转窑、水泥熟料回转窑、零排放电石回转窑、炼铁回转窑或煤焦化回转窑；所述发电单元为余热发电设备（2）或压差发电设备（39）。4.根据权利要求1或2所述的零排放的方法和工业装置，其特征是：所述工业炉窑为间壁回转窑（1）或回转窑，燃烧设备为烧嘴，在与窑头罩、窑尾罩连接的动静密封件鱼鳞片外设有二氧化碳气体密封箱（48），密封箱的压力高于间壁回转窑的窑内压力，工业炉窑的烟气出口通过原料预热器、余热发电设备（2）、有害物质脱除设备（37）后与柯来浦单元（3）连接，柯来浦单元（3）连接变换分离设备（4），变换分离设备（4）的出口连接二氧化碳提纯设备（5）和安氢生产单元（6），柯来浦单元（3）通过循环介质管路与产品仓/产品仓冷却器、变换分离设备（4）、安氢生产单元（6）分别连接形成循环回路；当间壁回转窑或回转窑中的助燃气体与燃料进行功能性气化反应产生以一氧化碳为主的气体混合气时，尾气通过柯来浦单元（3）后与变换分离设备（4）连接，此时尾气通过柯来浦单元（3）后也可以直接输出作为一氧化碳混合气的化工原料或气体燃料；当尾气作为气体燃料使用时，可以采用空气作为助燃气体进行气化，气体燃料为含有一氧化碳、