一种虫黄藻用于水泥窑烟气CO2回收方法及系统与流程

    专利查询2026-08-20  9


    本发明涉及水泥窑烟气co2回收,具体为一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法及系统。


    背景技术:

    1、水泥工业是国民经济中重要的基础产业,属于能源、资源密集型行业,煤炭消费量基数大,是co2排放大户;我国水泥产量连续近三十年来居世界第一,co2排放强度较高;co2属于温室气体,积累到一定量后会对大气环境造成影响,引起全球变暖,因此co2减排是保护大气环境的一项重要内容。

    2、目前已有数家机构对水泥行业碳减排的可能性进行了深入研究,基本一致同意水泥行业减少碳排放的途径主要有以下几种:①提高能源效率;②采用替代燃料和替代原料;③调整水泥品种结构;④碳捕捉和封存技术。

    3、新型干法水泥生产过程中要消耗大量的燃料,并产生大量的二氧化碳,另外水泥主要原材料石灰石在生产水泥的过程中,要分解产生二氧化碳,可以通过减少燃料用量或用电量来减少二氧化碳排放,也可通过少用石灰石资源来降低二氧化碳排放。

    4、在提高水泥生产过程能源效率、降低能源用量方面,主要有以下措施:提高窑系统的热效率、采用高效粉磨技术、高效冷却机技术、高效选粉机技术、余热回收利用、变频调速技术、多通道燃烧器以及提高水泥厂的自动化水平等,来降低生产过程中的热耗与电耗,进一步降低二氧化碳排放。

    5、另外,采用提高混合材的掺加量,降低水泥产品中的熟料比例,来实现二氧化碳减排。对于排出水泥生产线的二氧化碳,采用碳捕捉和封存(ccs)是一种新的二氧化碳回收与减排技术,利用这种技术可以在二氧化碳排入大气前将其收集起来并压缩成液体,并通过管道输送,将其永久封存在地底深处;通过提纯作为工业用二氧化碳或食品用二氧化碳。水泥行业的二氧化碳排放主要发生在燃料燃烧和石灰石分解煅烧工序中,对于它们的捕捉也需要特殊的、低成本、高效率的碳捕捉技术。

    6、提高能源效率、采用替代燃料和替代原料、调整水泥品种结构能在一定限度上实现co2的减排,但不能实现二氧化碳的捕集回收,而碳捕捉与碳封存可以实现co2的大量减排与回收利用。

    7、珊瑚礁在全球碳循环中扮演着重要角色。珊瑚礁生态系统的超强生产力主要依赖与之共生的、隶属虫黄藻科的光合作用甲藻(统称为虫黄藻)。虫黄藻是单细胞海藻的一种,体积十分微小,直径只有微米级别,通常每立方毫米的珊瑚中就有3万个虫黄藻。虫黄藻可以将高达95%的光合作用产物(如糖类、氨基酸、o2等)提供给珊瑚宿主以满足其生长和钙化所需,珊瑚则将co2、氮、磷等代谢废物提供给虫黄藻作为养分。

    8、虫黄藻具有极强的碳汇能力,生长繁殖能力强,可吸收水泥窑窑尾烟气co2进行光合作用,合成有机物供自身生长繁殖,具有很大的降碳潜力。


    技术实现思路

    1、解决的技术问题

    2、针对以上问题本发明提供一种操作简便、运行高效的水泥窑烟气co2回收方法及系统,实现了对水泥窑烟气中二氧化碳的高效捕捉收集,同时过剩藻类可作为鱼类饲料,具有较好的经济价值。

    3、技术方案

    4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    5、一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收系统,包括水泥窑尾排风机、窑尾烟囱、水泥厂废水处理装置,还包括冷凝器、虫黄藻保温光照培养装置、饲料加工装置、人工海水培养液装置、引风机;所述的水泥窑尾排风机出口分为两路,一路至冷凝器、一路至窑尾烟囱;所述的冷凝器设有窑尾烟气入口、冷凝烟气出口、冷凝废水出口;所述的水泥厂废水处理装置与冷凝废水出口相接;所述的虫黄藻保温光照培养装置设有冷凝烟气入口、海水培养液入口、洁净烟气出口、过剩藻类出口;所述的饲料加工装置设有过剩藻类入口;所述的人工海水培养液装置设有海水培养液出口;引风机设有洁净烟气入口、洁净烟气出口;所述的窑尾烟囱设有直排烟气入口和洁净烟气入口;水泥窑尾排风机出口连接冷凝器入口,水泥窑尾排风机出口连接窑尾烟囱入口,冷凝器出口连接水泥厂废水处理装置入口,冷凝器出口连接虫黄藻保温光照培养装置入口,人工海水培养液装置出口连接虫黄藻保温光照培养装置入口,虫黄藻保温光照培养装置出口连接引风机入口,虫黄藻保温光照培养装置出口连接饲料加工装置入口,引风机出口连接窑尾烟囱入口。

    6、进一步的,所述冷凝器为水冷冷凝器、空气冷却式冷凝器或蒸发式冷凝器。

    7、在前述方案的基础上所述虫黄藻保温光照培养装置可智能控温、调节ph值、调节氮磷营养物质比例。

    8、一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法,包括以下步骤:

    9、s1:将水泥窑尾排风机出口部分烟气通入冷凝器中,烟气冷凝后的废水排放至水泥厂废水处理装置,处理后回用,废水不外排,对环境无污染;

    10、s2:冷凝后的烟气通入到虫黄藻保温光照培养装置,将人工海水培养液装置中的海水培养液输送至虫黄藻保温光照培养装置,虫黄藻吸收烟气中的co2行光合作用,生长繁殖;

    11、s3:冷凝后的烟气经过虫黄藻保温光照培养装置被吸收co2后,通过引风机排放至窑尾烟囱,与水泥窑尾烟气直接排入窑尾烟囱的部分混合,一起排入大气;

    12、s4:虫黄藻保温光照培养装置中过剩藻类运输至饲料加工装置,把藻类加工成鱼类饲料,实现资源化利用。

    13、进一步的,所述s1中的窑尾烟气温度在60~200℃。

    14、在前述方案的基础上所述s1中的烟气冷凝后温度控制在20~50℃。

    15、作为本发明再进一步的方案,所述s2中的虫黄藻保温光照培养装置,保温温度为18~55℃。

    16、进一步的,所述s2中的人工海水培养液为含有氮和磷的营养液。

    17、有益效果

    18、与现有技术相比,本发明提供了一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法及系统,通过将水泥窑尾排风机出口一部分烟气通入冷凝器进行冷凝,冷凝后控制为20~50℃,冷凝回收的废水接入水泥厂废水处理装置,处理后回用不外排,剩余烟气排放至窑尾烟囱;冷凝器出口的冷凝烟气通入虫黄藻保温光照培养装置;人工海水培养液装置输送海水培养液至虫黄藻保温光照培养装置,虫黄藻利用冷凝烟气中的co2和人工海水培养液的氮、磷进行光合作用生长繁殖,回收烟气中的co2,吸收co2后的烟气通过窑尾烟囱排入大气;过剩藻类运输至饲料加工装置制成鱼类饲料,本发明工艺简单,适用范围广,虫黄藻具有较强的碳汇能力,对于水泥窑尾中的co2有较强的回收能力和较高的回收效率,回收成本低,具有良好的经济效益和环境效益工艺简单,实现了对水泥窑烟气中二氧化碳的高效捕捉收集,同时过剩藻类可作为饲料,具有较好的经济价值。



    技术特征:

    1.一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收系统,包括水泥窑尾排风机(1)、窑尾烟囱(4)、水泥厂废水处理装置(3),其特征在于:还包括冷凝器(2)、虫黄藻保温光照培养装置(5)、饲料加工装置(6)、人工海水培养液装置(7)、引风机(8);所述的水泥窑尾排风机(1)出口分为两路,一路至冷凝器(2)、一路至窑尾烟囱(4);所述的冷凝器(2)设有窑尾烟气入口、冷凝烟气出口、冷凝废水出口;所述的水泥厂废水处理装置(3)与冷凝废水出口相接;所述的虫黄藻保温光照培养装置(5)设有冷凝烟气入口、海水培养液入口、洁净烟气出口、过剩藻类出口;所述的饲料加工装置(6)设有过剩藻类入口;所述的人工海水培养液装置(7)设有海水培养液出口;引风机(8)设有洁净烟气入口、洁净烟气出口;所述的窑尾烟囱(4)设有直排烟气入口和洁净烟气入口;水泥窑尾排风机(1)出口连接冷凝器(2)入口,水泥窑尾排风机(1)出口连接窑尾烟囱(4)入口,冷凝器(2)出口连接水泥厂废水处理装置(3)入口,冷凝器(2)出口连接虫黄藻保温光照培养装置(5)入口,人工海水培养液装置(7)出口连接虫黄藻保温光照培养装置(5)入口,虫黄藻保温光照培养装置(5)出口连接引风机(8)入口,虫黄藻保温光照培养装置(5)出口连接饲料加工装置(6)入口,引风机(8)出口连接窑尾烟囱(4)入口。

    2.根据权利要求1所述的一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收系统,其特征在于,所述冷凝器(2)为水冷冷凝器、空气冷却式冷凝器或蒸发式冷凝器。

    3.根据权利要求1所述的一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收系统,其特征在于,所述虫黄藻保温光照培养装置(5)可智能控温、调节ph值、调节氮磷营养物质比例。

    4.一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法,其特征在于,包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法,其特征在于,所述s1中的窑尾烟气温度在60~200℃。

    6.根据权利要求4所述的一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法,其特征在于,所述s1中的烟气冷凝后温度控制在20~50℃。

    7.根据权利要求4所述的一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法,其特征在于,所述s2中的虫黄藻保温光照培养装置(5),保温温度为18~55℃。

    8.根据权利要求4所述的一种虫黄藻用于水泥窑烟气co2回收方法,其特征在于,所述s2中的人工海水培养液为含有氮和磷的营养液。


    技术总结
    本发明涉及水泥窑烟气CO2回收技术领域,且公开了一种虫黄藻用于水泥窑烟气CO2回收方法及系统包括以下步骤:将水泥窑尾排风机出口一部分烟气通入冷凝器进行冷凝,冷凝后控制为20~50℃,冷凝回收的废水接入水泥厂废水处理装置,处理后回用不外排,剩余烟气排放至窑尾烟囱;冷凝器出口的冷凝烟气通入虫黄藻保温光照培养装置;人工海水培养液装置输送海水培养液至虫黄藻保温光照培养装置,虫黄藻利用冷凝烟气中的CO2和人工海水培养液的氮、磷进行光合作用生长繁殖。本发明工艺简单,适用范围广,虫黄藻具有较强的碳汇能力,对于水泥窑尾中的CO2有较强的回收能力和较高的回收效率,回收成本低,具有良好的经济效益和环境效益。

    技术研发人员:桑圣欢,闫伟,钟根,康宇,吴涛,钟永超,陈杰
    受保护的技术使用者:中材国际智能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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