CH4-O2/H2O(g)白云石煅烧与CO2富集系统研究

作者：房玉; 蒋滨繁; 夏德宏^*

来源：轻金属, 2023, (01): 47-53.

DOI：10.13662/j.cnki.qjs.2023.01.011

• 白云石
• 煅烧
• 氧-燃料燃烧
• 热力学分析

白云石煅烧是皮江法炼镁的第一步，存在CO2排放严重、能耗高等问题。为减少白云石煅烧工艺CO2排放，创建了基于CH4-O2/H2O(g)燃烧技术的白云石煅烧及其CO2富集系统，可富集白云石分解和燃料燃烧产生的全部CO2,实现CO2净零排放。通过Aspen plus建立系统换热网络，探究了系统热效率和火用效率随运行参数的变化，并分别以热效率最大和火用效率最大为目标对系统进行了优化。以单炉产能为150 t/d的白云石煅烧体系为例，该工艺CH4燃烧量为5.184 mol/(kg-CaMg(CO3)2),具有每年约460万吨的CO2资源化回收潜力。热力学优化结果表明：当H2O(g)掺入量为9.02 mol/(kg-CaMg(CO3)2)、CH4燃烧温度为1592 K时，系统热效率最高为71.88%;当H2O(g)掺入量为9.24 mol/(kg-CaMg(CO3)2)、CH4燃烧温度为1673 K时，系统火用效率最高为51.93%。相较于传统白云石煅烧工艺，系统热效率、火用效率分别提高约8.28%、16.23%。

• 单位
  北京科技大学