一種硅鈣鉀肥的生產工藝和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅鈣鉀肥的生產工藝，以水不溶性鉀礦和石灰石或者白云石為原料，依序經過破碎、粉磨、回轉窯煅燒、冷卻機冷卻、破碎和粉磨，得到硅鈣鉀肥。其中，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1150～1400℃，物料在窯內停留時間為20～60分鐘。本發(fā)明還公開了采用上述方法的設備。與粉磨制塊隧道窯燒結硅鈣鉀肥的工藝相比，本發(fā)明采用預熱器系統(tǒng)預熱、分解爐分解、回轉窯煅燒及冷卻機冷卻工藝，大大降低生產線熱耗和生產成本，大大改善環(huán)保性能，提高了單線生產能力；取消隧道窯燒結工藝中的加水壓塊工序，簡化工藝；燃料采用煤粉，燃料成本下降；人工勞動強度大幅下降，自動化程度高，系統(tǒng)參數可測可控。
【專利說明】一種硅鈣鉀肥的生產工藝和設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硅鈣鉀肥的生產工藝和設備。
【背景技術】
[0002]植物對氮、磷、鉀的吸收是按比例進行的，三者相互促進，不能互相替代。按照施肥的通用原則，氮(N):磷 (P2O5):鉀(K2O)的合理比例為1:0.5:0.5，而我國目前施肥的比例為
1:0.28:0.1，長期缺鉀少磷，導致化肥利用率低下。另外，我國在施肥上對硅肥的重大作用缺乏認識，致使極少施硅肥或不施硅肥。這些問題制約了我國農業(yè)的發(fā)展。
[0003]我國鉀肥短缺的主要原因是水溶性鉀資源極少。如何利用我國儲量巨大的水不溶性含鉀硅酸鹽巖石生產鉀肥，從而提高我國鉀肥自給率，就是擺在科技工作者面前的一個重要課題。
[0004]專利ZL92111690.X公開了 “一種鉀鈣肥的生產方法”，其工藝過程是:鉀礦石粉和石灰石粉或白云石粉按重量比1:0.7~1:1.4的比例混勻后制成塊狀，再放在輪窯、隧道窯或倒焰窯中在1150~1350°C煅燒，燒結物經粉碎而成鉀鈣肥產品或硅鎂鉀肥產品。
[0005]目前硅鈣鉀肥的生產多采用隧道窯煅燒，即先將鉀礦石和石灰石進行破碎，按一定比例配料后再經粉磨、加水壓制成塊，由人工裝到窯車上，將裝好的窯車推進隧道窯；
[0006]通過一定保溫時間后硅鈣鉀的生料被燒熟，硅鈣鉀肥被冷卻后出窯入半成品庫；再將半成品壓塊的硅鈣鉀肥進行破碎和粉磨，即可得成品肥料進入料倉，再進入包裝機進行成品包裝入庫。這種工藝稱為“粉磨制塊隧道窯燒結工藝”。目前隧道窯的加熱燃燒主要是重油、輕柴油、天然氣和煤氣，因燃油成本較高使用較多的是天然氣和煤氣。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種方法簡單、能耗低、效率高的硅鈣鉀肥的生產工藝及采用該工藝的設備。
[0008]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的一個技術方案是:一種硅鈣鉀肥的生產工藝，以水不溶性鉀礦一含鉀硅酸鹽巖石和石灰石或者白云石為原料，依序經過破碎、粉磨、回轉窯煅燒、冷卻機冷卻、破碎和粉磨，得到硅鈣鉀肥；其中，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1150~1400°C，物料在窯內停留時間為20~60分鐘。
[0009]在粉磨工序之后回轉窯煅燒工序之前對物料進行預熱。
[0010]在粉磨工序之后回轉窯煅燒工序之前對物料進行分解。
[0011]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的另一個技術方案是:采用上述工藝生產硅鈣鉀肥的設備，包括順次相連的回轉窯和冷卻機。
[0012]所述回轉窯的尾部與窯尾煙室連接，所述窯尾煙室與預熱器系統(tǒng)連接，所述預熱器系統(tǒng)設有至少三級旋風筒。
[0013]在所述預熱器系統(tǒng)中設有分解爐，所述分解爐的氣流入口與所述窯尾煙室連接，分解爐帶料氣流出口與所述預熱器系統(tǒng)的末級旋風筒的進風管連接，分解爐物料入口與所述預熱器系統(tǒng)的倒數第二級旋風筒的下料口相連。
[0014]所述冷卻機通過窯頭罩與所述回轉窯相連。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0016]I)采用回轉窯煅燒粉磨后的原料，取消隧道窯燒結工藝中的加水壓塊工序，工藝簡單；采用冷卻機冷卻出窯后的燒成物，能耗低，效率高。
[0017]2)在原料進入回轉窯之前，采用預熱器系統(tǒng)預熱、分解爐分解，能夠進一步降低生產線的熱耗和生產成本，大大改善環(huán)保性能，提高單線的生產能力；
[0018]3)燃料可以采用煤粉，能夠使燃料成本下降；
[0019]4)使用成套自動化設備，自動化程度高，無需人工裝窯，人工勞動強度大幅下降，并且生產系統(tǒng)的參數可測可控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明生產硅鈣鉀肥的設備示意圖之一；
[0021]圖2是本發(fā)明生產硅鈣鉀肥的設備示意圖之二。
[0022]圖中:帶箭頭虛線為氣流方向，帶箭頭實線為料流方向；1、喂料點，2、預熱器系統(tǒng)的第一級旋風筒，3、預熱器系統(tǒng)的第二級旋風筒，4、預熱器系統(tǒng)的第三級旋風筒，5、預熱器系統(tǒng)的第四級旋風筒，6、分解爐，7、預熱器系統(tǒng)的第五級旋風筒，8、窯尾煙室，9、回轉窯，10、窯頭罩，11、冷卻機，12、回轉窯燃燒器，13、分解爐燃燒器。
【具體實施方式】
[0023]為能進一步 了解本發(fā)明的
【發(fā)明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0024]本發(fā)明公開了一種硅鈣鉀肥的生產工藝，以水不溶性鉀礦一含鉀硅酸鹽巖石和石灰石或者白云石為原料，依序經過破碎、粉磨、回轉窯煅燒、冷卻機冷卻、破碎和粉磨，得到硅鈣鉀肥；其中，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1150~1400°C，物料在窯內停留時間為20~60分鐘。
[0025]實施例1:以水不溶性鉀礦一含鉀硅酸鹽巖石和石灰石為原料，依序經過破碎、粉磨、回轉窯煅燒、冷卻機冷卻、破碎和粉磨，得到硅鈣鉀肥；其中，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1150~1250°C，物料在窯內停留時間為20~60分鐘。
[0026]在本實施例中，為了減少熱耗和生產成本，在粉磨工序之后回轉窯煅燒工序之前對物料進行預熱。進一步地，在預熱過程中，對物料進行分解。
[0027]實施例2:與實施例1不同的是，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1250~1350°C，物料在窯內停留時間為30~50分鐘。
[0028]實施例3:與實施例1不同的是，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1200~1400°C，物料在窯內停留時間為20~40分鐘。
[0029]實施例4:與實施例1不同的是，以水不溶性鉀礦一含鉀娃酸鹽巖石和白云石為原料。
[0030]實施例5:與實施例2不同的是，以水不溶性鉀礦一含鉀娃酸鹽巖石和白云石為原料。[0031]實施例6:與實施例3不同的是，以水不溶性鉀礦一含鉀娃酸鹽巖石和白云石為原料。
[0032]請參見圖1，采用上述方法生產硅鈣鉀肥的設備之一，包括順次相連的回轉窯9和冷卻機11。
[0033]在本實施例中，所述回轉窯9的尾部與窯尾煙室8連接，所述窯尾煙室8與預熱器系統(tǒng)連接，所述預熱器系統(tǒng)設有五級旋風筒，由第一級旋風筒2、第二級旋風筒3、第三級旋風筒4、第四級旋風筒5和第五級旋風筒7組成。所述預熱器系統(tǒng)的第一級旋風筒2設有與廢氣處理系統(tǒng)連接的風管。在所述預熱器系統(tǒng)中設有分解爐6，所述分解爐6的氣流入口與所述窯尾煙室8連接，分解爐6帶料氣流出口與所述預熱器系統(tǒng)的第五級旋風筒7的進風管連接，分解爐6物料入口與所述預熱器系統(tǒng)的第四級旋風筒5的下料口相連。所述冷卻機11通過窯頭罩10與所述回轉窯9相連。
[0034]上述設備的工作原理:
[0035]水不溶性鉀礦和石灰石或者白云石制成的生料經過粉磨、儲存及計量后，通過提升設備輸送到窯尾，首先進入第一級旋風筒2的進風管后經過充分分散，并與第二級旋風筒3出來的氣流進行熱交換實現預熱升溫，然后含塵氣流進入第一級旋風筒2進行氣固分離，分離出的物料進入第二級旋風筒3的進風管，分離后的氣流進入廢氣管道；物料進入第二級旋風筒3的進風管后經過充分分散，并與第三級旋風筒4出來的氣流進行換熱，然后含塵氣流進入第二級旋風筒3進行氣固分離，分離出的物料進入第三級旋風筒4的進風管，分離后的氣流進入第一級旋風筒2 ;物料進入第三級旋風筒4的進風管后經過充分分散，并與第四級旋風筒5出來的氣流進行換熱，然后含塵氣流進入第三級旋風筒4進行氣固分離，分離出的物料進入第四級旋風筒5的進風管，分離后的氣流進入第二級旋風筒3 ;物料進入第四級旋風筒5的進風管后經過充分分散，并與第五級旋風筒7出來的氣流進行換熱，然后含塵氣流進入第四級旋風筒5進行氣固分離，分離出的物料進入分解爐6，分離后的氣流進入第三級旋風筒4 ;物料進入分解爐6后充分分散,吸收分解爐6內燃料燃燒放出的熱量,生料中的碳酸鹽組分能夠迅速吸熱、分解，完成一系列反應后氣體攜帶著物料進入第五級旋風筒7進行氣固分離，分離出的物`料進入窯尾煙室8，分離后的氣流進入第四級旋風筒5 ;物料在經過窯尾煙室8后，進入回轉窯9內煅燒，發(fā)生一系列的化學反應，完成物料的煅燒，然后經由窯頭罩10進入冷卻機11進行冷卻，冷卻機11冷卻后的物料和收塵器收集的物料合并在一起得到硅鈣鉀肥產品，經過收塵器收塵后的氣體可以用作煤磨系統(tǒng)的烘干熱源，也可以進入廢氣處理系統(tǒng)?；剞D窯9可以通過回轉窯燃燒器12引入燃料。分解爐6可以通過分解爐燃燒器13引入燃料。
[0036]水不溶性鉀礦和石灰石或者白云石制成的生料經過粉磨、儲存及計量后，通過提升設備輸送到窯尾，也可以首先進入第二級旋風筒3的進風管后經過充分分散，并與第三級旋風筒4出來的氣流進行熱交換實現預熱升溫，然后含塵氣流進入第二級旋風筒3進行氣固分離，分離出的物料進入第三級旋風筒4的進風管，分離后的氣流進入第一級旋風筒
2;接著進行一系列換熱和氣固分離。物料在經過窯尾煙室8后，進入回轉窯9發(fā)生煅燒，然后經由窯頭罩10進入冷卻機11進行冷卻，最終得到硅鈣鉀肥產品產品。這種情況下，第一級旋風筒2出口廢氣溫度較高，可以滿足較大水分原料的烘干。
[0037]本實施例可以將出預熱器系統(tǒng)第一級旋風筒的廢氣和/或冷卻機余風引至粉磨系統(tǒng)烘干生料，將冷卻機內高溫的空氣作為二次空氣從窯頭罩引入回轉窯內，作為三次空氣從三次風管引入分解爐內，充分利用了熱焓，達到了系統(tǒng)節(jié)能的目的；分解爐新生成的CaO活性較高，很容易脫除煙氣中的SO2，使煙氣滿足環(huán)保排放要求，可以省去在廢氣風機出口安裝脫硫設備對排出煙氣進行凈化。
[0038]本實施例的關鍵在于:由多級旋風筒組成一個預熱器系統(tǒng)，可以實現生料煅燒前的預熱；預熱器系統(tǒng)中設置分解爐，可以實現生料中碳酸鹽的分解，大大提高系統(tǒng)產量和降低系統(tǒng)熱耗。該系統(tǒng)中喂料點比較靈活，生料可喂入第一級旋風筒2的進風管，實現五級預熱器換熱；也可以喂入第二級旋風筒3的進風管，實現四級預熱器換熱。該預熱器系統(tǒng)實現了硅鈣鉀肥生產領域的新突破，大大降低了生產成本，有效地提高了生產能力。
[0039]上述實施例中分解爐6可以是噴騰型、管道型、旋流型、流態(tài)化型或者是多種組合的型式。
[0040]請參見圖2，采用上述方法生產硅鈣鉀肥的設備之二，與生產硅鈣鉀肥的設備之一的不同之處在于:取消了分解爐6。第四級旋風筒5分離出的物料進入第五級旋風筒7的進風管，并與窯尾煙室8出來的熱氣流進行換熱，然后含塵氣流進入第五級旋風筒7進行氣固分離，分離出的物料進入窯尾煙室8，分離后的氣流進入第四級旋風筒5 ;物料在經過窯尾煙室8后，進入回轉窯9發(fā)生煅燒，然后經由窯頭罩10落入冷卻機11進行冷卻，冷卻機11冷卻后的物料和收塵器收集的物料合并在一起得到硅鈣鉀肥產品。
[0041]上述所有實施例中采用預熱器系統(tǒng)預熱硅鈣鉀肥生料時，可以將生料喂入預熱器系統(tǒng)的不同位置，預熱后的生料再進入回轉窯進行煅燒。上述所有實施例也可以不采用預熱器系統(tǒng)，直接將生料直接喂入回轉窯進行煅燒。上述所有實施例中的預熱器級數還可以為六級、四級、三級；上 述所有實施例中的冷卻機可以是篦式冷卻機，可以是單筒冷卻機，或者是其它結構型式的冷卻機。
[0042]盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種硅鈣鉀肥的生產工藝，其特征在于，以水不溶性鉀礦和石灰石或者白云石為原料，依序經過破碎、粉磨、回轉窯煅燒、冷卻機冷卻、破碎和粉磨，得到硅鈣鉀肥；其中，回轉窯煅燒工序中燒成帶溫度為1150~1400°C，物料在窯內停留時間為20~60分鐘。
2.根據權利要求1所述硅鈣鉀肥的生產工藝，其特征在于，在粉磨工序之后回轉窯煅燒工序之前對物料進行預熱。
3.根據權利要求2所述硅鈣鉀肥的生產工藝，其特征在于，在粉磨工序之后回轉窯煅燒工序之前對物料進行分解。
4.一種采用如權利要求1所述硅鈣鉀肥的生產工藝的設備，其特征在于，包括順次相連的回轉窯和冷卻機。
5.根據權利要求4所述的硅鈣鉀肥的生產設備，其特征在于，所述回轉窯的尾部與窯尾煙室連接，所述窯尾煙室與預熱器系統(tǒng)連接，所述預熱器系統(tǒng)設有至少三級旋風筒。
6.根據權利要求5所述的硅鈣鉀肥的生產設備，其特征在于，在所述預熱器系統(tǒng)中設有分解爐，所述分解爐的氣流入口與所述窯尾煙室連接，分解爐帶料氣流出口與所述預熱器系統(tǒng)的末級旋風筒的進風管連接，分解爐物料入口與所述預熱器系統(tǒng)的倒數第二級旋風筒的下料口相連。
7.根據權利要求4所述的硅鈣鉀肥的生產設備，其特征在于，所述冷卻機通過窯頭罩與所述回轉窯相連。`
【文檔編號】C05G1/00GK103739341SQ201410015547
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權日:2014年1月14日
【發(fā)明者】李小燕, 彭學平, 俞為民, 朱金波, 萬夫偉, 郭濤, 黃茜 申請人:天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司