專利名稱：煅燒物料的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于化工生產技術領域，涉及一種煅燒物料的方法和裝置，具體涉及一種分體式煅燒物料的方法和裝置的改進。
背景技術：
石灰除了是重要的建筑材料外，也是冶金、化工工業的重要原料。傳統技術是以白云石、石灰石為原材料，采用帶燃燒梁的豎窯煅燒成石灰。這樣的過程不足是豎窯內的石料從上向下運行，爐氣自下而上流動，爐氣流動的方向與石料流動的方向相反，石料的氣體阻力大，爐內壓力高，容易出現氣體偏析現象，造成石灰石受熱不均勻，影響產品質量。本申請人在專利號為ZL200320111077.3的實用新型專利公開了一種內外加熱式石灰爐，該石灰爐的燃燒系統設有爐筋燃燒管和空氣燒嘴，爐筋燃燒管上設有燃燒器(燒嘴)，有效地解決了煅燒帶火焰和熱量的分布，提高了燃燒效率，但是爐筋燃燒管在工作過程中需要用冷卻介質冷卻梁體，不僅浪費掉一些熱量，而且增加了設備成本和操作費用。石灰窯需要整體安裝，不利于移動或更換，也不利于系列化生產設備構件。本申請人在專利申請號為201010156632. 9的發明專利申請公開一種煅燒物料的方法和設備，所述設備的預熱室、煅燒室和冷卻室為分體式結構，預熱室分為低溫預熱室和高溫預熱室，冷卻室分為高溫冷卻室和低溫冷卻室。被煅燒物料在進料設備、低溫預熱室、 高溫預熱室、煅燒室、高溫冷卻室、低溫冷卻室之間通過斗式升降輸送設備輸送。被煅燒物料在分體式的預熱室、煅燒室和冷卻室中進行預熱、煅燒和冷卻過程，制成煅燒產品。冷卻室冷卻產品后的高溫氣體通過氣體管路輸送至預熱室預熱被煅燒物料。該專利充分利用熱能，節省換熱設備，減少溫室氣體排放，有利于環境保護。該專利的設備分開制作，現場組裝，方便運輸、安裝、設備檢查與更換，有利于規范化生產。但是該專利技術將燃料與石灰石在煅燒室混在一起，直接燃燒使石灰石分解，燃燒的灰塵和煙氣中的硫等有害物質直接附著在石灰產品的表面，影響石灰產品的質量。冷卻石灰和預熱石灰石后含有灰塵的氣體進入蓄熱器，聚積在蓄熱體之間，阻塞氣體流通通道，降低換熱效率，需要經常清理。
發明內容
為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種燃燒和加熱介質氣體潔凈、對石灰產品污染小的煅燒物料方法，提高煅燒產品的質量。本發明的另一目的是提供一種實現上述煅燒物料方法的裝置。本發明提供的煅燒物料的方法為，被煅燒物料經過分體式煅燒裝置進行預熱、煅燒和冷卻過程，制成石灰產品，煅燒溫度為800 1600°C。被煅燒物料在各預熱室之間、預熱室與煅燒室之間、煅燒室和冷卻室之間及各冷卻室之間通過物料輸送機輸送。燃料、助燃氣體在外置的燃燒室中燃燒，產生的煙氣經氣體處理裝置處理后到煅燒室煅燒物料，離開煅燒室的煙氣經煙氣除塵器除塵、在蓄熱器放出熱量后到廢氣排放系統排放。冷卻室冷卻石灰產品后的氣體通過氣體管路輸送至預熱室預熱被煅燒物料，然后經旋風分離器除塵和蓄熱器預熱后到燃燒室助燃燃燒。被煅燒物料為石灰石或白云石。燃料為固體燃料、液體燃料或氣體燃料，或上述兩種或三種燃料的組合。固體燃料為煤粉或焦粉，助燃氣體為空氣、純氧或富氧氣體，富氧氣體的氧含量為21 100%。本發明提供一種煅燒物料的裝置，所述裝置為分體式結構。裝置包括預熱室、煅燒室、冷卻室、蓄熱器、進料設備、出料設備和廢氣排放系統。預熱室與進料設備連接，冷卻室與出料設備連接，各預熱室之間、預熱室與煅燒室之間、煅燒室與冷卻室之間和各冷卻室之間通過物料輸送機連接。鼓風機與冷卻室13b連接，冷卻室13b通過氣體管路依次與冷卻室13a、預熱室9b和預熱室9a連接，各室之間從上部出口連接到下部入口。所述裝置還設有外置的燃燒室、氣體處理裝置和煙氣除塵器。預熱室出口通過旋風分離器、三通閥和蓄熱器連接到燃燒室。燃燒室煙氣出口通過氣體處理裝置連接到煅燒室，煅燒室氣體出口通過煙氣除塵器、三通閥和蓄熱器連接到廢氣排放系統。物料輸送機為螺旋輸送機、斗式提升機、管鏈提升機或板鏈提升機。螺旋輸送機為直立式結構，主要由傳動桿、提升管道、旋轉進料口、旋轉出料口、傳動裝置、馬達和底座組成。蓄熱器為立式結構，蓄熱器中裝有蓄熱體，蓄熱體的材質為鋼鐵材料、陶瓷或耐熱材料， 蓄熱體的形狀為球形體、柱狀體、矩形塊狀體或蜂窩狀體，或上述形狀蓄熱體的混合物。燃燒室設有1 10個燒嘴，煙氣出口位于燒嘴的對面；所述燒嘴為氣體燃料燒嘴、液體燃料燒嘴或固體燃料燒嘴，或上述兩種或三種燒嘴的組合。裝置設有換熱器，換熱器為間壁式換熱器，鼓風機通過換熱器與冷卻器連接。氣體處理裝置包括除塵設備或/和脫硫設備。廢氣排放系統包括除塵器、引風機和煙囪。預熱室、煅燒室和冷卻室的截面為圓形、矩形或準矩形。預熱室、煅燒室、冷卻室和蓄熱器的殼體外部設有保溫層。氣體管路為絕熱輸送管路， 氣體管路內襯有耐火保溫材料。本發明有益的效果是①通過外置的燃燒室，燃料在燃燒室燃燒，產生的高溫煙氣經氣體處理裝置除塵或/和脫硫處理后到煅燒室煅燒石灰石物料，燃料燃燒和煅燒物料分開，避免煙氣中灰塵和二氧化硫等有害物質污染石灰產品，提高石灰產品的質量和純度。② 冷卻石灰和預熱石灰石后的氣體經過旋風分離器除塵處理后進入蓄熱器，避免堵塞蓄熱器中氣體通道，減少停車清理次數，延長工作周期，提高換熱效率。③使用兩臺螺旋輸送機在各預熱室之間和預熱室與煅燒室之間，冷卻室與煅燒室之間和各冷卻室之間輸送物料，輸送效率高，占地空間小。螺旋輸送機結構簡單，易于檢修，適用任何方向和高度的進、出料口，方便整體設備的規劃。螺旋輸送機進料口、出料口旋轉活動門轉向靈活，配合自動化操作，成為各室之間物料輸送的共用設備。④廢氣排放出口安裝換熱器，充分利用煙氣余熱， 使熱能利用最佳化。⑤分體式結構的煅燒裝置，使用新鮮空氣冷卻石灰產品，減少石灰與 CO2接觸，避免石灰產品碳酸化問題。⑥被煅燒物料可使用小塊狀料或粉料，節省優質原材料。煅燒溫度高，速度快、效果好。⑦由于煅燒室、冷卻室和預熱室分開設置，煅燒室可采用高溫進行物料鍛燒，對冷卻室和預熱室影響小，提高作業率及鍛燒質量。
圖1為本發明煅燒物料裝置的流程示意圖；圖2為直立式螺旋輸送機結構示意圖。
其中IaUb-三通閥、2-噴煤設備、3-燃燒室、4a、4b_蓄熱器、5_旋風分離器、6_氣體處理裝置、7-煅燒室、8-進料設備、9a、9b-預熱室、IOaUOb-螺旋輸送機、11-換熱器、12-鼓風機、13a、13b-冷卻室、14-出料設備、15-旋轉出料口、16-提升管道、17-傳動桿、19-底座、20-傳動裝置、21-電機、22-旋轉進料口、23-閥門、24-煙氣除塵器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的說明。本發明煅燒物料的裝置如圖1所示，包括燃燒室3、預熱室(9a、9b)、煅燒室7、冷卻室(13a、13b)、旋風分離器5、換熱器11、螺旋輸送機(10a、IOb)、煙氣除塵器24、蓄熱器 (4a、4b)、進料設備8、出料設備14和廢氣排放系統。裝置為燃燒室、預熱室、煅燒室和冷卻室分體式結構。預熱室9a為低溫預熱室，預熱室9b為高溫預熱室，冷卻室13a為高溫冷卻室，冷卻室13b為低溫冷卻室。預熱室、煅燒室和冷卻室的進料口分別位于上部，出料口位于下部。預熱室9a與進料設備連接，冷卻室13b與出料設備連接。預熱室9a與預熱室9b 之間、預熱室％與煅燒室7之間通過螺旋輸送機IOa連接，煅燒室與冷卻室13a之間、冷卻室13a與冷卻室13b之間通過螺旋輸送機IOb連接。如圖2所示，螺旋輸送機10為直立式結構，由傳動桿17、提升管道16、旋轉進料口 22、旋轉出料口 15、傳動裝置20、馬達21和底座19組成。各室的進料口與螺旋輸送接的旋轉出料口 15連接，各室的出料口與螺旋輸送機的旋轉進料口 22連接。鼓風機12出口分為兩路，一路與冷卻器13b連接，一路通過換熱器11與冷卻器13b連接，兩路都設有閥門23，用于調節進入冷卻室13b空氣的溫度。冷卻室13b通過氣體管路依次與冷卻室13a、預熱室9b和預熱室9a連接，各室之間從上部出口連接到下部入口。預熱室9a出口通過旋風分離器5、三通閥Ia和蓄熱器4a、4b連接到燃燒室3的燒嘴處，蓄熱器出口設有閥門23。燃燒室內設有1 10個固體燃料燒嘴，燒嘴與噴煤設備2連接，煙氣出口位于燒嘴的對面。燃燒室煙氣出口通過氣體處理裝置6連接到煅燒室7，氣體處理裝置包括除塵設備，除塵設備為重力沉降除塵器。煅燒室氣體出口通過煙氣除塵器24、三通閥lb、蓄熱器(4a、4b)、換熱器11連接到廢氣排放系統，蓄熱器出口設有閥門23。煙氣除塵器為重力沉降除塵器。蓄熱器為立式結構，蓄熱器中蓄熱體為鋼制球狀體。廢氣排放系統包括除塵器、引風機和煙囪，除塵器為布袋除塵器。預熱室、冷卻室和蓄熱器的截面為圓形，燃燒室、煅燒室的截面為矩形。燃燒室、預熱室、煅燒室、冷卻室和蓄熱器殼體外部設有保溫層。氣體管路為絕熱輸送管路，氣體管路內襯有耐火保溫材料。本實施例以石灰石為被煅燒物料，以無煙煤粉為燃料，煅燒過程為石灰石通過進料設備8，經物料入口輸送至預熱室9a，從預熱室9b來的高溫空氣對預熱室9a中的石灰石物料進行預熱。預熱至200 300°C的石灰石物料通過螺旋輸送機送入預熱室9b進行高溫預熱，預熱至700 800°C的石灰石通過螺旋輸送機送入煅燒室7。從燃燒室3過來的高溫煙氣對預熱后的石灰石進行煅燒，煅燒溫度為1200 1400°C。煅燒后的石灰通過螺旋輸送機送入冷卻室13a進行高溫冷卻，高溫冷卻后的石灰溫度為600 700°C，再通過螺旋輸送機由冷卻室13a送入冷卻室13b進行低溫冷卻，低溫冷卻后的石灰溫度為100 200°C， 冷卻后的石灰產品經出料設備14出裝置。由鼓風機12產生的冷卻空氣分兩路，一路經換熱器11進入冷卻室13b，一路直接進入冷卻室13b，通過兩路上的閥門23調節進入冷卻室13b空氣的溫度。冷卻空氣先對冷卻室13b進行冷卻，溫度升高后的空氣經空氣管路到冷卻室13a對由煅燒室進入冷卻室的高溫石灰進行冷卻。經過低溫冷卻和高溫冷卻石灰產品后溫度升高的空氣依次進入預熱室9b、9a預熱石灰石物料。離開預熱室9a的空氣經旋風分離器除塵和蓄熱器預熱后到燃燒室助燃燃燒。煤粉經噴煤設備2到燃燒室與預熱后的空氣混合燃燒，產生的煙氣經氣體處理裝置除塵處理后到煅燒室煅燒石灰石物料。離開煅燒室的廢氣經煙氣除塵器24除塵后在蓄熱器4a、4b放出熱量，再經換熱器11回收余熱后到廢氣排放系統排放。兩個蓄熱器蓄熱放熱交替運行，操作過程為，離開煅燒室7的高溫煙氣在煙氣除塵器除塵后經三通閥Ib進入蓄熱器4a，把熱量傳給蓄熱器中的蓄熱體，然后經閥門23、換熱器11到廢氣排放系統排放。此時離開旋風分離器5的空氣經三通閥Ia進入蓄熱器4b，蓄熱器中的蓄熱體放出熱量預熱空氣，預熱后的空氣進入燃燒室燒嘴助燃燃燒。然后換向，煙氣在蓄熱器4b放熱后到廢氣排放系統排放，空氣在蓄熱器4a預熱后到燃燒室助燃。根據蓄熱器出口煙氣的測定溫度控制換向，本實施例控制換向的溫度值為150°C，當蓄熱器出口煙氣溫度低于150°C時進行換向。通過三通閥la、lb和蓄熱器的出口閥門23的動作自動進行換向操作。
權利要求
1.一種煅燒物料的方法，被煅燒物料經過分體式煅燒裝置進行預熱、煅燒和冷卻過程， 制成石灰產品，煅燒溫度為800 1600°C，所述被煅燒物料在各預熱室(9a、9b)之間、預熱室與煅燒室(7)之間、煅燒室和冷卻室之間及各冷卻室(13a、13b)之間通過物料輸送機輸送，其特征是燃料、助燃氣體在外置的燃燒室(3)中燃燒，產生的煙氣經氣體處理裝置(6) 處理后到煅燒室煅燒物料，離開煅燒室的煙氣經煙氣除塵器除塵、在蓄熱器(4a、4b)放出熱量后到廢氣排放系統排放；冷卻室冷卻石灰產品后的氣體通過氣體管路輸送至預熱室預熱被煅燒物料，然后經旋風分離器除塵和蓄熱器預熱后到燃燒室助燃燃燒。
2.根據權利要求1所述煅燒物料的方法，其特征是所述被煅燒物料為石灰石或白云石；所述燃料為固體燃料、液體燃料或氣體燃料，或上述兩種或三種燃料的組合，所述固體燃料為煤粉或焦粉，所述助燃氣體為空氣、純氧或富氧氣體，富氧氣體的氧含量為21 100%。
3.一種煅燒物料的裝置，所述裝置為分體式結構，包括預熱室(9a、9b)、煅燒室(7)、 冷卻室(13a、13b)、蓄熱器(4a、4b)、進料設備(8)、出料設備(14)和廢氣排放系統，所述預熱室(9a)與進料設備連接，冷卻室(13b)與出料設備連接，各預熱室之間、預熱室與煅燒室之間、煅燒室與冷卻室之間和各冷卻室之間通過物料輸送機連接，鼓風機(12)與冷卻室 (13b)連接，冷卻室(13b)通過氣體管路依次與冷卻室(13a)、預熱室(9b)和預熱室(9a)連接，各室之間從上部出口連接到下部入口，其特征是所述裝置還設有外置的燃燒室(3)、 氣體處理裝置(6)和煙氣除塵器(24)，預熱室(9a)出口通過旋風分離器(5)、三通閥(Ia) 和蓄熱器(4a、4b)連接到燃燒室(3)，燃燒室煙氣出口通過氣體處理裝置(6)連接到煅燒室(7)，煅燒室氣體出口通過煙氣除塵器(24)、三通閥(Ib)和蓄熱器(4a、4b)連接到廢氣排放系統。
4.根據權利要求3所述煅燒物料的裝置，其特征是所述物料輸送機為螺旋輸送機 (IOaUOb)、斗式提升機、管鏈提升機或板鏈提升機。
5.據權利要求4所述煅燒物料的裝置，其特征是所述螺旋輸送機為直立式結構，主要由傳動桿(17)、提升管道(16)、旋轉進料口(22)、旋轉出料口(15)、傳動裝置(20)、馬達 (21)和底座(19)組成。
6.根據權利要求3所述煅燒物料的裝置，其特征是所述蓄熱器為立式結構，蓄熱器中裝有蓄熱體，所述蓄熱體的材質為鋼鐵材料、陶瓷或耐熱材料，蓄熱體的形狀為球形體、柱狀體、矩形塊狀體或蜂窩狀體，或上述形狀蓄熱體的混合物。
7.根據權利要求3所述煅燒物料的裝置，其特征是所述燃燒室設有1 10個燒嘴， 煙氣出口位于燒嘴的對面；所述燒嘴為氣體燃料燒嘴、液體燃料燒嘴或固體燃料燒嘴，或上述兩種或三種燒嘴的組合。
8.根據權利要求3所述煅燒物料的裝置，其特征是所述裝置設有換熱器(11)，所述換熱器為間壁式換熱器；鼓風機(12)通過換熱器與冷卻室(13b)連接。
9.根據權利要求3所述煅燒物料的裝置，其特征是所述氣體處理裝置包括除塵設備或/和脫硫設備；所述廢氣排放系統包括除塵器、引風機和煙囪。
10.根據權利要求3所述煅燒物料的裝置，其特征是預熱室、煅燒室和冷卻室的截面為圓形、矩形或準矩形，預熱室、煅燒室、冷卻室和蓄熱器的殼體外部設有保溫層；所述氣體管路為絕熱輸送管路，氣體管路內襯有耐火保溫材料。
全文摘要
本發明提供一種煅燒物料的方法和裝置，所述裝置為分體式結構，包括燃燒室、預熱室、煅燒室、冷卻室、蓄熱器、氣體處理裝置、物料輸送機、進料設備、出料設備和廢氣排放系統。被煅燒物料在各預熱室之間、預熱室與煅燒室之間、煅燒室和冷卻室之間及各冷卻室之間通過物料輸送機輸送。外置的燃燒室中燃燒產生的煙氣經氣體處理裝置處理后到煅燒室煅燒物料。冷卻石灰并預熱石灰石物料的空氣經旋風分離器除塵和蓄熱器預熱后到燃燒室助燃燃燒。本發明燃料燃燒和煅燒物料分開，避免有害物質污染石灰產品，提高石灰產品的質量。氣體經過除塵處理后進入蓄熱器，避免堵塞蓄熱器中氣體通道。利用物料輸送機輸送物料，輸送效率高，占地空間小。
文檔編號C04B2/12GK102219402SQ201110094258
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者賈會平 申請人:石家莊市新華工業爐有限公司