專利名稱：水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水泥工業用分解爐，具體涉及一種水泥工業用低氮氧 化物高溫分解爐。二、 背景技術懸浮預熱預分解工藝生產水泥的關鍵設備之一是分解爐，目前已形成多種具代表性的爐型在世界范圍得到廣泛應用。但大部分分解爐比較重視提高CaC03 分解率和適應不同燃料等性能的提高，在降低N0x方面尤其是如何降低分解能 耗方面做的工作明顯不夠。黃文熙趙乃仁等學者研究認為溫度越高，CaC03分 解速度越快；物料加溫速度越快，CaC03分解速度越快；CaC03分解溫度越高， 分解自由能越小。所以，提高分解爐工作溫度、提高燃料燃燒速度、提高氣固 熱交換速度，加快物料升溫速度，能夠提高分解爐產率、降低能耗。目前分解 爐物料分解溫度通常控制在820-85(TC間，要使分解溫度達到90(TC或以上并保 持吸熱和放熱平衡，現有的分解爐存在一些不足。另外，環保對水泥工業排放 N0x的要求越來越高；使用廉價燃料也是水泥工業技術發展的必然要求。三、 實用新型內容本實用新型為了解決上述背景技術中的不足之處，提供一種水泥工業用低 氮氧化物高溫分解爐，其能高溫分解，低N0x排放，適應不同燃料，可使部分 物料被懸浮煅燒，節能效果顯著。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為 一種水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐，包括爐體3，其特征在于在所述的爐體上部設置有渦流助燃室4，爐體3下部設置有渦流燃燒室2，渦流燃燒室 2下部設置有還原室1，爐體3、渦流燃燒室2和還原室1上裝有生料喂料裝置 和燃料進料裝置，還原室l、渦流燃燒室2和爐體3上裝有燃燒裝置。上述渦流燃燒室2和渦流助燃室4上設置可以有進風裝置。上述渦流燃燒室2與爐體3之間連接，渦流燃燒室2上的進風裝置為不同 角度的單向或多向進風裝置。上述還原室1為圓臺形或圓柱形，或圓臺形與圓柱形的組合，還原室上裝 有生料和燃料進料裝置。上述渦流助燃室4上的進風裝置為以不同角度與爐體3連接的單向或多向 進風裝置。上述爐體3頂部設置有出爐風管5。上述爐體3可以帶縮口或不帶縮口 。本實用新型相對于現有技術的優點為1、 降低氮氧化物產生；2、 CaC03分解的起始溫度高，物料加熱速度快，有利于提高CaC03分解速 度和降低CaC03分解自由能。爐分解率高，實現節能和增產。3、 對低品位燃料和低揮發份煤燃燒適應性強。4、 能生成熟料"晶種"，可使窯系統起到"摻晶種煅燒水泥熟料"的節能 增產效果。
圖1為的本實用新型的一種結構示意圖；圖2為本實用新型的一種變形結構的示意圖；圖3為本實用新型的另一種變形結構的示意圖。圖中，1-還原室，2-渦流燃燒室，3-爐體，4-渦流助燃室，5-出爐風管， 6-煙室，7-水泥回轉窯。五具體實施方式
本實用新型為由還原室l、渦流燃燒室2、爐體3、渦流助燃室4、出爐管5 等組成的分解爐，分解爐上裝有生料喂料裝置和燃燒裝置。采用燃料、生料和 助燃空氣在爐體不同部位和可控數量的加入形式，實現燃料多極燃燒，生料多 級加熱。形成還原區、高溫區、分解區和后燃燒分解區等幾個不同功能的區域。 參見圖l，在爐體3上部設置有渦流助燃室4，渦流助燃室4可以是獨立的和分 解爐連接的部件，也包括分解爐三次風不同角度的單向或多向進風裝置；爐體3 下部設置有渦流燃燒室2，渦流燃燒室2可以是獨立的和分解爐連接的部件，也 包括不同角度的單向或多向進風裝置，渦流燃燒室2下部設置有還原室1，還原 室l為圓臺形或圓柱形，或圓臺形與圓柱形的組合。爐體3、渦流燃燒室2和還 原室1上裝有生料喂料裝置和燃料進料裝置，生料一部分從還原室1加入，一 部分從渦流燃燒室2上方的爐體3加入，或者從渦流燃燒室2加入。燃料一部 分從還原室1加入， 一部分從渦流燃燒室2加入或者從渦流燃燒室2上方的爐 體3加入，或者從渦流燃燒室2和渦流燃燒室2上方的爐體3周時加入；還原 室l、渦流燃燒室2或者爐體3上裝有燃燒裝置，渦流燃燒室2和渦流助燃室4 上設置有進風裝置，助燃空氣一部分通過渦流燃燒室2加入，另一部分通過爐 體3上的渦流助燃室4加入，進入渦流燃燒室2的為窯的三次風，進入渦流助 燃室4的可以是三次風，也可以是單獨從窯頭或冷卻機引入的更高溫度的空氣， 還可以是氧含量大于20. 9%的富氧氣體；渦流助燃室4頂部設置有出爐風管5，出爐風管采用頂部出風形式，出爐風管5可插入或不插入爐內和爐相連接。爐 體3可以帶縮口或不帶縮口。圖1只是本實用新型的一種結構形式，本實用新 型可以有多種變形，均在本實用新型的保護范圍之內。分解爐工作過程為 一部分燃料噴入爐底部的還原室1與出窯廢氣混合燃 燒， 一部分生料也從此處加入。因該區氧含量較少而形成還原區，燃料在還原氣氛下燃燒，可產生高濃度還原氣體CO、 H2、 CH4，把窯氣中的NOx還原為無害 的N2。反應時生料中的Fe203、 A1203，起著脫硝的催化劑作用。高溫三次風通 過渦流燃燒室進入分解爐內，大部分燃料通過此處噴入后首先和高溫三次風接 觸混合燃燒。由于溫度高，氧含量高，所以，燃料易著火并迅速燃燒后和窯尾 高溫煙氣進一步混合燃燒。此處溫度較高，稱為高溫區。高溫區為燃料點火、 快速燃燒，供應CaC03分解所需熱量，提供了一個很好的蘊床，還可使CaC03 分解起始溫度較高。同時，燃料在高溫下燃燒能產生相對較少的NOx。從還原室加入的(少部分)生料在高溫氣體中CaC03分解，并隨高溫氣體 進入高溫區懸浮鍛燒，高溫區內局部溫度可達1200 — 130(TC或更高，部分物料 被燒結，形成熟料"晶種"。主體生料從高溫區，或其上部加入分解爐與高溫氣 體接觸后，能使生料加溫速度很快且能在高溫下分解，此區為高溫分解區。隨 著燃料不斷燃燒，氣體中氧含量不斷減少，加之CaC03分解吸熱，氣體溫度有 下降趨勢。此時，通過渦流助燃室加入的高溫氣體，既補充了氧也補充了熱量， 可幫助燃料繼續燃燒燃盡。同時助燃氣體加入再一次加強爐內渦旋氣流流態， 有利于傳熱，此區為后燃燒分解區。氣體采用頂部出爐的方式，可使分解爐有 效容積得到充分利用，風管插入爐內，可增加物料返混，增加傳熱效率。還原 區的容積適當擴大， 一是防止結皮發生，二可提供燃料燃燒所需空間，增加燃燒時間。該分解爐操作應注意還原室結皮、塌料，高溫區局部過熱和結皮。實際工作時，高溫窯氣通過煙室6進入分解爐還原室1，部分燃料被加入還原室l和窯氣混合燃燒。此處加入的(少部分)生料在高溫氣體中CaC03分解， 并隨高溫氣體進入高溫區。三次風通過渦流燃燒室2進入分解爐，煤粉被加入 渦流燃燒區首先與三次風混合燃燒，然后和來自還原室的高溫氣體混合進一步 燃燒形成高溫區。高溫區內的部分物料被懸浮煅燒，形成熟料"晶種"。大部分 物料在高溫區加入后能在較高溫度下和氣體進行熱交換；通過渦流助燃室4加 入的高溫氣體，可幫助燃料繼續燃燒燃盡。同時加強爐內氣流渦旋流態，有利 于傳熱。反應物料隨氣體通過爐頂部的出風管5進入最下級預熱器。圖2所示結構為本實用新型的一種變形，渦流燃燒室2的結構有所變化， 更適合使用低揮發份煤和低質燃料。圖3所示結構為本實用新型的另外一種變 形，渦流助燃室4上的進風裝置的角度有所變化。
權利要求1.一種水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐，包括爐體(3)，其特征在于在所述的爐體(3)上部設置有渦流助燃室(4)，爐體(3)下部設置有渦流燃燒室(2)，渦流燃燒室(2)下部設置有還原室(1)，爐體(3)、渦流燃燒室(2)和還原室(1)上裝有生料喂料裝置和燃料進料裝置，還原室(1)、渦流燃燒室(4)和爐體(3)上裝有燃燒裝置。
2. 根據權利要求1所述的水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐，其特征在于 所述渦流燃燒室(2)和渦流助燃室(4)上設置有進風裝置。
3. 根據權利要求2所述的水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐，其特征在于 所述渦流燃燒室(2)與爐體(3)之間連接，渦流燃燒室(2)上的進風裝置為 不同角度的單向或多向進風裝置。
4. 根據權利要求2所述的水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐，其特征在于 所述渦流助燃室(4)上的進風裝置為以不同角度與爐體連接的單向或多向進風 裝置。
5. 根據權利要求1、 2、 3或4所述的水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐， 其特征在于所述還原室(1)為圓臺形或圓柱形，或圓臺形與圓柱形的組合， 還原室(1)上裝有生料和燃料進料裝置。
6. 根據權利要求1、 2、 3或4所述的水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐， 其特征在于所述爐體(3)頂部設置有出爐風管(5)。
7. 根據權利要求1、 2、 3或4所述的水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐， 其特征在于所述爐體(3)帶有縮口。
專利摘要本實用新型涉及一種水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐，其能高溫分解，低NOx排放，適應不同燃料，可使部分物料被懸浮煅燒，節能效果顯著。本實用新型采用的技術方案為在所述的分解爐爐體上部設置有渦流助燃室，爐體下部設置有渦流燃燒室，渦流燃燒室下部設置有還原室，爐體、渦流燃燒室和還原室上裝有生料喂料裝置和燃料進料裝置，還原室、渦流燃燒室和爐體3上裝有燃燒裝置，渦流燃燒室和渦流助燃室上設置有進風裝置，爐體頂部設置有出爐風管。
文檔編號F27B1/04GK201173677SQ200720311408
公開日2008年12月31日 申請日期2007年12月25日 優先權日2007年12月25日
發明者趙益民 申請人:趙益民