CN101195521A - 一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，属于水泥熟料煅烧生产技术领域。包括煤气的稳压、输送工艺，和煤气在分解炉内的燃烧加热工艺，将煤气充分燃烧用于水泥生料的预分解过程。可分别采用冶金生产过程中富余的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气作为燃料替代煤粉进行生料中碳酸盐的分解。这既可以减少燃煤所造成的环境污染问题，而且可提高钢铁企业富余煤气利用率，减少煤气的外排，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法
技术领域
本发明涉及一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，属于水泥熟料煅烧生产技术领域。
背景技术
目前我国水泥熟料生产大部分采用新型干法回转窑生产技术，水泥回转窑系统是由悬浮预热器、分解炉、回转窑及冷却机等四部分组成。预分解窑的特点是在悬浮预热窑的悬浮预热器与回转窑之间，增设了一个分解炉，利用在分解炉内喷吹煤粉的热量，将熟料煅烧工艺中碳酸盐分解过程基本完成。现阶段国内新型干法水泥生产线，在分解炉中均采用喷吹煤粉燃烧的方式进行碳酸盐分解所需的热量供给，这种喷煤燃烧方式存在的主要问题是热效率低，燃煤对环境污染较严重。
而冶金过程中伴随着钢铁生产产生了大量的煤气，包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气，其中虽然大部份被用于冶金生产上各种炉(窑)以及锅炉的加热上，但随着钢铁生产规模的不断扩大以及节能技术的进步，多数钢厂均存在煤气富余问题，不少企业由于受区域环境制约，富余煤气没有更好的利用方向，均进行放散，这既浪费了能源，也对环境造成了污染。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，以解决富余煤气的利用问题和减少对环境造成的污染，达到节能减排的目的。
一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，包括煤气的稳压、输送工艺，和煤气在分解炉内的燃烧加热工艺，其特征是：主要包括如下步骤：
A、将钢铁生产过程中压力波动较大的煤气通过煤气管道输送至煤气稳压柜，煤气经稳压柜稳定压力后，通过调整煤气流量控制阀门，将煤气送入燃烧器内，煤气经燃烧器喷入预燃室进行预燃后，进入燃烧室并在燃烧室形成高温火焰，对水泥生料进行预分解；
B、水泥生料通过四级下料管进入三次风管，被来自回转窑的热风携带进入与三次风管相连的燃烧室，以旋流状态沿燃烧室向下运动，被燃烧室的高温火焰加热和分解并沿斜烟道进入混合室，加热后的热空气沿斜烟道进入混合室，与窑尾的高温烟气对分散和未完全分解的水泥生料进一步分解，混合室内的水泥生料分解温度控制在合适范围内；分解后的水泥生料通过五级旋风筒进入下一个水泥生产工序。
步骤A中的煤气为钢铁生产过程中副产的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和高焦混合煤气。
述步骤A中的煤气流量的控制调节可根据煤气的种类和水泥生料分解所需燃料需求进行调节控制煤气流量为29000～30000kJ/s相当热量的煤气流量。
步骤A中的稳压柜为用于稳定冶金生产过程中压力波动较大的煤气的专用的气体稳压设备。
步骤A中的燃烧器为煤气燃烧器，优选位置在预分解炉的顶端，与预燃室相连。
步骤B中水泥生料的分解温度，根据水泥生料的来料情况，调节煤气流量控制阀，控制分解室内分解温度在900～1050℃范围内。
本属发明与现有的采用煤粉为燃料的回转窑分解炉工艺的主要区别是：用煤气替代煤粉作为热源进行碳酸盐分解，增设煤气稳压柜、流量调节阀、煤气燃烧器以及相应的煤气管道，煤气通过上述装置进入预分解炉内充分燃烧，通过加热空气对碳酸盐生料进行加热分解。
本发明的显著效益是，可以将钢铁生产过程中富余的煤气应用到水泥熟料生产过程中，替代煤粉，一方面减少煤气排放，提高能源利用率；另一方面可减少燃煤造成的环境污染问题，达到节能、减排和环保的目的。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图。
其中，1，煤气管道，2、煤气稳压柜，3、煤气调节阀，4、燃烧器，5、预燃室，6、四级下料管，7、生料管道，8、三级风管，9、燃烧室，10、斜烟道，11、窑尾热烟气管道，12、混合室，13、五级旋风筒。
具体实施方式：
实施例1：
一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，工艺流程如图1所示，包括煤气的稳压、输送工艺，和煤气在分解炉内的燃烧加热工艺，其特征是：主要包括如下步骤：
A、将钢铁生产过程中压力波动较大的煤气通过煤气管道输送至煤气稳压柜，煤气经稳压柜稳定压力后，通过调整煤气流量控制阀门，将煤气送入燃烧器内，煤气经燃烧器喷入预燃室进行预燃后，进入燃烧室并在燃烧室形成高温火焰，对水泥生料进行预分解；
B、水泥生料通过四级下料管进入三次风管，被来自回转窑的热风吹入与三次风管相连的燃烧室，以旋流状态沿燃烧室向下运动，被燃烧室的高温火焰分散和预分解后沿斜烟道进入混合室，加热后的热空气沿斜烟道进入混合室，与窑尾的高温烟气对分散和未完全分解的水泥生料进一步分解，混合室内的水泥生料分解温度控制在合适范围内；分解后的水泥生料通过五级旋风筒进入下一个水泥生产工序。
步骤A中的煤气为钢铁生产过程中副产的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和高焦混合煤气。
步骤A中的煤气流量的控制调节可根据煤气的种类和水泥生料分解所需燃料需求进行调节控制，煤气流量为29000～30000kJ/s相当热量的煤气流量。
步骤A中的稳压柜为用于稳定冶金生产过程中压力波动较大的煤气的专用的气体稳压设备。
步骤A中的燃烧器为煤气燃烧器，优选位置在预分解炉的顶端，与预燃室相连。
步骤B中水泥生料的分解温度，根据水泥生料的来料情况，调节煤气流量控制阀，控制分解室内分解温度在900～1050℃范围内。
以高炉煤气作为燃料的1000t/d水泥回转窑分解炉的应用，将原来喷吹烟煤的工艺改烧高炉煤气。经理论计算，在不影响熟料产量的前提下，改烧高炉煤气后，高炉煤气的耗量为33582.67Nm3/h，理论空气需要量为19749.81Nm3/h，烟气量为51593.06Nm3/h，不改变预分解炉大小，则烟气流速0.90m/s，明显高于喷吹烟煤时的烟气流速0.51m/s。为不影响生料在预分解炉的分解效率和熟料品位，须保证烟气流速基本不变，则须将分解炉混合室的直径由4.5米扩容至6.0米，即可完全满足在喷吹烟煤的预分解炉改烧高炉煤气。
其基本工艺流程是：炼铁高炉生产过程中产生的高炉煤气经输送至煤气稳压柜，调整气体流量控制阀门，以得到稳定压力和流量的高炉煤气。煤气经燃烧器喷入预燃室进行预燃，在燃烧室中部形成高温火焰。火焰加热产生的热空气依次进入斜烟道，最后进入混合室与窑气混合，进行碳酸盐充分分解。由四级旋风预热器收集的生料经四级下料管进入三次风管，来自窑前的热空气携带生料进入分解炉燃烧室，以旋流状态沿燃烧室向下运动，进入混合室与窑尾烟气混合进行充分物料分散和热交换。在分解炉分解后的生料进入五级旋风筒，收集生料入窑，产生的烟气进一步预热生料。
综上所述，水泥回转窑分解炉烧煤气的工艺，通过对燃煤粉的预分解炉进行适当改造，增加稳压柜、控制阀门，可达到利用煤气替代煤粉燃烧将碳酸盐生料充分分解的目的。

Claims (6)

1.一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，包括煤气的稳压、输送工艺，和煤气在分解炉内的燃烧加热工艺，其特征是：主要包括如下步骤：
A、将钢铁生产过程中压力波动较大的煤气通过煤气管道输送至煤气稳压柜，煤气经稳压柜稳定压力后，通过调整煤气流量控制阀门，将煤气送入燃烧器内，煤气经燃烧器喷入预燃室进行预燃后，进入燃烧室并在燃烧室形成高温火焰，对水泥生料进行预分解；
B、水泥生料通过四级下料管进入三次风管，被来自回转窑的热风携带进入与三次风管相连的燃烧室，以旋流状态沿燃烧室向下运动，被燃烧室的高温火焰加热和分解并沿斜烟道进入混合室，加热后的热空气沿斜烟道进入混合室，与窑尾的高温烟气对分散和未完全分解的水泥生料进一步分解，混合室内的水泥生料分解温度控制在合适范围内；分解后的水泥生料通过五级旋风筒进入下一个水泥生产工序。
2.根据权利要求1所述的一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，其特征在于：步骤A中的煤气为钢铁生产过程中副产的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和高焦混合煤气。
3.根据权利要求1所述的一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，其特征在于：步骤A中的煤气流量的控制调节可根据煤气的种类和水泥生料分解所需燃料需求进行调节控制，煤气流量为29000～30000kJ/s相当热量的煤气流量。
4.根据权利要求1所述的一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，其特征在于：步骤A中的稳压柜为用于稳定冶金生产过程中压力波动较大的煤气的专用的气体稳压设备。
5.根据权利要求1所述的一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，其特征在于：步骤A中的燃烧器为煤气燃烧器，优选位置在预分解炉的顶端，与预燃室相连。
6.根据权利要求1所述的一种在水泥回转窑预分解炉利用钢铁生产中富余煤气的方法，其特征在于：步骤B中水泥生料的分解温度，根据水泥生料的来料情况，调节煤气流量控制阀，控制分解室内分解温度在900～1050℃范围内。
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