CN1014926B - 热电—水泥联产流化床煅烧锅炉 - Google Patents

Abstract

热电——水泥联产流化床煅烧锅炉，它包括流化床底部的布风板，布风板上装有风帽，下接等压风室且与鼓风机相连，同时设有冷渣管，流化床中有埋管；布风板上部依次是沸腾层，悬浮段，U型段在沸腾层前后墙处分别设有进料口及溢流口，U型段下接集灰斗，U型段后面为对流管束，以及飞灰分离器，省煤器，空气预热器。其特征是在进料口上方设有料球预处理器，在溢流口下接有流态化冷却器。采用本发明既可供汽发电又生产水泥，物尽其用，排出的“废物”变为建材，综合利用，经济效益显著。

Description

本发明属于流化床煅烧锅炉。

水泥是建筑工业三大基本材料之一，素有“建筑工业的粮食”之称，用量之大是所有人造建材之冠。而水泥工业是能耗大户，水泥生产过程的生料制备和水泥粉磨要消耗大量电能，水泥熟料的烧成要消耗大量热能。尽管当今的水泥生产就其处理的原料数量和工艺方法均为高效率技术，但因为能耗较高常受指责。因此，世界各国都一直致力于降低水泥生产中的能耗。我们当前正处在经济发展新时期，水泥等建材市场紧俏，需求量与日俱增。能源、材料、交通成为制约我国经济发展速度的三大问题。而水泥工业的能耗远高于世界工业发达国家，尤其是水泥熟料的生成热耗的差距更大。因此，寻求新的低热耗熟料的生料组分探索新的煅烧工艺，改进煅烧设备以降低水泥熟料烧成温度和其形成焓及能量损失，提高熟料质量成为发展水泥工业的一个重大研究课题。

流态化燃烧具有一系列特点，如：低温燃烧且床温均匀，气-固、固-固混合强烈而强化了传热传质过程，使燃烧速度得以强化，拥有一定热值的颗粒在燃烧过程中沿径向具有一定的温差，颗粒在床中的停留时间易于控制调节，单位体积出力较高，等等。这些特点为在沸腾床中烧成高活性熟料提供了有利条件。

浙江大学学报1987年第6期P57介绍了如图1所示的新型劣质无烟煤贫煤流化床锅炉。其流化床底部为布风板1，板上装有大量带有通孔的风帽2，在布风板下接等压风室3且与鼓风机相连，同时设有冷渣管8。流化床中有垂直埋管4，埋管中通水。热值为12540 kJ/kg。布风板上部依次是沸腾层6悬浮段9和U型段10，在沸腾层前后墙处分别设有进料口及溢流口7，在进料口处设有给煤机5。粒度为0-8mm的劣质无烟煤贫煤经皮带给煤机送入沸腾层，在沸腾层中被由鼓风机送出经等压风室3、布风板风帽进入沸腾层的空气吹动，呈沸腾状态下进行燃烧。燃烧时，放出的热量部分被埋管中的水吸收，部分被烟气带走，使床温维持在一定水准。燃烧后，粒度较大的灰渣从溢流口或冷渣管排出。尚含有较多可燃质的细颗粒被烟气夹带飞出床层经悬浮段9、U型段10继续燃烧。这时，细颗粒中较粗的回落到床层，部分颗粒被分离落入U型段集灰斗11。高温烟气经U型段后继续流经对流管束12，其部分热量被管内循环工质吸收再相继流过飞灰分离器13、省煤器14、空气予热器15，经除尘器、引风机、烟囱排入大气。并且，将含有一定可燃质的U型段细灰、对流管束细灰、飞灰分离器细灰通过飞灰回送装置送入床中再燃。该炉只考虑提高燃烧效率和锅炉热效率，以有效利用煤的化学能产汽发电，但是没有考虑在燃烧的同时使炉渣变为很有经济价值的水泥。

本发明的目的是提供一种热电-水泥联产流化床煅烧锅炉，旨在综合利用物料所固有的化学能及其废弃物，使其化学能经燃烧反应转换成热能被水吸收产生蒸汽，进而通过汽轮机发电机变成电能，废弃物变成水泥。

为了达到上述目的本发明采取下列措施，在锅炉进料口的上方设有料球预处理器，其底呈漏斗型，漏斗斜面开有通风孔，中心管与炉内扩散段处相接，中心管外围为高温烟气逆流管并与炉内悬浮段处相接，料球预处理器上接排风机。在锅炉溢流口下接流态化冷却器，其底部设有排料管、布风板及风帽，下接鼓风机。流态化冷却器上接烟道，溢流管与流态化冷却器相接。

下面结合附图作详细说明

图1是已有技术的新型劣质无烟煤贫煤流化床锅炉示意图;

图2是本发明的热电-水泥联产流化床煅烧锅炉示意图。

从成球盘来的水泥生料球团进入料球予处理器16，与自悬浮段9下部来的部分高温烟气逆流接触被加热。在予处理器16中，料球自上而下运动。经过水份蒸发、部分碳酸钙分解，使之具有较好的抗爆损性能，最后从扩散段17落入沸腾层6。与此同时，与料球成一定比例的燃料煤经皮带给煤机5也进入沸腾层6。料球和煤在流化床中一起沸腾混合，在适合于水泥熟料生成的床温下完成可燃质的燃烧反应和料球中各组分间的物相化学反应，而后一起经溢流口7落入流态化冷却器18（溢流口下沿距风帽小孔为1000mm到1500mm），与从风室19来的冷空气进行高效热交换，既回收热量，又满足优质水泥熟料所需的冷却要求。被冷却到一定程度的渣和熟料混合物从冷却器18底部排出，经粉磨机磨制成一定标号的水泥。

从鼓风机来的空气经风室3进入沸腾层与料球和煤进行燃烧反应后变为高温烟气，再经悬浮段9、U型段10、对流管束受热面12、飞灰分离器13，与来自流态化冷却器18的热空气混合进入省煤器14、空气予热器15，再与予处理器16来的烟气混合经除尘后，通过引风机、烟囱排入大气。烟气在经历上述过程中，其热量被各受热面吸收传给工质水（或汽），使水蒸发变为蒸汽，供工业用汽或发电。

烟气中夹带的细颗粒经多级分离（U型段10分离、对流管束12分离、飞灰分离器13分离等）被收集起来通过飞灰回送装置重新送入流态化煅烧床层中再燃，从而提高了燃烧效率和物相化学反应程度。

采用本发明可以将拥有一定热值，一定粒度组成的水泥生料球团，通过利用热烟气加热的予处理器，加入到流态化煅烧床层中。在这同 时，与水泥生料球团成一定比例的燃料煤（多为煤矸石或石煤）也加入到床层中，与生料球团一起在流化床中呈沸腾状态下，完成可燃质的燃烧反应和水泥生料组分间的物相化学反应，其结果，煤变成了具有高活性的渣，水泥生料球团形成了熟料。高温的渣和熟料混合物经流态化冷却器冷却后排出，最后粉磨便成为一定标号的水泥。煤和料球在煅烧过程中所放出的热量扣除水泥熟料烧成耗能之外，通过热交换器产生蒸汽用以供热或发电。这样既供汽发电又生产水泥，物尽其用，排出的“废物”变为建材，综合利用，经济效益显著。

Claims (4)

1、一种热电-水泥联产流化床煅烧锅炉，它包括流化床底部的布风板[1]、布风板上装有风帽[2]、下接等压风室且与鼓风机相连，同时设有冷渣管[8]；流化床中有埋管[4]；布风板上部依次是沸腾层[6]、悬浮段[9]和U型段[10]；在沸腾层前后墙处分别设有进料口及溢流口[7]在进料口处设有给煤机[5]；U型段下接集灰斗[11]，U型段后面为对流管束[12]，以及飞灰分离器[13]，省煤器[14]空气预热器[15]；其特征是在所说的进料口上方设有料球预处理器[16]，在所说的溢流口下接有流态化冷却器[18]。

2、根据权利要求1所述的一种热电-水泥联产流化床煅烧锅炉，其特征是所说的料球预处理器，底呈漏斗型，其漏斗斜面开有通风孔，中心管与炉内扩散段〔17〕处相接，中心管外围为高温烟气逆流管，与炉内悬浮段〔9〕处相接;料球预处理器上接排风机。

3、根据权利要求1或2所述的一种热电-水泥联产流化床煅烧锅炉，其特征是：所说的流态化冷却器〔18〕，其底部设有排料管及布风板，风帽下接鼓风机，流态化冷却器上接烟道，溢流管与流态化冷却器相接。

4、根据权利要求1所述的一种热电-水泥联产流化床煅烧锅炉，其特征是：所说的流态化冷却器设在溢流口的下沿距风帽小孔为1000至1500mm处。

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