CN101597145A - 一种烧制石灰的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烧制石灰的方法和装置，本发明由多个窑体组成，排布方式为环型或矩阵型或其他形式，使用煤粉等固体燃料，或气体燃料，或液体燃料，或固体、气体、液体的混合燃料在窑内或单独设置的燃烧室内燃烧，产生的高温烟气对窑内石灰石进行煅烧，并对其他窑内石灰石进行预热。在窑体内设有进气梁和上抽吸梁。窑顶设有移动式加料装置，可以对系统中每个窑进行加料。窑底设有移动式卸料装置，其卸料装置与出料通道连接，将各窑生产的成品灰汇聚到一起。使用本发明烧制石灰，石灰石煅烧更充分、均匀，石灰质量好，活性度高；同时充分利用余热，节省能源，提高了系统的热效率，降低生产成本，实现大规模连续生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种煅烧物料的方法和装置，具体来说涉及一种烧制石灰的方法和装置。
背景技术
石灰及轻烧白云石等是重要的建筑材料，也是冶金、化工领域的重要原材料。现有技术是以石灰石、白云石为原料，采用各种燃料以现有的很多形式的加热方法运用到石灰窑上以生产石灰。这样的过程有如下缺陷，如果要求较高的生产率，则有可能降低整个石灰窑系统的热效率和产品质量，而要使产品质量达到较高要求，则会影响生产率，同样会使石灰窑系统的热效率处在较低水平。
发明内容
为了克服现有技术不足，利用余热，提高质量，提高热效率和生产率，本发明涉及一种煅烧物料的方法和装置，具体来说涉及一种烧制石灰的方法和装置。
本发明烧制石灰的方法，将石灰石置于密闭的窑体内，通入高温烟气或直接在窑体内燃烧对石灰石进行煅烧，至少两台窑体一起运行，从煅烧的窑体内排出的高温烟气进入后面的窑体中，对窑体内的石灰石进行预热，冷却产品后的预热空气用作燃烧室燃烧或窑体内煅烧的助燃气体，依次对各石灰窑进行预热、煅烧、冷却过程，整个过程循环进行。
本发明所述烧制石灰的方法所用的烧制石灰的装置，包括加料装置、窑体、燃烧系统、卸料装置、供风系统、控制系统和管道系统组成，所述窑体内设有抽吸梁，所述装置还设有至少两台石灰窑窑体、燃烧室、烟气管路、废气管路、空气管路、共用管路，所述石灰窑体内设有煅烧装置；窑体与窑体之间及窑体与燃烧室之间通过管路相互连接，所述燃烧室与烟气管路连接，所述煅烧装置分别与烟气管路、废气管路、空气管路、共用管路连接，所述抽吸梁与废气管路、共用管路和相邻窑体的煅烧装置连接。
本发明所述烧制石灰的方法所用的烧制石灰的装置，由多个窑体组成，排布方式为环型或矩阵型或其他形式，其窑体的尺寸及高度可以根据窑的生产要求和系统的参数综合考虑而定，窑体为上小下大的锥台结构，便于成品灰的出料，其窑体设有检修孔。在窑体内的煅烧区设有煅烧装置和抽吸梁，所述煅烧装置为进气梁或燃烧梁，根据窑体的尺寸，可以将煅烧装置在同一平面数根排布，抽吸梁同样也可在同一平面数根排布；根据窑体的高度，煅烧装置和抽吸梁可以多层排布(如图8所示)；也可以采用周边进气口和周边出气口，周边进气口和周边出气口可以多层排布。窑顶设有加料装置，此装置为移动式加料装置，可以对系统中的每个窑进行加料。窑底设有卸料装置，此装置为移动式卸料装置，其卸料装置与出料通道连接，将各窑生产的成品灰汇聚到一起。燃烧室内有燃料管路和助燃空气管路；所述燃料管路为固体燃料管路、气体燃料管路或液体燃料管路或上述管路的组合。所述燃烧室、烟气管路和共用管路外壳内衬有耐火保温材料，所述窑体与窑体之间的连接管路外壳内衬有耐火保温材料。
本发明使用煤粉等固体燃料，或气体燃料，或液体燃料，或固体、气体、液体的混合燃料在窑内或单独设置的燃烧室内燃烧，产生的高温烟气从煅烧装置通风管道进入窑体，使窑内石灰石在1000～1250℃下进行煅烧，生产石灰，从抽吸梁排出的高温烟气同时对其它窑体及窑内石灰石进行预热，再经由引风机、烟囱放空。窑体内的煅烧装置和抽吸梁的内部冷却是通入空气进行冷却；或可以是对石灰石及窑体进行预热后，被冷却了的废烟气对其进行冷却；或由导热油等液体介质对其进行冷却。成品灰的冷却是将空气经煅烧装置引入对其进行冷却；或可以是对石灰石进行预热后，被降温了的部分废烟气，经进气梁引入对其进行冷却；或冷却煅烧装置和抽吸梁的空气、废烟气的再次回收，和在导热油等介质的系统中冷却散热器的空气的再次回收，都可以被用于对成品灰进行冷却。冷却了成品石灰并经预热的空气进入燃烧室作为助燃气体与燃料混合燃烧产生高温烟气，根据需要预热石灰石后，被冷却的废烟气也可加入对成品石灰进行冷却，使其温度升高后，排入燃烧室作为载体气成为高温烟气的一部分，其废烟气与空气的比例可以在0～100％之间选择。
本发明还可以根据整个流程的需要选择性地开启、关闭阀门进行合理操作，即当其中一个或一个以上窑体进行煅烧时，一个或一个以上窑体在预热，一个或一个以上窑体在进行冷却，一个或一个以上窑体在进行出成品灰及装入石灰石。
本发明所述煅烧装置也可以是燃烧梁，燃烧梁设有烧嘴，使冷却了成品石灰并经预热的空气与燃料在炉内燃烧煅烧物料。相应的高温烟气出此煅烧石灰石窑体后，从另一个等待预热的石灰石窑体燃烧梁中通风管道进入，预热窑体及窑内石灰石。相应的可以加入周边烧嘴，利用高温助燃空气与燃料在炉内燃烧进行石灰石煅烧，而高温烟气从另一个等待预热的窑体的周边烧嘴中通过进入窑体内。冷却空气由燃烧梁烧嘴或周边烧嘴进入窑体对煅烧好的石灰进行冷却。
与现有技术相比，本发明石灰石煅烧更充分、均匀，烧制石灰的石灰质量好，活性度高；同时充分利用余热，节省能源，提高了系统的热效率，降低生产成本，实现大规模连续生产，并充分提高作业率。可以用于石灰煅烧过程，也可以用于白云石等类似的其它块状物料的煅烧，也可对其它块状的多组分复合原料进行煅烧。
附图说明
图1为环型石灰烧制窑示意图；
图2为环型石灰烧制窑说明示意图；
图3为矩阵型石灰烧制窑的窑体排布方式示意图；
图4为进气梁示意图；
图5为进气梁剖面示意图；
图6为抽吸梁示意图；
图7为抽吸梁剖面示意图；
图8为石灰烧制窑的窑体剖面示意图；
图9为石灰烧制窑采用燃烧梁的示意图；
图10为燃烧梁示意图；
图11为另一方案进气梁剖面示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明实例如图1、图2，窑体为环型排列方式。为了说明简单，现以图2所示进行说明。本系统主要由加料装置1、窑体I、II、III、IV、V、VI、燃烧室4、卸料装置44、出料通道31、烟气管路33、废气管路34、空气管路32、共用管路35等组成。在窑体内设有抽吸梁2，所述煅烧装置为进气梁3，其数量根据石灰烧制窑的尺寸、高度和生产负荷确定，如图8所示。共用管路35中的阀门36是常闭、阀门37是常开状态，只有当某一个窑体检修或调整窑的煅烧顺序时，相应的打开阀门37和关闭阀门36即可。
窑体内下部安装进气梁3，或分多层安装，用于输进高温烟气对窑体内的石灰石进行煅烧。如图4、图5、图11所示，进气梁内有耐火材料46，进气梁梁体38内的高温烟气管39将燃烧室4产生的高温烟气输入进窑体对石灰石进行煅烧，再由抽吸梁2吸出窑体。将空气或是对石灰石及窑体进行预热的废烟气经进气梁梁体38内的冷却通道40引入，对其进行冷却。
窑体内上部安装抽吸梁2，用于抽吸窑体内的高温烟气。如图6、图7所示，抽吸梁2为管状体41，管状体41的下部有两排倾斜向下的开孔42，开孔为椭圆形。开孔也可以是圆形、长方形，开孔的面积、开孔夹角和数量根据石灰烧制窑的尺寸和生产负荷确定。管状体41的中间由隔板43分开，将抽吸梁分成两部分。从抽吸梁管状体两头分别与外部管道连接，通过外部管道与另一个窑体的进气梁和空气管道连接，对窑体及石灰石进行预热，之后再由引风机29、烟囱30放空，或引入前面煅烧好的石灰窑内对其进行冷却。
本系统工作原理为：由加料装置1对各个窑分别进行加料，从燃烧室4来的高温烟气经烟气管路33，由窑体I下部的进气梁3进入，对石灰石进行煅烧，高温烟气由窑体I上部的抽吸梁2排出进入后面的窑体II、III中对石灰石进行预热，废烟气经废气管路34由引风机29、烟囱30放空，这时阀门5、17、18、25打开，同时打开阀门14、21、36，空气经空气管路32对窑体V、VI内煅烧好的成品灰进行冷却，被预热的空气经共用管路35到燃烧室作为助燃气体与燃料混合燃烧，或打开阀门28经废气管路34由引风机29、烟囱30放空，其它相应阀门关闭，窑体IV内的冷却好的成品灰通过卸料装置44至出料通道31将成品灰汇聚到一起，加料装置1并对此窑体IV添加物料；当窑体I煅烧完成后，从燃烧室4来的高温烟气经烟气管路33，由窑体II下部的进气梁3进入，对预热的石灰石进行煅烧，高温烟气由窑体II上部的抽吸梁2排出进入后面的窑体III、IV中对石灰石进行预热，废烟气经废气管路34由引风机29、烟囱30放空，这时阀门7、18、19、26打开，同时打开阀门16、22、36，空气经空气管路32对窑体VI、I内煅烧好的成品灰进行冷却，被预热的空气经共用管路35到燃烧室作为助燃气体与燃料混合燃烧，或打开阀门23经废气管路34由引风机29、烟囱30放空，其它相应阀门关闭，窑体V内的冷却好的成品灰通过卸料装置44至出料通道31将成品灰汇聚到一起，加料装置1并对此窑体V添加物料；还可以根据石灰石煅烧情况，以上述类似的顺序和排列，合理安排各个窑体的运行。依上述循环操作，通过控制各阀门对各窑内的石灰石煅烧、成品灰进行冷却和石灰石装料、成品灰卸料，充分合理的利用热能，实现大规模连续生产，并充分提高作业率。
实施例2
本发明实例如图3所示，窑体为矩阵型窑体排布方式。本系统产生的高温烟气根据整个流程的需要选择性地开启阀门使其通过，即当其中一个或一个以上窑体进行煅烧时，一个或一个以上窑体在预热，一个或一个以上窑体在进行冷却，一个或一个以上窑体在进行出成品灰及装入石灰石。
本实施例其它过程和工艺条件与实施例1相同。
实施例3
本发明实例如图9所示，所述煅烧装置为燃烧梁45(如图10所示)，燃烧梁设有烧嘴48，本系统有燃料管路47。本系统工作原理为：燃料经由燃料管路47进入燃烧梁45燃料管道，助燃空气由空气管路32进入燃烧梁空气管路，在烧嘴处混合燃烧煅烧石灰石。煅烧石灰石后的高温烟气从抽吸梁出去进入另一个等待预热的石灰石窑体，预热窑体内石灰石。冷却空气由燃烧梁烧嘴进入窑体对煅烧好的石灰进行冷却，冷却石灰产品后的预热空气可以作助燃气体，经共用管路35进入燃烧梁进行燃烧。
窑体也可以设有周边烧嘴，利用燃料和预热后的高温助燃空气在周边烧嘴燃烧煅烧石灰石，高温烟气从抽吸梁出去进入另一个等待预热的石灰石窑体，预热窑体内石灰石。冷却空气由燃烧梁烧嘴进入窑体对煅烧好的石灰进行冷却。
本实施例其它过程和工艺条件与实施例1相同。
Claims (13)
1、一种烧制石灰的方法，其过程为：将石灰石置于密闭的窑体内，通入高温烟气或直接在窑体内燃烧对石灰石进行煅烧，生产石灰石，其特征是：至少两台窑体一起运行，从煅烧的窑体内排出的高温烟气进入后面的窑体中，对窑体内的石灰石进行预热，依次对各石灰窑进行预热、煅烧、冷却过程，整个过程循环进行。
2、根据权利要求1所述的烧制石灰的方法，其特征是：所述高温烟气是煤粉等固体燃料，或气体燃料，或液体燃料，或固体、气体、液体的混合燃料在窑体或单独设置的燃烧室内燃烧产生的高温烟气。
3、根据权利要求1所述的烧制石灰的方法，其特征是：从燃烧室来的高温烟气从煅烧装置通风管道进入窑体对石灰石进行煅烧，从抽吸梁排出的高温烟气进入后面窑体的煅烧装置通风管道中对石灰石及窑体进行预热，再经由引风机、烟囱放空。
4、根据权利要求1所述的烧制石灰的方法，其特征是：窑体内的煅烧装置和抽吸梁的内部冷却是通入空气进行冷却，或可以是对石灰石及窑体进行预热后，被冷却了的废烟气对其进行冷却，或由导热油等液体介质对其进行冷却；成品灰的冷却是将空气经煅烧装置引入对其进行冷却，或可以是对石灰石进行预热后被降温了的部分废烟气经煅烧装置引入对其进行冷却；冷却煅烧装置和抽吸梁的空气或废烟气的再次回收，和在导热油等介质的系统中冷却散热器的空气的再次回收，都可以被用于对成品灰进行冷却。冷却了成品石灰并经预热的空气进入燃烧室作为助燃气体与燃料混合燃烧产生高温烟气，根据需要预热石灰石后，被冷却的废烟气也可加入对成品石灰进行冷却，使其温度升高后，排入燃料燃烧室作为载体气成为高温烟气的一部分，其废烟气与空气的比例可以在0～100％之间选择。
5、根据权利要求1所述的烧制石灰的方法，可以用于石灰煅烧过程，也可以用于白云石等类似的其它块状物料的煅烧，也可对其它块状的多组分复合原料进行煅烧。
6、一种实现权利要求1所述烧制石灰的方法所用的烧制石灰的装置，包括加料装置(1)、窑体、燃烧系统、卸料装置(44)、供风系统、控制系统和管道系统组成，所述窑体内设抽吸梁(2)，其特征是：所述装置设有至少两台石灰窑窑体、燃烧室(4)、烟气管路(33)、废气管路(34)、空气管路(32)、共用管路(35)，所述石灰窑体内设有煅烧装置；窑体与窑体之间及窑体与燃烧室之间通过管路相互连接，所述燃烧室与烟气管路连接，所述煅烧装置分别与烟气管路、废气管路、空气管路、共用管路连接，所述抽吸梁与废气管路、共用管路和相邻窑体的煅烧装置连接。
7、根据权利要求2所述的烧制石灰的装置，其特征是：所述装置的排布方式为环型或矩阵型或其他形式，按上述形式，窑的数量可以是两个以上任意数量排布。
8、根据权利要求2所述的烧制石灰的装置，其特征是：所述窑体内的煅烧装置和抽吸梁，根据窑体的尺寸，可以将煅烧装置在同一平面数根排布，抽吸梁同样也可在同一平面数根排布；根据窑体的高度，煅烧装置和抽吸梁可以多层排布；也可以采用周边进气口和周边出气口，周边进气口和周边出气口可以多层排布；窑体为上小下大的锥台结构便于成品灰的出料，其窑体设有检修孔。
9、根据权利要求2所述的烧制石灰的装置，其特征是：所述加料装置(1)为系统中每个窑体共用的移动式加料装置，所述卸料装置(44)为各窑体共用的移动式卸料装置卸料装置与出料通道连接，将各窑生产的成品灰汇聚到一起。
10、根据权利要求6～9中任一项所述的烧制石灰的装置，其特征是：如图1、图2和图8所示，本系统主要由加料装置(1)、窑体(I、II、III、IV、V、VI)、燃烧室(4)、卸料装置(44)、出料通道(31)、烟气管路(33)、废气管路(34)、空气管路(32)、共用管路(35)等组成。所述煅烧装置为进气梁(3)(如图4、图5、图11所示)。系统中的阀门根据需要来打开或关闭，来改变系统内气体的运行路径。由图2所示，由加料装置(1)对各个窑分别进行加料，从燃烧室(4)来的高温烟气经烟气管路(33)、进气梁(3)进入窑体，对石灰石进行煅烧，高温烟气由窑体上部的抽吸梁(2)排出进入后面的窑体中对石灰石进行预热，废烟气经废气管路(34)由引风机(29)、烟囱(30)放空；空气经空气管路(32)进入窑体对煅烧好的石灰进行冷却：冷却石灰过程中被预热的空气经共用管路(35)到燃烧室作为助燃气体与燃料混合燃烧，或经废气管路(34)、引风机(29)、烟囱(30)放空，冷却好的成品灰通过卸料装置(44)至出料通道(31)将成品灰汇聚到一起，加料装置(1)对此窑体添加物料，继续进行预热、煅烧、冷却出料过程；还可以根据石灰石煅烧情况，以上述类似的顺序和排列，合理安排各个窑体的运行。依上述循环操作，通过控制各阀门对各窑内的石灰石煅烧、成品灰进行冷却和石灰石装料、成品灰卸料，充分合理的利用热能，实现大规模连续生产，并充分提高作业率。
11、根据权利要求6～9中任一项所述的烧制石灰的装置，其特征是：如图3所示，本系统产生的高温烟气根据整个流程的需要选择性地开启阀门使其通过，即当其中一个或一个以上窑体进行煅烧时，一个或一个以上窑体在预热，一个或一个以上窑体在进行冷却，一个或一个以上窑体在进行出成品灰及装入石灰石。
12、根据权利要求6～9中任一项所述的烧制石灰的装置，其特征是：如图9所示，所述煅烧装置也可以是燃烧梁(45)，燃烧梁设有烧嘴(48)，使冷却了成品石灰并经预热的空气与燃料进入烧嘴在窑体内燃烧煅烧物料。相应的高温烟气出此煅烧石灰石窑体后，从另一个等待预热的石灰石窑体燃烧梁中通风管道进入，预热窑体及窑内石灰石。相应的可以加入周边烧嘴，利用高温助燃空气与燃料进入烧嘴在窑体内燃烧进行石灰石煅烧，而高温烟气从另一个等待预热的窑体的周边烧嘴中通过进入窑体内。冷却空气由燃烧梁烧嘴或周边烧嘴进入窑体对煅烧好的石灰进行冷却。
13、根据权利要求6～12中任一项所述的烧制石灰的装置，其特征是：所述燃烧室、烟气管路和共用管路外壳内衬有耐火保温材料，所述窑体与窑体之间的连接管路外壳内衬有耐火保温材料。
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