CN101921074B - 梁式石灰窑 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种梁式石灰窑，主要包括窑体和相配套的系统，窑体内设有预热带、煅烧带、冷却带和出料口。煅烧带设有上、下燃烧梁，预热带的上部设有上抽吸梁，冷却带的中部设有下抽吸梁，预热带的中部设有高温抽吸梁。高温抽吸梁的出口通过高温空气换热器和/或高温燃料气换热器连接到废气排放系统。利用高温抽吸梁抽出一部分烟气的热量为燃料气和/或助燃空气换热，提高燃料气和助燃空气的温度，使煅烧温度由1050℃提高至1450℃，增加了煅烧的强度，减少和避免生烧现象，提高了石灰产品的质量。本发明燃料气和空气与烟气、冷却石灰后空气和高温抽吸梁抽出的高温烟气充分换热，优化了换热流程，热利用最佳化。

Description

梁式石灰窑
技术领域
本发明属于建材、化工机械技术领域，涉及煅烧物料的窑炉，具体涉及一种梁式石灰窑的改进。
背景技术
用梁式石灰窑煅烧石灰石是石灰生产的新技术。梁式石灰窑具有能耗低、石灰产品质量好、生产能力强、操作弹性大等优点，广泛用于冶金、化工等用途的石灰生产。燃烧梁是梁式石灰窑的核心设备，燃烧梁的梁体设有烧嘴、燃料管路和助燃空气管路。通过燃料管路和助燃空气管路向烧嘴输送燃料和助燃空气，烧嘴均匀分布燃料并进行燃烧。
本申请人专利申请号为200320111077.3，名称为“内外加热式石灰炉”的实用新型专利提供了燃烧梁式石灰窑的技术方案和燃烧梁冷却的技术方案。本申请人另一件申请号为200820078007.5，名称为“一种烧制石灰的窑”的实用新型专利对梁式石灰窑技术进行了全面的披露。该石灰窑主要包括窑体、供料系统、燃烧系统、出料系统、供风系统和控制系统。窑体内分进料口、预热区、煅烧区、冷却区和出料口。窑的煅烧区装有上、下两层燃烧梁，燃烧梁内有燃料管路和助燃空气通道。窑体内预热区的上部设有抽吸烟气的上抽吸梁，冷却区的中部设有抽吸热气的下抽吸梁。为避免高温烧坏梁体及梁体内的设施，上、下层燃烧梁和下抽吸梁的梁体内设有冷却介质流通的空腔”。使用该专利技术石料煅烧更加充分、均匀，石灰产品的活性度高、质量好。但是，由于上抽吸梁的抽吸作用，煅烧带产生的大量烟气迅速上升到预热带预热石料，使煅烧带温度降低，减弱了煅烧带的煅烧强度，仍存在石灰石物料烧不透，出现生烧，影响煅烧产品质量的问题，如果增加燃料又会产生能源浪费和热量不平衡问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种梁式石灰窑，在不增加燃料的情况下，提高煅烧带的煅烧温度，增加煅烧强度，节省能源，提高石灰产品的产量和质量。
本发明提供的梁式石灰窑，主要包括窑体、供料系统、燃烧系统、出料系统、供风系统和控制系统，窑体内包括预热带、煅烧带、冷却带和出料口。煅烧带装有上燃烧梁和下燃烧梁，预热带的上部设有上抽吸梁，冷却带的中部设有下抽吸梁。预热带的中部设有高温抽吸梁，高温抽吸梁的出口通过高温空气换热器和/或高温燃料气换热器连接到废气排放系统。利用高温抽吸梁抽出一部分烟气的热量为燃料气和/或助燃空气换热。
燃料气管路经烟气/燃料气换热器和高温燃料气换热器连接到燃烧梁燃料气入口，鼓风机经冷却风/空气换热器和高温空气换热器连接到燃烧梁空气入口。
本发明第二种选择方案为，燃料气管路经冷却风/燃料气换热器和高温燃料气换热器连接到燃烧梁燃料气入口，鼓风机经烟气/空气换热器和高温空气换热器连接到燃烧梁空气入口。
本发明第三种选择方案为：鼓风机经高温空气换热器连接到燃烧梁空气入口，燃料气管路分别经烟气/燃料气换热器和冷却风/燃料气换热器连接到燃烧梁燃料气入口。
本发明第四种选择方案为：燃料气管路经高温燃料气换热器连接到燃烧梁燃料气入口，鼓风机分别经烟气/空气换热器和冷却风/空气换热器连接到燃烧梁空气入口。不排除其它的选择方案。
作为优选，上燃烧梁设置为2～6根，下燃烧梁为1～5根；上抽吸梁为1～5根，下抽吸梁为1～5根；高温抽吸梁为1～5根。各梁体其它的设置方案也是本发明的保护范围。
高温抽吸梁为矩形箱状体或管状体结构，所述箱状体或管状体的下部开有抽吸孔。抽吸孔为圆形、椭圆形或矩形。高温抽吸梁的两端设有连接口，中间设有隔板。
高温抽吸梁、上燃烧梁、下燃烧梁和下抽吸梁的梁体内设有冷却介质流通的空腔，空腔与冷却介质循环系统连接。冷却介质为水或导热油，
与现有技术相比，本发明在预热带的中部安装高温抽吸梁，从预热带中部抽取部分高温烟气与进入燃烧梁的燃料气和/或助燃空气换热，提高燃料气和助燃空气的温度，使预热后燃料气和助燃空气的温度提高到600～800℃，煅烧温度由1050℃提高至1450℃，提高了煅烧温度，增加了煅烧的强度，减少和避免出现生烧现象，提高了石灰产品的产量和质量。本发明利用换热设备，使燃料气和助燃空气与烟气、冷却石灰后空气和高温抽吸梁抽出的高温烟气充分换热，优化了换热流程，热利用最佳化。高温抽吸梁、上燃烧梁、下燃烧梁和下抽吸梁的梁体内设有冷却介质流通的空腔，利用导热油循环冷却梁体，避免高温烧坏梁体，有利于石灰窑装置长周期安全运行和延长设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明梁式石灰窑的流程示意图；
图2为本发明另一方案的流程示意图；
图3本发明再一方案的流程示意图；
图4为本发明第四方案的流程示意图；
图5为高温抽吸梁结构图示意图；
图6为图5的A-A图。
其中：1-进料设备、2-上抽吸梁、3-预热带、4-高温抽吸梁、5-上燃烧梁、6-煅烧带、7-下燃烧梁、8-下抽吸梁、9-冷却带、10-冷却风入口、11-出料口、12-烟气/燃料气换热器、13-除尘器、14-引风机、15-烟囱、16-高温燃料气换热器、17-高温空气换热器、18-冷却风/空气换热器、19-鼓风机、20-冷却风机、21-烟气/空气换热器、22-冷却风/燃料换热器。23-抽吸孔、24-隔板、25-连接口、26-空腔。
具体实施方式
实施例1
本发明梁式石灰窑如图1所示，主要包括窑体、供料系统、燃烧系统、出料系统、供风系统和控制系统。窑体内包括预热带3、煅烧带6、冷却带9和出料口11。所述煅烧带装有3根上燃烧梁5和2根下燃烧梁7，预热带的上部设有2根上抽吸梁2，冷却带的中部设有2根下抽吸梁8。预热带的中部设有2根高温抽吸梁4，如图5、图6所示，高温抽吸梁为矩形箱状体体结构，箱状体的下部开有10个抽吸孔23，抽吸孔为椭圆形。高温抽吸梁的两端设有连接口25，中间设有隔板24，便于从两头抽吸高温烟气。高温抽吸梁、上燃烧梁、下燃烧梁和下抽吸梁的梁体内设有冷却介质流通的空腔26，空腔与冷却介质循环系统连接。选择导热油为冷却介质。冷却介质循环系统包括连接管路、导热油循环泵和导热油冷却器。高温抽吸梁的出口通过高温空气换热器17和高温燃料气换热器16连接到废气排放系统。废气排放系统包括除尘器13、引风机14和烟囱15。燃料气管路经烟气/燃料气换热器12和高温燃料气换热器16连接到燃烧梁燃料气入口。鼓风机19经冷却风/空气换热器18和高温空气换热器17连接到燃烧梁空气入口。冷却风机20连接到冷却带的冷却风入口10。
本发明煅烧石灰石的过程为，石灰石物料经供料系统运至窑体顶部，经进料设备1进入窑体内预热带，由上升的烟气对物料进行预热，预热后的物料进入煅烧带6。在煅烧带由高温预热后的燃料气和空气混合进行燃烧，煅烧石灰石物料，煅烧温度1350～1450℃。煅烧后的石灰进入冷却带由冷却风入口10进入的冷却空气由下而上冷却石灰，冷却后的石灰产品经出料口11出窑到产品仓。气体的运行方式为，燃料气经烟气/燃料气换热器12和高温燃料气换热器16预热后温度达600～700℃，到燃烧梁的燃料气入口。鼓风机19产生的助燃空气经冷却风/空气换热器18和高温空气换热器17预热后温度达600～700℃，到燃烧梁空气入口。燃料气和助燃空气经燃烧梁体内管路到烧嘴混合燃烧，产生1350～1450℃的高温煅烧石灰石物料。产生的烟气上升预热石灰石物料后至预热带中部高温抽吸梁4处，由于高温抽吸梁的抽吸作用，部分烟气由高温抽吸梁抽出，分别经高温燃料气换热器16、高温空气换热器17，与燃料气和助燃空气换热后到废气排放系统排放。部分烟气继续向上预热预热带的石灰石物料，烟气上升到顶部上抽吸梁处，由上抽吸梁2抽出，经烟气/燃料气换热器12与燃料气换热后到废气排放系统排放。由冷却风机20产生的冷却空气经冷却风入口10进入冷却带9，向上运行冷却石灰，至下抽吸梁8，在下抽吸梁的抽吸作用下，高温气体由下抽吸梁抽出，经冷却风/空气换热器18与助燃空气换热后到废气排放系统排放。
实施例2
本发明再一实施方案如图3所示，鼓风机19经高温空气换热器17连接到燃烧梁空气入口，燃料气管路分别经烟气/燃料气换热器12和冷却风/燃料换热器22连接到燃烧梁燃料气入口。鼓风机产生的助燃空气经高温空气换热器17换热后温度达700～800℃，燃料气分别经烟气/燃料气换热器12和冷却风/燃料换热器22换热后温度达250～300℃。预热后的燃料气和助燃空气经燃烧梁体内的管路到烧嘴混合燃烧，产生1350～1450℃的高温煅烧石灰石物料。上抽吸梁抽出的烟气经烟气/燃料气换热器12与燃料气换热后到废气排放系统排放，高温抽吸梁抽出的高温烟气经高温空气换热器17与空气换热后到废气排放系统排放，下抽吸梁抽出的高温气体经冷却风/燃料换热器22与燃料气换热后到废气排放系统排放。其它结构和操作与实施例1相同，不再赘述。

Claims (9)

1.一种梁式石灰窑，主要包括窑体、供料系统、燃烧系统、出料系统、供风系统和控制系统，窑体内包括预热带(3)、煅烧带(6)、冷却带(9)和出料口(11)，所述煅烧带装有上燃烧梁(5)和下燃烧梁(7)，预热带的上部设有上抽吸梁(2)，冷却带的中部设有下抽吸梁(8)，其特征是：所述预热带的中部设有高温抽吸梁(4)，所述高温抽吸梁的出口通过高温空气换热器(17)和/或高温燃料气换热器(16)连接到废气排放系统。
2.根据权利要求1所述的梁式石灰窑，其特征是：燃料气管路经烟气/燃料气换热器(12)和高温燃料气换热器(16)连接到燃烧梁燃料气入口，鼓风机(19)经冷却风/空气换热器(18)和高温空气换热器(17)连接到燃烧梁空气入口。
3.根据权利要求1所述的梁式石灰窑，其特征是：燃料气管路经冷却风/燃料气换热器(22)和高温燃料气换热器(16)连接到燃烧梁燃料气入口，鼓风机经烟气/空气换热器(21)和高温空气换热器(17)连接到燃烧梁空气入口。
4.根据权利要求1所述的梁式石灰窑，其特征是：鼓风机经高温空气换热器(17)连接到燃烧梁空气入口，燃料气管路分别经烟气/燃料气换热器(12)和冷却风/燃料气换热器(22)连接到燃烧梁燃料气入口。
5.根据权利要求1所述的梁式石灰窑，其特征是：燃料气管路经高温燃料气换热器(16)连接到燃烧梁燃料气入口，鼓风机分别经烟气空气换热器(21)和冷却风/空气换热器(18)连接到燃烧梁空气入口。
6.根据权利要求1～5任一项所述的梁式石灰窑，其特征是：所述上燃烧梁为2～6根，下燃烧梁为1～5根；所述上抽吸梁为1～5根，下抽吸梁为1～5根；所述高温抽吸梁为1～5根。
7.根据权利要求6所述的梁式石灰窑，其特征是：所述高温抽吸梁为矩形箱状体或管状体结构，所述箱状体或管状体的下部开有抽吸孔(23)。
8.根据权利要求7所述的梁式石灰窑，其特征是：所述高温抽吸梁的两端设有连接口(25)，中间设有隔板(24)。
9.根据权利要求6所述的梁式石灰窑，其特征是：所述高温抽吸梁(4)、上燃烧梁(5)、下燃烧梁(7)和下抽吸梁(8)的梁体内设有冷却介质流通的空腔(26)，空腔与冷却介质循环系统连接。
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