CN102161571B - 分体式生产石灰的机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分体式生产石灰的机械，主要包括：进料设备、预热室、煅烧室、冷却室、出料设备和废气排放系统。预热室、煅烧室和冷却室为内筒和外筒同心布置的套筒式结构。煅烧室的内筒下部设置有进气孔，上部设有烟气出口。煅烧室的内筒和外筒之间通过上、下两层火桥连接，每层3～8根火桥，每根火桥位于外筒的一侧设有燃烧室。烟气出口一路经换热器连接到排放系统，一路通过引射器连接到下层燃烧室。本发明物料在预热室、煅烧室和冷却室环形截面料层中均衡分布，保证了石灰石预热、煅烧和石灰冷却的均匀性，优化了石灰生产的操作。石灰石煅烧过程中逆流煅烧和并流煅烧同时进行，有利于提高石灰产品质量。

Description

分体式生产石灰的机械

技术领域

本发明属于建材、化工生产技术领域，涉及一种分体式生产石灰的机械，具体涉及分体、环形套筒式生产石灰机械。

背景技术

石灰是重要的建筑材料，也是冶金、化工领域的重要原料，现有技术是以白云石、石灰石为原料，采用带燃烧梁的竖窑煅烧石灰。这样过程的不足是：竖窑内炉气流动的方向与石料流动的方向相反，即石料从上向下运行，炉气自下而上流动，石料的气体阻力大，炉内压力高，容易出现气体偏析现象，造成石灰石受热不均匀，影响产品质量。本申请人在专利号为ZL200320111077.3的实用新型专利公开了一种内外加热式石灰炉，该石灰炉的燃烧系统设有炉筋燃烧管和周边烧嘴，炉筋燃烧管上设有燃烧器(烧嘴)，有效解决了煅烧带火焰和热量的分布，提高了燃烧效率，但是炉筋燃烧管在工作过程中需要用冷却介质冷却梁体，不仅浪费掉一些热量，而且增加了设备成本和操作费用。

本申请人申请号为20101016744.2的发明专利申请公开一种煅烧物料的方法和设备，该专利申请的“预热室、煅烧室和冷却室为分体式结构，被煅烧物料在预热室、煅烧室、冷却室之间通过斗式提升机输送。被煅烧物料在分体式的预热室、煅烧室和冷却室中进行预热、煅烧和冷却过程，制成煅烧产品。冷却室冷却产品后的高温气体通过气体管路输送至预热室预热被煅烧物料，然后经蓄热器预热后进入煅烧室作助燃空气”。该发明专利申请充分利用热能，减少新鲜空气用量和温室气体排放，有利于环境保护。但该技术仍然是逆流煅烧，气流分布不均匀，容易出现偏析，造成过烧或生烧，影响产品质量。本发明是在上述煅烧设备技术上的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种分体式生产石灰机械，使逆流煅烧和并流煅烧同时进行，有利于气流的分布和加热气体和被煅烧物料的充分接触，提高煅烧产品的质量。

本发明提供的分体式生产石灰的机械，主要包括：进料设备、预热室、煅烧室、冷却室、出料设备和废气排放系统。每个室的入料口和出料口设有料锁，料斗通过料钟与预热室连接，冷却室与出料设备连接，各预热室之间、预热室与煅烧室之间、煅烧室与冷却室之间和各冷却室之间通过物料输送设备连接。鼓风机分别经换热器和冷却室与烧嘴连接，煅烧室外筒烟气口经预热室与排放系统连接。预热室、煅烧室和冷却室为内筒和外筒同心布置的套筒式结构，物料分布在内筒与外筒之间的物料空间。煅烧室内筒的下部设置有进气孔，内筒顶部设有烟气出口。煅烧室的内筒和外筒之间通过上、下两层火桥连接，每层3～8根火桥，每根火桥位于外筒的一侧设有燃烧室。烟气出口分为两路，一路经换热器连接到排放系统，一路通过引射器连接到下层燃烧室。

预热室、煅烧室和冷却室的内筒上部为锥台形结构，便于分布被煅烧物料。预热室和冷却室的内筒为空心或实心结构，空心结构为钢板箱型结构外砌耐火砖或涂装耐火材料，实心为耐火砖砌成或用耐火浇注料浇注。空心结构的预热室和冷却室内筒安装方式为内筒吊挂安装在外筒筒体的顶部或安装在外筒筒体内部的支撑底座上，所述支撑底座用耐火砖砌筑而成。

煅烧室内筒用耐火砖砌筑而成或用双层钢板围成的箱状体结构，箱体内外两侧砌有耐火砖，箱状体夹层内通入冷却空气，连续对内筒进行冷却，防止高温变形，被预热的空气用作燃烧室的助燃空气。箱状体结构的内筒吊挂安装在外筒筒体的顶部或安装在外筒筒体内部的支撑底座上，支撑底座用耐火砖砌筑而成。火桥的形状为拱桥状，火桥由耐火砖砌筑而成，燃烧产生的高温烟气通过火桥下的空间进入石灰石料层。两排燃烧室和火桥环形交错布置，使上一排的火桥位于下一排两个火桥的中间位置。物料输送设备为管链输送机或斗式提升机。

本发明另一方案为使用固体燃料的分体式生产石灰的机械，主要包括：进料设备、预热室、煅烧室、冷却室、出料设备和废气排放系统。每个室的入料口和出料口设有料锁，料斗通过料钟与预热室连接，冷却室与出料设备连接，各预热室之间、预热室与煅烧室之间、煅烧室与冷却室之间和各冷却室之间物料系统通过物料输送设备连接。鼓风机出口分为两路，一路通过气体管路依次和冷却室、预热室连接，各室间依次从上部出气口连接到下部进气口，另一路通过换热器连接到冷却室的上部。预热室和冷却室为内筒和外筒同心布置的套筒式结构，煅烧室的上部设有煅烧室料斗和燃料料钟，煅烧室两侧设有蓄热器，蓄热器中有蓄热体，蓄热器的一端与烧嘴连通，另一端分别经三通阀与预热室的气体出口连接和经三通阀、换热器与排放系统连接。

蓄热器中蓄热体的材质为钢制材料或耐热材料，蓄热体的形状为球状体、柱状体、矩形块状体、蜂窝状体或它们的混合体。物料输送设备为管链输送机或斗式提升机。

本发明石灰石煅烧过程中的一个显著特点是逆流煅烧和并流煅烧同时进行，煅烧室的外筒上设置的两层燃烧室，将煅烧室分成两个逆流操作的煅烧带和一个并流操作的煅烧带。在并流煅烧带，随着物料向下流动，石灰石表面逐渐形成了CaO外壳，其吸热性变差，此时较贫化的燃料和空气发生接触燃烧，热量供给较为温和，不会使CaO外壳过烧，又能使石灰石的生芯继续分解，有利于提高石灰产品的质量。每个燃烧室上部有一个由耐火材料砌筑成的火桥，连接外筒和内筒，从燃烧室出来的高温烟气通过火桥下边形成一个自然净角空间，穿过石灰石料层，均匀分布到套筒截面各个石灰石料层。上、下层燃烧室和火桥错位布置，有利于气体在煅烧室物料空间横截面均匀分布。

上述套筒式结构的预热室、煅烧室和冷却室，气流及温度在环形截面及整个石灰石料层中得到了均衡分布，保证了石灰石预热、煅烧和石灰冷却的均匀性，优化了石灰生产的操作。

附图说明

图1为本发明分体式生产石灰的机械流程示意图；

图2为本发明另一方案流程示意图；

图3为图1的A-A图；

图4为图1的B-B图；

图5为燃烧室及火桥示意图。

其中：

1-料斗、2-阀门、3-料钟、4-料锁、5(5a、5b)-预热室、6-内筒、7-外筒、8-物料输送设备、9-引射器、10-烟气出口、11-煅烧室料钟、12-煅烧室、14(14a、14b)-冷却室、15-换热器、16-烧嘴、17-燃烧室、18-进气孔、19-火桥、20-出料设备、21-鼓风机、22-固体燃料煅烧室、23-燃料料钟、24-燃料料斗、25-蓄热器、26-物料空间、27-箱状体夹层、28-内筒内部空间、29、30-三通阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

本发明分体式生产石灰的机械如图1所示，主要包括：进料设备、预热室(5a、5b)、煅烧室12、冷却室(14a、14b)、出料设备20和废气排放系统，排放系统包括除尘器、引风机和烟囱。每个室的入料口和出料口设有料锁4，料斗1通过料钟3与预热室5a连接，冷却室14b与出料设备20连接。预热室5a与预热室5b通过物料输送设备8连接，预热室5b通过物料输送设备、煅烧室料钟11连接到煅烧室12，煅烧室下部出口通过物料输送设备依次与冷却室14a、14b连接，所述物料输送设备为斗式提升机。鼓风机21分别经换热器15和冷却室14a、14b连接到煅烧室烧嘴的空气入口，煅烧室外筒烟气口经预热室5b、5a与排放系统连接。预热室、煅烧室和冷却室为内筒6和外筒7同心布置的套筒式结构，内筒的上部为锥台形，通过锥台形结构将物料均匀分布在环形物料空间26。如图4所示，预热室和冷却室的内筒为实心结构，由耐火砖砌筑而成。如图3所示，煅烧室内筒为双层钢板围成的箱状体结构，箱体内外两侧砌有耐火砖，箱状体夹层(27)内通入冷却空气，连续对内筒进行冷却防止高温变形，被预热的空气作为燃烧室的助燃空气(附图中未标出)。内筒安装在外筒筒体内部的支撑底座上，支撑底座用耐火砖砌筑而成。煅烧室内筒下部设置有进气孔18，顶部设有烟气出口10。如图3、图5所示，煅烧室的内筒和外筒通过6根火桥19连接，火桥的形状为拱状，火桥由耐火砖砌筑而成。煅烧室中部设有上、下两层燃烧室17，每排设有6个燃烧室，燃烧室位于外筒的一侧火桥的下部。两层燃烧室和火桥环形交错布置，使上一排的火桥位于下一层两个火桥的中间位置。煅烧室内筒的烟气出口10分为两路，一路经换热器15连接到排放系统，一路通过引射器9连接到下排燃烧室。

本发明生产石灰的过程为石灰石物料由加料设备输送至料斗1，经料钟3进入预热室5a，在内筒6和外筒7组成的物料空间26内进行预热，预热后的物料从预热室5a底部出口出去通过斗式提升机进入预热室5b，在预热室5b预热后的物料通过斗式提升机输送至煅烧室料钟11，经煅烧料钟进入煅烧室12的物料空间26进行煅烧。煅烧后石灰通过斗式提升机依次进入冷却室14a、14b进行冷却，冷却后的石灰产品经出料设备20出装置。鼓风机21出口分两路，一路依次经冷却室14b、14a冷却石灰产品后到煅烧室的烧嘴16，空气在冷却石灰的过程中预热；另一路经换热器15与烟气换热后到烧嘴，两路空气混合与燃料气一起到燃烧室17助燃燃烧。燃烧后产生的高温烟气体从燃烧室出来，通过火桥下边形成的一个自然净角空间，穿过石灰石料层，均匀分布到套筒截面各个石灰石料层中，对石灰石进行煅烧。

上层燃烧室为不完全燃烧，助燃空气供给不足，只有50％左右，燃烧产生的烟气沿环形物料空间向上流动，煅烧完物料后的烟气通过煅烧室上部的烟气口和输送管道依次进入预热室5b、5a，预热石灰石物料后到排放系统排放。下层燃烧室为完全燃烧，空气过剩系数为2.0％左右。下层燃烧室燃烧产生的高温烟气分成两股，一股经中部煅烧带(上、下层烧嘴之间的区域)、上部煅烧带(上层烧嘴至煅烧室顶部)向上流动，与来自上层燃烧室的不完全燃烧气体相遇；另一股气流在喷射器的作用下往下流动，通过煅烧室内筒底部的进气孔18进入内筒6，再从内筒上部的烟气出口10出去，一部分经引射器9抽出作为高温气体供给下层燃烧室，在下层燃烧室以下物料空间形成并流煅烧带(下层燃烧室到进气孔18之间的区域)，另一部分通过换热器15预热空气后进入废气排放系统排放，预热后的空气与冷却石灰后的热空气汇合，送至上、下层燃烧室作助燃空气。

煅烧室的物料空间26分成两个逆流操作的煅烧带(即上部煅烧带和中部煅烧带)和一个并流操作的煅烧带。煅烧过程中一个显著特点是逆流煅烧和并流煅烧同时进行。在并流煅烧区，随着物料向下流动，石灰石表面逐渐形成了CaO外壳，吸热性变差，较贫化的燃料和空气发生接触燃烧，热量供给较为温和，因此不会使CaO外壳过烧，又能使石灰石生芯继续分解。

实施例2

本发明另一方案如图2所示，主要包括：进料设备、预热室5a、5b、煅烧室、冷却室14a、14b、出料设备和废气排放系统，煅烧室为固体燃料煅烧室22。每个室的入料口和出料口设有料锁4，料斗1通过料钟3与预热室5a连接，冷却室14b与出料设备20连接。预热室5a与预热室5b通过物料输送设备8连接，预热室5b通过物料输送设备、煅烧室料钟11连接到固体燃料煅烧室22，固体燃料煅烧室下部出口通过物料输送设备依次与冷却室14a、14b连接，所述物料输送设备为斗式提升机。鼓风机21出口分为两路，一路经冷却室(14b、14a)、预热室(5b、5a)、三通阀(29)连接到蓄热器25，各室间依次从上部出气口连接到下部进气口，另一路通过换热器(15)连接到冷却室14b的上部。预热室和冷却室为内筒6和外筒7同心布置的套筒式结构，内筒的上部为锥台形。煅烧室的上部设有燃料料斗24和燃料料钟23，燃料料斗通过燃料料钟与固体燃料煅烧室22连接。煅烧室两侧设有蓄热器25，蓄热器中的蓄热体为球状体，蓄热体的材质为耐热材料。蓄热器的一端与烧嘴连通，另一端经三通阀29与预热室5a的气体出口连接和经三通阀30、换热器15与排放系统连接。

本实施例以块煤为燃料，煅烧物料的运行过程与实施例1相同。气体运行过程为：鼓风机21出口分两路，一路通过气体管路进入冷却室14b下部的进气口，另一路经换热器15与烟气换热后进入冷却室14b的上部。根据需要通过阀门2调节进入冷却室14b下部或换热器15的风量。空气依次经冷却室14b、14a冷却石灰，空气在冷却石灰的过程中温度升高，升温后的空气依次进入预热室5b、5a预热石灰石。预热物料后的气体经三通阀29、左侧蓄热器25、左侧烧嘴进入到固体燃料煅烧室22助燃燃烧，煅烧石灰石物料。产生的烟气经右侧的烧嘴出去，进入右侧的蓄热器25，蓄热器中的蓄热体蓄热，烟气再经三通阀30到换热器15与空气换热，把剩余的热量传给空气后到排放系统排放。然后换向，从预热室5a出来的气体经三通阀29，进入右侧的蓄热器，蓄热器中的蓄热体放热，使助燃气体温度升高后，经煅烧室右侧的烧嘴进入固体燃料煅烧室助燃燃烧。烟气经左侧的烧嘴、蓄热器、三通阀30和换热器到排放系统，此时左蓄热器为蓄热过程。蓄热器的换向操作根据蓄热器出口烟气温度的设定，通过三通阀29、30动作，控制两侧蓄热器的蓄热和放热过程交替运行，过程自动化控制。

Claims (1)

1.一种分体式生产石灰的机械，主要包括：进料设备、第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、煅烧室（12）、第一冷却室（14a）、第二冷却室（14b）、出料设备和废气排放系统，每个室的入料口和出料口设有料锁（4），料斗（1）通过料钟（3）与第一预热室（5a）连接，第二冷却室（14b）与出料设备（20）连接，第一预热室（5a）与第二预热室（5b）之间、第二预热室（5b）与煅烧室（12）之间、煅烧室与第一冷却室（14a）之间和第一冷却室（14a）与第二冷却室（14b）之间通过物料输送设备（8）连接；鼓风机（21）分别经换热器（15）和第一冷却室（14a）、第二冷却室（14b）与烧嘴（16）连接，煅烧室外筒烟气口经第二预热室（5b）、第一预热室（5a）与排放系统连接，其特征是：所述第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、煅烧室、第一冷却室（14a）和第二冷却室（14b）为内筒（6）和外筒（7）同心布置的套筒式结构，所述煅烧室的内筒下部设置有进气孔（18），内筒顶部设有烟气出口（10）；煅烧室的内筒和外筒之间通过上、下两层火桥（19）连接，每层3～8根火桥，每根火桥位于外筒的一侧设有燃烧室（17）；所述烟气出口（10）一路经换热器（15）连接到排放系统，一路通过引射器（9）连接到下层燃烧室。

 2. 根据权利要求1所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、煅烧室、第一冷却室（14a）和第二冷却室（14b）的内筒（6）上部为锥台形结构。

3. 根据权利要求1所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、第一冷却室（14a）和第二冷却室（14b）的内筒为空心或实心结构，空心结构为钢板箱型结构外砌耐火砖或涂装耐火材料，实心为耐火砖砌成或用耐火浇注料浇注。

4. 根据权利要求3所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述空心结构的第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、第一冷却室（14a）和第二冷却室（14b）的内筒（6）的安装方式为内筒吊挂安装在外筒（7）筒体顶部或安装在外筒筒体内部的支撑底座上，所述支撑底座用耐火砖砌筑而成。

5. 根据权利要求1所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述煅烧室的内筒是用耐火砖砌筑而成或用双层钢板围成的箱状体结构，箱体内外两侧砌有耐火砖，箱状体夹层（27）内通入冷却空气，连续对内筒进行冷却；所述箱状体结构内筒吊挂安装在外筒筒体的顶部或安装在外筒筒体内部的支撑底座上，所述支撑底座用耐火砖砌筑而成。

6. 根据权利要求1所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述火桥（19）的形状为拱桥状，火桥由耐火砖砌筑而成。

7. 根据权利要求1所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述物料输送设备为管链输送机或斗式提升机。

8. 一种使用固体燃料的分体式生产石灰的机械，主要包括：进料设备、第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、固体燃料煅烧室（22）、第一冷却室（14a）、第二冷却室（14b）、出料设备和废气排放系统，每个室的入料口和出料口设有料锁（4），料斗（1）通过料钟（3）与第一预热室（5a）连接，第二冷却室（14b）与出料设备（20）连接，第一预热室（5a）与第二预热室（5b）之间、第二预热室（5b）与煅烧室（12）之间、煅烧室与第一冷却室（14a）之间和第一冷却室（14a）与第二冷却室（14b）之间通过物料输送设备（8）连接；鼓风机（21）出口分为两路，一路通过管路依次与第二冷却室（14b）、第一冷却室（14a）、第二预热室（5b）和第一预热室（5a）连接，各室间依次从上部出气口连接到下部进气口，另一路通过换热器（15）连接到第二冷却室（14b）的上部，其特征是：所述第一预热室（5a）、第二预热室（5b）、第一冷却室（14a）和第二冷却室（14b）为内筒（6）和外筒（7）同心布置的套筒式结构，煅烧室的上部设有燃料料斗（24）和燃料料钟（23），煅烧室两侧设有蓄热器（25），蓄热器中有蓄热体，蓄热器的一端与烧嘴连通，另一端分别经三通阀（29）与第一预热室（5a）的气体出口连接和经三通阀（30）、换热器与排放系统连接。

9. 根据权利要求8所述分体式生产石灰的机械，其特征是：所述蓄热器（25）中蓄热体的材质为钢制材料或耐热材料，所述蓄热体的形状为球状体、柱状体、矩形块状体、蜂窝状体或它们的混合体；物料输送设备为管链输送机或斗式提升机。

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