CN1022402C - 粉状原料的热制备装置 - Google Patents

Abstract

为了降低大型旋转窑的投资成本和改进水泥粉料在旋转窑燃烧前的预热和煅烧步骤，提供一种能延长粉状原料在一个其温度高于此原料分解温度的空间的停留时间，以保证其能恰当地脱碳。

Description

本发明涉及一种以碳质或粘土为主要特性的原料，特别是水泥粉料在燃烧及烧结前的热制备装置。

对于如在旋转窑处理前的碳质或粘土特性的粉状原料，特别是水泥生料的热制备，可以通过不同的系统进行。

在制备水泥，烧结块或其他原料的已知系统中，原料在旋转窑燃烧或烧结前首先在一个柱形或旋风的分散预器由旋转窑的热气体来预热。在此情况下所有用于煅烧过程，燃烧或烧结的热能必需输进旋转窑，这样会影响到具体装载及窑空间容积的选择。离开旋转窑的气体的热量，一般用于预热，这样利用热的分配会导致需要一个具有足够大体积的旋转窑，需要较高的投资成本，高运转成本，而且由于衬层等的寿命减短而使得时间利用效率低。这些不利因素特别在较大输出装置的窑系统中是必须加以考虑的。

为了减少这些不利影响，应选择一个窑空间热载较低和体积较小的窑体，为此可通过在旋转窑外安装一个煅烧装置作为一个独立装置，在旋转窑前连接到预热装置上。

在已知设备中，一个独立的煅烧装置是设置一个长的气囱或一个横截面显著加宽的锥形垂直室。在这两个系统中出现燃料的均匀消耗和形成一个均匀区及要获得一个足够的燃烧时间的困难。具有切向气体入口及出口或利用一个垂直和切向的气体流的组合煅烧室装置是公知的。同类装置的缺点是一般比较复杂，具有较高的压力损失，和需要较高的投资成本。

根据本发明关于粉状原料，特别是水泥粉料的热制备装置包括一个柱形预热器，和一个旋风预热装置，一个带有一个连接旋转窑和预热器旋风分离器的气囱的旋转窑，一条件将原料从热交换装置引到气囱的管道，以及将原料分散和为原料预煅烧供应燃料的装置，连接在旋转窑下部的气囱，其下部是由一条倾斜的具有方形截面的管道形成，该管道在其中部变成垂直的管道，最好具有圆形横截面，在管的上部变成具有方形横切面垂直涡旋头的形状，斜管的轴线和旋转窑的轴线夹角大于95°，热交换器入口管的终端连接在斜管的下壁。在涡旋头下部有一偏流板，在其上部一圆拱形通道通进垂直壁，和一个涡旋头的气体出口管装在对面的壁上。最少一条燃料供应通道能通进上述的斜管，和一条燃料通道能通进从热交换器来的原料出口管。涡旋头能够安在围绕在垂直圆柱形导管轴线上的任何部位。

根据本发明，预热粉状原料通过一条终端连接于倾斜的气囱下部的滑管输进气囱，沿着滑管流落到由气囱直壁和斜壁接触所形成的接触边平面，在上述接触边平面上，沿着导管壁斜面流下的粉状原料的分散流遇到上升的气体流，被其分散和带向上，从而大部分原料形成反向的水平湍流涡旋液体或气态相容物的燃料，或粉末状固态燃料，如煤，被送进湍流涡旋区。含有氧和分散的预热原料的燃 料被送到通进热气体的气囱中，在热强烈地传到原料颗粒上的条件下在湍流涡旋中气化燃烧，这样保证它们能部分脱碳，由于气体和原料分散颗粒的回流，这些颗粒有可能多次连续经过强烈燃烧区，延长了在一个其温度高于分解温度区的停留时间。热气体和分散原料最后的热交换通过涡旋头来进行，在该处经过整流的气体流由偏流板导向一个圆拱形道，在该处部分原料被分离并且通过一个弧形运动回到通过气囱狭窄柱形部分的气流。这样重复向强烈（燃烧）的涡旋区输送原料颗粒，和完成热交换，使脱碳程度达到所需的水平。

下面将详细说明本发明的一个实施例，并通过附图中的正视图来的表示。其中

图1为该装置的垂直切面正视图。

图2为涡旋头的垂直正视详图。

图1和图2所示的作为水泥粉状原料热处理的装置包括一个旋转窑1，其下部2连接由一个有方形断面的斜管4，上部连接一个圆形的导管5，其上面装一个涡旋头6，所组成的气囱3，在涡旋头的侧壁装有一个气体出口管7，并接到一个热旋风分离器8，该热旋风分离器8的一个出口管9连接到一个热交换器10的预热装置下部。从热交换器10出来的原料出口管11终端接于气囱3的斜管4。从热旋风分离器8出来的原料出口管12连接到旋转窑1的下部2。在斜管4的燃料输进管13安装一个燃烧器。

涡旋头6在其下部和气囱3的一条垂直圆形管5相连接，并安上一个偏流板15（见图2）。涡旋头6的上部是由一个圆拱形道14所形成。圆拱道14通进垂直壁16，从涡旋头6出来的一条气体出口管7安装在涡旋头6的对壁上。

根据本发明的装置运转如下：

从旋转窑1产生的含氧气体通过从旋转窑1的下部2离开进入气囱3，到达斜管4，在该处的平面上在它们的接触边后面产生一个水平湍流的气体旋涡，使得通过从预热的热交换器10的原料出口管11输进这空间的粉状原料颗粒分散到斜管4的下部，燃料从燃料管13通进湍流涡旋的空间。输进的燃料在从旋转窑1含氧和预热原料的热气体分散过程中被气化并在热强烈传递到原料颗粒的条件下燃烧。在此形成的热力学条件下原料颗粒进行脱碳，其最终效果取决于燃料供应量，温差和颗粒停留在其温度高于分解温度的一个区的时间。为了延长颗粒分散在上述气体中的时间，气流和从斜管4来的原料颗粒终接于垂直圆管5以增加流速。这样经过整流和加速的含有分散原料颗粒的气流输进涡旋头6的下部并在此进行分流，一个部分沿着弧形通道到气体出口管道7，另一部分含有大部分原料的颗粒的气体沿着拱形道14流到涡旋头6的上部，在圆拱形道中使气体和颗粒的流向反转，移向涡旋头6的垂直壁16。原料沿垂直壁16落到涡旋头6的下部，在此进入气体和颗粒流中并被送回到涡旋头6的空间，这样形成的粒子循环涡旋保证了在适当的热介质中有足够的停留时间并使得脱碳达到所需的程度。

气体和原料颗粒流通过出口管7离开涡旋头6进到热旋风器8，在其中原料颗粒和气体分离，被分离的原料颗粒从热旋风器8的出口管12排出送至旋转窑1的下部2并进一步进入旋转窑1来完成热过程。被分离的气流通过旋风器8的出口管9送到热交换器10的下部用于预热粉状原料。预热的粉状原料通过热交换器10的原料出口管11送至气管3的斜管4。

Claims (4)

1、一种粉状原料，特别是水泥生料的热制备装置，包括一个具有旋风预热装置的柱形热交换器，一个带有一个连接在旋转窑上的气囱的旋转窑和一个旋风分离预热器，一条物料导管从前面的热交换器引出到气囱，该气囱装置用于分散原料和为原料的预煅烧提供燃料，其特征在于气囱(3)连接到旋转窑(1)的下部(2)，该气囱下部是由一条横截面为方形的斜管(4)所形成，该气囱在其中部变成圆形横截面的垂直整流管(5)并在其上部形成一个横截面为方形的垂直涡旋头(6)，斜管(4)的轴线和旋转窑(1)的轴线交角(α)大于95°，热交换器(10)的出口管(11)终端连接于斜管(4)的下壁，并且该涡旋头(6)下部有一个偏流板(15)，在其上部有一个圆拱形通道(14)通进垂直壁(16)，一条气体出口管(7)安装在所述垂直壁(16)对面的壁上，如此成型该涡旋头以使得在应用中原料在该涡旋头中环绕旋转，同时使其受到一个通过涡旋头(6)的气体流的作用。

2、根据权利要求1的装置，其特征在于至少一条燃料供F-4）。

3、根据权利要求1的装置，其特征在于燃料供管（13）通进从热交换器来的原料出口管（11）。

4、根据权利要求1的装置，其特征在于涡旋头（6）安装在围绕在垂直圆柱形管（5）的轴线上的任何部位。

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