一种太阳能煅烧物料的方法和装置
技术领域
本发明属于建材、化工生产技术领域,涉及分体式生产石灰的方法和设备,具体涉及一种分体式太阳能煅烧物料的方法和装置。
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。但是仍然需要消耗可再生能源,排放大量的温室气体。
当电力、煤炭、石油等不可再生能源日益匮乏,能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈时,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能和风能资源,寻求经济发展的新动力。至今尚未发现利用太阳能技术煅烧物料的专利和非专利技术文献。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能煅烧物料的方法,利用太阳能技术加热和煅烧被煅烧物料,节约可再生能源,减少和避免温室气体排放,有利于环境保护。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的装置。
本发明太阳能煅烧物料的方法为,被煅烧物料在煅烧设备中经过预热、煅烧和冷却过程制成煅烧产品,物料的预热、煅烧和冷却过程在分体式预热室、煅烧室和冷却室中分别进行。预热室预热后的物料通过输送设备输送到煅烧室煅烧,煅烧后的产品通过输送设备输送到冷却室冷却后出装置。煅烧室为太阳能煅烧室,被煅烧物料在太阳能煅烧室加热至800~1600℃进行分解。冷却室冷却石灰产品后的气体到预热室3a预热石灰石后到排放系统排放,太阳能煅烧室中石灰石分解产生的气体到预热室3b预热石灰石后到二氧化碳收集系统。
被煅烧物料为石灰石、白云石或硅酸盐。
本发明太阳能煅烧物料的装置,所述装置为分体式结构,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。每个室的进料口设有进料锁,出料口设有出料锁,每台预热室和冷却室分别设有进气口和出气口。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。煅烧室为太阳能煅烧室。太阳能煅烧室的气体出口连接到预热室3b的进气口,预热室3b的出气口连接到二氧化碳收集系统。鼓风机通过气体管路依次与冷却室和预热室3a连接,预热室3a气体出口与排放系统连接。
太阳能煅烧室设有螺旋输送布料机,太阳能煅烧室的上部设有双层光线接受玻璃,下部设有抽屉式出灰机,通过液压推杆机与产品仓连接。双层光线接受玻璃的中间设有冷却管,冷却管中的冷却介质为水、甘油或正己烷。
预热室和冷却室设有内筒,内筒上部为锥台形结构,内筒和外壁同心设置。 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。
物料输送设备为管链输送机或斗式提升机或螺旋输送机。
太阳能是洁净的能源,取之不尽,用之不竭,利用太阳能技术煅烧物料,既节省煤等不可再生能源,又避免CO2等温室气体的排放。利用太阳能加热可以消除SOx 、NxOy气体排放,有利于环境保护。煅烧室中石灰石分解气体和冷却室冷却产品后的气体分别对预热室物料进行预热,使能量利用进一步优化。由于煅烧室为独立系统,石灰石分解后的CO2纯度高,可直接利用或稍加处理后工业利用。煅烧室的光线接受玻璃为双层玻璃,中间设有冷却管,可以高效接受太阳光能量,防止光线接收玻璃高温破裂。
附图说明
图1为本发明分体式煅烧物料装置的流程示意图;
图2为设有内筒的预热室和冷却室示意图。
其中:
1—料斗、2—进料锁、3(3a、3b)—预热室、4—出料锁、5—斗式提升机、6—液压推杆机、7—产品仓、8—气体出口、9—双侧光线接受玻璃、10—螺旋输送布料机、11(11a、11b)—冷却室、12—鼓风机、13—出料设备、14—出灰口、15—太阳能煅烧室、16—抽屉式出灰机、17—气体管路、18—内筒、19—外壁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明太阳能煅烧物料的装置如图1所示,包括:进料设备、预热室(3a、3b)、太阳能煅烧室15、冷却室(11a、11b)、出料设备和废气排放系统,预热室3a为低温预热室,预热室3b为高温预热室,装置为分体式结构。每个室的进料口设有进料锁2,出料口设有出料锁4,每台预热室和冷却室分别设有进气口和出气口。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斗式提升机5连接。煅烧室为太阳能煅烧室,太阳能煅烧室设有螺旋输送布料机10,螺旋输送布料机的入口与斗式提升机连接。太阳能煅烧室的上部设有双层光线接受玻璃9,下部设有抽屉式出灰机16,通过液压推杆机6与产品仓7连接,产品仓的出灰口14与斗式提升机连接。双层光线接受玻璃的中间设有冷却管,冷却管中的冷却介质为水。如图2所示,预热室和冷却室设有内筒18,内筒上部为锥台形结构,内筒和外壁19同心设置。 内筒为空心结构,由钢板围成的箱型结构外砌耐火砖。太阳能煅烧室的气体出口8连接到预热室3b的进气口,预热室3b的出气口连接到二氧化碳收集系统。鼓风机12通过气体管路17依次与冷却室(11b 、11a)、和预热室3a连接,预热室3a气体出口与排放系统连接。
本实施例以石灰石为原料,利用太阳能煅烧石灰石的过程为:石灰石物料经料斗1、进料锁2进入预热室3a,由冷却室11b过来的气体从下部气体入口进入预热室3a,自下而上运行预热预热室中的石灰石物料。预热后的石灰石向下运行经出料锁4、斗式提升机5和进料锁2进入预热室3b,在预热室3b中利用太阳能煅烧室出来的分解气体继续预热石灰石物料,预热后的物料经斗式提升机5、螺旋输送布料机10进入太阳能煅烧室15,物料均匀分布。在太阳能煅烧室中,利用太阳能加热至1000~1200℃,将石灰石煅烧成石灰。石灰经抽屉式出灰机16,通过液压推杆机6推入产品仓7。产品仓的石灰经出灰口14、斗式提升机5依次到冷却室11a、11b冷却,冷却后的石灰产品经出料设备13出装置。煅烧过程中石灰石分解产生CO2,分解气体经气体出口8和预热室3b的进气口到预热室3b高温预热石灰石物料,然后经出气口到二氧化碳收集系统,收集的CO2作为它用。冷却风由鼓风机12鼓风,由下部进气口进入冷却室11b,自下而上对冷却室11b的石灰进行冷却。冷却冷却室11b后的气体从上部出口出去,经气体管路17到冷却室11a冷却高温石灰产品。温度升高的气体离开冷却室11a到预热室3a预热刚进入装置的石灰石物料。预热石灰石后的废气经预热室3a上部气体出口到排放系统排放。