CN102557492A - 一种蓄热式双膛石灰窑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄热式双膛石灰窑,包括进料系统、出料系统、燃烧系统、供风系统、废气排放系统和两个并排设置的窑体,两个窑体内分别设有进料口、预热带、煅烧带、冷却带和出料口。两个窑体通过冷却带上部的环形通道连通。预热带上部设有集气装置,煅烧带设有插入式烧嘴,冷却带设有冷却空气入口。煅烧带和冷却带之间设有高温煅烧带,高温煅烧带设有燃气蓄热器或1~5排燃气蓄热烧嘴和1~5排助燃气体蓄热烧嘴。燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴相间设置,环形布置安装在窑壁的周围。本发明利用高温煅烧带进行二级燃烧方式煅烧,降低了煅烧产品中的硫含量,提高煅烧产品的质量。高温煅烧带采用蓄热式烧嘴和利用氧气助燃有利提高燃烧强度,降低能量消耗。

Description

一种蓄热式双膛石灰窑
技术领域
[0001] 本发明属于煅烧设备技术领域,涉及一种蓄热式双膛石灰窑,具体涉及一种设有高温煅烧带的蓄热式双膛石灰窑。
背景技术
[0002] 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勻,影响产品质量。在石料生产和采集过程中会产生一些小颗粒的石灰石,小颗粒石灰石体积小,颗粒之间缝隙小,气体阻力大。大、小颗粒一起混合煅烧,小颗粒会填满大颗粒之间的空隙,窑体内会产生很高的气体阻力,影响煅烧效果,造成生烧或过烧。顺流操作的麦尔兹窑,即双膛窑,由于其煅烧的石灰活性高,是理想的窑型。根据物料的煅烧原理,在1600°C时,被煅烧物料中的硫化物会分解成含硫气体,从而降低煅烧产品中的硫含量,提高石灰产品的质量。但是迈尔兹窑煅烧温度达不到上述高温,无法解决石灰产品含硫问题。
[0003] 授权公告号为CN201132820Y的中国实用新型专利公开一种“双膛石灰竖窑”,“包括两个立式窑炉膛,两个立式窑炉膛由连接通道连通,窑膛内设置燃烧器喷管,连接通道底部至少设有一个可开闭的集灰通道,集灰通道呈锥体,集灰通道下端连由排灰管道,排灰管道上装有开闭阀,煅烧过程中产生的粉尘定期由集灰通道排出,从而保证连接通道内不积灰、不堵塞,保证双膛石灰竖窑不会因为连接通道堵塞而影响产品质量和产量,使得整设备的运行具有连续性和可靠性。”。但是,该实用新型专利不能实现高温煅烧,解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种蓄热式双膛石灰窑,通过提高煅烧强度,降低产品中的硫含量,提高产品质量;利用蓄热燃烧方式,降低能量消耗,节省能源。
[0005] 本发明蓄热式双膛石灰窑,包括进料系统、出料系统、燃烧系统、供风系统、废气排放系统和两个并排设置的窑体,两个窑体内分别设有进料口、预热带、煅烧带、冷却带和出料口。两个窑体通过冷却带上部的环形通道连通。预热带上部设有集气装置,冷却带设有冷却空气入口。煅烧带和冷却带之间设有高温煅烧带,高温煅烧带设有燃气蓄热器或1〜5 排燃气蓄热烧嘴和1〜5排助燃气体蓄热烧嘴。采用燃气蓄热器时,燃气蓄热器通过燃气环管和进气管连接到高温煅烧带。燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴相间设置,环形布置安装在窑壁的周围。燃气蓄热器、燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴中装有蓄热体。
[0006] 窑体的横截面为圆形或矩形。高温煅烧带燃气蓄热烧嘴为每排1〜20支,助燃气体蓄热烧嘴为每排1〜20支。高温煅烧带的横截面积为煅烧带横截面积的10飞0%,煅烧带与高温煅烧带的过渡段为收口设计,高温煅烧带与冷却带的过渡段为敞口设计。煅烧带上部设有插入式烧嘴或燃烧梁式烧嘴,插入式烧嘴为气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴。蓄热体的材质为陶瓷耐火材料或钢铁材料,蓄热体的形状为球状体或蜂窝状多面体。所述助燃气体蓄热烧嘴为氧气蓄热烧嘴或空气蓄热烧嘴。
[0007] 石灰窑一个窑体工作时,产生的废气直接预热另一个窑体中的物料,两个窑体交替工作,排放烟气中的热量充分回收利用,烟气排放温度低于100°c,石灰热耗可以低于800kcal/kg石灰。窑体高温煅烧带进行收口设计,物料的流速和燃烧产生热烟气在高温煅烧带流速高,有利于高温烟气和被煅烧物料的对流传热,缩短物料停留时间,提高煅烧温度,防止石灰高温下过烧。利用二级燃烧方式进行煅烧,将石灰煅烧温度提高至 160(Tl70(rC,可以对小粒径物料快速高温煅烧,降低产品中的硫含量,生产一级品质的低硫石灰。石灰窑利用高温快速煅烧和降低换向时间的方式,降低整个窑体的高度,减少煅烧带物料的上部压力,防止悬窑。窑体内物料的气流阻力降低,可以煅烧粒径较小的石灰石物料。石灰窑工艺过程合理,废气的流向分成两部分,有利于烟气蓄热的热平衡;利用氧气助燃燃烧时煅烧温度高,总烟气量低,热耗明显低于迈尔兹窑,生产产品的质量高于其他窑型。
[0008] 本发明蓄热式双膛石灰窑的两个窑体,一个窑体煅烧时,产生的废气直接预热另一个窑体中的物料,两个窑体煅烧和蓄热交替进行,排放烟气的热量得到充分回收利用,降低能量消耗,烟气排放温度低于100°c,石灰热耗可以低于800kcal/kg石灰。窑体的煅烧带和冷却带之间增加高温煅烧带,利用高温煅烧带进行二级燃烧方式煅烧,将煅烧温度提高至160(Tl70(rC,对小粒径物料快速高温煅烧,降低了煅烧产品中的硫含量,提高煅烧产品的质量。高温煅烧带采用小直径设计,高温煅烧带的截面积小于窑膛截面积,以提高物料的流速和燃烧产生热烟气的流速,有利于高温烟气和被煅烧物料的对流传热,物料高温煅烧带停留时间短,煅烧温度高,能够防止高温下石灰的过烧,石灰产品的活性可达380以上。高温煅烧带采用燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴,利用高温烟气为烧嘴的蓄热体蓄热,再用蓄热体放热预热燃气和助燃气体,充分利用热能,降低燃料气消耗。用氧气作高温煅烧带的助燃气体有利提高燃烧温度,减少废气排放。
附图说明
[0009] 图1为本发明一种蓄热式双膛石灰窑的结构示意图; 图2为图1的A-A图
图3为本发明另一实施方案的机构示意图; 图4为图3的B-B图。
[0010]其中:
1 一进料口、2—集气装置、3—插入式烧嘴、4一燃气蓄热烧嘴、5—助燃气体蓄热烧嘴、 6—冷却带、7—出料口、(8a、8b) —窑体、9一预热带、10—煅烧带、11 一高温煅烧带、12—环形通道、13—冷却空气入口、14一蓄热体、15—燃气蓄热器、16—燃气环管、17—进气管。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0012] 实施例1本发明一种蓄热式双膛石灰窑如图1所示,包括进料系统、出料系统、燃烧系统、供风系统、废气排放系统和两个并排设置的窑体8a、8b,窑体的横截面为圆形。两个窑体内分别设有进料口 1、预热带9、煅烧带10,高温煅烧带11、冷却带6和出料口 7,冷却带的上部设有环形通道12连通,两个窑体通过环形通道连通。预热带的上部设有集气装置2,集气装置在煅烧阶段通入助燃空气,蓄热阶段排出废气。窑体(8a、8b)的集气装置入口分别与鼓风机和废气排放系统连接,通过三通阀进行换向。煅烧带设有插入式烧嘴3,燃气管路通过三通阀分别与两窑体的插入式烧嘴入口连接。冷却带设有冷却空气入口 13,冷却空气入口的外部通过管路、三通阀与冷却风机连接。高温煅烧带11位于煅烧带和冷却带之间,煅烧带与高温煅烧带的过渡段为收口设计,高温煅烧带与冷却带的过渡段为敞口设计,高温煅烧带11 的横截面积为煅烧带横截面积的30%。高温煅烧带设有两排燃气蓄热烧嘴4和两排助燃气体蓄热烧嘴5,每排分别设有10个烧嘴。如图2所示,10个燃气蓄热烧嘴4环形布置安装在窑壁的周围。燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴相间设置,助燃气体蓄热烧嘴位于燃气蓄热烧嘴的下部。燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴中装有蓄热体14,蓄热体的材质为陶瓷耐火材料,蓄热体的形状为球状体。燃气蓄热烧嘴4的入口分别与燃气管路和废气排放系统连接,助燃气体蓄热烧嘴5的入口分别与氧气管路和废气排放系统连接,通过三通阀进行换向操作。
[0013] 本发明蓄热式双膛石灰窑煅烧石灰石的过程为,石灰石物料从两个窑体8a、8b上部的进料口 1不断加入,石灰从窑体底部的出料口 7连续卸出。两个窑体交替进行煅烧和蓄热,当窑体8a进行煅烧过程时,窑体8b进行蓄热,用窑体8a煅烧产生的烟气预热窑体8b 中物料和燃气蓄热烧嘴4、助燃气体蓄热烧嘴5中的蓄热体。燃气由(窑体8a)煅烧带的插入式烧嘴供入,并在窑体的横截面上均勻分布。助燃空气从预热带上部的集气装置2进入窑体,经预热带石灰石物料预热后与燃气混合并进行燃烧。火焰和产生的烟气与物料流动方向一致,向下流动,将煅烧带加热至1200°C,对石灰石物料进行煅烧。燃气经燃气蓄热烧嘴4,氧气经助燃气体蓄热烧嘴5进入高温煅烧带11进行燃烧,将煅烧温度从120(TC提高至1600°C,对运行至高温煅烧带的物料进一步煅烧。经过两次煅烧后的物料从高温煅烧带 11底部落入冷却带6,冷却空气经冷却空气入口 13进入冷却带对石灰进行冷却。高温烟气和冷却石灰的高温空气在窑底部汇合后,经连通两个窑体的环形通道12进入窑体8b的底部。在窑体8b中高温废气自下而上流动,一部分经过高温煅烧带11、煅烧带10到预热带9 预热石灰石物料后经集气装置2到排放系统排放,另一部分在高温煅烧带经燃气蓄热烧嘴 4和助燃气体蓄热烧嘴5到废气排放系统排放。高温气体预热燃气蓄热烧嘴4和助燃气体蓄热烧嘴5中的蓄热体14,为蓄热体蓄热。两个窑体交替运行的间隔或按时间设定,或根据预热带预热石灰石的测定温度设定。按时间设定一般间隔为10〜15分钟,按预热带测定温度设定根据具体的工艺要求设定。到达间隔时间或设定温度后进行换向,通过集气装置入口三通阀、冷却风机出口的三通阀、插入式烧嘴入口三通阀和燃气蓄热烧嘴4、助燃气体蓄热烧嘴5入口三通阀的动作进行换向操作,整个过程自动化控制。
[0014] 实施例2
本发明另一实施方式如图3、图4所示,两个窑体内分别设有进料口 1、预热带9、煅烧带10,高温煅烧带11、冷却带6和出料口 7,冷却带的上部设有环形通道12连通,两个窑体通过环形通道连通。预热带的上部设有集气装置2,窑体(8a、8b)的集气装置入口分别与鼓风机和废气排放系统连接,通过三通阀进行换向。高温煅烧带11设有燃气蓄热器15,燃气蓄热器通过燃气环管16和进气管17连接到高温预热带。燃气蓄热器另一端分别与燃气管路和排放系统连接,通过三通组进行换向操作。冷却带设有冷却空气入口 13,冷却空气入口的外部通过管路、三通阀与冷却风机连接。燃气蓄热器中蓄热体的材质为陶瓷耐火材料,蓄热体的形状为蜂窝状多面体。
[0015] 本实施例的操作过程为,两个窑体交替进行煅烧和蓄热,当窑体8a进行煅烧过程时,窑体8b中燃气蓄热器15进行蓄热,用窑体8a煅烧产生的烟气预热窑体8b中物料和燃气蓄热器中的蓄热体。处于煅烧过程的窑体中,燃气管路中的燃气在燃气蓄热器15预热后经燃气环管16和进气管17进入高温煅烧带,空气从预热带9部的集气装置2进入窑体,经预热带、煅烧带被石灰石物料预热后到高温煅烧带11与燃气混合并进行燃烧。火焰和产生的烟气向下运行,煅烧向下流动的物料,煅烧温度为1600〜1700°C。高温烟气和冷却石灰的高温空气在窑底部汇合后,经连通两个窑体的环形通道12进入窑体8b的底部。在窑体 8b中高温废气自下而上流动,一部分经过高温煅烧带11、煅烧带10到预热带9预热石灰石物料后经集气装置2到排放系统排放,另一部分在高温煅烧带经进气管17、燃气环管16和燃气蓄热器15到烟气排放系统排放。高温气体预热燃气蓄热器中的蓄热体14,为蓄热体蓄热。两个窑体交替运行的间隔或按时间设定,通过各系统三通阀组的动作实现换向操作,整个过程自动化控制。其它结构和操作与实施例1相同。

Claims (5)

1. 一种蓄热式双膛石灰窑,包括进料系统、出料系统、燃烧系统、供风系统、废气排放系统和两个并排设置的窑体(8a、8b),两个窑体内分别设有进料口(1)、预热带(9)、煅烧带 (10)、冷却带(6)和出料口(7),两个窑体通过冷却带上部的环形通道(12)连通;所述预热带上部设有集气装置(2),冷却带设有冷却空气入口(13),其特征是:所述煅烧带和冷却带之间设有高温煅烧带(11),所述高温煅烧带设有燃气蓄热器(15)或1〜5排燃气蓄热烧嘴 (4)和1〜5排助燃气体蓄热烧嘴(5);所述燃气蓄热器(15)通过燃气环管(16)和进气管 (17)连接到高温煅烧带;所述燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴相间设置,环形布置安装在窑壁的周围;燃气蓄热器、燃气蓄热烧嘴和助燃气体蓄热烧嘴中装有蓄热体(14)。
2.根据权利要求1所述的蓄热式双膛石灰窑,其特征是:所述高温煅烧带燃气蓄热烧嘴(4)为每排1〜20支,助燃气体蓄热烧嘴(5)为每排1〜20支;窑体(8a、8b)的横截面为圆形或矩形。
3.根据权利要求1所述的蓄热式双膛石灰窑,其特征是:所述高温煅烧带(11)的横截面积为煅烧带横截面积的10飞0%,煅烧带(10)与高温煅烧带的过渡段为收口设计,高温煅烧带与冷却带(6 )过渡段为敞口设计。
4.根据权利要求1所述的蓄热式双膛石灰窑,其特征是:所述煅烧带上部设有插入式烧嘴(3)或燃烧梁式烧嘴;所述插入式烧嘴为气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴。
5.根据权利要求1所述的蓄热式双膛石灰窑,其特征是:所述蓄热体(14)的材质为陶瓷耐火材料或钢铁材料;所述蓄热体的形状为球状体或蜂窝状多面体。
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