CN103304157A - 一种节能减排型活性石灰煅烧方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种节能减排型制备活性石灰的方法，首先将原料（1）石灰石进行粒度分级，然后将按级分别均衡分配并送至新型竖式预热器（8）的各预热室（8.1），利用高温废气将其预热、并有部分分解，再导入回转窑（15），在温度场的作用下煅烧、并分解出CO2成为石灰，然后进入竖井装置（18）进行“焖火”并换热后导入冷却机（19）冷却、并筛分，使块状石灰和粉状石灰分离，即得成品块状石灰和粉状石灰。本发明还为该方法提供了由粒度分级装置（2）、分配器（5）、分配仓（6）、新型竖式预热器（8）、回转窑（15）、窑头罩（17）及燃烧器（16）、竖井装置（18）、冷却机（19）等组成的装置。具有选取的原料石灰石粒度可以放宽，热耗低，生产效率高，产品活性度高，低SO2和废气排放，成本低，操作简便，可满足更大型工业化生产的需要等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法和装置。属于工业化石灰制造领域，具体地说是涉及一种以天然块状石灰石为原料、采用工业化方式生产高活性石灰及降低其能耗、减少硫和废气排放的方法及其装置。本发明还可广泛用于建材、化工、冶金等行业粒状物料的加热。
背景技术
迄今为止，生产块状活性石灰的方法有竖窑煅烧和回转窑煅烧两种。竖窑煅烧方式有普通旧式机械化竖窑和近代竖窑之分。普通旧式机械化竖窑工艺落后、劳动强度大、设备陈旧、质量差、能耗高、污染严重，属于淘汰之列。近代竖窑劳动强度低，热耗相对较低，产品活性度相对较高，但它对原料的粒度要求高，不适宜煅烧小块物料，资源利用率低，热源一般以气体燃料为主，生产能力相对较小，限制了它的使用范围。回转窑煅烧方式目前有三种：（1）中空回转窑法。即采用回转的圆筒式回转窑煅烧石灰。它的缺点是产量低、热耗太高、污染严重，属于落后的技术。（2）立波尔窑法。它是在窑尾增加了一段水平篦式预热器，利用出回转窑的高温废气通过水平篦式预热器预热即将入窑的石灰石。对比中空回转窑法，立波尔窑法是技术进步，热耗有所降低，产量增加；缺点是设备庞大，投资量大，运转部件多，使用维修费用高。（3）传统窑尾竖式预热器、回转窑和竖式冷却器组成的煅烧系统。它是由加料室、竖式预热器、回转窑、振动卸料竖式冷却器组成的煅烧系统，特点是能够焙烧小粒径的原料石灰石、能耗较低、活性相对较高，对燃料的适应性也广，即可采用气体燃料、液体燃料，也适合采用灰分低、挥发分高的优质煤粉，属于比较先进的活性石灰煅烧系统。不足是：（1）石灰的生烧率和死烧率较高。（2）预热器内石灰石分布不均衡，传热不均匀、热效率较低。各种形式的竖式预热器受料区均在预热器横断面的内侧，外侧空间靠内侧石灰石沿休止角滚落后堆积，受石灰石休止角和偏析作用的影响，预热器内外侧料层的高差很大，石灰石粒度的分布不匀，来自窑尾的高温废气穿过料层时遇到的阻力差别大，热风分布不均匀，石灰石受热不均衡。（3）预分解率低。各种形式的竖式预热器卸料都设置了多个推料装置，但只能依次将石灰石推入回转窑内，某个推料装置推料时，其它推料装置处于等待状态，推料装置越多，等待时间越长；当推料装置处于等待状态时，其上部的石灰石则处于静止状态，随着了交换的进行，物料与热气流的温度差越来越小，甚至趋向“零”，从而减缓了热量由石灰石表面向内部的热传递，也降低了预热器的预分解率。（4）振动竖式冷却机采用多个振动卸料装置同时振动卸料，受振动频率差别的影响，难以实现均衡卸料，容易出现“抽心”现象，造成部分未经充分冷却甚至红料的石灰卸出；同时在振动力的作用下，块状石灰易破碎，使块灰率降低。此外，生产线产量越大加料室直径越大，给对应的支撑结构带来许多技术困难，影响了更大型工业化生产的发展。
发明内容
本发明目的在于解决上述各种方法存在的问题，为活性石灰的生产提供一种新的制备方法和装置，它对原料石灰石粒度的要求可适当放宽，从而提高资源利用率，并降低原料成本，低能耗、低硫和低废气排放、可以适应更大型工业化生产。
本发明采取的技术方案是：首先将原料石灰石进行粒度分级，然后将同粒度级的石灰石导入新型竖式预热器各预热室，利用高温废气将其均匀预热至约800℃以上，并有部分分解，再导入回转窑内的温度场煅烧，使之分解出CO2，成为高温石灰，再将高温石灰从回转窑卸入竖井装置，在竖井装置 “焖火”并换热降温后，进入冷却机冷却，然后通过筛分，使块状石灰和粉状石灰分离，即得成品块状石灰和粉状石灰。
具体地说：首先将原料石灰石进行粒度分级，所谓分级就是按原料石灰石的粒度大小分成若干组，每一组为一级，然后将同级的石灰石均衡分配并连续送至新型竖式预热器各预热室；石灰石在预热室内被来自窑尾的高温废气均匀预热至约800℃以上，并有部分分解，然后导入低热散热石灰回转窑；石灰石在回转窑内温度场（温度场的高温段温度为1200～1600℃，温度由筒体头部向尾部逐渐递减，至筒体尾部出口时已递减为800～1250℃）内被煅烧并分解出CO2成为石灰，该石灰携带煅烧余热以高温状态（一般＞950℃）从回转窑头部卸出进入竖井装置；该高温石灰在竖井装置上部进行“焖火”（焖火的目的是使块状石灰内核的CO2完全排出，焖火还使新生的具有高活性的石灰岩相结构更加稳定）。经过“焖火”的高温石灰在竖井装置中逐步下移与竖井装置底部鼓入的供燃烧用二次风相对运动，二次风穿过高温石灰料层，被加热后去回转窑内供燃料燃烧用，高温石灰被二次风带走大量热量后温度降低，并被导入冷却机；进入冷却机的石灰首先落入冷却机内冷却室篦床的篦板上，冷却风机鼓入冷却机内的冷却风通过篦板穿过石灰料层并将石灰进一步冷却，冷却后的温度一般≤65℃+环境温度；冷却风在冷却石灰的同时被加热，然后一分为二，一部分去竖井装置，另一部分由设在篦床上部的三次风导管经窑头罩进入回转窑供燃料燃烧用；在冷却室内冷却后的石灰在篦床往复运动的作用下进入筛分室，在筛分室进行块状料和粉状料分离，然后被分别送入成品库。
具体工艺过程如下：
第一步是粒度分级：
将制备活性石灰的原料石灰石按粒度大小分成若干级。理论上分级越多越好，但为了减少系统设备数量，设定的级数越少越好，因此分级的原则是每一级石灰石中最大粒度与最小粒度的比值尽量小,一般应≤2—2.5，最大不超过3；
第二步是分配并加料：
经过粒度分级的同级的石灰石经分配器均衡地分配至分配仓，然后通过料层调节管送至预热器各个预热室；
第三步是预热并部分分解：
预热并部分分解是在预热器各个预热室中进行的，石灰石由分配仓送至预热器各个预热室后，在预热室底部推块往复运动的作用下，石灰石自上而下蠕动，来自回转窑窑尾的800～1200℃的高温废气自下而上穿过石灰石料层由排气管排出，同时将石灰石预热至800℃以上，预热的同时部分石灰石分解出CO2（一般分解率为20～30%）；然后由预热室底部推块往复运动的作用下推至回转窑；
第四步是入窑煅烧：
回转窑头部和尾部呈缩口状，回转窑筒体倾斜布置，回转窑尾部在高端并与预热器连接，回转窑头部在低端并通过窑头罩与竖井装置连接，石灰石进入回转窑尾部后随筒体转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑的倾斜由尾部向头部运动；窑头罩设置有可自由伸进或退出的燃烧器，由燃烧器燃料燃烧产生的1200～1600℃高温火焰进入回转窑形成煅烧石灰石的温度场；石灰石在温度场的作用下，被煅烧并分解出CO2，成为石灰，石灰以高温状态（一般＞950℃）从回转窑头部卸入竖井装置。
第五步是焖火及二次风加热：
竖井装置上部为焖火区，竖井装置下部为换热区，高温石灰由回转窑先进入竖井装置上部进行并完成“焖火”， 完成“焖火”后的高温石灰靠自重下移至竖井装置下部的换热区，由竖井底部鼓入的二次风穿过高温石灰层进行热交换，二次风被加热后送入回转窑供燃料燃烧使用，温度降低后的石灰由竖井装置导入冷却机。这一过程回收了高温石灰带走的煅烧余热，可使二次风由环境温度加热到600～800℃，从而减少了燃料消耗；
第六步是冷却与筛分：
将上述石灰置入冷却机中的冷却室内活动篦床和固定篦床的篦板上，冷却风由篦板下部鼓入，通过篦板穿过石灰料层并将石灰冷却（一般为≤65℃+环境温度），冷却风在冷却石灰的同时被加热，然后一分为二，一部分去竖井装置，另一部分通过三次风导管导入回转窑头部的窑头罩，再由窑头罩进入回转窑内供燃料燃烧使用，实现了对高温石灰带走煅烧余热的最大回收；石灰冷却后在活动篦床的作用下由冷却室进入冷却机中的筛分室，在筛分室进行筛分，使粒状石灰和粉状石灰分离，然后分别送入成品库。当用户对石灰粒度没有要求时，也可以不进行筛分，此时可以去掉筛分室。
本发明还为节能减排型活性石灰煅烧方法提供了一种低能耗、低硫和低废气排放的煅烧活性石灰的装置，该煅烧活性石灰的装置包含有粒度分级装置、粉料仓、分级料储存库、分配器、分配仓、料层调节管、新型竖式预热器、汇风管、高温风机、废气净化装置、烟室、回转窑、窑头罩及燃烧器、竖井装置、二次风机、冷却机、冷风机、三次风导管以及管道、输送装置等组成。新型竖式预热器中设置有多个预热室。
粒度分级装置通过输送设备与粉料仓、分级料储存库连接，分级料储存库与分配器连接，分配器与分配仓连接，分配仓通过料层调节管与新型竖式预热器中的各个预热室的进料口连接，预热室出风口通过管道与汇风管连接，在汇风管与预热室出风口之间装有调节阀，汇风管与高温风机连接，高温风机与废气净化装置连接，新型竖式预热器与烟室连接，烟室内设有的导流槽，烟室通过其导流槽与回转窑的尾部连接，回转窑的头部与窑头罩连接，窑头罩设有能够自由进退的燃烧器，燃烧器伸进窑头罩，窑头罩与竖井装置连接，竖井装置与冷却机连接，竖井装置的底部与二次风机连接，冷却机内设置有冷却室、筛分室，冷却室与筛分室相通，冷却室上部与三次风导管连接，三次风导管与窑头罩连接，冷却机中冷却室下部设置有冷风机，冷却室和筛分室的底板由固定篦床和可以往复运动的活动篦床组成，篦床下部与冷风机相连，冷却机的块料出口通过输送装置与块状石灰成品库连接，冷却机的粉料出口通过输送装置与粉状石灰成品库连接。
原料石灰石经粒度分级装置按粒度大小分级后分别存入分级料储存库，筛选出的粉料送入粉料仓，各分级料储存库中的石灰石通过输送设备送至分配器，由分配器均衡地分配至分配仓，再由分配仓经料层调节管送至新型竖式预热器中的各预热室进行预热，并有部分分解出CO2；石灰石在预热室预热后进入回转窑进行煅烧并分解出CO2，成为石灰，经煅烧后生成的石灰导入竖井装置进行“焖火”和降温，然后送入冷却机冷却，冷却后送入成品库。
本发明为了提高热效率，降低能耗，设置了竖井装置，在竖井装置的底部设置有二次风篦板，二次风机鼓入的二次风通过分管由竖井装置底部的二次风篦板进入竖井装置，穿过竖井装置内部的高温石灰料层，吸收高温石灰的热能被加热，同时也对高温石灰进行降温，再经竖井装置上部进入窑头罩，供燃料燃烧使用；在冷却机中冷却室下部设置有冷风机，冷风机鼓入的冷却风穿过冷却机中冷却室篦板上的石灰料层被加热同时将石灰冷却，然后一分为二，一部分去竖井装置，与二次风一起进入窑头罩，供燃料燃烧使用；另一部分由设在冷却室上部的三次风导管导入窑头罩内供燃料燃烧使用。二次风、三次风、与燃料同时进入的一次风一起在窑头罩内供燃料燃烧使用，燃烧后产生的高温气体进入回转窑对石灰石进行煅烧，再进入预热器对石灰石进行预热，这样，余热得到了充分的利用。
所说的同等级石灰石送至新型竖式预热器各预热室是由带有分配功能的分配器和分配仓实现的，即由分配器将同一粒径等级的物料分别送到各分配仓，再由分配仓送至新型竖式预热器各预热室。分配器的作用是消除不同粒径的物料在仓内出现的离析现象，并将物料均衡分配至分配仓，分配仓则靠物料自重连续不断地为各预热室供料。
所说的新型竖式预热器是在传统窑尾竖式预热器基础上的改进;它设置有若干个依次排列组合成环状分布的预热室；每个预热室顶部设有支风管，支风管上装有调节阀，各预热室的支风管与汇风管连接;每个预热室顶部设不少于2个的进料点，多个进料点联合作用，使预热室内的料层厚度基本接近一致;来自窑尾的高温废气穿过料层的阻力基本相等，热风分布均匀，石灰石预热程度均衡；预热器的每个进料点设一组料层调节管（当石灰石级数为2以下时，调节管可省略），调整料层调节管插入预热室的深度，以实现对预热室内料层厚度的调节，从而实现对不同级石灰石料层流体阻力的调节；新型竖式预热器的下部设有出料斗，新型竖式预热器中的各预热室的底部与出料斗连通；来自回转窑窑尾的高温废气通过出料斗均匀的进入各个预热室，穿过石灰石料层的同时预热石灰石后从支风管、汇风管排出；每个预热室底部设1个能够往复运动的推块，经预热并部分分解的石灰石由推块推至回转窑尾部；本发明将传统竖式预热器单个推块依次推料改为多个推块（至少2个及其以上）同时推料，使多个预热室内的石灰石自上而下同时蠕动，物料与热气流有更多时间保持较大的温度差，提高了热交换效率，废气带出的热量回收充分，出预热器废气温度降低（≤280℃）。
所说的回转窑其头部和尾部呈缩口状，中部为圆筒状，回转窑倾斜布置，头部在低端，尾部在高端，回转窑内侧设有耐火衬料，耐火衬料与回转窑筒体的外壳之间设有隔热保温层，在隔热保温层和耐火衬料的协同作用下，大大降低了散热的热能损失，提高了热效率，高温段窑筒体外表面的最高温度由原来的450℃降低到280℃以下，低温段筒体外表面的最高温度由原来的300℃降低到200℃以下；石灰石在回转窑内随筒体转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑的倾斜布置由尾部向头部运动，燃烧器设在头部的窑头罩内，燃烧器燃烧产生的高温火焰由窑头进入窑尾，在筒体内形成适合煅烧石灰石的温度场，然后通过窑尾烟室去竖式预热器。
所说的竖井装置是用于高温石灰“焖火”和加热燃烧用二次风的装置，所述的竖井装置进料部位设有调整物料落点的落点调整装置，竖井装置内的上部为焖火区、下部为热交换区，竖井装置底部设置有二次风的进风口；出回转窑的高温石灰在竖井装置上部进行“焖火”，在下部与燃烧用二次风进行气固换热；高温石灰在竖井装置内由上而下移动至换热区，燃烧用二次风由鼓风机自竖井装置底部鼓入，穿过高温石灰层的同时进行热交换，二次风被加热后去回转窑参与燃烧，石灰的温度则相应降低。
所说的冷却机包含有冷却室、筛分室，筛分室与冷却室相通；冷却室的底板包含有固定篦床和活动篦床，固定篦床上装有若干固定篦板，活动篦床上装有若干活动篦板，固定篦床上的固定篦板与活动篦床上的活动篦板交替排列，活动篦床带动活动篦板一起相对于固定篦板作往复运动，在冷却机的下部设置有冷却风的进风口，在冷却机的上部设置有与三次风导管连通的出风口。冷却风由鼓风机鼓入，通过篦板穿过石灰料层并将石灰冷却，在冷却石灰的同时冷却风被加热，然后一分为二，一部分去竖井装置，另一部分由设在冷却室上部的三次风导管导入窑内参与燃料燃烧，冷却后的石灰在篦板往复运动的作用下送至筛分室；筛分室包含有若干筛板组成、并与活动篦床同步进行往复运动；筛分室的筛板将块状石灰与粉状石灰分离，然后在往复运动的作用下分别送入成品库。
由于本发明提供了一种新的制备活性石灰的方法和装置，并对传统窑尾竖式预热器、回转窑、竖井装置、冷却机等进行了改进，因此，本发明具有以下特点：
1、资源利用率高。一般石灰石矿山细粒级石灰石约占总产量的30-40%，这部分石灰石其他窑型不能利用，本发明对原料石灰石的粒度要求可以放宽，既可以煅烧粒径较小的石灰石（一般粒径≥5mm）,也可以煅烧粒径较大（一般粒径≤100mm）的石灰石，提高了资源利用率。
2、质量好，石灰活性度高。对比同类生产线，本方法和装置生产的产品活性可提高5%以上。
3、产品热耗低，节能。对比同类生产线，本发明生产的产品热耗可降低8～14%，生产线的规模越大，热耗降低幅度越大。
4、环保效果好。通常情况下，燃料和天然石灰石都含有硫，硫在燃料燃烧和煅烧石灰石时会产生SO2，SO2在方法和装置中与高活性石灰接触发生反应，生成固体物质，随粉料排除，及降低了SO2排放，也减少了块灰中的硫含量。此外，废气排放历来是石灰生产线的环境污染源，本发明生产线净化后的气体含尘浓度≤20mg/m3，完全达到了国家环保排放标准。
本发明也可广泛用于建材、化工、冶金等行业粒状物料的加热。
附图说明
图1本发明装置示意图；
图2新型竖式预热器示意图；
图3低散热回转窑示意图；
图4竖井装置示意图；
图5冷却机示意图；
图6是本发明实施实例一的工艺路线示意图；
图7是本发明实施实例二的工艺路线示意图；
图8是本发明实施实例三的工艺路线示意图。
具体实施方式
本发明为活性石灰的生产提供一种新的制备方法，首先将原料石灰石进行粒度分级，然后将同粒度级的石灰石导入新型竖式预热器各预热室，利用高温废气将其均匀预热至约800℃以上，并有部分分解，再导入回转窑内的温度场煅烧，使之分解出CO2，成为高温石灰，再将高温石灰从回转窑卸入竖井装置，在竖井装置 “焖火”并换热降温后，进入冷却机冷却，然后通过筛分，使块状石灰和粉状石灰分离，即得成品块状石灰和粉状石灰。
本发明还为实施该制备方法提供了一种生产装置，它包含有粒度分级装置2、粉料仓3、分级料储存库4、分配器5、分配仓6、料层调节管7、新型竖式预热器8、汇风管8.3、高温风机11、废气净化装置12、烟室13、导流槽14、回转窑15、窑头罩17及燃烧器16、竖井装置18、二次风机20、冷却机19、三次风导管19.3、冷风机21以及管道、输送装置等组成。新型竖式预热器8中设置有多个预热室8.1。
粒度分级装置2通过输送装置与粉料仓3、分级料储存库4连接，分级料储存库4与分配器5连接，分配器5与分配仓6连接，分配仓6通过料层调节管7与新型竖式预热器8中的各个预热室8.1的进料口连接，料层调节管7装有截止阀9，预热室8.1设置有支风管8.2，预热室8.1通过支风管8.2与汇风管8.3连接，支风管8.2装有调节阀10，汇风管8.3与高温风机11连接，高温风机11与废气净化装置12连接；新型竖式预热器8与烟室13连接，烟室13内装有导流槽14，烟室13通过其导流槽14与回转窑15的尾部连接，回转窑15的头部与窑头罩17连接，窑头罩17设有能够自由进退的燃烧器16，燃烧器16伸进窑头罩17，窑头罩17与竖井装置18连接，竖井装置18与冷却机19连接，竖井装置18的底部设置有通风板，通风板通过风管与二次风机20连接，冷却机19中的冷却室19.1与筛分室19.2相通，冷却室19.1上部与三次风导管19.3连接，三次风导管19.3与窑头罩17连接，冷却机19中冷却室19.1下部通过风管与冷风机21连接，冷却机19的废气出口与废气净化装置19.4连接，冷却机19的块料出口通过输送装置与块状石灰成品库连接22，冷却机的粉料出口通过输送装置与粉状石灰成品库23连接。
新型竖式预热器8是在传统窑尾竖式预热器基础上的改进；它设置有若干个依次排列组合成环状分布的、相互独立的预热室8.1；每个预热室8.1顶部设有支风管8.2，支风管8.2上装有调节阀10，各预热室8.1的支风管8.2与汇风管8.3连接;每个预热室8.1顶部设不少于2个的进料点，多个进料点联合作用，使预热室8.1内的料层厚度基本接近一致；来自回转窑15窑尾的高温废气穿过料层的阻力基本相等，热风分布均匀，石灰石预热程度均衡；预热器8的每个进料点设有一组料层调节管7（当石灰石级数为2以下时，料层调节管7可省略），调整料层调节管7插入预热室8.1，以实现对预热室8.1内料层厚度的调节，从而实现对不同级石灰石料层流体阻力的调节；新型竖式预热器8的下部设有出料斗8.4，各预热室8.1的底部与出料斗8.4连通；来自回转窑15窑尾烟室13的高温废气通过出料斗8.4均匀的进入各个预热室8.1，穿过石灰石料层的同时预热石灰石后从支风管8.2、汇风管8.3至高温风机11排出；每个预热室8.1底部设有能够往复运动的推块8.5，经预热并部分分解的石灰石由推块8.5推至回转窑15尾部。本发明设置了多个推块（至少2个及其以上）同时推料，使多个预热室8.1内的石灰石自上而下同时蠕动，物料与热气流有更多时间保持较大的温度差，提高了热交换效率，废气带出的热量回收充分，出预热器废气温度降低（≤280℃）。
所说的回转窑15为头部和尾部呈缩口状、中部为圆筒状的回转筒体，回转窑15倾斜布置，头部在低端，尾部在高端，回转窑15内侧设有耐火衬料15.1，耐火衬料15.1与回转筒体15.2的外壳之间设有隔热保温层15.3，在隔热保温层15.3和耐火衬料15.1的协同作用下，大大降低了散热的热能损失，提高了热效率，高温段筒体外表面的最高温度由原来的450℃降低到280℃以下，低温段筒体外表面的最高温度由原来的300℃降低到200℃以下；石灰石在回转窑15内随筒体转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑15的倾斜布置由尾部向头部运动，燃烧器16设在头部的窑头罩17内，燃烧器16燃烧产生的高温火焰由窑头进入窑尾，在筒体内形成适合煅烧石灰石的温度场，然后去新型竖式预热器8。
所述的竖井装置18进料部位设有调整物料落点的落点调整装置18.1，竖井装置18内的上部为焖火区、下部为热交换区，竖井装置18底部设置有二次风的进布风通道18.2；出回转窑15的高温石灰在竖井装置18上部进行“焖火”，在下部与燃烧用二次风进行气固换热；高温石灰在竖井装置18内由上而下移动至换热区，燃烧用二次风由二次风机20通过进布风通道18.2自竖井装置18底部鼓入，穿过高温石灰层的同时进行热交换，二次风被加热后去回转窑15参与燃烧，石灰的温度则相应降低。
所说的冷却机19包含有冷却室19.1、筛分室19.2，筛分室19.2与冷却室19.1的相通；冷却室19.1和筛分室19.2的底板设置有固定篦床19.4和活动篦床19.5，在冷却室19.1段的固定篦床19.4上装有若干固定篦板19.6，在冷却室19.1段的活动篦床19.5上装有若干活动篦板19.7，固定篦板19.6与活动篦板19.7交替排列，活动篦床19.5带动活动篦板19.7一起相对于固定篦板19.6作往复运动，在筛分室19.2段的固定篦床19.4上装有若干固定筛板19.8，在筛分室19.2段的活动篦床19.5上装有若干活动筛板19.9，固定筛板(19.8)与活动筛板(19.9) 交替排列，活动篦床(19.5)带动活动筛板(19.9)一起相对于固定筛板(19.8)作往复运动；在冷却机19的下部设置有冷却风的进风口19.10，在冷却机19的上部设置有与三次风导管19.3连通的出风口19.11。冷却风由冷风机20鼓入，通过篦板穿过石灰料层并将石灰冷却，在冷却石灰的同时冷却风被加热，然后一分为二，一部分去竖井装置18，另一部分由设在冷却室19.1上部的三次风导管19.3导入回转窑15窑内参与燃料燃烧，冷却后的石灰在篦板往复运动的作用下送至筛分室19.2；筛分室19.2活动筛板19.9与活动篦床19.5同步进行往复运动，将块状石灰与粉状石灰分离，然后在往复运动的作用下分别送入成品库。
本发明的实施例之一，见图6。原料石灰石1在分级筛2分级，粉状石灰石被筛出排至粉料仓3，分级后料量最大的一级粒状石灰石直接去分配器5，其它各级送至分级储存库4，按级分别储存；当分级储存库4满后，分级筛2停止分级，改由分级储存库4按级为分配器5供料，当储存库4卸空时，分级筛2重新分级，如此循环，保证分配器5来料稳定；分配器5将物料均衡分配至分配仓6，再通过料层调节管7将物料连续送至预热器8，石灰石在预热器8被预热并部分分解出CO2；来自回转窑15尾部的高温废气穿过预热器8内料层，经汇风管9汇合后，由高温风机10排至除尘器11进行净化，净化后的气体通过风机12排空，粉尘则去粉料仓13；预热并部分分解的石灰石通过设在预热器8底部的多个推块8.5同时推动（至少2个及其以上），进入回转窑15尾部，然后在随回转窑15转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑15的倾斜角由尾部向头部运动；燃料14和燃烧用一次风16.1经燃烧器16点燃，进入回转窑15，形成适合煅烧石灰石的温度场；石灰石在窑内温度场的作用下，被煅烧并分解出CO2成为石灰，并携带煅烧余热以高温状态（一般＞950℃）从回转窑15头部缩口卸出，通过窑头罩17进入竖井装置18，在竖井装置18内由上而下移动，在上部完成“焖火”，靠自重下移至换热区，用于燃料燃烧的二次风由风机19自竖井装置18底部鼓入，穿过料层的同时与高温石灰层热交换，二次风被加热后去回转窑15参与燃料燃烧，温度降低后的石灰则被导入冷却机20，冷却风由冷风机21自冷却机20的篦板下面鼓入，穿过料层的同时将石灰冷却，然后一分为二，一部分去竖井装置，另一部分通过三次风导管22导入窑头罩17，在系统尾部高温风机10的作用下进入回转窑15内参与燃料燃烧，换热后的石灰在冷却机20内冷却并筛分，在冷却机20内往复运动的作用下，筛分所得块状石灰被送入块状石灰成品库23，粉状石灰被送入粉状石灰成品库24，冷却机20筛分作业产生的含有大量粉尘的气体被导入除尘器25进行净化处理，净化后的气体通过风机26排空，净化后得到的粉尘则去粉状石灰成品库24。
本发明的实施实例之二，见图7。原料石灰石1在分级筛2分级，粉状石灰石被筛出排至粉料仓3，分级后的粒状石灰石被送至分配器5，分配器5将物料均衡分配至分配仓6，再通过料层调节管7将物料连续送至预热器8，石灰石在预热器8被预热并部分分解出CO2；来自回转窑15尾部的高温废气穿过预热器8内的内料层，经汇风管9汇合后，由高温风机10排至除尘器11进行净化，净化后的气体通过风机12排空，粉尘则去粉料仓13；预热并部分分解的石灰石通过设在预热器8底部的多个推块8.5（至少2个及其以上）同时推动，进入回转窑15尾部，然后在随回转窑15转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑15的倾斜角由尾部向头部运动；燃料14和燃烧用一次风16.1经燃烧器16点燃，进入回转窑15，形成适合煅烧石灰石的温度场；石灰石在窑内温度场的作用下，被煅烧并分解出CO2成为石灰，并携带煅烧余热以高温状态（一般＞950℃）从回转窑15头部缩口卸出，通过窑头罩17进入竖井装置18，在竖井装置18内由上而下移动，在上部完成“焖火”，靠自重下移至换热区，用于燃料燃烧的二次风由风机19自竖井装置18底部鼓入，穿过料层的同时与高温石灰层热交换，二次风被加热后去回转窑15参与燃料燃烧，温度降低后的石灰则被导入冷却机20，冷却风由冷风机21自冷却机20的篦板下面鼓入，穿过料层的同时将石灰冷却，然后一分为二，一部分去竖井装置18，另一部分通过三次风导管22导入窑头罩17，在系统尾部高温风机10的作用下进入回转窑15内参与燃料燃烧，换热后的石灰在冷却机20内冷却并筛分，在冷却机20内往复运动的作用下，由冷却机20送至块状石灰成品库23，冷却机20产生的粉尘被导入除尘器25进行净化处理，净化后的气体通过风机26排空。
本发明的实施例之三，见图8。原料石灰石1在分级筛2分级，粉状石灰石被筛出排至粉料仓3，分级后的各级粒状石灰石被分别送至分级储存库4，按级分别储存；然后按级将石灰石送至分配器5，分配器5将物料均衡分配至分配仓6，再通过料层调节管7将物料连续送至预热器8，石灰石在预热器8被预热并部分分解出CO2；来自回转窑15尾部的高温废气穿过预热器8内料层，经汇风管9汇合后，由高温风机10排至除尘器11进行净化，净化后的气体通过风机12排空，粉尘则去粉料仓13；预热并部分分解的石灰石通过设在预热器8底部的多个推块8.5（至少2个及其以上）同时推动，进入回转窑15尾部，然后在随回转窑15转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑15的倾斜角由尾部向头部运动；燃料14和燃烧用一次风16.1经燃烧器16点燃，进入回转窑15，形成适合煅烧石灰石的温度场；石灰石在窑内温度场的作用下，被煅烧分解出CO2成为石灰，并携带煅烧余热以高温状态（一般＞950℃）从回转窑15头部缩口卸出，通过窑头罩17进入竖井装置18，在竖井装置18内由上而下移动，在上部完成“焖火”，靠自重下移至换热区，用于燃料燃烧的二次风由风机19自竖井装置18底部鼓入，穿过料层的同时与高温石灰层热交换，二次风被加热后去回转窑15参与燃料燃烧，温度降低后的石灰则被导入冷却机20，冷却风由冷风机21自冷却机20的篦板下面鼓入，穿过料层的同时将石灰冷却，然后一分为二，一部分去竖井装置18，另一部分通过三次风导管22导入窑头罩17，在系统尾部高温风机10的作用下进入回转窑15内参与燃料燃烧，换热后的石灰在冷却机20内冷却并筛分，在冷却机20内往复运动的作用下，筛分所得块状石灰被送入块状石灰成品库23，粉状石灰被送入粉状石灰成品库24，冷却机20筛分作业产生的粉尘被导入除尘器25进行净化处理，净化后的气体通过风机,26排空，粉尘则去粉状石灰成品库27。
依照本发明的工艺过程原理 ，亦可以有多种组合形式，不一一列举。
Claims (7)
1.一种高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法，其特征在于首先将原料石灰石进行粒度分级，然后将同粒度级的石灰石导入新型竖式预热器（8）各预热室（8.1），利用高温废气将其均匀预热至约800℃以上，并有部分分解，再导入回转窑（15）内的温度场煅烧，使之分解出CO2，成为高温石灰，再将高温石灰从回转窑（15）卸入竖井装置（18），在竖井装置（18）“焖火”并换热降温后，进入冷却机（19）冷却，然后通过筛分，使块状石灰和粉状石灰分离，即得成品块状石灰和粉状石灰；
具体工艺过程如下：
第一步：粒度分级：
将制备活性石灰的原料（１）石灰石按粒度大小分成若干级；
第二步：分配并加料：
经过粒度分级的同级的石灰石经分配器（5）分配至分配仓（6），然后通过料层调节管（7）送至预热器（8）的各个预热室（8.1）；
第三步：预热并部分分解：
石灰石由分配仓（6）送至预热器（8）的各个预热室（8.1）后，在预热室（8.1）底部推块（8.5）往复运动的作用下，石灰石自上而下蠕动，来自回转窑（15）窑尾的800～1200℃的高温废气自下而上穿过石灰石料层由排气管排出，同时将石灰石预热至800℃以上，预热的同时部分石灰石分解出CO2；然后由预热室（8.1）底部推块（8.5）往复运动的作用下推至回转窑（15）；
第四步：入窑煅烧：
回转窑（15）头部和尾部呈缩口状，回转窑（15）筒体倾斜布置，回转窑（15）尾部在高端并与预热器（8）连接，回转窑（15）头部在低端并通过窑头罩（17）与竖井装置（18）连接，石灰石进入回转窑（15）尾部后随回转窑（15）转动的同时被带起、滑下，并借助回转窑（15）的倾斜由尾部向头部运动，窑头罩（17）设置有可自由伸进的燃烧器（16），由燃烧器（16）燃料燃烧产生的1200～1600℃高温火焰进入回转窑（15）形成煅烧石灰石的温度场；石灰石在温度场的作用下，被煅烧并分解出CO2，成为石灰，石灰以高温状态从回转窑（15）头部卸入竖井装置（18）；
第五步：焖火及二次风加热：
竖井装置（18）上部为焖火区，竖井装置（18）下部为换热区，高温石灰由回转窑（15）先进入竖井装置（18）上部进行并完成“焖火”， 完成“焖火”后的高温石灰靠自重下移至竖井装置（18）下部的换热区，由竖井装置（18）底部鼓入的二次风穿过高温石灰层进行热交换，二次风被加热后送入回转窑（15）供燃料燃烧使用，温度降低后的石灰由竖井装置（18）导入冷却机（19）；
第六步：冷却与筛分：
将上述石灰置入冷却机（19）中的冷却室（19.1）内活动篦床（19.5）和固定篦床（19.4）的篦板上，冷却风由篦板下部鼓入，穿过石灰料层并将石灰冷却，冷却风在冷却石灰的同时被加热，然后一分为二，一部分去竖井装置（18），另一部分通过三次风导管（19.3）导入回转窑（15）头部的窑头罩（17），再由窑头罩（17）进入回转窑（15）内供燃料燃烧使用；石灰冷却后在活动篦床（19.5）的作用下进入冷却机（19）中的筛分室（19.2）进行筛分，使粒状石灰和粉状石灰分离，然后分别送入成品库。
2.根据权利要求1所述的高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法，其特征是：原料石灰石（１）按粒度大小分成若干级，分级的原则是使每一级石灰石中最大粒度与最小粒度的比值一般为≤2~2.5，最大不超过3。
3.一种实施权利要求1所述的高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法的装置，其特征是：由粒度分级装置（2）、粉料仓（3）、分级料储存库（4）、分配器（5）、分配仓（6）、料层调节管（7）、新型竖式预热器（8）、汇风管（8.3），高温风机（11）、废气净化装置（12）、烟室(13)、回转窑（15）、窑头罩（17）及燃烧器（16）、竖井装置（18）、二次风机（20）、冷却机（19）、冷风机（21）、三次风导管（19.3）以及管道、输送装置组成；新型竖式预热器（8）中设置有多个预热室（8.1）；
粒度分级装置（2）通过输送装置与粉料仓（3）、分级料储存库（4）连接，分级料储存库（4）与分配器（5）连接，分配器（5）与分配仓（6）连接，分配仓（6）通过料层调节管（7）与新型竖式预热器（8）中的各个预热室（8.1）的进料口连接，预热室（8.1）出风口通过管道与汇风管（8.3）连接，在汇风管（8.3）与预热室（8.1）出风口之间装有调节阀（10），汇风管（8.3）与高温风机（11）连接，高温风机（11）与废气净化装置（12）连接，新型竖式预热器（8）与烟室(13)连接，烟室(13) 内装有导流槽（14），烟室(13) 通过其导流槽（14）与回转窑（15）的尾部连接，回转窑（15）的头部与窑头罩（17）连接，窑头罩（17）设有能够自由进退的燃烧器（16），燃烧器（16）伸进窑头罩（17），窑头罩（17）与竖井装置（18）连接，竖井装置（18）与冷却机（19）连接，竖井装置（18）的底部与二次风机（20）连接，冷却机（19）中的冷却室（19.1）上部与三次风导管（19.3）连接，三次风导管（19.3）与窑头罩（17）连接，冷却机（19）中冷却室（19.1）下部设置有冷风机（21），冷却机（19）的块料出口通过输送装置与块状石灰成品库（23）连接，冷却机（19）的粉料出口通过输送装置与粉状石灰成品库（24）连接。
4.根据权利要求1、3所述的高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法及装置，其特征是：所述的新型竖式预热器（8）设置有若干个依次排列组合成环状分布的、相互独立的预热室（8.1）；每个预热室（8.1）顶部设有支风管（8.2），支风管（8.2）上装有调节阀（10），各预热室（8.1）的支风管（8.2）与汇风管（8.3）连接；每个预热室（8.1）顶部设有不少于2个的进料点，预热室（8.1）的每个进料点设一组料层调节管（7），新型竖式预热器（8）的下部设有出料斗（8.4），新型竖式预热器（8）中的各预热室（8.1）的底部与出料斗（8.4）连通，来自回转窑（15）窑尾的高温废气通过出料斗（8.4）均匀的进入各个预热室（8.1），穿过石灰石料层的同时预热石灰石后从支风管（8.2）、汇风管（8.3）排出；每个预热室（8.1）底部设有能够往复运动的推块（8.5）。
5.根据权利要求1、3所述的高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法及装置，其特征是：所述的回转窑（15）头部和尾部呈缩口状，中部为圆筒状的回转筒体（15.2），回转筒体（15.2）倾斜布置，回转窑（15）尾部在高端，回转窑（15）头部在低端，回转筒体（15.2）内侧设有耐火衬料（15.1），耐火衬料（15.1）与回转筒体（15.2）的外壳之间设有隔热保温层（15.3）。
6.根据权利要求1、3所述的高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法及装置，其特征是：所述的竖井装置（18）进料部位设有调整物料落点的落点调整装置（18.1），竖井装置（18）底部设置有二次风的进布风通道（18.2），进布风通道（18.2）通过风管与二次风机（20）相连。
7.根据权利要求1、3所述的高活性、低能耗、低硫和废气排放的高活性石灰工业化生产方法及装置，其特征是：所说的冷却机(19)包含有冷却室(19.1)、筛分室(19.2)，筛分室（19.2）与冷却室（19.1）相通；冷却室（19.1）和筛分室（19.2）的底部设置有固定篦床（19.4）和活动篦床（19.5）；在冷却室（19.1）段的固定篦床（19.4）上装有若干固定篦板(19.6)，在冷却室(19.1)段的活动篦床(19.5)上装有若干活动篦板(19.7)，固定篦板(19.6)与活动篦板(19.7)交替排列，活动篦床(19.5)带动活动篦板(19.7)一起相对于固定篦板(19.6)作往复运动；在筛分室(19.2)段的固定篦床(19.4)上装有若干固定筛板(19.8)，在筛分室(19.2)段的活动篦床(19.5)上装有若干活动筛板(19.9)，固定筛板(19.8)与活动筛板(19.9) 交替排列，活动篦床(19.5)带动活动筛板(19.9)一起相对于固定筛板(19.8)作往复运动；在冷却机(19)的下部设置有冷却风的进风口(19.10)，在冷却机(19)的上部设置有与三次风导管(19.3)连通的出风口(19.11)。
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