CN103922625B - 湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其从熟料冷却机和或窑头罩抽取的热气体在汇风管里混合后进入烘干破碎机，与喂入烘干破碎机的钙质原料换热后，经过选粉机、旋风收尘器和废气风机后进入分解炉底部，供分解炉里的燃料燃烧用；钙质原料采用窑头热风进行烘干、选粉后，直接单独喂入分解炉，在分解炉里完成分解，最终与经过预热器系统预热后的非钙质原料粉在分解炉里进行汇合，再一起进入回转窑烧制成水泥熟料，所述的钙质原料全部。该系统充分结合湿电石渣与二氧化碳反应机理，用以氮气和氧气为主要成分的热风作为烘干热源，有效避免电石渣与二氧化碳合成碳酸钙，从而降低氢氧化钙分解温度和分解热量。

Description

湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统
技术领域
本发明涉及一种湿电石渣作为钙质原料烧制水泥熟料系统，尤其涉及一种无或少二氧化碳等酸性成分的高温废气来烘干湿电石渣的水泥熟料烧成系统。
背景技术
电石渣是煤化工行业用乙炔法生产PVC、PVA等树脂的工业废渣，主要成分为Ca(OH)2，生产过程中有干排和湿排两种排放方式，湿排电石渣含水率在90~92%，经过先进的压滤等物理脱水方法，水份能降到25%左右，电石渣中CaO含量很高(60%以上)，是水泥工业替代石灰石生产水泥熟料的优质钙质原料，电石渣中颗粒多为细微颗粒，1~50微米颗粒占80%以上，几乎不需要粉磨即可满足水泥熟料生产的要求。
电石渣中主要成分Ca(OH)2分解温度与石灰石原料主要成分CaCO3差别较大，电石渣中Ca(OH)2的分解温度在560℃左右，低于CaCO3的分解温度(约850℃)，Ca(OH)2分解吸热也低于CaCO3。用电石渣替代石灰石生产水泥熟料，先后经历了湿法长窑、立窑、半湿法料饼入窑、立波尔窑、五级旋风预热器窑、新型干法水泥窑等多种工艺，其中新型干法水泥窑工艺技术最为先进。
压滤后的电石渣要先制成干电石渣粉才能喂入水泥窑系统烧制成水泥熟料，一般往往采取窑尾废气进行电石渣的烘干，将电石渣水分从约25%降到0.5%左右，然后将烘干后的电石渣粉与其它非钙质原料粉一起混合喂入水泥窑尾系统，经过预热分解后煅烧成水泥熟料。这样在窑尾废气烘干湿电石渣的过程中，会发生Ca(OH)2与烟气中的高浓度的CO2合成CaCO3，合成CaCO3在水泥窑系统的分解炉里再次发生CaCO3分解，相应增加了分解炉系统的分解热耗。
CN101723610B公开了湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料方法：将压滤后的湿式电石渣滤饼用烘干破碎机烘干，烘干热源为预热器系统的废气，采用选粉机分选出满足生料要求的细粉，与其它非钙质物料直接进入混料机进行混合，然后入生料均化库，生料通过分料装置，一部分喂入第一级预热器的换热管，一部分直接喂入分解炉的混合室下部，来烧制成水泥熟料。该方法采用出预热器的废气来烘干电石渣，预热器废气(燃料燃烧产生的烟气)中有高浓度CO2气体，会与电石渣的主要成分Ca(OH)2合成CaCO3；一部分混合生料喂入第一级预热器的换热管，在预热器里(温度低于600℃时)同样会发生氢氧化钙与二氧化碳合成碳酸钙反应，这些合成的碳酸钙在分解炉里再次分解而多消耗热量。
在电石渣烘干和分解过程中若能避免氢氧化钙和烟气中的高浓度二氧化碳等酸性气体的中和反应，是利用电石渣作为钙质原料烧制水泥较好的选择。另外，水泥窑系统中出窑熟料与空气在熟料冷却机里发生热交换，在将熟料冷却至约100℃左右的同时，空气也被加热到几百度以上，特别是的熟料冷却机高温前段，热空气可达800℃以上，后段也有200℃以上，这些废气主要成分为氮气和氧气，不会与电石渣中的氢氧化钙发生合成反应，这样的高温气体是烘干电石渣的理想热源。
发明内容
针对以上问题本发明提供了一种无或少二氧化碳等酸性成分的高温热风来烘干湿电石渣并以电石渣作为钙质原料来烧制水泥熟料的系统。
为了解决以上问题本发明提供了一种湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，包括熟料冷却机、回转窑、窑头罩、三次风管、分解炉、预热器系统、分解炉燃料喷入系统，预热器系统包含一级预热器，其特征在于：还包括汇风管、烘干破碎机、选粉机、旋风收尘器和废气风机；从熟料冷却机和窑头罩抽取的热气体在汇风管里混合后进入烘干破碎机或者从熟料冷却机抽取的热气体通过汇风管后进入烘干破碎机或者从窑头罩抽取的热气体通过汇风管后进入烘干破碎机，然后与喂入烘干破碎机的钙质原料换热后，经过选粉机、旋风收尘器和废气风机后进入分解炉底部，供分解炉里的燃料燃烧用；钙质原料采用窑头热风进行烘干、选粉后，直接单独喂入分解炉，在分解炉里完成分解，最终与经过预热器系统预热后的非钙质原料粉在分解炉里进行汇合，再一起进入回转窑烧制成水泥熟料，所述的钙质原料全部。
该系统充分结合湿电石渣与二氧化碳反应机理，用以氮气和氧气为主要成分的热风作为烘干热源，有效避免电石渣与二氧化碳合成碳酸钙，从而降低氢氧化钙分解温度和分解热量。
作为本发明的一种改进，废气风机排出的废气一部分进入分解炉底部，进入分解炉废气比例可调(0-100%)，通过调节阀进行调节，进入分解炉的气体量供分解炉燃料燃烧用，并保证分解炉出口气体温度控制在700-900℃，氧含量控制在1~3%。除此以外的另一部分废气通过废气处理系统（调节阀、收尘器、风机、烟囱）排入大气。
烘干、选粉后的电石渣粉直接喂入分解炉(炉内温度在700℃以上)，再次避免氢氧化钙与窑气体出来的二氧化碳在650℃以下合成碳酸钙。出烘干破碎机的废气(约150℃)氧含量约为17%，再次通入分解炉里，可供分解炉里燃料燃烧用，比起冷空气可以节省部分燃料。
当钙质原料全部为电石渣粉时，分解炉出口气体温度控制在700℃以上，以保证电石渣中氢氧化钙在分解炉中彻底分解。
该系统还适用于钙质原料部分为电石渣粉，采用别的钙质原料粉(如石灰石原料粉)来替代部分电石渣粉，分解炉出口气体温度控制在850℃以上，以保证电石渣中氢氧化钙和别的钙质原料中的石灰石在分解炉中彻底分解。
作为本发明的一种改进，汇风管的热风不从窑头罩抽取，而直接从熟料冷却机的高温段抽取。汇风管里的汇合热风均为空气与熟料换热后的热风，以确保热风中无二氧化碳等酸性气体，有效避免电石渣中氢氧化钙与二氧化碳等发生合成反应。
作为本发明的另一种改进，一级预热器出口废气通过固体传热介质间接与电石渣换热，在实现电石渣的脱水的同时，又能避免窑尾废气与电石渣接触。一级预热器可以与冷空气通过间接换热，冷空气被加热后作为补充热源进入烘干破碎机实现对湿电石渣的烘干。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明改进的工艺流程图。
图1中，1为熟料冷却机、2为回转窑、3为窑头罩、4为三次风管、5为汇合风管、6为烘干破碎机、7为选粉机、8为旋风收尘器、9为废气风机、10为分解炉、11为预热器系统、12为分解炉燃料喷入系统、13为收尘器、14为排风机、15为烟囱、16第一调节阀、17第二调节阀、18三次风管的控制阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1，一种湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，包括熟料冷却机1、回转窑2、窑头罩3、三次风管4、汇风管5、烘干破碎机6、选粉机7、旋风收尘器8、废气风机9、分解炉10、预热器系统11、分解炉燃料喷入系统12、收尘器13、风机14、烟囱15、第一调节阀16、第二调节阀17，从熟料冷却机1和或窑头罩3抽取的热气体在汇风管5里混合后进入烘干破碎机6，与喂入烘干破碎机6的湿电石渣换热后，经过选粉机7、旋风收尘器8和废气风机9后进入分解炉10底部，供分解炉10里的燃料燃烧用；湿电石渣采用窑头热风进行烘干、选粉后，直接单独喂入分解炉10，在分解炉10里完成氢氧化钙分解，最终与经过预热器系统11预热后的非电石渣原料粉在分解炉10里进行汇合，再一起进入回转窑2烧制成水泥熟料。
废气风机9排出的废气一部分进入分解炉10底部供分解炉燃料燃烧用，另一部分通过收尘器13、风机14和烟囱15排入大气。
进入分解炉10底部的废气比例通过第一调节阀16、第二调节阀17进行调节，分解炉10出口的气体温度控制在700-900℃，氧含量控制在1~3%。
钙质原料全部为电石渣粉，为保证电石渣中氢氧化钙在分解炉10中彻底分解，分解炉10出口气体温度控制在700℃以上。
实施例2
若钙质原料部分为电石渣，湿电石渣采用窑头热风进行烘干、选粉后，直接单独喂入分解炉10，非电石渣原料粉经过预热器系统11预热后进入分解炉，与干电石渣粉在分解炉里混合、分解后一起进入回转窑2烧制成水泥熟料，为保证电石渣中氢氧化钙和其它钙质原料(例如石灰石等)在分解炉10中彻底分解，分解炉10出口气体温度控制在850℃以上，其它实施过程与实施例1相同。
实施例3
三次风管4设置控制阀门18，见图2，根据电石渣的水分和配料中掺入量的多少，通过调节控制阀门18控制电石渣烘干热风量和调节分解炉燃料燃烧情况，该控制阀门18调节开度为0~100%，若燃料容易燃烧，三次风管4的控制阀门18可以完全关闭，从窑头罩3抽取的三次风全部改进入烘干破碎机6，其它实施过程与实施例1相同。
若湿电石渣压滤后的水分较大且配料中掺量较多，熟料冷却机1和或窑头罩3抽取的热风量不够湿电石渣烘干用，可补充其它预热空气进入烘干破碎机6，实现湿电石渣的烘干，也可以引入少部分窑尾废气与窑头废气相混合后进入烘干破碎机6(需控制烘干气体中CO2的浓度，减小电石渣与CO2的反应几率)。
当生料中氯离子或碱含量较高时，烟室（位于分解炉10锥部的下方位置）可另外增设旁路放风系统，其它实施过程同实施例1。
本发明充分考虑湿电石渣与二氧化碳的合成反应条件，从水泥窑系统的窑头罩和熟料冷却机的抽取热风对湿电石渣进行烘干，避免湿电石渣中氢氧化钙与烟气中高浓度二氧化碳发生合成反应，为水泥熟料烧成系统中分解电石渣节省了能源。本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换的方式形成的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，包括熟料冷却机(1)、回转窑(2)、窑头罩(3)、三次风管(4)、分解炉(10)、预热器系统(11)、分解炉燃料喷入系统(12)，预热器系统(11)包括一级预热器，其特征在于：还包括汇风管(5)、烘干破碎机(6)、选粉机(7)、旋风收尘器(8)和废气风机(9)；
从熟料冷却机(1)和窑头罩(3)抽取的热气体在汇风管(5)里混合后进入烘干破碎机(6)或者从熟料冷却机(1)抽取的热气体通过汇风管(5)后进入烘干破碎机(6)或者从窑头罩(3)抽取的热气体通过汇风管(5)后进入烘干破碎机(6)，然后与喂入烘干破碎机(6)的钙质原料换热后，经过选粉机(7)、旋风收尘器(8)和废气风机(9)后进入分解炉(10)底部；
钙质原料采用窑头热风进行烘干、选粉后，直接单独喂入分解炉(10)，在分解炉(10)里完成分解，最终与经过预热器系统(11)预热后的非钙质原料粉在分解炉(10)里进行汇合，再一起进入回转窑(2)烧制成水泥熟料，所述的钙质原料全部为湿电石渣。
2.根据权利要求1所述的湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其特征在于：还包括收尘器（13）、风机（14）和烟囱（15）、第一调节阀(16)、第二调节阀(17)，废气风机(9)排出的废气一部分进入分解炉(10)底部供分解炉燃料燃烧用，另一部分通过收尘器(13)、风机(14)和烟囱(15)排入大气。
3.根据权利要求2所述的湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其特征在于：进入分解炉（10）底部的废气比例通过第一调节阀(16)、第二调节阀(17)进行调节，分解炉（10）出口的气体温度控制在700-900℃，氧含量控制在1~3%。
4.根据权利要求1所述的湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其特征在于：分解炉出口气体温度控制在700℃以上。
5.根据权利要求1所述的湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其特征在于：一级预热器出口废气通过固体传热介质间接与电石渣换热。
6.根据权利要求1所述的湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其特征在于：一级预热器与冷空气通过间接换热，冷空气被加热后作为补充热源进入烘干破碎机（6）实现对湿电石渣的烘干。
7.一种湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，包括熟料冷却机(1)、回转窑(2)、窑头罩(3)、三次风管(4)、分解炉(10)、预热器系统(11)、分解炉燃料喷入系统(12)，预热器系统(11)包括一级预热器，其特征在于：还包括汇风管(5)、烘干破碎机(6)、选粉机(7)、旋风收尘器(8)和废气风机(9)；
从熟料冷却机(1)和窑头罩(3)抽取的热气体在汇风管(5)里混合后进入烘干破碎机(6)或者从熟料冷却机(1)抽取的热气体通过汇风管(5)后进入烘干破碎机(6)或者从窑头罩(3)抽取的热气体通过汇风管(5)后进入烘干破碎机(6)，然后与喂入烘干破碎机(6)的钙质原料换热后，经过选粉机(7)、旋风收尘器(8)和废气风机(9)后进入分解炉(10)底部；
钙质原料采用窑头热风进行烘干、选粉后，直接单独喂入分解炉(10)，在分解炉(10)里完成分解，最终与经过预热器系统(11)预热后的非钙质原料粉在分解炉(10)里进行汇合，再一起进入回转窑(2)烧制成水泥熟料，所述的钙质原料部分为湿电石渣。
8.根据权利要求7所述的湿电石渣烘干、分解并作为钙质原料烧制水泥熟料系统，其特征在于：分解炉出口气体温度控制在850℃以上。
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