CN104058606A - 富氧燃烧生产石灰的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富氧燃烧生产石灰的方法和装置，装置包括套筒窑和石灰回转窑，设有烧嘴、燃气管路、一次风管路和二次风管路，燃气管路和一次风管路与烧嘴连接。一次风管路分别与鼓风机和氧气管路连接，二次风管路分别与空气管路和氧气管路连接。石灰石物料经进料设备送入石灰窑装置，经过预热、煅烧和冷却过程制成石灰产品。燃烧为富氧燃烧，使用燃烧值为4180～7064KJ/Nm³的低热值燃料，助燃风中的氧含量为26～35%（v）。本发明通过增加助燃风中的氧含量，实现了生产石灰的套筒窑和石灰回转窑富氧燃烧，提高了低热值燃料的燃烧温度，优化了煅烧效果，生产优质石灰产品，使低热值燃料资源得到充分利用。

Description

富氧燃烧生产石灰的方法和装置

技术领域

本发明属于建材、化工生产设备技术领域，涉及一种富氧燃烧生产石灰的方法和装置。

背景技术

用石灰回转窑和套筒窑煅烧石灰石生产石灰具有能耗低、石灰产品质量好、生产能力强、操作弹性大等优点，广泛用于冶金、化工等用途的活性石灰生产。煅烧需要燃料在煅烧带燃烧，放出热量加热被煅烧物料。石灰石的分解温度为 900℃左右，煅烧温度一般为 1000 ～ 1400℃。为达到煅烧温度，生产出合格的石灰，需要一定热值的燃料。低热值燃料燃烧达不到要求的温度，石灰石就不能分解；或者温度低，石灰石分解不完全，造成生烧、石灰产品质量差的问题。在冶金企业生产过程中，产生大量的高炉煤气和转炉煤气，是宝贵的燃料资源，高炉煤气的热值为4180～7064KJ/Nm³（1000～1690千卡），由于热值低，不能直接用于煅烧石灰石，使大量低热值燃料不能得到充分利用。而生产石灰还需购置高热值燃料，造成资源浪费，影响经济效益。

申请号为 200810231028.0 的发明专利申请公开一种“密闭式电石炉尾气作为回转窑用燃料进行煅烧活性石灰的方法”，该专利申请以电石炉尾气为原料，“将净化后的洁净尾气和焦炭粉或煤粉送入回转窑烧成系统的燃烧器中，作为石灰煅烧设备的燃料；石灰石在竖式预热器中经过窑尾热气预热后，并实现预分解，进入回转窑的烧成系统”。“参与冷却的空气作为一次风进入回转窑燃烧，经预热的空气参与燃烧弥补了密闭电石炉尾气热值低的不足”。该专利申请使用预热后的冷却风为助燃风，提高了燃烧温度，但燃烧过程中仍需添加高热值的煤粉或焦碳粉。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种富氧燃烧生产石灰的方法，通过富氧燃烧强化低热值燃料的燃烧强度，提高石灰石煅烧温度和石灰产品的质量。本发明另一目的是提供一种实现上述方法的富氧燃烧生产石灰的装置。

本发明富氧燃烧生产石灰的方法，石灰石物料经进料设备送入石灰窑装置，经过预热区预热进入煅烧区，在煅烧区燃料气燃烧煅烧石灰石，煅烧后的物料经过冷却制成石灰产品。石灰窑为套筒窑或石灰回转窑，煅烧温度为1100～1600℃。煅烧使用燃烧值为4180～7064KJ/Nm³（1000～1690千卡）的低热值燃料，燃烧为富氧燃烧，助燃风中的氧含量为26～35%（v）。一次助燃风占助燃风总量的10～40%（v），二次助燃风占助燃风总量的60～90%（v）。

石灰回转窑煅烧石灰石时一次助燃风为纯氧气，二次助燃风为空气，或一次助燃风为空气，二次助燃风为富氧空气，富氧空气中的氧含量为28～38%（v）。套筒窑煅烧石灰石为：一次助燃风为纯氧或富氧，二次助燃风为空气或富氧；或一次助燃风为空气，二次助燃风为富氧；富氧空气中的氧含量为28～38%（v）。冷却石灰后的风作二次助燃风。

本发明富氧燃烧生产石灰的装置，包括套筒窑和石灰回转窑，套筒窑和石灰回转窑分别设有进料设备、出料设备、燃料供给系统和废气排放系统。装置设有烧嘴、燃气管路、一次风管路和二次风管路，燃气管路和一次风管路与烧嘴连接。一次风管路分别与鼓风机和氧气管路连接，鼓风机出口和氧气管路设有流量调节阀。二次风管路分别与空气管路和氧气管路连接，空气管路和氧气管路设有流量调节阀。

石灰回转窑设有预热器、冷却器、窑尾罩、回转窑和窑头，石灰回转窑的进料设备包括料车、上料机和料斗，烧嘴位于窑头。上料机与料斗配合连接，料斗与预热器连接，预热器通过窑尾罩连接到回转窑，回转窑通过窑头连接到冷却器，冷却器的下部与出料设备连接。空气管路和氧气管路通过二次风管路连接到冷却器的底部，冷却石灰的空气用作二次助燃风。套筒窑设有进料口、废气出口、上内筒、下内筒、两层火桥、引射器和出料口，火桥与燃烧室连接，烧嘴位于燃烧室。引射器的引射风入口与空气管路和氧气管路连接，引射器的出口通过二次风管路连接到燃烧室的二次风入口。

本发明富氧燃烧生产石灰的方法和装置通过增加助燃风中的氧含量，实现生产石灰的套筒窑和石灰回转窑富氧燃烧，提高了低热值燃料的燃烧温度，优化了煅烧效果，生产优质石灰产品，使低热值燃料资源得到充分利用，提高产生低热值燃料企业经济效益。一次风管路和二次风管路分别与空气管路和氧气管路连接，根据需要调节一次助燃风和二次助燃风中的氧含量，增加了富氧燃烧操作的灵活性。使用带冷却夹层的烧嘴避免富氧高温燃烧烧坏烧嘴。

附图说明

图1为本发明富氧燃烧生产石灰装置石灰回转窑示意图；

图2为本发明富氧燃烧生产石灰装置套筒窑示意图；

其中：

1—料车、2—上料机、3—料斗、4—预热器、5—窑尾罩、6—回转窑、7—窑头、8—烧嘴、9—燃气管路、10—一次风管路、11—冷却器、12—空气管路、13—氧气管路、14—出料设备、15—套筒窑、16—上内筒、17—火桥、18—下内筒、19—出料口、20—进料口、21—流量调节阀、22—废气出口、23—二次风管路、24—引射器、25—引射风入口。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明富氧燃烧生产石灰的装置为石灰回转窑，如图1所示，石灰回转窑包括进料设备、出料设备14、燃料供给系统、废气排放系统、预热器4、冷却器11、回转窑6、窑尾罩5、窑头7，烧嘴8、燃气管路9、一次风管路10和二次风管路23。进料设备包括料车1、上料机2和料斗3。烧嘴8为带冷却夹层的烧嘴，位于窑头，燃气管路和一次风管路与烧嘴连接。一次风管路分别与鼓风机和氧气管路连接，鼓风机出口和氧气管路设有流量调节阀21。上料机与料斗配合连接，料斗与预热器连接，预热器通过窑尾罩连接到回转窑的窑体，回转窑通过窑头连接到冷却器，冷却器的下部与出料设备14连接。空气管路12和氧气管路13通过二次风管路23连接到冷却器的底部，空气管路和氧气管路设有流量调节阀21。

石灰回转窑富氧燃烧生产石灰过程为，石灰石物料经料车1、上料机2运至料斗3，通过料斗将物料送入预热器4，石灰回转窑煅烧石灰石后的烟气进入预热器预热新鲜物料。预热后的物料经窑尾罩5进入回转窑6进行煅烧，煅烧后的石灰进入冷却器11，冷却后石灰产品经出料设备14出装置。燃料气经燃气管路9进入烧嘴8，氧气管路中的氧气经流量调节阀21和一次风管路10进入烧嘴，烧嘴喷出燃料气和助燃风在窑头7中燃烧，一次助燃风占助燃风总量的10%（v），通过氧气管路上流量调节阀调节氧气流量，鼓风机与一次风管路10的流量调节阀处于关闭状态。空气管路12的空气经二次风管路23进入冷却器冷却煅烧后石灰，氧气管路13管路上的流量调节阀处于关闭状态。冷却石灰后的空气作为二次助燃风进入窑头为燃料气燃烧助燃，二次助燃风占助燃风总量的90%（v）。一次助燃风和二次助燃风总的氧气含量为29%（v）。

作为选择，鼓风机产生的空气经流量调节阀21和一次风管路10进入烧嘴，烧嘴喷出燃料气和助燃风在窑头7中燃烧，一次助燃风占助燃风总量的30%（v）,通过鼓风机管路上的流量调节阀21调节空气流量，此时氧气管路与一次风管路10的流量调节阀处于关闭状态。空气管路12产生的冷却风与氧气管路13的氧气混合后经二次风管路23进入冷却器冷却煅烧后石灰，通过调节氧气管路13和空气管路12的流量调节阀的开度调节二次助燃风氧含量为35%（v），冷却石灰后的富氧空气作为二次助燃风进入窑头为燃料气燃烧助燃，二次助燃风占助燃风总量的70%（v）。一次助燃风和二次助燃风总的氧气含量为30.8%（v）。

实施例2

本发明的另一实施方式为套筒窑，如图2所示，套筒窑设有进料口20、废气出口22、上内筒16、下内筒18、两层火桥17、烧嘴8、燃气管路9、一次风管路10、二次风管路23、引射器24和出料口19。火桥与燃烧室连接，烧嘴位于燃烧室，烧嘴为带冷却夹层的烧嘴。一次风管路分别与鼓风机和氧气管路连接，鼓风机出口和氧气管路设有流量调节阀21。冷却风机通过管路连接到套筒窑下部的冷却风口入口。引射器设有引射风入口25、引射风出口和循环风入口，循环风入口连接到下内筒的循环风出口。引射器入口与空气管路和氧气管路连接，连接管路设有阀门。引射器出口通过二次风管路23连接到燃烧室的二次风入口。

套筒窑富氧燃烧生产石灰过程为，石灰石物料经进料口20进入套筒窑预热区预热后到煅烧区煅烧，煅烧后的石灰在冷却区冷却后经出料口19出装置。套筒窑富氧燃烧煅烧石灰石的操作有三种模式。

⑴一次助燃风和二次助燃风均为富氧空气，富氧空气的氧含量为28%（v），一次助燃风占助燃风总量的25%（v），二次助燃风占助燃风总量的75%（v）。燃料气经燃气管路9进入烧嘴8，鼓风机产生的助燃风和氧气管路中的氧气混合经一次风管路10进入烧嘴8。烧嘴喷出燃料气和助燃风在燃烧室中燃烧，通过调节鼓风机出口和氧气管路上流量调节阀21调节富氧空气的氧含量。空气管路的空气与氧气管路的氧气混合经引射风入口进入引射器，与循环风混合后经引射器出口、二次风管路23进入燃烧室的二次风入口。通过调节氧气管路和空气管路的流量调节阀的开度调节二次助燃风氧含量。一次助燃风和二次助燃风总的氧气含量为28%（v）。

⑵一次助燃风为纯氧，二次助燃风为空气，一次助燃风占助燃风总量的15%（v），二次助燃风占助燃风总量的85%（v）。燃料气经燃气管路9进入烧嘴8，氧气管路中的氧气经流量调节阀21和一次风管路10进入烧嘴，烧嘴喷出燃料气和纯氧在燃烧室燃烧，通过氧气管路上流量调节阀调节氧气流量，鼓风机与一次风管路10的流量调节阀处于关闭状态。空气管路的空气经引射器、二次风管路23和二次风入口进入燃烧室，为燃料气燃烧助燃，氧气管路上的流量调节阀处于关闭状态。一次助燃风和二次助燃风总的氧气含量为32.85%（v）。

⑶一次助燃风为空气，二次助燃风为富氧空气，富氧空气的氧含量为30%（v），一次助燃风占助燃风总量的20%（v），二次助燃风占助燃风总量的80%（v）。鼓风机产生的空气经流量调节阀21和一次风管路10进入烧嘴，烧嘴喷出燃料气和空气在燃烧室燃烧，此时氧气管路与一次风管路10的流量调节阀关闭状态。空气管路的空气与氧气管路的氧气混合后经喷射器、二次风管路23、二次风入口进入燃烧室助燃燃烧。通过调节氧气管路和空气管路的流量调节阀开度调节二次助燃风氧含量为30%（v）。一次助燃风和二次助燃风总的氧气含量为28.2%（v）。

Claims (7)

1.一种富氧燃烧生产石灰的方法，石灰石物料经进料设备送入石灰窑装置，经过预热区预热进入煅烧区，在煅烧区燃料气燃烧煅烧石灰石，煅烧后的物料经过冷却制成石灰产品；所述石灰窑为套筒窑（15）或石灰回转窑，所述煅烧温度为1100～1600℃，其特征是：所述煅烧使用燃烧值为4180～7064KJ/Nm³的低热值燃料， 所述燃烧为富氧燃烧，助燃风中的氧含量为26～35%（v）；一次助燃风占助燃风总量的10～40%（v），二次助燃风占助燃风总量的60～90%（v）。

2.根据权利要求1所述富氧燃烧生产石灰的方法，其特征是：石灰回转窑煅烧石灰石时一次助燃风为纯氧气，二次助燃风为空气；或一次助燃风为空气，二次助燃风为富氧空气，富氧空气中氧含量为28～38%（v）。

3.根据权利要求1所述富氧燃烧生产石灰的方法，其特征是：所述套筒窑煅烧石灰石时一次助燃风为纯氧或富氧，二次助燃风为空气或富氧；或一次助燃风为空气，二次助燃风为富氧；富氧空气中的氧含量为28～38%（v）。

4.一种富氧燃烧生产石灰的装置，包括套筒窑（15）和石灰回转窑，套筒窑和石灰回转窑分别设有进料设备、出料设备、燃料供给系统和废气排放系统，所述装置设有烧嘴（8）、燃气管路（9）、一次风管路（10）和二次风管路（23），燃气管路和一次风管路与烧嘴连接，其特征是：所述一次风管路分别与鼓风机和氧气管路连接，鼓风机出口和氧气管路设有流量调节阀（21）；所述二次风管路分别与空气管路（12）和氧气管路（13）连接，空气管路和氧气管路设有流量调节阀。

5.根据权利要求4所述的富氧燃烧生产石灰的装置，其特征是：所述石灰回转窑设有预热器（4）、冷却器（11）、窑尾罩（5）、回转窑（6）和窑头（（7），石灰回转窑的进料设备包括料车（1）、上料机（2）和料斗（3），烧嘴（8）位于窑头；上料机与料斗配合连接，料斗与预热器连接，预热器通过窑尾罩连接到回转窑（6），回转窑通过窑头连接到冷却器，冷却器的下部与出料设备（14）连接；空气管路（12）和氧气管路（13）通过二次风管路（23）连接到冷却器的底部。

6.根据权利要求4所述的富氧燃烧生产石灰的装置，其特征是：所述套筒窑（15）设有进料口（20）、废气出口（22）、上内筒（16）、下内筒（18）、两层火桥（17）、引射器（24）和出料口（19），火桥与窑燃烧室连接，烧嘴位于燃烧室；引射器的引射风入口与空气管路和氧气管路连接，引射器的出口通过二次风管路（23）连接到燃烧室的二次风入口。

7.根据权利要求4所述的富氧燃烧生产石灰的装置，其特征是：所述烧嘴（8）为带冷却夹层的烧嘴。