CN104058608A - 一种间壁加热物料的竖窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种间壁加热物料的竖窑，包括废热锅炉、发电装置、窑体、引风机、冷却风机、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体设有进料口、出料口、分解气体出口、冷却风入口和冷却风出口。加热带设有燃烧室，燃烧室的一头设有燃烧器，另一头与废热锅炉连通。加热带与冷却带之间设有隔板，隔板为锥台结构，锥台的下部设有料锁。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到发电设备。分解气体出口通过引风机与二氧化碳处理单元连接，冷却风出口连接到二次风入口或引风机入口，冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接或与大气连通。本发明通过导热砖砌体隔焰加热窑体内的物料，有利于提高被煅烧物料的质量，回收高纯度二氧化碳，降低石灰窑的能量消耗。

Description

一种间壁加热物料的竖窑

技术领域

本发明属于工业炉窑技术领域，涉及一种工业竖窑，具体涉及一种间壁加热物料的竖窑。

背景技术

石灰窑余热回收利用，可以节约能源消耗，降低石灰生产成本，同时减小污染物的排放。石灰窑是大型的高耗能装置，随着国民经济的迅猛发展，工业炉窑的余热非常丰富，可利用的潜力巨大。钢铁工业、电石工业、氧化铝工业和耐火材料工业是石灰消耗大户，上述行业的快速增长，带动了石灰窑的高速发展。大型活性石灰生产线在生产过程中，烟气排放温度高，约为240～260℃。将这部分烟气余热有效利用，可以减少能源浪废，增加石灰窑的经济性和环保性。石灰石分解产生二氧化碳是宝贵资源，由于分解的二氧化碳与燃烧烟气混在一起，不利于二氧化碳的回收和利用。

本申请人在公开号为CN102338565A的发明专利申请公开“一种石灰窑低温热能回收利用的设备，主要包括石灰窑、工质储罐、工质预热器、蒸汽发生器、蒸汽调节装置、蒸汽透平、发电机、变送器和冷凝器。通过工质预热器用石灰窑的低温气体将工质预热，通过蒸汽发生器用导热油放出的热量把预热后的工质转化为蒸汽，再利用蒸汽透平驱动发电机发电, 产生的电可以供给石灰窑装置用电设备使用，也可并入电力总网”。本发明是在上述专利技术上的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种间壁加热物料的竖窑，将燃烧室与石灰石分解室分开，有利于收集高纯度的二氧化碳和利用燃烧烟气的余热发电，降低石灰窑的能量消耗，提高石灰窑综合经济效益。

本发明间壁加热物料的竖窑，包括废热锅炉、发电装置、窑体、二氧化碳处理单元、冷却风机、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体设有进料口、出料口、分解气体出口、冷却风入口和冷却风出口。窑体内分为预热带、加热带和冷却带。分解气体出口通过引风机与二氧化碳处理单元连接，冷却风机连接到冷却风入口。加热带设有燃烧室，燃烧室的数量根据竖窑的规模确定。燃烧室的一头设有燃烧器，另一头与废热锅炉连通。燃烧器设有煤粉入口、一次风入口和二次风入口，一次风入口与鼓风机或氧气管路连接。加热带与冷却带之间设有隔板，隔板为锥台结构，锥台的下部设有料锁。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到发电装置，废热锅炉的下部设有熔渣池，熔渣池设有出渣口。冷却风出口连接到二次风入口或引风机入口，冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接或与大气连通。

二氧化碳处理单元包括二氧化碳净化装置、二氧化碳超临界发电装置和二氧化碳储罐，并且依次连接。一次风入口为切线方式与燃烧器连接。废热锅炉设有排气口，排气口与废气排放系统或二氧化碳处理单元连接。燃烧室的上部设有锥体，燃烧室的壁和锥体由导热砖砌体砌筑而成或由金属材料制成，所述金属材料包括铸钢、铸铁或耐热钢。所述发电装置包括蒸汽轮机和发电机组，蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。

燃烧室燃烧的助燃气体为空气、富氧空气或氧气，如果氧气作助燃气燃烧，燃烧后产生的烟气经排气口到二氧化碳处理单元。如果空气、富氧空气作助燃气燃烧，燃烧后产生的烟气经排气口到废气排放系统。冷却石灰的冷却风选择空气或二氧化碳，如果用空气作冷却风，冷却后的高温空气经二次风入口进入燃烧室作二次助燃风。如果用二氧化碳作冷却气体，冷却后的气体经引风机到二氧化碳处理单元循环利用。

间壁加热物料的竖窑用于生产石灰、煤的干馏与焦化、垃圾的干馏焚烧、球团的煅烧或还原炼铁，煤的干馏生产优质兰炭和可用作LNG的原料的优质兰炭尾气。

本发明间壁加热物料的竖窑在加热带设置燃烧室，通过导热砖砌体隔焰加热窑体内的物料，有利于提高煅烧产品的质量，回收高纯度二氧化碳。燃烧室的烟气进入废热锅炉，发生蒸汽驱动电机发电，提高热效率，充分利用热能资源。冷却带冷却石灰产品后的高温气体进入燃烧室作二次助燃风，有利于提高助燃风的温度，降低石灰窑的能量消耗。采用外燃外热方式煅烧石灰石，将燃烧室与石灰石分解室分开，以利于分别收集高纯度二氧化碳和高温废烟气余热发电，从而不但降低石灰窑的能耗，且能得到高纯二氧化碳这一宝贵化工原料，提高石灰窑综合经济效益。用纯氧做助燃气体燃烧后产生的二氧化碳通过二氧化碳处理单元回收二氧化碳，用二氧化碳作冷却石灰的介质循环利用，有利于减少废气排放，保护大气环境。

附图说明

图1为本发明间壁加热物料竖窑的结构示意图；

图2为图1的A向图；

图3为本发明另一实施方案的结构示意图；

图4为图3的B向图。

其中：

1—进料口、2—窑体、3—预热带、4—燃烧室、5—加热带、6—二次风入口、7—料锁、8—冷却带、9—冷却风入口、10—出料口、11—分解气体出口、12—引风机、13—二氧化碳净化装置、14—二氧化碳超临界发电装置、15—二氧化碳储罐、16—锥体、17—燃烧器、18—冷却风出口、19—冷却风机、20—一次风入口、21—煤粉入口、22—二次风入口、23—蒸汽盘管、24—废热锅炉、25—熔渣池、26—出渣口、27—隔板、28—二氧化碳处理单元、29—排气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明间壁加热物料的竖窑，如图1、图2所示，包括废热锅炉24、发电装置、二氧化碳处理单元28、窑体2、引风机12、冷却风机19、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体设有进料口1、出料口10、分解气体出口11、冷却风入口9和冷却风出口18，窑体内分为预热带3、加热带5和冷却带8。发电装置包括蒸汽轮机和发电机组，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。分解气体出口通过引风机12与二氧化碳处理单元28连接，冷却风机连接到冷却风入口。加热带设有3个燃烧室4，燃烧室的上部设有锥体16，燃烧室的壁和锥体由导热砖砌体砌筑而成。燃烧室的一头设有燃烧器17，另一头与废热锅炉连通。燃烧器设有煤粉入口21、一次风入口20和二次风入口22。一次风入口与鼓风机连接，选择空气为助燃风，一次风入口为切线方式与燃烧器连接。加热带与冷却带之间设有隔板27，隔板为锥台结构，锥台的下部设有料锁7。废热锅炉设有蒸汽盘管23，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，废热锅炉的下部设有熔渣池25，熔渣池设有出渣口26。二氧化碳处理单元包括二氧化碳净化装置13、二氧化碳储罐15和二氧化碳超临界发电装置14。二氧化碳净化装置、二氧化碳储罐和二氧化碳超临界发电装置依次连接。冷却风机入口与大气连通，以空气为冷却风，冷却风出口连接到二次风入口。废热锅炉24设有排气口29，排气口与废气排放系统连接。废气排放系统包括布袋除尘器、引风机和烟囱。

本发明间壁加热物料的竖窑运行方式为，石灰石物料经供料设备、进料口1进入竖窑的窑体内，经过预热带3预热，下行到加热带5。由燃烧室4燃烧产生的热量隔焰加热加热带的物料，石灰石热分解为石灰和二氧化碳，二氧化碳向上运行预热预热带的物料后经分解气体出口11到二氧化碳处理单元28。高温石灰向下运行经料锁7进入冷却带8，由冷却风机19鼓出的冷却风经冷却风入口9进入冷却带对石灰进行冷却，冷却后的石灰经出料口10出窑。煤粉经煤粉入口21进入燃烧器17，鼓风机鼓出的空气作为一次风经一次风入口进入燃烧器17进行助燃燃烧。冷却石灰后的冷却空气温度达300～500℃，经冷却风出口18和二次风入口6进入燃烧室作二次助燃风。燃烧室燃烧产生的熔融状态的炉渣进入熔渣池25，放出热量后经出渣口26排出。燃烧产生的废烟气进入废热锅炉24，通过蒸汽盘管23取热，利用烟气的余热发生蒸汽，蒸汽驱动蒸汽轮机带动发电机发电。由于石灰石隔焰加热进行煅烧，石灰石分解得到优质石灰和高温二氧化碳分解气体，分解气体进入二氧化碳处理单元28，经二氧化碳净化装置13净化冷却后到二氧化碳储罐15储存，一部分二氧化碳到二氧化碳超临界发电装置14作发电的蒸发介质。

实施例2

本发明的另一实施方式如图3、图4所示，一次风入口20与氧气管路连接，选择用纯氧作助燃风，二次风入口为封闭状态。分解气体出口通过引风机12与二氧化碳处理单元28连接，废热锅炉的排气口29也连接到二氧化碳处理单元，石灰石分解产生的二氧化碳和纯氧与燃料燃烧产生的二氧化碳一同进入二氧化碳处理单元。二氧化碳处理单元包括二氧化碳净化装置13、二氧化碳储罐15和二氧化碳超临界发电装置14。二氧化碳净化装置13设有脱水设备、脱硫设备和冷却设备。二氧化碳净化装置与二氧化碳储罐连接，二氧化碳储罐分别与二氧化碳超临界发电装置和冷却风机19入口连接，冷却风出口18连接到引风机12入口。分离净化后的二氧化碳收集到二氧化碳储罐15，一部分二氧化碳到二氧化碳超临界发电装置14作发电的蒸发介质，另一部分用作冷却石灰的介质进行循环。其它结构和操作与实施例1相同。

Claims (6)

1.一种间壁加热物料的竖窑，包括废热锅炉（24）、发电装置、窑体（2）、二氧化碳处理单元（28）、冷却风机（19）、供料设备、供风系统和燃料供给系统，窑体设有进料口（1）、出料口（10）、分解气体出口（11）、冷却风入口（9）和冷却风出口（18），窑体内分为预热带（3）、加热带（5）和冷却带（8），分解气体出口通过引风机与二氧化碳处理单元连接，冷却风机连接到冷却风入口；其特征是：所述加热带设有燃烧室（4），燃烧室的一头设有燃烧器（17），另一头与废热锅炉连通；所述燃烧器设有煤粉入口（21）、一次风入口（20）和二次风入口（22），所述一次风入口与鼓风机或氧气管路连接；所述加热带与冷却带之间设有隔板（27），隔板为锥台结构，锥台的下部设有料锁（7）；所述废热锅炉设有蒸汽盘管（23），蒸汽盘管连接到发电装置，废热锅炉的下部设有熔渣池（25），熔渣池设有出渣口（26）；所述冷却风出口连接到二次风入口或引风机入口，所述冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接或与大气连通。

2.根据权利要求1所述的间壁加热物料的竖窑，其特征是：所述二氧化碳处理单元（28）包括二氧化碳净化装置（13）、二氧化碳储罐（15）和二氧化碳超临界发电装置（14），并且依次连接。

3.根据权利要求1所述的间壁加热物料的竖窑，其特征是：所述一次风入口（20）为切线方式与燃烧器（17）连接。

4.根据权利要求1所述的间壁加热物料的竖窑，其特征是：所述废热锅炉（24）设有排气口（29），所述排气口与废气排放系统或二氧化碳处理单元（28）连接。

5.根据权利要求所述1的间壁加热物料的竖窑，其特征是：所述燃烧室（4）的上部设有锥体（16），燃烧室的壁和锥体由导热砖砌体砌筑而成或由金属材料制成，所述金属材料包括铸钢、铸铁或耐热钢。

6.根据权利要求所述1的间壁加热物料的竖窑，其特征是：所述发电装置包括蒸汽轮机和发电机组，蒸汽盘管（23）与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。