CN104119007B - 一种带有发电装置的套筒式竖窑 - Google Patents
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Abstract
本发明带有发电装置的套筒式竖窑，包括废热锅炉、二氧化碳处理单元、发电装置、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体的冷却带设有下抽吸梁。窑体内设有燃烧室，燃烧室为筒体结构，燃烧室与窑体形成环形空间。燃烧室的上部为锥台型结构，锥台的顶部设有烧嘴，锥台的侧面设有二次风入口。燃烧室的下部通过烟气通道与废热锅炉连通。分解气体出口通过引风机与二氧化碳处理单元连接，下抽吸梁的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，改善煅烧产品的质量，回收高纯度二氧化碳，利用废热发电，充分利用热能资源，提高石灰窑综合经济效益。
Description
技术领域
本发明属于工业炉窑技术领域，涉及一种带有发电装置的套筒式竖窑。
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，可以减少能源浪费，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带有发电装置的套筒式竖窑，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，利于收集高纯度的二氧化碳，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。
本发明带有发电装置的套筒式竖窑，包括废热锅炉、二氧化碳处理单元、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、分解气体出口和冷却风入口，冷却风机连接到冷却风入口。窑体内分为预热带、煅烧带和冷却带，冷却带的上部设有下抽吸梁。窑体内设有燃烧室，燃烧室为筒体结构，燃烧室与窑体之间形成环形空间。燃烧室的上部为锥台型结构，锥台的顶部设有烧嘴，锥台的侧面设有二次风入口。燃烧室的下部通过烟气通道与废热锅炉连通，燃烧室的下部侧壁设有出渣口。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到发电装置。分解气体出口通过引风机与二氧化碳处理单元连接，下抽吸梁的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。
燃烧室的壁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。二氧化碳处理单元包括二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐，并且依次连接。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。烧嘴为气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴，或者上述烧嘴组合。烧嘴设有一次风入口和煤粉入口，一次风入口与鼓风机或氧气管路连接。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下抽吸梁和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，冷却后的气体经下抽吸梁和引风机到二氧化碳处理单元循环利用。
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。。
本发明带有发电装置的套筒式竖窑内设燃烧室，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，不但降低石灰窑的能耗，而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为本发明带有发电装置套筒式竖窑的结构示意图；
图2为本发明另一方案的结构示意图；
其中：
1—二氧化碳处理单元、2—引风机、3—进料口、4—分解气体出口、5—窑体、6—环形空间、7—燃烧室、8—出渣口、9—下抽吸梁、10—冷却风机、11—煤粉入口、12—一次风入口、13—二次风入口、14—蒸汽盘管、15—废热锅炉、16—出料口、17—二氧化碳净化设备、18—二氧化碳冷却设备、19—二氧化碳储罐、20—冷却风入口、21—烧嘴、22—烟气通道、23—二氧化碳引风机。
具体是实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
实施例1、
本发明带有发电装置的套筒式竖窑，如图1所示，包括废热锅炉15、二氧化碳处理单元1、发电装置、窑体5、引风机2、冷却风机10、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体设有进料口3、出料口16、分解气体出口4和冷却风入口20，冷却风机连接到冷却风入口。窑体内分为预热带、煅烧带和冷却带，冷却带的上部设有下抽吸梁9。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。二氧化碳处理单元1包括二氧化碳净化设备17、二氧化碳冷却设备18和二氧化碳储罐19，二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐依次连接。窑体5内设有燃烧室7，燃烧室为筒体结构，燃烧室与窑体形成环形空间6。燃烧室7的壁由导热砖砌体砌筑而成。燃烧室的上部为锥台型结构，锥台的顶部设有烧嘴21，烧嘴为固体燃料烧嘴，设有煤粉入口11和一次风入口12。煤粉入口与煤粉输送系统连接，一次风入口与氧气管路连接，用纯氧做助燃气体。锥台的侧面设有二次风入口13，二次风入口为封闭状态。燃烧室的下部通过烟气通道22与废热锅炉连通，燃烧室的下部侧壁设有出渣口8。废热锅炉设有蒸汽盘管14和排气口，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，排气口与二氧化碳处理单元1连接。分解气体出口4通过引风机2与二氧化碳处理单元连接，下抽吸梁的出口连接到引风机入口，冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接。
本发明带有发电装置的套筒式竖窑的运行方式为，石灰石物料经供料设备、进料口3进入竖窑的环形空间6，经过预热带预热，下行到煅烧带。由燃烧室7燃烧产生的热量隔焰加热煅烧带的物料，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4和引风机2到二氧化碳处理单元1。高温石灰向下运行到冷却带，由冷却风机10鼓出的冷却风经冷却风入口20进入冷却带对石灰进行冷却，冷却后的石灰经出料口16出窑。煤粉经煤粉入口11进入烧嘴21，氧气管路的纯氧作为一次风经一次风入口12进入烧嘴进行助燃燃烧。冷却石灰后的二氧化碳经下抽吸梁9和引风机进入二氧化碳处理单元，废热锅炉的排气口也连接到二氧化碳处理单元。燃烧室燃烧产生的熔融状态的炉渣经出渣口8排出。燃烧产生的废烟气进入废热锅炉15，通过蒸汽盘管14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，经二氧化碳净化设备17净化除尘、二氧化碳冷却设备18冷却后到二氧化碳储罐19储存，一部分二氧化碳用作冷却石灰的介质进行循环。
实施例2
本发明另一实施方案如图2所示，一次风入口12与鼓风机连接，用空气作助燃风。冷却风机10入口与与大气连通，用空气作石灰冷却风。分解气体出口4通过引风机2与二氧化碳处理单元1连接，废热锅炉的排气口连接到废气排放系统。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。下抽吸梁9的出口通过二氧化碳引风机23连接到二次风入口13，用冷却石灰后的高温空气作燃烧室燃烧的二次助燃风。其它结构和操作与实施例1相同。
Claims (7)
1.一种带有发电装置的套筒式竖窑，包括废热锅炉（15）、二氧化碳处理单元（1）、发电装置、窑体（5）、引风机（2）、冷却风机（10）、供料设备、供风系统和燃料供给系统，窑体设有进料口（3）、出料口（16）、分解气体出口（4）和冷却风入口（20），冷却风机连接到冷却风入口；窑体内分为预热带、煅烧带和冷却带，冷却带设有下抽吸梁（9）；其特征是：所述窑体（5）内设有燃烧室（7），燃烧室为筒体结构，燃烧室与窑体之间形成环形空间（6）；所述燃烧室的上部为锥台型结构，锥台的顶部设有烧嘴（21），锥台的侧面设有二次风入口（13）；燃烧室的下部通过烟气通道（22）与废热锅炉连通，燃烧室下部的侧壁设有出渣口（8）；所述废热锅炉设有蒸汽盘管（14），蒸汽盘管连接到发电装置；所述分解气体出口（4）通过引风机（2）与二氧化碳处理单元连接，所述下抽吸梁出口连接到引风机入口或通过二氧化碳引风机（23）连接到二次风入口，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所述带有发电装置的套筒式竖窑，其特征是：燃烧室（7）的壁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或铸铁。
3.根据权利要求1所述带有发电装置的套筒式竖窑，其特征是：所述二氧化碳处理单元（1）包括二氧化碳净化设备（17）、二氧化碳冷却设备（18）和二氧化碳储罐（19），并且依次连接。
4.根据权利要求1所述带有发电装置的套筒式竖窑，其特征是：所述废热锅炉（15）设有排气口，所述排气口与废气排放系统或二氧化碳处理单元连接。
5.根据权利要求1所述带有发电装置的套筒式竖窑，其特征是：所述烧嘴（21）为气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴，或者上述烧嘴组合。
6.根据权利要求1所述带有发电装置的套筒式竖窑，其特征是：所述烧嘴（21）设有一次风入口（12）和煤粉入口（11），所述一次风入口与鼓风机或氧气管路连接。
7.根据权利要求1所述带有发电装置的套筒式竖窑，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（14）与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组连接。
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