CN105018720B - 一种喷煤粉矿物焙烧装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷煤粉矿物焙烧装置，包括炉体，所述炉体由上至下依次划分为预热段、焙烧段和风冷段，在焙烧段设置有燃烧室，所述燃烧室连接喷煤装置，在预热段设置有烟气排出口，在风冷段设置有循环烟气进口和出料口，在烟气排出口与循环烟气进口之间设置有循环风道，在循环风道上设置有定向加压装置，在炉体的顶部设置有进料段，进料段设置有自动密封装置，在炉体的底部设置有成品矿物收集段。本发明采用喷煤粉燃烧加热矿物的方式，有效降低了矿物焙烧加工成本，同时煤粉燃烧所产生的烟气经循环处理，有效解决了污染物排放的问题，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷煤粉矿物焙烧装置及工艺，属于矿物加工领域。
背景技术
焙烧是指固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程，可以有氧化、热解、还原、卤化等，通常用于无机化工和冶金工业。目前，在矿物焙烧过程中，多采用气体燃料燃烧烘烤矿物的方式，由于气体燃料需采用固体燃料如煤等经干馏或气化步骤制得，因此该矿物焙烧方式成本较高。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种喷煤粉矿物焙烧装置及工艺，其采用喷煤粉燃烧加热矿物的方式，有效降低了矿物焙烧加工成本，同时煤粉燃烧所产生的烟气经循环处理，有效解决了污染物排放的问题，节能环保。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种喷煤粉矿物焙烧装置，包括炉体，所述炉体由上至下依次划分为预热段、焙烧段和风冷段，在焙烧段设置有燃烧室，所述燃烧室连接喷煤装置，在预热段设置有烟气排出口，在风冷段设置有循环烟气进口和出料口，在烟气排出口与循环烟气进口之间设置有循环风道，在循环风道上设置有定向加压装置，在炉体的顶部设置有进料段，进料段设置有自动密封装置，在炉体的底部设置有成品矿物收集段。
优选的，所述成品矿物收集段设置有成品矿物容纳腔室，成品矿物容纳腔室经出料口与炉体内部连通，在成品矿物容纳腔室的上方设置有敞口，在敞口处设置有翻板。
优选的，所述炉体的底部设置有能上下移动的调节板，所述出料口设置在调节板上。
优选的，所述自动密封装置包括上下设置的第一自动密封装置与第二自动密封装置。
优选的，在炉体预热段、焙烧段和/或风冷段的内部设置有矿物翻转装置。
一种喷煤粉矿物焙烧工艺，包括以下步骤：
(1)启动进料段的自动密封装置，使待加工矿物经进料段进入炉体，在自身重力及炉体内气流作用下缓慢下降，依次经过预热段、焙烧段和风冷段；
(2)启动喷煤装置，将煤粉喷入燃烧室中燃烧，燃烧所产生的热量对经过焙烧段的矿物进行焙烧；
(3)启动定向加压装置，使煤粉燃烧所产生的烟气在定向加压装置的抽力作用下往上运动，在预热段烟气给矿物干燥预热，随后烟气经循环风道再次进入炉体内部；
(4)在定向加压装置的抽力作用下，外部空气经炉体底部的出料口进入风冷段，对焙烧后的矿物进行风冷，风冷后的成品矿物经出料口排入成品矿物收集段。
上述自动密封装置在开启进料的过程中，第一自动密封装置和第二自动密封装置交替启动。
上述焙烧段的压力控制在300Pa-10000Pa，温度控制在450℃-1250℃；所述风冷段的温度控制在60℃-80℃。
上述工艺步骤中：通过综合调节翻板的翻转角度及调节板的位置来控制风冷段进风量的大小。
上述工艺步骤中：所述待加工矿物中掺杂有烟气中污染成分的处理剂。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明采用直接燃烧煤粉来焙烧矿物的方式，相比于气体燃料，显著降低了矿物焙烧加工的成本，同时煤粉燃烧所产生的烟气经循环处理，烟气中的有害成分基本得到消除，从而有效解决了燃煤污染物的排放问题，节能环保。
(2)本发明设置有定向加压装置，进行抽真空，使炉体内部产生逆差气氛条件，燃煤烟气在预热段给矿物干燥预热，随后烟气经循环风道再次进入炉体内部，如此反复循环，一方面使焙烧反应得以顺利进行，另一方面可去除烟气中的部分污染物如NO和二噁英等，解决了NO和二噁英的生成反应问题。
(3)本发明进料段采用自动密封装置，通过第一自动密封装置和第二自动密封装置交替动作，完成上料工序，保持炉体内部逆差气氛状态。
(4)本发明在炉体焙烧段等内部设置有矿物翻转装置，使矿物反复翻转改变方向，形成固相和气相对流运动，消灭盲区，不留死角，透气性好，保证矿物加热均匀，防止过烧或欠烧。
(5)本发明炉体通过出料口与外界连通，出料口除了用于排出成品矿物外，还可向炉体内供给所需要的空气，通过综合调节翻板的翻转角度及调节板的位置可控制风冷段进风量的大小。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明喷煤粉矿物焙烧装置的结构简图。
具体实施方式
结合附图，一种喷煤粉矿物焙烧装置，包括炉体1，所述炉体1由上至下依次划分为预热段101、焙烧段102和风冷段103。在焙烧段102设置有燃烧室2，所述燃烧室2连接喷煤装置3。在预热段101设置有烟气排出口4，在风冷段103设置有循环烟气进口5和出料口6。在烟气排出口4与循环烟气进口5之间设置有循环风道7，在循环风道7上设置有定向加压装置8。在炉体1的顶部设置有进料段9，进料段9设置有自动密封装置，所述自动密封装置包括上下设置的第一自动密封装置901与第二自动密封装置902。在炉体1的底部设置有成品矿物收集段10。成品矿物收集段10设置有成品矿物容纳腔室11，成品矿物容纳腔室11经出料口6与炉体1内部连通，在成品矿物容纳腔室11的上方设置有敞口，在敞口处设置有翻板12。
作为对本发明的进一步改进，所述炉体1的底部设置有能上下移动的调节板13，所述出料口6设置在调节板13上。通过综合调节翻板12的翻转角度及调节板13的位置可控制风冷段进风量的大小。如翻板12的翻转角度不变时，将调节板13下移，可增加进风量，将调节板13上移，可减少进风量。
进一步的，在炉体预热段101、焙烧段102和风冷段103的内部均设置有矿物翻转装置。矿物翻转装置可使矿物反复翻转改变方向，形成固相和气相对流运动，消灭盲区，不留死角，透气性好，保证矿物加热均匀，防止过烧或欠烧。
更进一步的，所述燃烧室2包括第一层燃烧室201和第二层燃烧室202，喷煤装置3在第一层燃烧室201和第二层燃烧室202的周圈均匀分布。当然，上述燃烧室的个数也可根据矿物加工需要进行适量增减。
采用上述喷煤粉矿物焙烧装置进行矿物焙烧的工艺，包括以下步骤：
(1)交替启动进料段9的第一自动密封装置901和第二自动密封装置902，使待加工矿物经进料段9进入炉体1，在自身重力及炉体内气流作用下缓慢下降，依次经过预热段101、焙烧段102和风冷段103。
(2)启动喷煤装置3，将煤粉喷入燃烧室2中燃烧，燃烧所产生的热量对经过焙烧段的矿物进行焙烧。
(3)启动定向加压装置8，使煤粉燃烧所产生的烟气在定向加压装置8的抽力作用下往上运动，在预热段101烟气给矿物干燥预热，随后烟气经循环风道7再次进入炉体内部。
(4)在定向加压装置7的抽力作用下，外部空气经炉体底部的出料口6进入风冷段，对焙烧后的矿物进行风冷，风冷后的成品矿物经出料口6排入成品矿物收集段。
上述步骤中，可通过综合调节成品矿物收集段中翻板12的翻转角度及调节板13的位置来控制风冷段103进风量的大小。焙烧段102的压力控制在300Pa-10000Pa，温度控制在450℃-1250℃。在焙烧段102内，通过压力及温度控制，使矿物与燃烧剂、助燃剂(C、CO、O2、H2、CO2)分子随着逆差压加大，温度升高而转化分解，分子达到被动状态，在运动中寻找个自“分离”使分子分散。风冷段103的温度控制在60℃-80℃，用于稳定新的矿物分子。
上述步骤中，所述待加工矿物中还可掺杂有烟气中相应污染成分的处理剂，以进一步除去烟气中的污染气体。如可根据需要在待加工矿物中掺杂石灰等物质，从而将烟气中的CO2、SO2等成分转变为碳酸钙和硫酸钙等化工产品。
本发明能在控制压力、调整温度等条件下，使矿物从顶部进入炉体上部负压区，根据矿物的物理性质和化学分子晶格结构特性，运行到各个段域里，以调控：压力热负荷参数、运行时间和速度，进行“热重、化学”反应，实现矿物“被动”的焙烧转化分解。
本发明采用喷煤粉热风(烟气)气氛再循环和富氧逆差气氛燃烧的技术。以烟气中的CO2、SO2、CO、H2等等和空气在高温、高压气氛下与矿物一起参烧。富氧燃烧技术不仅使得喷煤粉分离热化收集的CO2和SO2反应处理容易进行，还能解决NO和二噁英的生成反应问题。也是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。由于富氧燃烧过程是在O2/CO2高温气氛下进行，使氧化矿煅烧为吸热反应条件，因此温度升高促使反应向正方向进行，同时起始分解温度随热风分压比的增大而增高。
本发明喷煤粉矿物焙烧装置及工艺特别适用于矿物中有机碳、有机酯及碳酸根等的去除。
上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同代替方式，或是明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种喷煤粉矿物焙烧工艺，采用喷煤粉矿物焙烧装置，该装置包括炉体，所述炉体由上至下依次划分为预热段、焙烧段和风冷段，在焙烧段设置有燃烧室，所述燃烧室连接喷煤装置，在预热段设置有烟气排出口，在风冷段设置有循环烟气进口和出料口，在烟气排出口与循环烟气进口之间设置有循环风道，在循环风道上设置有定向加压装置，在炉体的顶部设置有进料段，进料段设置有自动密封装置，在炉体的底部设置有成品矿物收集段；所述成品矿物收集段设置有成品矿物容纳腔室，成品矿物容纳腔室经出料口与炉体内部连通，在成品矿物容纳腔室的上方设置有敞口，在敞口处设置有翻板；所述炉体的底部设置有能上下移动的调节板，所述出料口设置在调节板上；所述自动密封装置包括上下设置的第一自动密封装置与第二自动密封装置；在炉体预热段、焙烧段和风冷段的内部设置有矿物翻转装置；该焙烧工艺包括以下步骤：
(1)启动进料段的自动密封装置，使待加工矿物经进料段进入炉体，在自身重力及炉体内气流作用下缓慢下降，依次经过预热段、焙烧段和风冷段；
(2)启动喷煤装置，将煤粉喷入燃烧室中燃烧，燃烧所产生的热量对经过焙烧段的矿物进行焙烧；
(3)启动定向加压装置，使煤粉燃烧所产生的烟气在定向加压装置的抽力作用下往上运动，在预热段烟气给矿物干燥预热，随后烟气经循环风道再次进入炉体内部；
(4)在定向加压装置的抽力作用下，外部空气经炉体底部的出料口进入风冷段，对焙烧后的矿物进行风冷，风冷后的成品矿物经出料口排入成品矿物收集段；
所述焙烧段的压力控制在300Pa-10000Pa，温度控制在450℃-1250℃；所述风冷段的温度控制在60℃-80℃。
2.根据权利要求1所述的一种喷煤粉矿物焙烧工艺，其特征在于：所述自动密封装置在开启进料的过程中，第一自动密封装置和第二自动密封装置交替启动。
3.根据权利要求1所述的一种喷煤粉矿物焙烧工艺，其特征在于：通过综合调节翻板的翻转角度及调节板的位置来控制风冷段进风量的大小。
4.根据权利要求1所述的一种喷煤粉矿物焙烧工艺，其特征在于：所述待加工矿物中掺杂有烟气中污染成分的处理剂。
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