CN105236772B - 一种竖窑‑间壁回转窑联合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种竖窑‑间壁回转窑联合装置，包括竖窑和间壁回转窑，竖窑与石灰石上料机连接。装置设有水泥料仓、间壁进料仓、冷却器和熟料冷却器。间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环和外环构成，内环的中心为窑膛，内环和外环之间为环形物料膛。窑膛通过窑尾罩和烟气道连接到竖窑中部的烟气入口。水泥料仓通过窑尾罩连接到窑膛，间壁进料仓通过加料环连接到环形物料膛。环形物料膛通过出料环连接到冷却器，窑膛通过窑头罩连接到熟料冷却器。加料环上设有分解气出口，分解气出口连接到气体处理设备。本发明通过将竖窑与间壁回转窑结合，充分利用回转窑的余热，减少水泥生产热量损失，综合利用热量和物料，降低能量消耗和生产成本。

Description

一种竖窑-间壁回转窑联合装置

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，涉及一种竖窑-间壁回转窑联合装置。

背景技术

硅酸盐水泥熟料的化学成分主要有氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝及三氧化二铁四种氧化物组成。他们的总和占熟料成分的95%以上，其中，氧化钙占62%～67%；目前，我国是水泥生产和使用大国，而且水泥是一种高耗能高污染产业，水泥的原料多为石灰石、铁矿石、黏土以及煤等大块物质，在生产中需要对大块原料进行处理，从而降低水泥在水泥窑中烧成热耗的目的。

当今世界上大部分水泥生产是在回转窑中将混合原料煅烧成水泥熟料，然后再经磨粉等工序制成水泥产品。大型水泥回转窑是高耗能装置，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。石灰是水泥生产的主要原料，石灰石在石灰窑中煅烧成石灰，同时分解出大量的二氧化碳。石灰窑中燃料燃烧直接煅烧石灰石，煅烧过程中有害物质及杂质直接落入石灰产品，影响了石灰的质量，不利于生产高质量的石灰，同时分解的二氧化碳和燃烧烟气等混在一起，不利于回收利用宝贵的二氧化碳资源。

油页岩的工业用途主要是炼油和作化工原料。在油页岩炼油过程中能得到许多副产品，排出的气体如同煤气，可作气体燃料，留下的页岩灰渣，可用来制造水泥熟料等。综合来说，油页岩可提炼出各种燃料油类，副产品可用于制砖、水泥等。

现有技术中，水泥熟料生产和石灰石煅烧是各自独立的生产工艺，都是需要耗费热能的生产装置，并且排出大量的废热，由于生产设备互不相连，增加了能量消耗和生产成本。

发明内容

本发明提供一种竖窑-间壁回转窑联合装置，通过将竖窑与间壁回转窑结合，充分利用回转窑的余热，减少水泥生产热量损失，综合利用热量和物料，降低能量消耗和生产成本。

本发明的技术方案是：竖窑-间壁回转窑联合装置，包括竖窑和间壁回转窑，竖窑与石灰石上料机连接。间壁回转窑设有窑尾罩、窑头罩、加料环和出料环，窑头罩上装有烧嘴。间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环和外环构成，内环的中心为窑膛，内环和外环之间为环形物料膛。环形物料膛设有支撑耐材。装置设有水泥料仓、间壁进料仓、冷却器和熟料冷却器。，窑膛通过窑尾罩和烟气道连接到竖窑中部的烟气入口。水泥料仓通过窑尾罩连接到窑膛，间壁进料仓通过加料环连接到环形物料膛。环形物料膛通过出料环连接到冷却器，窑膛通过窑头罩连接到熟料冷却器。加料环上设有分解气出口，分解气出口连接到气体处理设备。

气体处理设备包括油气分离器、页岩油利用单元和干馏气处理单元。分解气出口连接到油气分离器，油气分离器的气体出口连接到干馏气处理单元，油气分离器的油出口连接到页岩油利用单元。装置设有水泥原料储存单元和水泥熟料仓，所述竖窑下部的石灰出口和冷却器出口连接到水泥原料储存单元，熟料冷却器出口连接到水泥熟料仓。装置设有换热器和鼓风机，竖窑上部的烟气出口通过换热器连接到废气排放系统，所述鼓风机通过换热器连接到烧嘴的空气入口。

装置设有两台竖窑和两台间壁回转窑，竖窑上部的烟气出口通过三通阀连接到废气排放系统。窑尾罩设有辅助烧嘴，两台间壁回转窑的窑头罩通过烟气管路连通。装置设有两台石灰石预热器，间壁进料仓通过石灰石预热器连接到加料环。石灰石预热器设有气体入口和气体出口，气体入口与冷却器的冷却风出口连接，气体出口与废气排放系统连接。装置设有二氧化碳收集器，分解气体出口与二氧化碳收集器连接。装置中竖窑生产普通石灰为水泥熟料生产提供原料，间壁回转窑环形物料膛中用于生产高品质石灰，同时回收高浓度二氧化碳或其他有用气体，回转窑内筒生产水泥熟料。环形物料膛也可用于煤干馏煤、垃圾干馏等。

竖窑为梁式石灰窑，梁式石灰窑设有预热带、煅烧带和冷却带，煅烧带设有2～5排进气梁，每排设有1～5根进气梁。烟气道通过烟气入口预与进气梁连接。进气梁的下部和/或侧面设有出气孔。预热带的上部设有1～5根抽吸梁，抽吸梁下部设有抽吸孔。窑尾罩与外环之间、窑头罩与外环之间有密封机构，加料环和出料环与窑体密封连接，间壁回转窑环形物料膛中的原料也可以是石灰石、煤或垃圾等含碳物质，将水泥熟料生产的余热用于生产高品质石灰，煤的干馏或垃圾热分级处理。

本发明竖窑-间壁回转窑联合装置，将竖窑与间壁回转窑结合，充分利用回转窑的余热，减少水泥生产热量损失，在生产水泥熟料的过程中，进行油页岩物质的干馏，利用回转窑的余热进行油页岩干馏或间壁煅烧石灰石，生产高品质石灰；同时回收间壁加热分解的分解气体，综合利用热量和资源，降低能量消耗和生产成本。通过间壁回转窑与竖窑相结合，使水泥熟料生产、油页岩的干馏、石灰石煅烧和回收分解气体有机结合起来，热量和资源互相利用。

附图说明

图1为本发明竖窑-间壁回转窑联合装置的流程示意图；

图2为图1的B-B图；

图3为本发明另一实施方式的流程示意图；

其中：

1—石灰石上料机、2—竖窑、3—水泥料仓、4—间壁进料仓、5—输送器、6—烟气道、7—窑尾罩、8—油气分离器、9—页岩油利用单元、10—干馏气处理单元、11—加料环、12—间壁回转窑、13—支撑耐材、14—外环、15—内环、16—环形物料膛、17—密封机构、18—窑头罩、19—烧嘴、20—鼓风机、21—换热器、22—冷却器、23—熟料冷却器、24—出料环、25—窑膛、26—水泥原料储存单元、27—分解气出口、28—水泥熟料仓、29—石灰石预热器、30—三通阀、31—废气排放系统、32—二氧化碳收集器、33—冷篦机、34—烟气管路、35—回转窑上料系统、36—辅助烧嘴、37—优质石灰仓。

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。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明竖窑-间壁回转窑联合装置，如图1所示，包括竖窑2和间壁回转窑12，竖窑与石灰石上料机1连接。间壁回转窑设有窑尾罩6、窑头罩18、加料环1和出料环24，窑头罩上装有烧嘴19。如图2所示，间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环15和外环14构成，内环的中心为窑膛25，内环和外环之间为环形物料膛16，环形物料膛设有支撑耐材13。装置设有水泥料仓3、油页岩料仓4、输送器5、油气分离器8、页岩油利用单元9、干馏气处理单元10、冷却器22和熟料冷却器23。水泥料仓通过窑尾罩连接到窑膛，油页岩料仓通过输送器和加料环连接到环形物料膛。环形物料膛通过出料环连接到冷却器，窑膛连接到熟料冷却器。竖窑为梁式石灰窑，梁式石灰窑设有预热带、煅烧带和冷却带。煅烧带设有3排进气梁，上下排进气梁相间设置，最上排和最下排设有4根进气梁，中间设有3根进气梁，进气梁的下部和侧面设有出气孔。窑膛通过窑尾罩和烟气道6连接到竖窑中部的烟气入口，烟气入口与进气梁连接。预热带上部设有3根抽吸梁，抽吸梁下部设有抽吸孔，抽吸梁通过烟气出口连接到换热器21，换热器连接到废气排放系统31。鼓风机20通过换热器连接到烧嘴的空气入口。加料环上设有分解气出口27，分解气出口连接到油气分离器，油气分离器8的气体出口连接到干馏气处理单元，油气分离器的油出口连接到页岩油利用单元。装置设有水泥原料储存单元26和水泥熟料仓28，竖窑下部的石灰出口和冷却器22出口连接到水泥原料储存单元，熟料冷却器出口连接到水泥熟料仓。

间壁回转窑的环形物料膛中进行油页岩的干馏焦化，干馏过程中通过管道将油页岩干馏气送至油气分离器，进行油气分离后得到页岩油和干馏气。间壁回转窑的中心窑膛进行水泥熟料的煅烧，窑头罩上设有煤粉烧嘴和熟料冷却器，窑尾罩上设置水泥原料仓，中心窑膛煅烧水泥熟料后的高温烟气通过与窑尾罩连通的烟气道连接至竖窑的烟气入口，利用间壁回转窑的高温烟气间壁煅烧石灰石，油页岩干馏后的焦渣和竖窑生产的石灰按工艺要求的比例混合后，送至水泥原料储存单元。

实施例2

本发明的另一种方式如图3所示，包括有两台竖窑2、两台间壁回转窑12、石灰石预热器29和二氧化碳收集器32。竖窑上部的烟气出口通过三通阀30连接到废气排放系统31。两台间壁回转窑的窑尾罩7设有辅助烧嘴36，两台间壁回转窑的窑头罩18通过烟气管路34连通。间壁进料仓4通过石灰石预热器连接到加料环11，通过加料环连接到环形物料膛16。石灰石预热器的气体入口与冷却器22的冷却风出口连接，气体出口与废气排放系统31连接。两台间壁回转窑加料环11的分解气体出口与二氧化碳收集器32连接。

本实施例的运行过程是：石灰石物料进入竖窑2和经间壁进料仓4和加料环进入间壁回转窑的环形物料膛16，水泥料仓3中的水泥原料经窑尾罩进入间壁回转窑的窑膛25。竖窑生产的石灰经下部出口进入水泥原料储存单元26，环形物料膛生成的优质石灰经冷却器22到优质石灰仓37，窑膛的煅烧的水泥熟料经熟料冷却器23进入水泥熟料仓28。冷却风机从底部进入冷却器，冷却石灰后的冷却风进入石灰石预热器29预热石灰石物料，预热石灰石后的废气进入废气排放系统31。煅烧分解产生的二氧化碳经加料环11上的分解气体出口到二氧化碳收集器34。两台间壁回转窑12交替进行煅烧，上部间壁回转窑煅烧时，上部间壁回转窑的辅助烧嘴36和下部间壁回转窑的烧嘴19燃烧。然后换向，上部间壁回转窑的烧嘴19和下部间壁回转窑的辅助烧嘴36燃烧，通过三通阀30的动作实现换向操作。

图3所示的竖窑-间壁回转窑联合装置同时生产四种产品，一、间壁回转窑内筒生产水泥熟料；二、间壁回转窑环形物料膛采取间接传热方式生产高品质石灰，用于化工或其它用途；三、利用窑尾烟气余热在竖窑内生产普通石灰，用作水泥原料；四、从高品质石灰尾气中回收高浓度二氧化碳，实现能量和资源高效利用。利用竖窑中生产的普通石灰替代水泥生料中的石灰石配料，减少水泥熟料生产中碳酸钙分解需要的热量，从而改变传统水泥生产工艺，取消传统水泥熟料预热器，减少设备投资。通过对各高温废气的余热利用，使各废气出口温度降低到150℃以下，较传统水泥回转窑预热器出口温度在350℃左右大幅下降，降低了生产能耗。

Claims (8)

1.一种竖窑-间壁回转窑联合装置，包括竖窑（2）和间壁回转窑（12），所述竖窑与石灰石上料机（1）连接；所述间壁回转窑设有窑尾罩（7）、窑头罩（18）、加料环（11）和出料环（24），所述窑头罩上装有烧嘴（19）；所述间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环（15）和外环（14）构成，内环的中心为窑膛（25），内环和外环之间为环形物料膛（16）；所述环形物料膛设有支撑耐材（13）；其特征是：所述装置设有水泥料仓（3）、间壁进料仓（4）、冷却器（22）和熟料冷却器（23）；所述窑膛通过窑尾罩和烟气道（6）连接到竖窑中部的烟气入口；所述水泥料仓通过窑尾罩连接到窑膛，所述间壁进料仓通过加料环连接到环形物料膛；所述环形物料膛通过出料环连接到冷却器，所述窑膛通过窑头罩连接到熟料冷却器；所述加料环上设有分解气出口（27），所述分解气出口连接到气体处理设备；所述气体处理设备包括油气分离器（8）、页岩油利用单元（9）和干馏气处理单元（10），所述分解气出口（27）连接到油气分离器，油气分离器的气体出口连接到干馏气处理单元，油气分离器的油出口连接到页岩油利用单元；所述装置设有换热器（21）和鼓风机（20），所述竖窑（2）上部的烟气出口通过换热器连接到废气排放系统（31），所述鼓风机通过换热器连接到烧嘴（19）的空气入口。

2.根据权利要求1所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述装置设有水泥原料储存单元（26）和水泥熟料仓（28），所述竖窑（2）下部的石灰出口和冷却器（22）出口连接到水泥原料储存单元，所述熟料冷却器（23）出口连接到水泥熟料仓。

3.根据权利要求1所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述装置设有两台竖窑（2）和两台间壁回转窑（12），所述竖窑上部的烟气出口通过三通阀（30）连接到废气排放系统（31）；所述窑尾罩（7）设有辅助烧嘴（36），所述两台间壁回转窑的窑头罩（18）通过烟气管路（34）连通。

4.根据权利要求3所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述装置设有两台石灰石预热器（29），所述间壁进料仓（4）通过石灰石预热器连接到加料环（11）；所述石灰石预热器的设有气体入口和气体出口，所述气体入口与冷却器（22）的冷却风出口连接，所述气体出口与废气排放系统（31）连接。

5.根据权利要求3所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述装置设有二氧化碳收集器（32），所述分解气体出口（27）与二氧化碳收集器连接。

6.根据权利要求1所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述竖窑为梁式石灰窑，所述梁式石灰窑设有预热带、煅烧带和冷却带，所述煅烧带设有2～5排进气梁，每排设有1～5根进气梁；所述烟气道（6）通过烟气入口预与进气梁连接。

7.根据权利要求6所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述进气梁的下部和/或侧面设有出气孔。

8.根据权利要求6所述的竖窑-间壁回转窑联合装置，其特征是：所述预热带的上部设有1～5根抽吸梁，抽吸梁下部设有抽吸孔。