CN105776904A - 竖窑中燃料燃烧方法 - Google Patents

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张林进
梁新江
王骁雄
王志林
陈小娟
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
    • C04B2/108—Treatment or selection of the fuel therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
    • C04B2/12—Preheating, burning calcining or cooling in shaft or vertical furnaces

Abstract

本发明公开了一种竖窑中燃料燃烧方法，包括如下步骤：(1)、气体燃料从竖窑的煅烧带送入窑内燃烧产生烟气经煅烧带、预热带后，从窑顶排出；(2)、固体燃料与煅烧物料一起从竖窑顶部加入窑内，依次经过预热带、煅烧带和冷却带，最后从竖窑底部出料口排出窑外。

Description

竖窑中燃料燃烧方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料燃烧方法，特别涉及一种竖窑中燃料燃烧方法。
背景技术：
竖窑作为高效煅烧石灰石的工业炉，通常采用气体燃料（如高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、天然气等）燃烧来提供热能，由于这些气体燃料用于生产化工原料带来的附加值比作为燃料来的更高，因此更多的竖窑出现了缺气减产甚至停止生产的状况。而目前，煤炭资源在我国一次能源消费构成中占60%左右，专家预测，2050年煤炭仍占50%左右，这就是说，中国以煤炭为主的能源生产和消费结构在很长的时间内不会发生太大的变化。由于国内煤燃料资源丰富，需要拓开竖窑的燃料使用范围才能更好地适应市场要求。因此，如何把丰富的煤炭资源应用到竖窑煅烧石灰石、白云石等的工艺中，成为业界普遍关心的问题，而这个问题的核心，是如何在煅烧石灰石的过程中引入原煤等固体燃料，从而节约气体燃料的使用量。专利号为ZL201210531038.2的发明专利公开了一种环形套筒窑中的煤粉燃烧方法，预见性地把煤粉引入到了套筒窑煅烧石灰石的工艺中，但这种方法中喷煤枪对煤粉的粒度要求也相当高，需要达到粒度≤180目，这样煤粉的前期加工精度高，无形中增加了原煤应用的复杂性。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种竖窑中燃料燃烧方法，它包括如下步骤：(1)、气体燃料从竖窑的煅烧带送入窑内燃烧产生烟气经煅烧带、预热带后，从窑顶排出；(2)、固体燃料与煅烧物料一起从竖窑顶部加入窑内，依次经过预热带、煅烧带和冷却带，最后从竖窑底部出料口排出窑外。
本发明更进一步的技术特征是：
所述步骤（2）中加入的固体燃料量为其燃烧产生的热量占整个工艺流程总热耗的5%~50%，固体燃料和煅烧物料的计量方式为：将固体燃料量和煅烧物料量折合到单个称量斗，即确定单个称量斗煅烧物料和固体燃料的加入的量，也就是确定单个称量斗中煅烧物料和固体燃料的比例。
竖窑前设置窑前称量斗，该称量斗称重量设定值为煅烧物料质量与固体燃料质量之和，煅烧物料料仓内的煅烧物料通过物料振动给料机进入窑前称量斗，固体燃料料仓内的固体燃料通过燃料振动给料机送至物料振动给料机并伴随煅烧物料一起进入称量斗，预先设定好物料振动给料机和燃料振动给料机的振动频率，确保满足单个称量斗中煅烧物料和固体燃料的比例，当称量斗的称重量达到设定值时，信号反馈给物料振动给料机和燃料振动给料机，两者同时停止给料，然后将窑前称量斗内的固体燃料和煅烧物料倒入上料小车，输送至窑顶投料口加入竖窑中。
通过自动化联锁控制，保证物料振动给料机和燃料振动给料机同步。
步骤（1）中通过控制过量空气系数，使燃料燃烧后的烟气在预热带中氧含量控制在3~5%。
所述煅烧物料为石灰石或白云石。
所述竖窑为普通竖式窑或套筒式竖窑或双膛竖窑或双梁窑。
所述固体燃料为原煤或焦炭或兰炭颗粒。
所述固体燃料的粒度为10-40mm。
本发明的有益效果是：本发明采用一部分固体燃料来补充竖窑燃气的不足。一方面，有了固体燃料的补充保证气烧竖窑能够正常满负荷生产，保证窑况的正常；另外，固体燃料的种类选择较广泛，可以采用原煤、焦炭、兰炭等，颗粒要求10-40mm，不需要额外增加粉碎机等设备，成本大幅度降低。另一方面，固体燃料从窑顶加入窑内后，在预热带被加热，期间固体燃料中的挥发份等可燃气体被热解析出，由于预热带氧含量较低，当可燃气体从固体燃料表面析出后，局部区域呈现出还原环境，此时烟气中的NOx在还原环境中被还原成N2，有利于降低烟气中的NOx。
本发明还提出了一种竖窑煅烧石灰石的工艺方法，其特征在于应用上述竖窑中燃料燃烧方法进行煅烧，使竖窑煅烧石灰石工艺中的燃料选择面更广。石灰石的主要成分为CaCO3，同时还含有MgCO3、SiO2、Fe2O3等杂质，MgCO3煅烧后为MgO，电石用石灰中MgO含量是判断石灰原料的重要指标之一，这是因为石灰中的氧化镁对电石生产危害较大，采用本发明的后，煅烧后的成品电石用石灰中MgO含量大幅度降低，这是因为加入固体燃料后，MgO和碳或者CO发生反应生成镁，即：固体燃料挥发份析出后，形成了还原环境，固体燃料中的固定碳与石灰中的氧化镁发生了碳热还原反应。
具体实施方式：
下面对本发明做进一步的说明：
实施例一：
本实施例以普通竖式窑煅烧石灰石为例阐述一种竖窑中燃料燃烧方法，它包括如下步骤：(1)、气体燃料从竖窑的煅烧带送入窑内燃烧产生烟气经煅烧带、预热带后，从窑顶排出；(2)、原煤与石灰石一起从竖窑顶部加入窑内，依次经过预热带、煅烧带和冷却带，最后从竖窑底部出料口排出窑外。
在本实施例中，所述步骤（2）中加入的原煤量为其燃烧产生的热量占整个工艺流程总热耗的50%，原煤和石灰石的计量方式为：将原煤量和石灰石量折合到单个称量斗，即确定单个称量斗石灰石和原煤的加入的量，也就是确定单个称量斗中石灰石和原煤的比例。
在本实施例中，竖窑前设置窑前称量斗，该称量斗称重量设定值为石灰石质量与原煤质量之和，石灰石料仓内的石灰石通过物料振动给料机进入窑前称量斗，原煤料仓内的原煤通过燃料振动给料机送至物料振动给料机并伴随石灰石一起进入称量斗，预先设定好物料振动给料机和燃料振动给料机的振动频率，确保满足单个称量斗中石灰石和原煤的比例，当称量斗的称重量达到设定值时，信号反馈给物料振动给料机和燃料振动给料机，两者同时停止给料，然后将窑前称量斗内的原煤和石灰石倒入上料小车，输送至窑顶投料口加入竖窑中。
本实施例通过自动化联锁控制，保证物料振动给料机和燃料振动给料机同步。
本实施例中步骤（1）中通过控制过量空气系数，使燃料燃烧后的烟气在预热带中氧含量控制在3~5%。
本实施例中原煤的粒度为10-40mm。
在本实施例中，所述步骤（2）中加入的原煤量为其燃烧产生的热量占整个工艺流程总热耗的50%，在实际应用中，可以根据实际情况进行调整，可以调整加入的原煤量为其燃烧产生的热量占整个工艺流程总热耗的5%或10%或20%或30%。
本实施例采用一部分原煤来补充普通竖式窑燃气的不足。一方面，有了原煤的补充保证气烧普通竖式窑能够正常满负荷生产，保证窑况的正常；另外，原煤颗粒要求10-40mm，不需要额外增加粉碎机等设备，成本大幅度降低。另一方面，原煤从窑顶加入窑内后，在预热带被加热，期间原煤中的挥发份等可燃气体被热解析出，由于预热带氧含量较低，当可燃气体从固体燃料表面析出后，局部区域呈现出还原环境，此时烟气中的NOx在还原环境中被还原成N2，有利于降低烟气中的NOx。另外，本实施例煅烧后的成品电石用石灰中MgO含量大幅度降低，这是因为加入固体燃料后，MgO和碳或者CO发生反应生成镁，即：固体燃料挥发份析出后，形成了还原环境，原煤中的固定碳与石灰中的氧化镁发生了碳热还原反应。
本发明虽然已经在此处描述了具体实施方式，但是本发明的覆盖范围不限于此，比如，物料除了石灰石之外，还可以是白云石，竖窑可以是普通竖式窑或套筒式竖窑或双膛竖窑或双梁窑，所述固体燃料还可以是焦炭或兰炭颗粒，本发明涵盖所有在字面上或在等效形式的教导下实质上落在权利要求的范围内的所有技术方案，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种竖窑中燃料燃烧方法，它包括如下步骤：
(1)、气体燃料从竖窑的煅烧带送入窑内燃烧产生烟气经煅烧带、预热带后，从窑顶排出；
(2)、固体燃料与煅烧物料一起从竖窑顶部加入窑内，依次经过预热带、煅烧带和冷却带，最后从竖窑底部出料口排出窑外。
2.根据权利要求1所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于：所述步骤（2）中加入的固体燃料量为其燃烧产生的热量占整个工艺流程总热耗的5%~50%，固体燃料和煅烧物料的计量方式为：将固体燃料量和煅烧物料量折合到单个称量斗，即确定单个称量斗煅烧物料和固体燃料的加入的量，也就是确定单个称量斗中煅烧物料和固体燃料的比例。
3.根据权利要求2所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于固体燃料和石灰石的加入方法为：竖窑前设置窑前称量斗，该称量斗称重量设定值为煅烧物料质量与固体燃料质量之和，煅烧物料料仓内的煅烧物料通过物料振动给料机进入窑前称量斗，固体燃料料仓内的固体燃料通过燃料振动给料机送至物料振动给料机并伴随煅烧物料一起进入称量斗，预先设定好物料振动给料机和燃料振动给料机的振动频率，确保满足单个称量斗中煅烧物料和固体燃料的比例，当称量斗的称重量达到设定值时，信号反馈给物料振动给料机和燃料振动给料机，两者同时停止给料，然后将窑前称量斗内的固体燃料和煅烧物料倒入上料小车，输送至窑顶投料口加入竖窑中。
4.根据权利要求3所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于通过自动化联锁控制，保证物料振动给料机和燃料振动给料机同步。
5.根据权利要求1所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于：步骤（1）中通过控制过量空气系数，使燃料燃烧后的烟气在预热带中氧含量控制在3~5%。
6.根据权利要求1所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于：其特征在于：所述煅烧物料为石灰石或白云石。
7.根据权利要求1所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于：其特征在于：所述竖窑为普通竖式窑或套筒式竖窑或双膛竖窑或双梁窑。
8.根据权利要求1所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于：其特征在于：所述固体燃料为原煤或焦炭或兰炭颗粒。
9.根据权利要求8所述的竖窑中燃料燃烧方法，其特征在于：所述固体燃料的粒度为10-40mm。
10.一种竖窑煅烧石灰石的工艺方法，其特征在于包括使用如权利要求1~9中任一项所述的竖窑中燃料燃烧方法进行煅烧石灰石。
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