CN109052998A - 一种卧式沸腾炉及利用其煅烧小颗粒石灰石的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卧式沸腾炉，包括炉膛、等压风箱、布风板和风帽，所述炉膛的纵截面为长方形，炉膛底部设有风帽，风帽安装在布风板上，布风板下设有等压风箱；所述等压风箱的进风口与鼓风机的出口相连；所述炉膛一侧炉墙的上部设有进料口，该炉墙的中下部设有进风口，其通过管道与外接燃烧器连通，所述炉膛另一侧炉墙的下部设有出料口，其与冷却器连通；炉膛顶部设有烟气出口，其与烟道换热器连通。该沸腾炉创造了最接近石灰石煅烧理论的炉内条件，煅烧时间短，可以极大地降低成品的生过烧率，并可有效地回收利用热能，降低了能耗，并且采用现有石灰煅烧窑不用的10mm以下的小颗粒石灰石，节约了石灰石资源，提高了石灰石矿山的综合利用率。

Description

一种卧式沸腾炉及利用其煅烧小颗粒石灰石的方法

技术领域

本发明涉及一种卧式沸腾炉及利用其煅烧小颗粒石灰石的方法，属于建材制备技术领域。

背景技术

石灰在我国出现已有2000多年的历史。煅烧石灰的设备从小土窑开始逐步出现了机械化单膛竖窑，并流蓄热式双膛竖窑，套筒式竖窑，梁氏竖窑，回转窑等。随着技术的不断进步，石灰的生产在节约能源、提高石灰品质、环境保护等方面都取得了一定的进步，但仍普遍存在以下的问题：一是为了保证窑内的通风，对石灰石原料粒度要求较高，竖窑要求在40mm以上，回转窑要求在10-50mm，这样就导致10mm以下的石灰石因为没有与之相适应的设备煅烧而被石灰石矿山当作尾矿废弃，或当作建筑、筑路材料使用，造成了石灰石资源的极大浪费，据初步统计，每年10mm以下的石灰石总量在近亿吨；二是上述设备都是将气体、液体、固体燃料通过喷嘴直接喷入炉膛，使燃料和石灰石直接接触，单膛竖窑是将固体燃料和石灰石分层或混烧，回转窑使用固体燃料时也是将煤粉直接喷入窑内燃烧，使用固体燃料的极难将煤灰从成品中分离出来，这样严重的影响了石灰的品质；三是上述设备由于使用的石灰石粒径较大，为了使石灰石充分分解，石灰石从入窑到出窑的时间在2-20小时不等，由于窑内温度、氧气、通风等情况复杂，造成分解不充分和过烧现象突出，成品的生过烧率过高；四是上述设备由于大部分比较粗放，能耗较高，目前都在理论能耗的1.3-1.8倍，有的甚至超过2倍。

传统的沸腾炉主要用于锌精矿、铜精矿、锡精矿的氧化焙烧和硫铁矿的硫酸化焙烧，近年来，沸腾炉用于燃煤电厂和部分燃煤热风炉。以上沸腾炉的燃都是料在其炉内燃烧，沸腾部进行的是放热反应。

发明内容

基于此，本发明提供了一种卧式沸腾炉及利用其煅烧小颗粒石灰石的方法，以解决了现有技术中煅烧石灰石生产石灰过程中存在的问题。

技术方案

一种卧式沸腾炉，包括炉膛、等压风箱、布风板和风帽，所述炉膛的纵截面为长方形，所述炉膛底部设有风帽，所述风帽安装在布风板上，布风板下设有等压风箱；所述等压风箱的进风口与鼓风机的出口相连；所述炉膛一侧炉墙的上部设有进料口，该炉墙的中下部设有进风口，其通过管道与外接燃烧器连通，所述炉膛另一侧炉墙的下部设有出料口，其与冷却器连通；炉膛顶部设有烟气出口，其与烟道换热器连通。

该现有技术的沸腾炉的燃料在其炉内燃烧，沸腾部进行的是放热反应；而本发明的沸腾炉热源来自于外置的专用燃烧器，沸腾炉内的石灰石利用其热能煅烧，故沸腾部进行的是吸热反应，由于采用外接燃烧器，燃料不直接与石灰石接触，燃料中的有害成分不会影响成品质量，所以本技术可以生产出低硫低磷低碳的高品质石灰；现有技术的沸腾炉的纵截面形状基本都是圆形，部分燃煤热风炉为方形，而本发明的沸腾炉断面形状为长方形，可有效延长石灰石在炉内的行程。

进一步，所述炉膛纵截面的长宽比为1:(5-12)。这种设计延长了石灰石在炉内的行程，满足石灰石分解所需的时间。

进一步，所述炉膛上部垂直设有两道以上的挡墙，这样既延长了热空气在炉内的时间，可以实现低温(900℃)煅烧，又减少了炉内烟尘的排放。

利用上述沸腾炉煅烧小颗粒石灰石的方法，包括如下步骤：以10mm以下的小颗粒石灰石为原料，将其干燥和预热后从进料口连续送入沸腾炉的炉膛，小颗粒石灰石被来自鼓风机的高压风经风帽吹起呈沸腾状态，与来自外接燃烧器的900-1000℃的热空气充分接触，最后从出料口溢出，进入冷却器；炉膛内产生的热烟气从炉膛顶部的烟气出口进入烟道换热器，烟道换热器出来的热烟气用于对小颗粒石灰石进行干燥和预热。

本发明的有益效果：

本发明的沸腾炉装置创造了最接近石灰石煅烧理论的炉内条件，煅烧时间短，可以极大地降低成品的生过烧率，并可有效地回收利用热能，可以降低能耗，节约能源。本发明采用外接燃烧器，解决了现有炉窑燃料与石灰石混烧的现象，可以技术性提高石灰的品质；本发明采用现有石灰煅烧窑不用的10mm以下的小颗粒石灰石，节约了石灰石资源，提高了石灰石矿山的综合利用率。

附图说明

图1为本发明卧式沸腾炉的结构示意图；

其中，1-炉膛；2-等压风箱；3-布风板；4-风帽；5-进风口；6-进料口；7-进风口；8-挡墙；9-出料口；10-烟气出口；11-外接燃烧器；12-冷却器；13-烟道换热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种卧式沸腾炉，包括炉膛1、等压风箱2、布风板3和风帽4，所述炉膛1的纵截面为长方形(本实施例中，炉膛长为10米，宽为1米)，所述炉膛1底部设有风帽4，所述风帽4安装在布风板3上，布风板3下设有等压风箱2；所述等压风箱2的进风口5与鼓风机的出口相连；所述炉膛一侧炉墙的上部设有进料口6，该炉墙的中下部设有进风口7，其通过管道与外接燃烧器11连通，所述炉膛1另一侧炉墙的下部设有出料口9，其与冷却器12连通；炉膛顶部设有烟气出口10，其与烟道换热器13连通；所述炉膛上部垂直设有3道挡墙8。

利用上述沸腾炉煅烧小颗粒石灰石的方法：本发明以10mm以下的小颗粒石灰石为原料，将其干燥和预热后从进料口6连续送入沸腾炉的炉膛1，小颗粒石灰石被来自鼓风机的高压风经风帽4吹起呈沸腾状态，与来自外接燃烧器11的900-1000℃的热空气充分接触，最后从出料口9溢出，进入冷却器12，经冷却的石灰进行筛分后即得石灰；炉膛内产生的热烟气从炉膛顶部的烟气出口10进入烟道换热器13，烟道换热器13出来的热烟气用于对小颗粒石灰石进行干燥和预热，提高了石灰石的入炉温度，使热能得到了充分的利用。

本发明的外接燃烧器，可使用气体、液体和固体燃料，燃料在燃烧器内燃烧后，以900-1000℃的温度被吹入炉膛(本实施例中采用的是生物质颗粒燃料)，与处于沸腾状态的石灰石颗粒充分接触，使之充分分解。由于燃料不直接与石灰石接触，燃料中的有害成分不会影响成品质量，可以生产出低硫低磷低碳的高品质石灰。本实施例中，生产的石灰质量指标为：活性度≥360，CaO≥93％，S≤0.02％，P≤0.05％，C≤0.5％，各项指标均超过特级冶金石灰的标准。

本发明创造了最接近石灰石分解理论条件的炉内环境，煅烧温度低，煅烧时间短(30min以内)，石灰石分解充分，生过烧率低，产品有害杂质含量低，可生产出低硫、低磷、低碳、高活性度的高品质成品；并且利用矿山废弃的小颗粒石灰石，节约了石灰石资源，提高了矿山利用率；本方案施工难度低，投资少。现有设备都为大型设备，除传统竖窑外，按每天100吨成品换算，投资在800-1200万元之间。本方案投资只需300-500万元左右，而且除卧式沸腾炉外，其它都是工业专用设备，且无超大、超长设备，由于采用卧式炉，设备高度大大降低，日常操作维护方便，大大地减少了安全隐患。本方案整个系统封闭运行，除上料和成品外运外，整个系统无扬尘污染点；烟气经过烟道换热器、旋风除尘、布袋除尘和喷淋净化塔除尘后排放，粉尘含量完全能够控制在国家规定的排放标准以内。

Claims (4)

1.一种卧式沸腾炉，包括炉膛、等压风箱、布风板和风帽，其特征在于，所述炉膛的纵截面为长方形，所述炉膛底部设有风帽，所述风帽安装在布风板上，布风板下设有等压风箱；所述等压风箱的进风口与鼓风机的出口相连；所述炉膛一侧炉墙的上部设有进料口，该炉墙的中下部设有进风口，其通过管道与外接燃烧器连通，所述炉膛另一侧炉墙的下部设有出料口，其与冷却器连通；炉膛顶部设有烟气出口，其与烟道换热器连通。

2.如权利要求1所述卧式沸腾炉，其特征在于，所述炉膛纵截面的长宽比为1:(5-12)。

3.如权利要求1或2所述卧式沸腾炉，其特征在于，所述炉膛上部垂直设有两道以上的挡墙。

4.利用权利要求1或2或3所述沸腾炉煅烧小颗粒石灰石的方法，其特征在于，以10mm以下的小颗粒石灰石为原料，将其干燥和预热后从进料口连续送入沸腾炉的炉膛，小颗粒石灰石被来自鼓风机的高压风经风帽吹起呈沸腾状态，与来自外接燃烧器的900-1000℃的热空气充分接触，最后从出料口溢出，进入冷却器；炉膛内产生的热烟气从炉膛顶部的烟气出口进入烟道换热器，烟道换热器出来的热烟气用于对小颗粒石灰石进行干燥和预热。