CN109592917B - 节能型活性石灰终端焙烧窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能型活性石灰终端焙烧窑，包括焙烧窑体、料仓、炉窑供料系统、与余热回收装置连接的烟气排放管、冷却装置和承重装置，其特征在于，所述的焙烧窑体的横截面呈环状带，在环状带上用耐火材料均匀分隔成扇形窑腔，在每个扇形窑腔的焙烧带的下部对应设有一个推料装置和一个副燃烧室，副燃烧室设置在推料装置的下部，主燃烧室设置在焙烧窑体的最下部，主燃烧室的上端与每个扇形窑腔下部相连通，下端与冷却装置的进料斗相连通，在主燃烧室和副燃烧室的侧壁上分别设有主燃气烧嘴和副燃气烧嘴。本发明的优点是：布料、排料均匀性好；窑体内整个气流分布和温度分布均匀，冷却均匀，能够有效必免过烧和结块。

Description

节能型活性石灰终端焙烧窑

技术领域

本发明属于焙烧石灰石或白云石的焙窑炉技术领域，尤其涉及一种节能型活性石灰终端焙烧窑。

背景技术

活性石灰是炼钢等行业的辅助原料，用于生产活性石灰的窑炉主要有回转窑和竖窑两大类。在竖窑中有机械化竖窑、麦尔兹窑（双膛窑）、双梁窑等。这些竖窑都有一个共同特点，就是烧嘴直接与被焙烧的料接触，火燃在料中燃烧。这些窑炉当使用天燃气做为燃料时，由于天燃气热值高，存在以下问题：

（1）机械化竖窑的烧嘴位于窑壁上，正好处在窑壁边的位置, 空气充裕即风大，烧嘴喷出的火燃在窑壁处充分燃烧，而处在窑心处没有得到充分焙烧，造成靠近窑壁处的料过烧，窑心处的料欠烧。由于高温主要集中在窑壁处，因此，窑壁处易于结圈，影响竖窑正常生产；

（2）麦尔兹窑（双膛窑）、双梁窑这类窑的烧嘴位于窑心处，在烧嘴周围处经常烧结出球状体过烧料，在生产中处理这种烧结球很困难；

（3）竖窑在煅烧带以下为冷却带，由于在窑截面上冷却风难以均匀通过，容易造成石灰冷却不均匀，冷却空气与石灰热交换不充分。

发明内容

为了克服现有石灰窑的不足，本发明的目的是提供一种用焙烧石灰石或白云石的终端焙烧窑。以解决布料、排料均匀性差；窑体内整个气流分布和温度分布不均匀，冷却不均匀；窑壁易于结圈，影响窑正常生产的问题。

本发明所采用的技术方案是:一种用于活性石灰节能型终端焙烧窑，一种用于活性石灰节能型终端焙烧窑，包括焙烧窑体、料仓、炉窑供料系统、与余热回收装置连接的烟气排放管、冷却装置和承重装置，其承重装置为钢筋水泥框架，设置在焙烧窑体的下方，所述的料仓、炉窑供料系统和烟气排放管设置在焙烧窑体的上部，冷却装置和承重装置置于焙烧窑体的下部，其特征在于，所述的焙烧窑体的横截面呈环状带，在环状带上用耐火材料均匀分隔成6个以上偶数多孔扇形窑腔，每个扇形窑腔沿纵向至上而下分为预热带和焙烧带，在每个扇形窑腔的预热带的上部均设有进料口和排烟口，所述的排烟口与烟气排放管相连通，在每个扇形窑腔的焙烧带的下部对应设有一个推料装置和一个副燃烧室，副燃烧室设置在推料装置的下部，且与扇形窑腔的焙烧带的下部阶梯设置，在每个扇形窑腔的焙烧带的下部还开有推料口，在每个副燃烧室的上部至推料口倾斜设有箅条，主燃烧室设置在焙烧窑体的最下部，主燃烧室的上端与每个扇形窑腔焙烧带的下部相连通，下端与冷却装置的进料斗相连通，且与副燃烧室阶梯设置，在主燃烧室和副燃烧室的侧壁上分别设有主燃气烧嘴和副燃气烧嘴。

进一步地，所述的料仓包括由圆台形和圆柱形组成外锥体外壁，内锥体内壁，料仓立柱及防雨棚，所述的料仓立柱设置在内锥体内壁与外锥体外壁的下部，用于连接使内锥体内壁与外锥体外壁之间形成伞形给料料仓，在伞形给料料仓的上部设有进料口，下部设有与焙烧窑体的扇形窑腔个数相匹配的出料口，在外锥体外壁上还设有加强筋。

进一步地，所述的炉窑供料系统为沿焙烧窑体环状设置的多个炉窑供料系统，每个炉窑供料系统包括接料器、电液动平板闸阀Ⅰ、给料漏斗、计量斗封闭闸阀、计量斗和电液动平板闸阀Ⅱ，所述的接料器上端与料仓出料口连通，下端通过电液动平板闸阀Ⅰ与给料漏斗的上端相连接，料漏斗的下端通过计量斗封闭闸阀与计量斗的上端相连通，计量斗的下端通过电液动平板闸阀Ⅱ与炉窑本体的进料口连接。

进一步地，所述的推料装置包括推头支架、设置在扇形窑腔内的导料推头、推头液压缸和推头推拉杆，所述的推头支架上端通过铰支座与扇形窑腔的推料口上部外壁相铰接，所述的推头液压缸一端通过铰支座与扇形窑腔的推料口下部外壁相铰接，另一端与推头支架的下端相铰接，所述的推头推拉杆一端与推头支架的内侧相铰接，另一端与导料推头相铰接。

进一步地，所述的冷却装置包括冷却装置本体，设置在冷却装置本体上部一侧的大块料排出口，倾斜设置在冷却装置本体上部内的箅条，设置在冷却装置本体下部的排料口，所述的排料口通过刚性叶轮出料机与成品料斗连通，在冷却装置本体的下部设有冷却风入口。

进一步地，所述的刚性叶轮出料机为四个。

进一步地，所述的扇形窑腔为6-30个。

进一步地，所述的主燃气烧嘴的个数与扇形窑腔的个数相同或主燃气烧嘴的个数是扇形窑腔的个数1/2。

进一步地，在所述的扇形窑腔内从上至下设有五个热电偶。

进一步地，在主燃烧室的上部还安装有压力表。

本发明的优点是：

1）伞形给料料仓的设计，使从进料口下来的物料，沿着内锥体内壁与外锥体外壁之间形成伞形给料料仓的坡道自动流向预选设计好的多个炉窑供料系统后给入相对应的扇形窑腔，保证供料均匀。

2）本发明焙烧窑体设计成多个扇形窑腔结构，在每个扇形窑腔焙烧带的下部对应设有一个推料装置和一个副燃烧室，这种结构不仅布料、排料均匀性好；窑体内气流分布和温度分布都均匀，窑壁不易结圈，有效地解决了窑壁处的料过烧，窑心处料欠烧的问题。

3）本发明可以根据设计产量设置扇形窑腔的个数、主燃烧室、主燃气烧嘴和副燃气烧嘴的个数，不仅能确保产品质量，还能节能降耗，降低成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为料仓的结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图3的D-D剖视图。

图5为图1的A部放大图。

图6为焙烧窑体的结构示意图。

图7为图6的B-B剖视图。

图8为图6的C-C剖视图。

图9为图6的E-E剖视图。

图10为图6的F-F剖视图。

图11为推料装置的结构示意图。

图12为冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-12所示，本发明的一种用于活性石灰节能型终端焙烧窑，包括焙烧窑体3、料仓1、炉窑供料系统2、与余热回收装置连接的烟气排放管6、冷却装置4和承重装置5，其承重装置5为钢筋水泥框架，设置在焙烧窑体3的下方，所述的料仓1、炉窑供料系统2和烟气排放管6设置在焙烧窑体3的上部，冷却装置4和承重装置5置于焙烧窑体3的下部，其特征在于，所述的焙烧窑体的横截面呈环状带，在环状带上用耐火材料均匀分隔成6个以上偶数多孔扇形窑腔31，其扇形窑腔的个数可以根据设计产量设置6-30个，每个扇形窑腔31沿纵向至上而下分为预热带Y和焙烧带P，在每个扇形窑腔的预热带Y的上部均设有进料口311和排烟口312，所述的排烟口312与烟气排放管6相连通，还可以设置用于检修的人孔313，在每个扇形窑腔的焙烧带P的下部对应设有一个推料装置32和一个副燃烧室34，副燃烧室34设置在推料装置32的下部，且与扇形窑腔的焙烧带P的下部阶梯设置，在每个扇形窑腔的焙烧带P的下部还开有推料口，在每个副燃烧室34的上部至推料口倾斜设有箅条37，用于防止大块物料落入副燃烧室；主燃烧室36设置在焙烧窑体3的最下部，主燃烧室36的上端与每个扇形窑腔31焙烧带的下部相连通，下端与冷却装置4的进料斗41相连通，且与副燃烧室34阶梯设置，在主燃烧室36和副燃烧室34的侧壁上分别设有主燃气烧嘴35和副燃气烧嘴33，

所述的主燃气烧嘴35的个数与扇形窑腔31的个数相同或主燃气烧嘴35的个数是扇形窑腔31的个数1/2。

如图9和图10所示，本发明给出了扇形窑腔31为18个，副燃气烧嘴35为18个，主燃气烧嘴35的个数是扇形窑腔31的个数1/2的实施例。

本发明在所述的每个扇形窑腔31内从上至下设有五个热电偶，在主燃烧室36的上部还安装有压力表（图中未示出）。

由于本发明的燃气燃烧是在燃烧室进行的，烧嘴及火焰不与物料直接接触，能够有效必免过烧和结块。

作为本发明技术方案的进一步优化，如图2-图4所示，所述的料仓1包括由圆台形11和圆柱形13组成外锥体外壁，内锥体12内壁，料仓立柱14及防雨棚15，所述的料仓立柱14设置在内锥体内壁12与外锥体外壁的下部，用于连接使内锥体内壁12与外锥体外壁之间形成伞形给料料仓，在伞形给料料仓的上部设有进料口17，下部设有与焙烧窑体3的扇形窑腔31个数相匹配的出料口16，在外锥体外壁上还设有加强筋。作为本发明技术方案的进一步优化，如图5所示，所述的炉窑供料系统2为沿焙烧窑体环状设置的多个炉窑供料系统，每个炉窑供料系统包括接料器21、电液动平板闸阀Ⅰ22、给料漏斗23、计量斗封闭闸阀24、计量斗25和电液动平板闸阀Ⅱ26，所述的接料器21上端与料仓出料口16连通，下端通过电液动平板闸阀Ⅰ22与给料漏斗23的上端相连接，料漏斗23的下端通过计量斗封闭闸阀24与计量斗25的上端相连通，计量斗25的下端通过电液动平板闸阀Ⅱ26与环形窑腔31的进料口311连接。每个炉窑供料系统对应一个扇形窑腔31。

伞形给料料仓的设计，使从进料口17下来的物料，沿着内锥体内壁与外锥体外壁之间形成伞形给料料仓的坡道自动流向预选设计好的多个炉窑供料系统2后给入相对应的扇形窑腔31，保证了供料的均匀性。

作为本发明技术方案的进一步优化，如图11所示，所述的推料装置32包括推头支架321、设置在扇形窑腔内的导料推头325、推头液压缸323和推头推拉杆324，所述的推头支架321上端通过铰支座322与扇形窑腔的推料口上部外壁相铰接，所述的推头液压缸323一端通过铰支座与扇形窑腔的推料口下部外壁相铰接，另一端与推头支架321的下端相铰接，所述的推头推拉杆324一端铰接在推头支架321的内侧，另一端与导料推头325相铰接。其推料装置32亦为18个，分别对应设置在主燃烧室36和副燃烧室34的上部，用于将在焙烧带P焙烧好的活性石灰由焙烧带下部推入下部的冷却装置，导料推头325插入推料口，物料在均匀热气流的加热下，完成干燥、预热、焙烧和分解后，落入箅条37的上表面，推头液压缸323 带动推头推拉杆324和导料推头325做水平往复运动，箅条37上的料层就被均匀地排到下部冷却装置。

作为本发明技术方案的进一步优化，如图12所示，所述的冷却装置4包括冷却装置进料口41、冷却装置本体42，设置在冷却装置本体42上部一侧的大块料排出口43，倾斜设置在冷却装置本体42内的箅条44，设置在冷却装置本体42下部的排料口45，所述的排料口45通过刚性叶轮出料机46与成品出料斗7相连通，在冷却装置本体的下部设有冷却风入口47。本发明的冷却装置本体42的截面为正方形，排料口45为四个，分别设置在正方形的四角，因此，所述的刚性叶轮出料机亦为四个，四个刚性叶轮出料机下部与一个成品料斗7相连通，然后由成品料斗7集中送到其它输送设备。

实施例1

本发明的焙烧窑体由多个偶数扇形窑腔组成，在扇形窑腔与冷却装置之间设有燃烧室，焙烧窑体内下部采用正压，顶部采用负压的压力制度，顶部负压操作，既能降低顶盖温度，改善工作环境，保护加料设备，又可提高烟气穿透能力，有利于安全生产。

本发明的实施例是将焙烧窑体窑体横截面呈环状带，在环状带上用耐火材料分隔成18个扇形窑腔31，形成多孔窑。扇形窑腔31上部4.35米是预热带Y，中部4.9米为焙烧带P，下部为燃烧室高度3.8米。在焙烧带P下部设有推料装置，一个主燃烧室和18个副燃烧室，18个副燃烧室与18个扇形窑腔对应设置。在副燃烧室与煅烧带之间设有箅条，用于防止大块物料落入副燃烧室。燃气燃烧是在燃烧室进行的，烧嘴及火焰不与物料直接接触，能够有效必免过烧、结块。

本发明工艺参数：

有效容积：518m³

石灰石入窑粒度：40-70mm

生产能力：500t/d

天然气热值：8500kcal/Nm³

单位产品热耗：≤960kcal/kg石灰

单位产品耗天然气：113 Nm³/t石灰

每小时消耗石灰石；37.9t/h

成品质量符合 GB/T042-99标准

发明工作过程如下：

将40mm～70mm的石灰石由提升机送入伞形给料仓入料口17，进入到料仓，通过料仓出口16、电液动平板闸阀一22、计量斗密封闸门24处于开启状态、计量斗25和电液动平板闸阀二26、由下料管将石灰石均匀地分布到每个扇形窑腔31内，经预热带Y约600～1000℃的废气预热后，约有15%的石灰石被分解，经过预热的物料在重力的作用下，进入焙烧带P，物料在焙烧带P内继续培烧至石灰石全部分解，CaCO3分解完毕。焙烧好的活性石灰由焙烧带下部的推料装置32推出，落入下部的冷却装置4，被冷却装置4的冷空气冷却后通过钢性叶轮出料机46进入成品出料斗7，送至下道工序。

冷风从冷却风入口47进入冷却器下部，沿冷却器向上，将下落的石灰冷却。冷空气在冷却器内冷却物料的同时被加热到600℃~700℃，进入主燃烧室36，作为主燃烧器燃料燃烧的二次风。如图6中的箭头表示出了各种气体走向，主、副燃气热风及CO₂混合为热废气进入预热带，预热冷石灰石，废气在预热石灰石后经过除尘由烟气排放管6排出，至余热回收装置。

焙烧窑体内热工控制

焙烧窑体内每个扇形窑腔31均设5个热电偶，分别监控预热带窑顶排烟温度、焙烧带上下部温度及燃烧室的温度。当烟气温度超过200度℃时，开启烟气排放管冷风阀，以保证除尘器布袋不被烧坏；

窑内压力控制是通过安装在主燃烧室上部的压力表来实现的，监测主燃烧室压力保持在10kPa,燃气加压机采用容积式以保证主燃烧室压力可调。

㈦合理的燃烧系统

1）烧嘴采用专用天然气烧嘴，该烧嘴结构较好，具有较大的调节比而不影响天然气燃烧，可在产量变化较大的情况下正常工作，火焰穿透力强，对天然气热值的适应性较强。副烧嘴使天然气与助燃空气充分混合顺利燃烧，主烧嘴天然气与助燃空气充分混合，冷却石灰空气做为二次风助燃。

2）冷却空气选用变频控制的罗茨鼓风机供给，罗茨鼓风机的特点是风量稳定，基本不受窑内阻力变化干扰，同时对一次空气及冷却空气分别采取流量显示，遥控调节的方式，可以实现稳定焙烧和冷却，有利于生产操作。

3）对天然气设施采取自动稳压，流量显示遥控调节，低压自行切断的控制方式，可保护所需的供热量和窑的正常工作。

4）窑的每孔上部都设有防爆孔门。

本发明之所以称之为终端焙烧窑，指的是专为使用天然气做为燃料而设计的生产活性石灰产品的竖窑。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，而非对其限制，故凡依本发明申请范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修改，均包括于本发明专利保护范围。

Claims (8)

1.一种节能型活性石灰终端焙烧窑，包括焙烧窑体、料仓、炉窑供料系统、与余热回收装置连接的烟气排放管、冷却装置和承重装置，其承重装置为钢筋水泥框架，设置在焙烧窑体的下方，所述的料仓、炉窑供料系统和烟气排放管设置在焙烧窑体的上部，冷却装置和承重装置置于焙烧窑体的下部，其特征在于，所述的焙烧窑体的横截面呈环状带，在环状带上用耐火材料均匀分隔成6个以上偶数多孔扇形窑腔，每个扇形窑腔沿纵向至上而下分为预热带和焙烧带，在每个扇形窑腔的预热带的上部均设有进料口和排烟口，所述的排烟口与烟气排放管相连通，在每个扇形窑腔的焙烧带的下部对应设有一个推料装置和一个副燃烧室，副燃烧室设置在推料装置的下部，且与扇形窑腔的焙烧带的下部阶梯设置，在每个扇形窑腔的焙烧带的下部还开有推料口，在每个副燃烧室的上部至推料口倾斜设有箅条，主燃烧室设置在焙烧窑体的最下部，主燃烧室的上端与每个扇形窑腔的焙烧带下部相连通，下端与冷却装置的进料斗相连通，且与副燃烧室阶梯设置，在主燃烧室和副燃烧室的侧壁上分别设有主燃气烧嘴和副燃气烧嘴；

所述的炉窑供料系统为沿焙烧窑体环状设置的多个炉窑供料系统，每个炉窑供料系统包括接料器、电液动平板闸阀Ⅰ、给料漏斗、计量斗封闭闸阀、计量斗和电液动平板闸阀Ⅱ，所述的接料器上端与料仓出料口连通，下端通过电液动平板闸阀Ⅰ与给料漏斗的上端相连接，料漏斗的下端通过计量斗封闭闸阀与计量斗的上端相连通，计量斗的下端通过电液动平板闸阀Ⅱ与炉窑本体的进料口连接；

所述的推料装置包括推头支架、设置在扇形窑腔内的导料推头、推头液压缸和推头推拉杆，所述的推头支架上端通过铰支座与扇形窑腔的推料口上部外壁相铰接，所述的推头液压缸一端通过铰支座与扇形窑腔的推料口下部外壁相铰接，另一端与推头支架的下端相铰接，所述的推头推拉杆一端与推头支架的内侧相铰接，另一端与导料推头相铰接。

2.根据权利要求1所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，所述的料仓包括由圆台形和圆柱形组成外锥体外壁，内锥体内壁，料仓立柱及防雨棚，所述的料仓立柱设置在内锥体内壁与外锥体外壁的下部，用于连接使内锥体内壁与外锥体外壁之间形成伞形给料料仓，在伞形给料料仓的上部设有进料口，下部设有与焙烧窑体的扇形窑腔个数相匹配的出料口，在外锥体外壁上还设有加强筋。

3.根据权利要求1所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，所述的冷却装置包括冷却装置本体，设置在冷却装置本体上部一侧的大块料排出口，倾斜设置在冷却装置本体上部内的箅条，设置在冷却装置本体下部的排料口，所述的排料口通过刚性叶轮出料机与成品料斗相连通，在冷却装置本体的下部设有冷却风入口。

4.根据权利要求3所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，所述的刚性叶轮出料机为四个。

5.根据权利要求1所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，所述的扇形窑腔为6-30个。

6.根据权利要求1所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，所述的主燃气烧嘴的个数与扇形窑腔的个数相同或主燃气烧嘴的个数是扇形窑腔的个数1/2。

7.根据权利要求1所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，在所述的扇形窑腔内从上至下设有五个热电偶。

8.根据权利要求1所述的节能型活性石灰终端焙烧窑，其特征在于，在主燃烧室的上部还安装有压力表。

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