CN109836059A - 一种改造水泥窑石灰生产装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改造水泥窑石灰生产装置和方法，所述装置包括串联设置的N级预热旋风筒；第N‑1级预热旋风筒的出料口与所述分解炉的物料入口相连，分解炉的带料气流出口与第N级预热旋风筒的进风口相连，第N级预热旋风筒的出料口与流化床反应器的进料口相连；冷却单元由串联设置的三个冷却旋风筒组成，第一级冷却旋风筒的出风口通过出风管与旋风分离器的进风口相连，此旋风分离器的出风口及流化床反应器的出风口分别与分解炉的进风口相连，旋风分离器的下料口与第一级冷却旋风筒的进风口相连；流化床反应器的出料口与所述出风管相连。本发明实现了水泥窑的改造转产，且改造量小，占地面积小，适应性强，生产的石灰产品质量好。

Description

一种改造水泥窑石灰生产装置及方法

技术领域

本发明涉及石灰制备技术领域，特别是一种改造水泥窑石灰生产装置和方法。

背景技术

石灰是钢铁工业的基本原料，也广泛应用于电力、建筑、化工、环境、农业等领域，其中钢铁行业和电石行业主要使用块状石灰，而电力、建材、造纸、脱硫、污水处理等行业主要使用粉状石灰。粉状石灰压制成球的技术日益成熟，可将粉状石灰压制成各种尺寸的球块，这将进一步扩展粉石灰的应用范围，市场潜力巨大。

目前，粉状石灰是通过挑选、破碎、粉磨块状石灰获得，但块状石灰易磨性比石灰石差，粉磨电耗高。随着国家环保整治力度越来越大，以脱硫行业为代表的对高活性粉状石灰的需求量日益增加，特别是活性钙含量大于90％的高品质粉石灰。对高效、低耗、环境友好的粉石灰煅烧装置的需求更加迫切。

相同条件下，粉状石灰石比块状分解速度快，有利于提高窑的产量和降低热耗。

另外，国外部分国家和国内部分地区水泥产能严重饱和，利润率低，甚至面临亏损；另外，随着国家环保政策的收紧，2000t/d以下的熟料生产线将逐步被淘汰。这部分水泥生产线若能通过改造转产石灰，在满足国家相关环保要求的前提下还可获得不错的社会、经济效益。

在此背景下，本专利提出了一种通过对水泥窑生产线进行部分改造，增加部分关键装置，用以生产活性石灰粉的装置及方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种改造水泥窑石灰生产装置和方法，实现了水泥窑的改造转产，且改造量小，占地面积小，适应性强，运行稳定，生产的石灰产品质量好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明首先提供一种改造水泥窑石灰生产装置，包括水泥窑预热单元，该预热单元由串联设置的N个预热旋风筒组成，自上而下分别为第一级预热旋风筒、第二级预热旋风筒……第N-1级预热旋风筒、第N级预热旋风筒，其特征在于，还包括分解炉、流化床反应器、旋风分离器及冷却单元；所述第N-1级预热旋风筒的出料口与所述分解炉的物料入口相连，分解炉的带料气流出口与所述第N级预热旋风筒的进风口相连，第N级预热旋风筒的出料口与所述流化床反应器的进料口相连；所述冷却单元由串联设置的三个冷却旋风筒组成，自上而下分别为下出风式第一级冷却旋风筒、上出风式第二级冷却旋风筒及第三级冷却旋风筒，所述第一级冷却旋风筒的出风口通过出风管与所述旋风分离器的进风口相连，此旋风分离器的出风口及所述流化床反应器的出风口分别与所述分解炉的进风口相连，旋风分离器的下料口通过粉体输送装置与所述第一级冷却旋风筒的进风口相连；所述流化床反应器的出料口与所述出风管相连。

优选地，所述分解炉的进风口与辅燃炉相连，该辅燃炉与第一风机相连。

优选地，所述粉体输送装置为粉体气力输送装置。

优选地，所述预热单元为相互并排的两组。

优选地，所述旋风分离器的内筒高径比大于1.5。

优选地，所述流化床反应器为床内压力可调型流化床反应器。

本发明还提供一种基于上述装置的改造水泥窑石灰生产方法，包括如下步骤：

步骤一：将石灰石细粉喂入预热单元中的第一级预热旋风筒和第二级预热旋风筒的连接风管内；

步骤二：石灰石细粉在连接风管内与热气体充分混合并发生热交换，然后进入第一级预热旋风筒进行气固分离，分离出的石灰石细粉经下料管进入第二级预热旋风筒的进风管道内再次进行热交换，如此依次进行，直到石灰石细粉随热风进入第N-1级预热旋风筒进行气固分离，然后进入分解炉煅烧；

步骤三：石灰石细粉在分解炉内煅烧分解形成煅烧物料，之后煅烧物料随烟气进入第N级预热旋风筒进行气固分离，分离出的煅烧物料经下料管喂入流化床反应器中继续反应分解形成粉状热石灰；

步骤四：流化床反应器排出的物料进入第一级冷却旋风筒的出风管内与气体充分混合并发生热交换后进入旋风分离器；

步骤五：经旋风分离器收集的物料经粉体输送装置输送至第一级冷却旋风筒的进风口；

步骤六：物料在冷却单元内进行多级换热冷却后，作为成品排出。

本发明的积极效果：

1、对原水泥窑系统改造工程量小，施工难度较小(只需将原水泥窑预热单元的最后一级旋风筒拆掉后腾出空间以替换为分解炉等结构，原倒数第二级旋风筒作为新的预热单元的末级旋风筒)。

2、改造具有可逆性，可根据市场情况从生产石灰切换为生产水泥熟料。

3、悬浮态下预热、分解、冷却，热交换效率高，系统热耗低。

4、石灰石在粉体状态下分解，反应速度快，分解程度高；流化床反应器温度分布均匀且可控，分解反应均匀，其结合分解炉的设置，在有效提高产品质量的基础上还有效降低了NOx的排放；

5、系统结构相对简单，操作反馈迅速；活动部件少，维护成本低，装备寿命长；对燃料的适应性强，各种燃料均可使用。

6、生产规模易于大型化，单位产品占地小、投资省、综合能耗和成本低。

7、各种粒径的石灰石均可磨制成粉作为原料，提高了资源利用率。

8、除石灰石外，还能够煅烧处理多种矿物，包括白云石、电石渣等等，适用范围广。

附图说明

图1是实施例1所述改造水泥窑石灰生产装置的结构示意图；

图2是实施例2所述改造水泥窑石灰生产装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

实施例1

参照图1，本发明实施例1提供一种改造水泥窑石灰生产装置，包括水泥窑预热单元1，该预热单元由串联设置的4个预热旋风筒组成，自上而下分别为第一级预热旋风筒、第二级预热旋风筒、第三级预热旋风筒、第四级预热旋风筒3，其特征在于，还包括分解炉2、流化床反应器4、旋风分离器7及冷却单元10；所述第三级预热旋风筒的出料口与所述分解炉2的物料入口相连，分解炉2的带料气流出口与所述第四级预热旋风筒3的进风口相连，第四级预热旋风筒3的出料口与所述流化床反应器4的进料口相连；所述冷却单元10由串联设置的三个冷却旋风筒组成，自上而下分别为侧进风下出风式第一级冷却旋风筒11、上出风式第二级冷却旋风筒及上出风式第三级冷却旋风筒，所述第一级冷却旋风筒11的出风口通过出风管与所述旋风分离器7的进风口相连，此旋风分离器7的出风口及所述流化床反应器4的出风口分别与所述分解炉2的进风口相连，旋风分离器7的下料口通过粉体输送装置8与所述第一级冷却旋风筒11的进风口相连；所述流化床反应器4的出料口与所述出风管(第一级冷却旋风筒11的出风管)相连。

进一步地，所述分解炉2的进风口与辅燃炉5相连，该辅燃炉5与第一风机6相连。

具体地，所述粉体输送装置8为带第二风机9的粉体气力输送装置。

所述预热单元1为相互并排的两组。

优选地，所述旋风分离器为带大高径比内筒(内筒高径比大于1.5)的强分离式旋风筒。

优选地，所述流化床反应器为床内压力可调型的流化床反应器。

本实施例还提供一种基于上述装置的改造水泥窑石灰生产方法，包括如下步骤：

步骤一：将石灰石细粉喂入预热单元1中的第一级预热旋风筒和第二级预热旋风筒的连接风管内；

步骤二：石灰石细粉在连接风管内与热气体充分混合并发生热交换，然后进入第一级预热旋风筒进行气固分离，分离出的石灰石细粉经下料管进入第二级预热旋风筒的进风管道内再次进行热交换，如此依次进行，直到石灰石细粉随热风进入第三级预热旋风筒进行气固分离，然后进入分解炉2煅烧；

步骤三：石灰石细粉在分解炉2内煅烧分解形成煅烧物料，之后煅烧物料随烟气进入第四级预热旋风筒3进行气固分离，分离出的煅烧物料经下料管喂入流化床反应器4中继续反应分解形成粉状热石灰；

步骤四：流化床反应器4排出的物料进入第一级冷却旋风筒11的出风管内与气体充分混合并发生热交换后进入旋风分离器7；

步骤五：经旋风分离器7收集的物料经粉体输送装置8输送至第一级冷却旋风筒11的进风口；

步骤六：物料在冷却单元10内进行多级换热冷却后，作为成品排出。

其中，冷空气从冷却单元10的第三级冷却旋风筒进入，与热物料进行逐级换热后进入旋风分离器7，随后与辅燃炉5产生的热烟气、流化床反应器4排出的热气体混合后进入分解炉2作为助燃风。烟气经分解炉排出后分两路进入两列预热单元1内预热物料，最后排出预热单元1经废气处置装置处理后排入大气。

实施例2

参照图2，本发明实施例2提供一种改造水泥窑石灰生产装置，与实施例1所不同的是，将预热单元1设置为单组，将流化床反应器4、冷却单元10、旋风分离器7及粉体输送装置8组成的粉体再分解冷却单元设置为相互并排的两组。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改造水泥窑石灰生产装置，包括水泥窑预热单元，该预热单元由串联设置的N个预热旋风筒组成，自上而下分别为第一级预热旋风筒、第二级预热旋风筒……第N-1级预热旋风筒、第N级预热旋风筒，其特征在于：还包括分解炉、流化床反应器、旋风分离器及冷却单元；所述第N-1级预热旋风筒的出料口与所述分解炉的物料入口相连，分解炉的带料气流出口与所述第N级预热旋风筒的进风口相连，第N级预热旋风筒的出料口与所述流化床反应器的进料口相连；所述冷却单元由串联设置的三个冷却旋风筒组成，自上而下分别为下出风式第一级冷却旋风筒、上出风式第二级冷却旋风筒及第三级冷却旋风筒，所述第一级冷却旋风筒的出风口通过出风管与所述旋风分离器的进风口相连，此旋风分离器的出风口及所述流化床反应器的出风口分别与所述分解炉的进风口相连，旋风分离器的下料口通过粉体输送装置与所述第一级冷却旋风筒的进风口相连；所述流化床反应器的出料口与所述出风管相连。

2.根据权利要求1所述的一种改造水泥窑石灰生产装置，其特征在于：所述分解炉的进风口与辅燃炉相连，该辅燃炉与第一风机相连。

3.根据权利要求1所述的一种改造水泥窑石灰生产装置，其特征在于：所述粉体输送装置为粉体气力输送装置。

4.根据权利要求1所述的一种改造水泥窑石灰生产装置，其特征在于：所述预热单元为相互并排的两组。

5.根据权利要求1所述的一种改造水泥窑石灰生产装置，其特征在于：所述旋风分离器的内筒高径比大于1.5。

6.根据权利要求1所述的一种改造水泥窑石灰生产装置，其特征在于：所述流化床反应器为床内压力可调型流化床反应器。

7.一种基于权利要求1所述装置的改造水泥窑石灰生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将石灰石细粉喂入预热单元中的第一级预热旋风筒和第二级预热旋风筒的连接风管内；

步骤二：石灰石细粉在连接风管内与热气体充分混合并发生热交换，然后进入第一级预热旋风筒进行气固分离，分离出的石灰石细粉经下料管进入第二级预热旋风筒的进风管道内再次进行热交换，如此依次进行，直到石灰石细粉随热风进入第N-1级预热旋风筒进行气固分离，然后进入分解炉煅烧；

步骤三：石灰石细粉在分解炉内煅烧分解形成煅烧物料，之后煅烧物料随烟气进入第N级预热旋风筒进行气固分离，分离出的煅烧物料经下料管喂入流化床反应器中继续反应分解形成粉状热石灰；

步骤四：流化床反应器排出的物料进入第一级冷却旋风筒的出风管内与气体充分混合并发生热交换后进入旋风分离器；

步骤五：经旋风分离器收集的物料经粉体输送装置输送至第一级冷却旋风筒的进风口；

步骤六：物料在冷却单元内进行多级换热冷却后，作为成品排出。