CN110818289A - 三膛竖窑及煅烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三膛竖窑及煅烧方法，三膛竖窑包括三个结构相同的立式竖窑，三个立式竖窑呈中心对称分布，且相邻两个立式竖窑之间均设置有连接通道。设置三个立式竖窑，可以使多个立式竖窑同时燃烧，能够显著提高石灰窑的产量，同时将相邻两个立式竖窑之间设置连接通道，可以使每个立式竖窑均有两个连接通道，使连接通道的总面积增加，烟气通过畅通，窑内热能使用率大大提高，降低了石灰窑的能源耗能比。

Description

三膛竖窑及煅烧方法

技术领域

本发明涉及工业炉窑技术领域，具体涉及一种三膛竖窑及煅烧方法。

背景技术

当前，国内流行的主要石灰炉窑的窑型有竖窑、回转窑两种。其中，回转窑是目前国内运用最为广泛，技术相对成熟的一种窑型。但回转窑占地面积过大，热能损失极为严重，不利于国家倡导的绿色经济方针，因此，石灰竖窑正逐渐被广泛应用。

双膛石灰竖窑在世界上属于先进的石灰煅烧设备，它有两个平行的窑膛，并通过窑体下部中间的连接通道相连，其煅烧工艺有两大特点：并流和蓄热。所谓并流就是在石灰石煅烧时，燃烧产物和石灰石一起并列向下流动。这样利于煅烧出高质量的活性石灰。所谓蓄热就是燃烧膛的产物——高温废气通过两窑膛下部的连接通道进入非燃烧膛。在非燃烧膛高温废气向上流动，将预热带的石灰石预热到较高温度，把热量积蓄起来。同时高温废气下降到一个很低的温度后排出窑膛。这种工作原理充分地利用了废气余热，有很高的热效率。但是，双膛石灰竖窑存在通道易堵塞的缺陷，而且要通过扩大窑膛提高产量，石灰石煅烧不均匀，石灰的质量就不能保证。

发明内容

本发明提供了一种三膛竖窑及煅烧方法，以达到提高石灰竖窑产量的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三膛竖窑，包括三个结构相同的立式竖窑，三个立式竖窑呈中心对称分布，且相邻两个立式竖窑之间均设置有连接通道。

进一步地，每个立式竖窑的顶部均设置有助燃空气管道、燃料管道和物料入口。

进一步地，每个立式竖窑的顶部均设置物料入口，每个立式竖窑的侧壁底部均设置有助燃空气管道和燃料管道。

进一步地，每个立式竖窑的横截面均为圆形。

进一步地，连接通道的纵截面为均为等腰梯形结构，且等腰梯形的顶面长度大于等腰梯形的底面长度。

进一步地，三个立式竖窑包括第一竖窑、第二竖窑和第三竖窑，第一竖窑和第二竖窑均为燃烧窑，第三竖窑为蓄热窑；或者第一竖窑和第二竖窑均为蓄热窑，第三竖窑为燃烧窑。

本发明还提供了一种三膛竖窑煅烧方法，三个立式竖窑包括第一竖窑、第二竖窑和第三竖窑，三膛竖窑煅烧方法包括以下步骤：步骤1、将第一竖窑和第二竖窑均作为燃烧窑，将第三竖窑作为蓄热窑；步骤2、使第一竖窑和第二竖窑中的燃烧废气通过连接通道进入到第三竖窑中并对物料进行预热。

进一步地，一种三膛竖窑煅烧方法，三个立式竖窑包括第一竖窑、第二竖窑和第三竖窑，三膛竖窑煅烧方法包括以下步骤：步骤1、将第一竖窑和第二竖窑均作为蓄热窑，将第三竖窑作为燃烧窑；步骤2、使第三竖窑中的燃烧废气通过连接通道进入到第一竖窑和第二竖窑中并对物料进行预热。

进一步地，燃烧窑的顶部均设置有助燃空气管道、燃料管道和物料入口，步骤1包括：将助燃空气通过助燃空气管道由燃烧窑的侧壁顶部注入；将燃料通过燃料管道由燃烧窑的侧壁顶部注入；将物料通过物料入口由燃烧窑的顶部注入。

进一步地，燃烧窑的顶部均设置有物料入口，燃烧窑的侧壁底部均设置有助燃空气管道和燃料管道，步骤1包括：将助燃空气通过助燃空气管道由燃烧窑的侧壁底部注入；将燃料通过燃料管道由燃烧窑的侧壁底部注入；将物料通过物料入口由燃烧窑的顶部注入。

本发明的有益效果是，设置三个立式竖窑，可以使多个立式竖窑同时燃烧，能够显著提高石灰窑的产量，同时将相邻两个立式竖窑之间设置连接通道，可以使每个立式竖窑均有两个连接通道，使连接通道的总面积增加，烟气通过畅通，窑内热能使用率大大提高，降低了石灰窑的能源耗能比。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例中两相邻立式竖窑的剖视结构示意图。

图中附图标记：1、第一竖窑；2、第二竖窑；3、第三竖窑；4、连接通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种三膛竖窑，包括三个结构相同的立式竖窑，三个立式竖窑呈中心对称分布，且相邻两个立式竖窑之间均设置有连接通道4。

设置三个立式竖窑，可以使多个立式竖窑同时燃烧，能够显著提高石灰窑的产量，同时将相邻两个立式竖窑之间设置连接通道，可以使每个立式竖窑均有两个连接通道4，使连接通道4的总面积增加，烟气通过畅通，窑内热能使用率大大提高，降低了石灰窑的能源耗能比。

需要说明的是，连接通道4的通透性是影响生产的重要因素。而影响连接通道4通透性的两个重要因素是气体流量和通道温度。连接两个竖窑的连接通道4所允许通过的烟气量越多，则竖窑的工作状况越理想。但从石灰窑结构上看，当竖窑越大，墙体越长，竖窑受热膨胀就会有变形的危险。

本发明实施例中的每个竖窑都有两个连接通道4，连接通道4内允许通过的烟气量增大，可最大限度地实现热量的充分利用。因增大了通风面积，供氧量显著提高，使燃料能充分燃烧，从而提高了产量。显然，连接通道4面积越大，烟气利用率更高，预分解量越多，能耗越低。另外，多连接通道4的设计可以使烟气沿最近的连接通道4进入非燃烧膛，与单通道相比，气流分布更加均匀。

每个立式竖窑的顶部均设置有助燃空气管道、燃料管道和物料入口。助燃空气、燃料、物料三者均从煅烧带(竖窑从上至下分为预热带、煅烧带和冷却带三部分，功能分别是对石灰石进行预热、煅烧以及对烧成石灰进行冷却)的上部向下流动，三者流向相同，物料实现梯度燃烧，从而避免过烧现象，以上称为并流煅烧。

在一种不同的实施例中，上述每个立式竖窑的顶部均设置物料入口，每个立式竖窑的侧壁底部均设置有助燃空气管道和燃料管道。以上称为逆流煅烧，逆流煅烧能够节省燃料，可以实现连续生产。

每个立式竖窑的横截面均为圆形。从块状物料分布的均匀性看，圆形截面窑效果最好，因为它能使物料的分布在所有方向具有相等的概率。当竖窑是矩形或椭圆形截面时，配合料中的大料块可能总是集聚到远离竖窑中心线的窑角处，料块分布不均匀会造成气流的重新分布。

竖窑的纵截面为直筒形。它的优点是结构简单稳固，有利于物料均匀下沉和顺行，不导致增强“窑壁效应”，并且砌筑方便，具有较小的窑容表面积，散热损失少，而且单位窑容的窑衬耐火材料消耗量少。

如图2所示，连接通道4的纵截面为均为等腰梯形结构，且等腰梯形的顶面长度大于等腰梯形的底面长度。相比于环形通道，本实施例中的连接通道4短又直，确保了竖窑中的碱性蒸汽能迅速直接地从短通道进入另一个竖窑，蒸汽不会凝聚在生石灰上，避免在连接通道4上产生任何结硬壳现象。

优选地，三个立式竖窑包括第一竖窑1、第二竖窑2和第三竖窑3，第一竖窑1和第二竖窑2均为燃烧窑，第三竖窑3为蓄热窑或者第一竖窑1和第二竖窑2均为蓄热窑，第三竖窑3为燃烧窑。

以并流煅烧为例，将三个竖窑分别作为燃烧膛和非燃烧膛(两个燃烧一个蓄热或一个燃烧两个蓄热)。助燃空气、燃料、物料三者均从煅烧带的上部向下流动，三者流向相同，物料实现梯度燃烧，从而避免过烧现象。煅烧产生的烟气，通过连接通道进入非燃烧膛中，对预热带的物料进行预热，使热量得以充分回收。

本发明实施例还具有以下优点：1、热利用率高：高温废气从燃烧窑排出，经过较长时间的热交换后将热量传给石灰石，使石灰石温度升高，废气温度降低，有效地利用了热能，从而达到了节能的目的。2、环保效果好：三膛竖窑排出的废气温度和粉尘含量较低，易于采取废气净化处理措施，有利于减轻环境污染。

本发明还提供了一种三膛竖窑煅烧方法，三个立式竖窑包括第一竖窑1、第二竖窑2和第三竖窑3，三膛竖窑煅烧方法包括以下步骤：

步骤1、将第一竖窑1和第二竖窑2均作为燃烧窑，将第三竖窑3作为蓄热窑；

步骤2、使第一竖窑1和第二竖窑2中的燃烧废气通过连接通道4进入到第三竖窑3中并对物料进行预热。

以并流煅烧为例，燃烧窑的顶部均设置有助燃空气管道、燃料管道和物料入口，步骤1包括：

将助燃空气通过助燃空气管道由燃烧窑的侧壁顶部注入；

将燃料通过燃料管道由燃烧窑的侧壁顶部注入；

将物料通过物料入口由燃烧窑的顶部注入。

以逆流煅烧为例，燃烧窑的顶部均设置有物料入口，燃烧窑的侧壁底部均设置有助燃空气管道和燃料管道，步骤1包括：

将助燃空气通过助燃空气管道由燃烧窑的侧壁底部注入；

将燃料通过燃料管道由燃烧窑的侧壁底部注入；

将物料通过物料入口由燃烧窑的顶部注入。

本发明实施例还提供了一种三膛竖窑煅烧方法，三个立式竖窑包括第一竖窑1、第二竖窑2和第三竖窑3，三膛竖窑煅烧方法包括以下步骤：

步骤1、将第一竖窑1和第二竖窑2均作为蓄热窑，将第三竖窑3作为燃烧窑；

步骤2、使第三竖窑3中的燃烧废气通过连接通道4进入到第一竖窑1和第二竖窑2中并对物料进行预热。

除以上区别技术特征外，其他技术特征均与在先实施例相同或者相似，此处不再进行赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本实施例每个竖窑有两个连接通道，使通道的总面积增加，烟气通过畅通，窑内热能使用率大大提高，降低了石灰窑的能源耗能比。

2、本实施例气体流动偏流较小，热量传输均匀，煅烧中无死角，通道不存在堵塞现象，煅烧的质量提高。

3、本实施例可以大幅提高产量，显著提高产品质量。

4、本实施例具有结构紧凑、操作简便、安全性强、自动化程度高、投资低等优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种三膛竖窑，其特征在于，包括三个结构相同的立式竖窑，三个所述立式竖窑呈中心对称分布，且相邻两个所述立式竖窑之间均设置有连接通道(4)。

2.根据权利要求1所述的三膛竖窑，其特征在于，每个所述立式竖窑的顶部均设置有助燃空气管道、燃料管道和物料入口。

3.根据权利要求1所述的三膛竖窑，其特征在于，每个所述立式竖窑的顶部均设置物料入口，每个所述立式竖窑的侧壁底部均设置有助燃空气管道和燃料管道。

4.根据权利要求1所述的三膛竖窑，其特征在于，每个所述立式竖窑的横截面均为圆形。

5.根据权利要求1所述的三膛竖窑，其特征在于，所述连接通道(4)的纵截面均为等腰梯形结构，且所述等腰梯形的顶面长度大于所述等腰梯形的底面长度。

6.根据权利要求1所述的三膛竖窑，其特征在于，三个所述立式竖窑包括第一竖窑(1)、第二竖窑(2)和第三竖窑(3)，

所述第一竖窑(1)和所述第二竖窑(2)均为燃烧窑，所述第三竖窑(3)为蓄热窑；

或者所述第一竖窑(1)和所述第二竖窑(2)均为蓄热窑，所述第三竖窑(3)为燃烧窑。

7.一种三膛竖窑煅烧方法，其特征在于，三个立式竖窑包括第一竖窑(1)、第二竖窑(2)和第三竖窑(3)，所述三膛竖窑煅烧方法包括以下步骤：

步骤1、将所述第一竖窑(1)和所述第二竖窑(2)均作为燃烧窑，将所述第三竖窑(3)作为蓄热窑；

步骤2、使所述第一竖窑(1)和所述第二竖窑(2)中的燃烧废气通过连接通道(4)进入到所述第三竖窑(3)中并对物料进行预热。

8.一种三膛竖窑煅烧方法，其特征在于，三个立式竖窑包括第一竖窑(1)、第二竖窑(2)和第三竖窑(3)，所述三膛竖窑煅烧方法包括以下步骤：

步骤1、将所述第一竖窑(1)和所述第二竖窑(2)均作为蓄热窑，将所述第三竖窑(3)作为燃烧窑；

步骤2、使所述第三竖窑(3)中的燃烧废气通过连接通道(4)进入到所述第一竖窑(1)和所述第二竖窑(2)中并对物料进行预热。

9.根据权利要求7或8所述的三膛竖窑煅烧方法，所述燃烧窑的顶部均设置有助燃空气管道、燃料管道和物料入口，其特征在于，所述步骤1包括：

将助燃空气通过所述助燃空气管道由所述燃烧窑的侧壁顶部注入；

将燃料通过所述燃料管道由所述燃烧窑的侧壁顶部注入；

将物料通过所述物料入口由所述燃烧窑的顶部注入。

10.根据权利要求7或8所述的三膛竖窑煅烧方法，所述燃烧窑的顶部均设置有物料入口，所述燃烧窑的侧壁底部均设置有助燃空气管道和燃料管道，其特征在于，所述步骤1包括：

将助燃空气通过所述助燃空气管道由所述燃烧窑的侧壁底部注入；

将燃料通过所述燃料管道由所述燃烧窑的侧壁底部注入；

将物料通过所述物料入口由所述燃烧窑的顶部注入。

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