CN1109662C - 立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥工业中立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统。立筒式窑顶部有孔与分解炉相通，底部有卸料机构，内部用耐火材料筑成三腔：上为造粒腔，配有喷煤料管，进行生料的悬浮与沸腾煅烧造粒：中为烧结腔，其中熟料层疏松可通风，下部不断解体，相当于移动“配风盘”；下为冷却腔，配有中心风管、腰风管，进行熟料冷却与卸料。立筒式窑集造粒、烧结、冷却三道工序于一体，结构简单，生产效率高，散热损失小，废气排放少，省煤电。

Description

立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统

本发明涉及一种水泥工业中立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统。

煅烧熟料用的窑炉有多种。公知的立窑，用生料加水成球法煅烧熟料，单窑产量低，窑内结大块，通风不均，质量不齐，在世界一些发达国家中被逐渐淘汰；公知的回转窑，设备复杂庞大，转动部件多，散热损失大；一九九九年四月《水泥》期刊专题报道“日本200T/d沸腾煅烧技术介绍”，日本技术要求生料细度达到45μm，要求煅烧温度误差±3℃，要求料球在窑内停留时间控制严格，时间稍短反应不完全影响质量，时间稍长料球液相增加互相粘结使生产无法正常进行，此外，日本技术设备繁多，结构复杂，尤其造粒用的“配风盘”，用耐火材料制成，体积重量都大，安装检修不易，日本技术所采用的设备，目前尚不能全部国产，且价格昂贵。

本发明的目的是提供一种对生料细度、煅烧温度、煅烧时间无特殊严格要求的，且效率高、产量大、质量好、消耗低的，结构简单、造价低廉、便于安装维护和操作的立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统。

为实现本发明，设计一个等径或异径的钢板圆筒，直立安装，圆筒顶盖中部开孔，与分解炉相通。圆筒内部设隔热层和耐火层。中部耐火层厚，空间直径小，形成三个空腔：上部为煅烧造粒腔，中部为熟料烧结腔，下部为冷却腔。在生产中，熟料烧结腔内的熟料层把上下两腔截然分开。熟料烧结层是在不断通风和冷却过程中形成的，上面负重小，故结构疏松，通风性能良好，在生产中其作用相当于“配风盘”。熟料层上面的生料被稳定均匀地煅烧成熟料，形成新的熟料层；熟料层下部，由于腔径逐渐扩大而不断解体。冷却腔中设中心风管组，腔周围设腰风管组，对熟料进行冷却，冷却后的熟料经卸料机构卸出窑外。

立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统集生料煅烧造粒、熟料烧结、快速冷却三道工序于一体，结构明显简单。熟料烧结层把上下两道工序截然分开，保证煅烧制度完整有序，致使熟料烧成率高，生料泄漏损失小；采取中心和四周同时冷却熟料，可保证其质量；由于对熟料的形状不要求都成为细小颗粒，因而对生料细度、煅烧温度和时间都无特殊严格的要求，熟料形状对于熟料质量产量无明显影响。

本发明有如下附图：

附图1生产流程图

图中：右--生料系统，中--立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统，左--收尘系统，101、102、103、104--旋风预热器，2--分解炉，3--立筒式窑，401--冷却风机，402--送煤料风机，5--煤粉仓。

附图2结构图

图中：104--旋风预热器，2--分解炉，3--立筒式窑，301--煅烧造粒腔，302--熟料烧结腔，303--熟料冷却腔，304--卸料机构，305-料风管，306--立筒式窑外壳，307--隔热层，308--耐火层，401--冷却风机，402--送煤料风机，403--中心风管组，407--下腰风管组，409--中腰风管组，411--喷射器，412--喷煤管组，414--喷料管组，5--煤粉仓。

附图3煅烧熟料机理图

图中：301--煅烧造粒腔，302--熟料烧结腔，303--熟料冷却腔，403-中心风管组，409-中腰风管组，412-喷煤管组，414--喷料管组。

本发明的具体实施结构为：系统总体为直立结构，上部安装公知的旋风预热器101、102、103、104。中部安装公知的分解炉2。下部安装立筒式窑3，其外壳306为等径的或异径的钢板圆筒，直立安装，顶部有孔与分解炉2的下部相通；外壳306内侧有隔热层307和耐火层308；立筒式窑3的内部用耐火材料砌成三个空腔：上腔直径较大为煅烧造粒腔301，中腔直径较小为熟料烧结腔302，下腔直径也较大为熟料冷却腔303，上、中、下三腔用正倒喇叭口形平滑过渡连接；在冷却腔303的底部安装有卸料机构304和料风管305。在熟料冷却腔303的外面安装有冷却风机401，其风管一路进入冷却腔303内，与其中的中心风管组403连接，另一路与冷却腔303下部外围的下腰风管组407和上部外围的中腰风管组409相接，下腰风管组407、中腰风管组409又与穿过冷却腔303腔壁的各自的多个喷风嘴连接；在造粒腔301的外面安装有送煤料风机402和其出风管前端的喷射器411，喷射器411的后部与中心风管组403上部通过风管连接，喷射器411前端设有二路风管，一路连接煤粉仓5的下煤管和煅烧造粒腔301下部外围的喷煤管组412，另一路连接旋风预热器104的下料管和造粒腔301下部外围的喷料管组414，喷煤管组412、喷料管组414又与穿过造粒腔301腔壁的各自的多个喷嘴连接。

生产中，生料系统的生料输入旋风预热器101后，按公知的方法通过旋风预热器101、102、103进行预热，然后通过旋风预热器103的下料管流入分解炉2的下部，此处与从立筒式窑3的造粒腔301顶孔中喷出的高温热气体相遇，按公知的方法进行CaCO₃分解，然后进入旋风预热器104中与废气分离，分解后的生料通过下料管流入喷料管组414中；同时煤粉仓5中的煤粉通过其下煤管流入喷煤管组412中；与此同时，冷却风机401鼓出的高压空气分二路进入冷却腔303和烧结腔302中：一路通过中心风管组403喷入冷却腔303和烧结腔302内，对其中部熟料进行冷却；另一路通过下腰风管组407、中腰风管组409各自的喷风嘴喷入冷却腔303和烧结腔302，对边部熟料进行冷却，冷却熟料后的高压空气，经与熟料换热变为热空气；此时送煤料风机402前喷射器411把冷却腔303中的一部分热空气从中心风管组403上部引入喷煤管组412和喷料管组414中，把其中待喷的煤粉和生料粉通过其各自多个喷嘴喷入造粒腔301下部；造粒腔301的温度，由于有煤粉喷入，有从下向上穿过烧结腔302中熟料层的高温高速空气的助燃下产生高温达1450℃左右；分解后的高温生料喷入造粒腔301后温度快速升高，根据《水泥与混凝土化学》(英国F.M.李著，唐明述、胡道和译，黄大能校)一书中有关水泥熟料煅烧理论与实验，以及生料矿物相变图，说明生料在1250--1280℃温度下出现液相，并随温度升高液相量增加，足以使物料粘结成颗粒或小球；这些颗粒或小球受重力作用落到烧结腔302的熟料层上，在上吹风力的作用下呈沸腾状态继续煅烧；此处因有煤粉燃烧，温度高达1450℃，颗粒和小球液相量继续增多，使其互相粘结并在烧结腔302中烧结在一起，形成熟料烧结层。

烧结腔302中的熟料层结构疏松，可以通风，随冷却腔303底部的冷却后的熟料不断卸出窑外而徐徐向下移动，待其下降到喇叭口处，由于腔径扩大失去约束而解体。在熟料层上面有新的粒球被烧结，而熟料层下面不断被解体，熟料层以此方式把造粒腔301中的熟料粒球不断地卸入冷却腔303。

冷却腔303中的熟料被来自冷却风机401通过中心风管组403和腰风管组407、409上的多个喷风嘴鼓入的冷空气所冷却，到底部被卸料机构304破碎，通过料风管305卸出窑外。

造粒腔301中的气体，由于生料粉的造粒作用而与生料粉分离，然后通过顶部孔道进入分解炉2内，对生料加热使其分解，从分解炉2排出的气体通过旋风预热器104、103、102、101逐级预热生料；从旋风预热器101排出的废气进入收尘系统，收回生料粉返回生料系统，而达标废气从烟囱排入空中。

立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统中的关键部位安装温度、压力、流速、流量、重量等检测仪器仪表，安装各种执行机构，以便通过计算机进行自动控制。

Claims (1)

1、一种立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统，包括上部安装的旋风预热器(101)、(102)、(103)、(104)，中部安装的分解炉(2)，下部安装的立筒式窑(3)，其特征在于：在结构方面，立筒式窑(3)其外壳(306)为等径的或异径的钢板圆筒，直立安装，顶部有孔与分解炉(2)的下部相通，外壳(306)内侧有隔热层(307)和耐火层(308)，立筒式窑(3)的内部用耐火材料砌成三个空腔，其中上腔直径较大为煅烧造粒腔(301)，中腔直径较小为熟料烧结腔(302)，下腔直径也较大为熟料冷却腔(303)，上、中、下三腔用正倒喇叭口形平滑过渡连接，在熟料冷却腔(303)的底部安装有卸料机构(304)和料风管(305)，在熟料冷却腔(303)的外面安装有冷却风机(401)，其风管一路进入冷却腔(303)内，与其中的中心风管组(403)连接，另一路与冷却腔(303)下部外围的下腰风管组(407)和上部外围的中腰风管组(409)相接，下腰风管组(407)、中腰风管组(409)都有多个喷风嘴直通冷却腔(303)内，在造粒腔(301)的外面安装有送煤料风机(402)和其出风管前端的喷射器(411)，喷射器(411)的后部与中心风管组(403)上部通过风管连接，喷射器(411)前端设有二路风管，一路连接煤粉仓(5)的下煤管和煅烧造粒腔(301)下部外围的喷煤管组(412)，另一路连接旋风预热器(104)的下料管和造粒腔(301)下部外围的喷料管组(414)，喷煤管组(412)、喷料管组(414)配有多个喷嘴直通造粒腔(301)内；在方法方面，分解后的生料通过旋风预热器(104)的下料管流入喷料管组(414)中，同时煤粉仓(5)中的煤粉通过其下煤管流入喷煤管组(412)中，送煤料风机(402)前喷射器(411)把冷却腔(303)中的一部分热空气从中心风管组(403)上部引入喷煤管组(412)和喷料管组(414)中，把其中的煤粉和生料粉通过其各自多个喷嘴喷入造粒腔(301)的下部，喷入的煤粉在从下向上穿过烧结腔(302)中的熟料层进入沸腾区的高温高速空气的助燃下产生高温气流，经过分解的高温生料粉在其中进行悬浮与沸腾煅烧，煅烧形成的熟料粒球落在烧结腔(302)内的熟料层上面互相粘结在一起形成新的熟料层，烧结腔(302)中的熟料层结构疏松，可以通风，随冷却腔(303)底部的熟料不断卸出窑外而徐徐向下移动，待其下降到喇叭口处，由于腔径扩大失去约束而解体，冷却腔(303)中的熟料被来自冷却风机(401)通过中心风管组(403)和腰风管组(407)、(409)上的多个喷风嘴鼓入的冷空气冷却，到底部被卸料机构(304)破碎，通过料风管(305)卸出窑外。

Images