CN112066713A - 窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能量回收利用领域，旨在解决现有水泥生产系统中存在容易因氯离子循环富集而导致堵塞的问题，提供窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统及方法。篦冷机的中部和尾部分别设置中部抽气口和尾部抽气口，中部抽气口连通AQC锅炉，AQC锅炉连通除尘器；尾部抽气口连接于除尘器；除尘器连通引风机，引风机的出口一路连通烟囱、另一路连通至急冷器；烟室的出口连通至急冷器，急冷器的出口通过管道连通至粗粉分离器；粗粉分离器的粗颗粒出口连通回分解炉、烟气出口连通至BP锅炉；BP锅炉的出口连通至旁路放风除尘器、旁路放风除尘器连通于大气。本发明的有益效果是能够解决水泥系统因氯离子循环富集而堵塞的问题且能够回收利用部分物料。
Description
技术领域
本发明涉及能量回收利用领域，具体而言，涉及窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统及方法。
背景技术
在水泥生产系统中，有时会遇到原料带入的氯离子含量高的情况，挥发的氯离子到达预热器中温度较低区域时会凝结在温度较低的生料中，冷凝的氯离子随预热生料再次来到温度较高的窑内，并再次挥发，造成氯离子会在窑系统内部循环和富集，容易在预热器系统生成结皮，甚至造成堵塞，严重影响系统生产及产品质量。
发明内容
本发明旨在提供窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统及方法，以解决现有水泥生产系统中存在容易因氯离子循环富集而导致堵塞的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
一种窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，其包括篦冷机、AQC锅炉、除尘器、引风机、窑头废气冷却风管、急冷器、粗粉分离器、BP锅炉和旁路放风除尘器；
篦冷机的中部和尾部分别设置中部抽气口和尾部抽气口，中部抽气口连通AQC锅炉，且两者之间的管道上设置调节阀门，AQC锅炉连通除尘器；尾部抽气口通过管道连接于除尘器，两者之间设置调节阀门；除尘器连通引风机，引风机的出口一路连通烟囱、另一路通过窑头废气冷却风管连通至急冷器；
回转窑和分解炉之间的烟室的出口连通至急冷器，急冷器的出口通过管道连通至粗粉分离器；粗粉分离器的粗颗粒出口通过管道连通回分解炉、烟气出口连通至BP锅炉；BP锅炉的出口连通至旁路放风除尘器、旁路放风除尘器通过烟囱连通于大气。
本方案提出的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统使用时，篦冷机的中部抽气口抽出的温度较高的热空气进入AQC锅炉，在AQC锅炉换热后经过除尘器除尘，通过引风机连接于烟囱，将部分气体通过烟囱排入大气；而另外一部分烟气通过引风机和窑头废气冷却风管急冷器引入急冷器；
同时，旁路放风气体从回转窑和分解炉之间的烟室抽出至急冷器，在急冷器中与部分引风机抽取的烟气混合冷却后通过管道送至粗粉分离器。经粗粉分离器将旁路放风中含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统的分解炉，实现物料的部分回收；而富集大量有害物细颗粒的烟气进入BP锅炉，在BP锅炉中换热后进入旁路放风除尘器，然后通过烟囱排入大气。
BP锅炉和旁路放风除尘器收集的细颗粒富集了大量的有害物，可通过交通工具拉出厂掩埋。
此外，本方案中篦冷机中部抽气管道上设置调节阀门，在尾部抽气管道上设置调节阀门，当AQC锅炉正常运行时，中部抽气管道上调节阀门开启，尾部抽气管道上调节阀门关小，热空气经过AQC锅炉进入除尘器，当AQC锅炉解列时，中部抽气管道上调节阀门关闭，尾部抽气管道上调节阀门开启，热空气直接进入除尘器。
本方案中的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统具有以下有益效果：
1.由于引风机出口的窑头废气温度在120℃左右，将此气体作为旁路放风的冷却用气，与高温的旁路放风混合成400-470℃左右在经过收尘器除尘。由于旁路放风有害物在400-470℃左右就能固化在灰尘中，确保了旁路放风的有害气体得到净化。用窑头废气冷却旁路放风相比传统技术通过温度为10-40℃左右的空气来冷却，在相同的BP锅炉出口温度下，减少了冷却气体带走的热量，多回收了一部分旁路放风热量，提高了余热利用率。
2.旁路放风中携带的大量物料，氯离子等有害物在急冷情况下，附着于细小烟尘颗粒占大多数，粗颗粒含的有害物相对较少，相比传统技术旁路放风携带的大量物料全部被作为废物拉出厂掩埋，造成原料的浪费，通过在旁路放风中设计粗粉分离器，有选择地将含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统分解炉，在保证系统正常运行的同时，实现物料的部分回收，避免了大量原料的浪费。
综合来说，本方案提供的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统能够将旁路放风余热利用最大化，有选择地将含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统分解炉，实现物料的部分回收，将带来更好的经济效益和环保效益。
在一种实施方式中：
窑头废气冷却风管上设置调节阀门，旁路放风引出管道上设置卡关调节阀门，粗粉分离器与BP锅炉连接管道上设置调节阀门。
该设置方式下，当旁路放风解列时，可将窑头废气冷却风管上的调节阀门、急冷器前的旁路放风引出管道上的调节阀门、粗粉分离器与BP锅炉连接管道上调节阀门关闭；当旁路放风投入运行时，将上述调节阀门开启即可。
在一种实施方式中：
引风机和烟囱之间设有调节阀门。
在一种实施方式中：
所述粗粉分离器、BP锅炉、旁路放风除尘器均设有废料排出口。
本方案还提供一种窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收方法，其基于前述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，并包括以下步骤：
篦冷机的中部抽气口抽出的温度较高的热空气进入AQC锅炉，在AQC锅炉换热后经过除尘器除尘，通过引风机连接于烟囱，将部分气体通过烟囱排入大气；而另外一部分烟气通过引风机和窑头废气冷却风管急冷器引入急冷器；当AQC锅炉解列时，中部抽气管道上调节阀门关闭，尾部抽气管道上调节阀门开启，热空气直接进入除尘器；
同时，旁路放风气体从回转窑和分解炉之间的烟室抽出至急冷器，在急冷器中与部分引风机抽取的烟气混合冷却后通过管道送至粗粉分离器；经粗粉分离器将旁路放风中含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统的分解炉，实现物料的部分回收；而富集大量有害物细颗粒的烟气进入BP锅炉，在BP锅炉中换热后进入旁路放风除尘器，然后通过烟囱排入大气；
BP锅炉和旁路放风除尘器收集的细颗粒富集了大量的有害物，通过交通工具拉出厂掩埋。
在一种实施方式中：
当旁路放风解列时，关闭窑头废气冷却风管、急冷器前的旁路放风引出管道、粗粉分离器与BP锅炉的连接管道；当旁路放风投入运行时，将上述管道开启。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1中示出了本发明实施例中的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统的示意图(其中线路上的箭头示意气体的流动方向)。
图标：窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统100、篦冷机1、AQC锅炉2、除尘器3、引风机4、窑头废气冷却风管5、急冷器6、粗粉分离器7、BP锅炉8、旁路放风除尘器9、烟囱10、中部抽气口11、尾部抽气口12、废料排出口13、回转窑14、分解炉15、烟室16、旁路放风引出管道17、调节阀门S1。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于前述提出的氯离子富集导致的堵塞问题，申请人做了一些尝试方案，如采取适当的旁路放风措施来解决，但是，旁路放风排掉的是温度很高(900-1100℃左右)的废气，有害物仍处于气态，当前采用从环境引入冷空气与旁路放风混合，将旁路放风冷却，让有害物冷凝在烟气携带的物料中。然后通过除尘器把富集有害物的物料收集，通过汽车等交通工具运出厂掩埋。这种直接排放既导致了能源的浪费，又造成物料的损失。
为了减少能量浪费，申请人也尝试了采用从环境引入冷空气与旁路放风混合，温度为900-1100℃左右的旁路放风气体与温度为10-40℃左右的空气混合，将旁路放风冷却到400-470℃，让有害物冷凝在烟气携带的物料中。通过设置旁路放风锅炉将温度降低至160-200℃左右，然后通过除尘器把富集有害物的物料收集，通过汽车等交通工具运出厂掩埋。虽然增加旁路放风锅炉回收了一部分热量，但是，由于冷却旁路放风的是冷空气，使得旁路放风的热量回收效率不够高，另外，旁路放风携带的大量物料收集后全部被作为废物拉出厂掩埋，造成原料的浪费。
在上述尝试方案后，申请人提出了下述实施例给出的方案。
实施例
参见图1，本实施例提供一种窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统100，其包括篦冷机1、AQC锅炉2、除尘器3、引风机4、窑头废气冷却风管5、急冷器6、粗粉分离器7、BP锅炉8和旁路放风除尘器9。
篦冷机1的中部和尾部分别设置中部抽气口11和尾部抽气口12，中部抽气口11连通AQC锅炉2，且两者之间的管道上设置调节阀门S1，AQC锅炉2连通除尘器3；尾部抽气口12通过管道连接于除尘器3，两者之间设置调节阀门S1；除尘器3连通引风机4，引风机4的出口一路连通烟囱10、另一路通过窑头废气冷却风管5连通至急冷器6。
水泥生产系统的回转窑14和分解炉15之间的烟室16的出口连通至急冷器6，急冷器6的出口通过管道连通至粗粉分离器7；粗粉分离器7的粗颗粒出口通过管道连通回分解炉、烟气出口连通至BP锅炉8；BP锅炉8的出口连通至旁路放风除尘器9、旁路放风除尘器9通过烟囱10连通于大气。
本方案提出的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统100使用时，篦冷机1的中部抽气口11抽出的温度较高的热空气进入AQC锅炉2，在AQC锅炉2换热后经过除尘器3除尘，通过引风机4连接于烟囱10，将部分气体通过烟囱10排入大气；而另外一部分烟气通过引风机4和窑头废气冷却风管5急冷器6引入急冷器6；同时，旁路放风气体从回转窑和分解炉之间的烟室抽出至急冷器6，在急冷器6中与部分引风机4抽取的烟气混合冷却后通过管道送至粗粉分离器7。经粗粉分离器7将旁路放风中含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统的分解炉，实现物料的部分回收；而富集大量有害物细颗粒的烟气进入BP锅炉8，在BP锅炉8中换热后进入旁路放风除尘器9，然后通过烟囱10排入大气。
BP锅炉8和旁路放风除尘器9收集的细颗粒富集了大量的有害物，可通过交通工具拉出厂掩埋。
此外，本方案中篦冷机1中部抽气管道上设置调节阀门S1，在尾部抽气管道上设置调节阀门S1，当AQC锅炉2正常运行时，中部抽气管道上调节阀门S1开启，尾部抽气管道上调节阀门S1关小，热空气经过AQC锅炉2进入除尘器3，当AQC锅炉2解列时，中部抽气管道上调节阀门S1关闭，尾部抽气管道上调节阀门S1开启，热空气直接进入除尘器3。
由此，本方案中的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统100具有以下有益效果：
1.由于引风机4出口的窑头废气温度在120℃左右，将此气体作为旁路放风的冷却用气，与高温的旁路放风混合成400-470℃左右在经过收尘器除尘。由于旁路放风有害物在400-470℃左右就能固化在灰尘中，确保了旁路放风的有害气体得到净化。用窑头废气冷却旁路放风相比传统技术通过温度为10-40℃左右的空气来冷却，在相同的BP锅炉8出口温度下，减少了冷却气体带走的热量，多回收了一部分旁路放风热量，提高了余热利用率。
2.旁路放风中携带的大量物料，氯离子等有害物在急冷情况下，附着于细小烟尘颗粒占大多数，粗颗粒含的有害物相对较少，相比传统技术旁路放风携带的大量物料全部被作为废物拉出厂掩埋，造成原料的浪费，通过在旁路放风中设计粗粉分离器7，有选择地将含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统分解炉，在保证系统正常运行的同时，实现物料的部分回收，避免了大量原料的浪费。
综合来说，本方案提供的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统100能够将旁路放风余热利用最大化，有选择地将含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统分解炉，实现物料的部分回收，将带来更好的经济效益和环保效益。
本实施例中，窑头废气冷却风管5上设置调节阀门S1，旁路放风引出管道17上设置卡关调节阀门S1，粗粉分离器7与BP锅炉8连接管道上设置调节阀门S1。
该设置方式下，当旁路放风解列时，可将窑头废气冷却风管5上的调节阀门S1、急冷器6前的旁路放风引出管道上的调节阀门S1、粗粉分离器7与BP锅炉8连接管道上调节阀门S1关闭；当旁路放风投入运行时，将上述调节阀门S1开启即可。
另外，在引风机4和烟囱10之间也设有调节阀门S1，该调节阀门S1可以是能够调节开口大小的阀门，以控制引风机4出口处排出大气的气体的量或比例。
本实施例中，所述粗粉分离器7、BP锅炉8、旁路放风除尘器9均设有废料排出口13，以方便这些装置内富集的废料排放。
本方案提供一种窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收方法，其基于前述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统100，并包括以下步骤：
篦冷机1的中部抽气口11抽出的温度较高的热空气进入AQC锅炉2，在AQC锅炉2换热后经过除尘器3除尘，通过引风机4连接于烟囱10，将部分气体通过烟囱10排入大气；而另外一部分烟气通过引风机4和窑头废气冷却风管5急冷器6引入急冷器6；当AQC锅炉2解列时，中部抽气管道上调节阀门S1关闭，尾部抽气管道上调节阀门S1开启，热空气直接进入除尘器3；
同时，旁路放风气体从回转窑和分解炉之间的烟室抽出至急冷器6，在急冷器6中与部分引风机4抽取的烟气混合冷却后通过管道送至粗粉分离器7；经粗粉分离器7将旁路放风中含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统的分解炉，实现物料的部分回收；而富集大量有害物细颗粒的烟气进入BP锅炉8，在BP锅炉8中换热后进入旁路放风除尘器9，然后通过烟囱10排入大气；
BP锅炉8和旁路放风除尘器9收集的细颗粒富集了大量的有害物，通过交通工具拉出厂掩埋。
当旁路放风解列时，关闭窑头废气冷却风管5、急冷器6前的旁路放风引出管道、粗粉分离器7与BP锅炉8的连接管道；当旁路放风投入运行时，将上述管道开启。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，其特征在于：
包括篦冷机、AQC锅炉、除尘器、引风机、窑头废气冷却风管、急冷器、粗粉分离器、BP锅炉和旁路放风除尘器；
篦冷机的中部和尾部分别设置中部抽气口和尾部抽气口，中部抽气口连通AQC锅炉，且两者之间的管道上设置调节阀门，AQC锅炉连通除尘器；尾部抽气口通过管道连接于除尘器，两者之间设置调节阀门；除尘器连通引风机，引风机的出口一路连通烟囱、另一路通过窑头废气冷却风管连通至急冷器；
回转窑和分解炉之间的烟室的出口连通至急冷器，急冷器的出口通过管道连通至粗粉分离器；粗粉分离器的粗颗粒出口通过管道连通回分解炉、烟气出口连通至BP锅炉；BP锅炉的出口连通至旁路放风除尘器、旁路放风除尘器通过烟囱连通于大气。
2.根据权利要求1所述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，其特征在于：
窑头废气冷却风管上设置调节阀门，旁路放风引出管道上设置卡关调节阀门，粗粉分离器与BP锅炉连接管道上设置调节阀门。
3.根据权利要求2所述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，其特征在于：
引风机和烟囱之间设有调节阀门。
4.根据权利要求1所述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，其特征在于：
所述粗粉分离器、BP锅炉、旁路放风除尘器均设有废料排出口。
5.一种窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收方法，基于权利要求1-4任一项所述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收系统，其特征在于，包括以下步骤：
篦冷机的中部抽气口抽出的温度较高的热空气进入AQC锅炉，在AQC锅炉换热后经过除尘器除尘，通过引风机连接于烟囱，将部分气体通过烟囱排入大气；而另外一部分烟气通过引风机和窑头废气冷却风管急冷器引入急冷器；当AQC锅炉解列时，中部抽气管道上调节阀门关闭，尾部抽气管道上调节阀门开启，热空气直接进入除尘器；
同时，旁路放风气体从回转窑和分解炉之间的烟室抽出至急冷器，在急冷器中与部分引风机抽取的烟气混合冷却后通过管道送至粗粉分离器；经粗粉分离器将旁路放风中含有害物较少的粗颗粒分离出来送入水泥系统的分解炉，实现物料的部分回收；而富集大量有害物细颗粒的烟气进入BP锅炉，在BP锅炉中换热后进入旁路放风除尘器，然后通过烟囱排入大气；
BP锅炉和旁路放风除尘器收集的细颗粒富集了大量的有害物，通过交通工具拉出厂掩埋。
6.根据权利要求5所述的窑头废气旁路放风余热利用及粗粒物料回收方法，其特征在于：
当旁路放风解列时，关闭窑头废气冷却风管、急冷器前的旁路放风引出管道、粗粉分离器与BP锅炉的连接管道；当旁路放风投入运行时，将上述管道开启。
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