CN113480202A - 用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑及方法 - Google Patents
用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑及方法，所述双膛石灰窑通过在第一窑膛和第二窑膛内部设置多组煤电共用或气电共用的主加热喷枪和辅加热喷枪系统进行两段式煅烧，通过第一窑膛和第二窑膛的环形通道的热能转换流通，使热能分配更加均匀、生产操控更加便捷、产品质量更易掌控。不但实现了喷枪自动点火和煅烧温度精准操控，而且达到了使用电能等洁净能源及使用低热值燃料的目的。本发明使蓄热窑膛在蓄热的同时具备了煅烧功能，使石灰煅烧时间更长，有效提高了窑容积利用系数和煅烧效率，至少可以提升30‑40％的产能，同时还实现了在炉内进行脱硝的目的，即降低了碳排放和污染物的排放，也减少了环保装置投资。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑及方法。
背景技术
并流蓄热式双膛石灰窑因其独特的节能优势而在全世界得到广泛推广，迄今为止，双膛石灰竖窑已经发展了60余年。并流蓄热式双膛石灰窑具有独特的双膛结构，其两个窑膛能交替实现煅烧、蓄热功能，可以实现石灰活性度最高而燃料消耗最低，因此，具有其它石灰窑无法比拟的工艺优点。
从双膛石灰窑技术发展过程看，其生产原理大都一样：采用两个竖式煅烧炉膛组成，两个煅烧炉膛又相互联通且交替进行石灰煅烧，两个窑身都有换向系统，用于交替轮换使用两个窑身，在窑身煅烧带的下部设有彼此连通的通道，煤粉或燃气喷枪安装在预热带，采用插入式埋设在石灰石中。煅烧带与冷却带之间加设环形通道和在两竖窑的环形通道之间设置烟气连接通道，实现并流式煅烧，提高石灰竖窑的效率，有利于降低石灰生产的能耗。双膛竖窑中的所谓并流是指煤粉或煤气燃烧煅烧石灰石时，燃烧产物和石灰一起同向并列向下流动。
所谓蓄热是指燃烧产的高温废气通过两窑膛下部的环形通道从一个窑膛进入另一窑膛并向上流动，即所谓“逆流”，将处于窑上部预热带内的石灰石预热到较高温度，把热量积蓄起来。此时高温废气温度下降到一个很低值后排出窑膛。
从上述生产原理不难看出，现在的并流蓄热式双膛石灰窑的优点是充分利用高温废气，节能环保。但是其不足之处也是很明显：由于是两个窑膛交换煅烧，在一个炉膛并流煅烧时另一个炉膛需要同等时间停止煅烧进行逆流蓄热，一般都采用每15分钟两个窑膛换向操作，这就造成了每个窑膛实际煅烧时间只有50％，这也是目前造成双膛石灰竖窑与其它窑型相比容积利用系数不高、吨产品投资高的重要原因。
同时，双膛竖窑对燃料选择的局限性也很突出，采用高热值煤炭燃料喷煤生产时各项指标最优，而当使用低热值燃料时各项指标明显下降。尤其是当采用气体生产时，燃气热值要求热值大于1500kcal/m3以上的高热值煤气才能正产生产，而冶金行业用于生产石灰的工业尾气最普遍和容易获得的就是高炉煤气，其热值只有750kcal/m3左右，造成产量系数更低，在同等窑容积下，与采用喷煤燃料生产相比，只能达到其生产系数的60％左右。而且，目前可用于石灰窑的高热值燃气越来越少，为谋求石灰窑的生产，必须考虑低热值燃气用于冶金石灰生产。
传统双膛石灰窑还存在喷枪点火困难及不易操作的缺点，当窑膛内达不到着火点温度时喷枪需要进行人工点火，但是由于喷枪是埋设在窑内煅烧带部位，而且炉体煅烧带也无法安装人孔等设施，致使喷枪点火极难操作，需要降低炉内一半以上料位露出喷枪喷口后才能用人工明火点火，极大的影响生产操作和安全。虽然目前有的改为在炉体外部煅烧带喷枪位置安装多组点火装置，但是因为需要用天然气等气体作为点火燃料，也存在着安全隐患及操作困难问题。“脱硝，指燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，通常来讲，在石灰窑煅烧带，炉膛温度高达950℃～1100℃，瞬时温度甚至能超过1200℃，在此温度条件下，无论使用何种燃料，均会产生大量的NOx。而烟气是石灰窑的主要排放物，由于烟气中含有大量的氮氧化物NOX如NO，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会污染空气，形成光化学烟雾和酸雨，危害人体健康，因此烟气在排放之前必须经过脱氮处理。目前，烟气脱硝技术主要有两种：选择性催化还原(SCR)技术和选择性非催化还原脱硝(SNCR)技术。SCR技术起源、成熟于电力行业，是目前较为成熟的高效脱硝技术。但是，目前该项技术还无法真正应用到石灰行业，主要原因是生产工艺不适用、运行成本过高、占地多，投资过高等原因。
综上所述，如何实现并流及逆流全程煅烧，提高窑容积利用系数，如何提升双膛石灰竖窑采用低热值燃气及低热值固体燃料的方法及装置，使其适用于双膛石灰竖窑，研究一种安全可靠、使用方便的喷枪点火装置，以及实现低成本运行和超低排放的脱销的双膛窑，是亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明提供用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑及方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，
所述双膛石灰窑包括第一膛窑和第二膛窑，所述第一膛窑底部设有第一环形气体通道，所述第二膛窑底部设有第二环形气体通道，所述第一环形气体通道和所述第二环形气体通道联通；
所述第一膛窑上部的预热带设有多个第一主加热喷枪，所述第二膛窑上部的预热带设有多个第二主加热喷枪；
所述第一环形气体通道内设有多个第一辅加热喷枪，所述第二环形气体通道内设有第二辅加热喷枪；
其中，所述第一主加热喷枪和所述第二主加热喷枪均包括喷枪燃料喷管、第一电加热装置、内隔热保护套以及外保护套，所述内隔热保护套和所述外保护套设置在所述喷枪燃料喷管的外侧，所述内隔热套和所述外保护套之间形成腔体，在所述腔体内设有第一电加热装置；
所述第一辅加热喷枪和所述第二辅加热喷枪均包括高压空气喷管、内侧保护套、外侧保护套、第二电加热装置以及高压空气释放装置；
所述内侧保护套和外侧保护套设置在所述高压空气喷管的外侧，在所述内侧保护套和外侧保护套之间设有第二电加热装置，所述高压空气释放装置与所述高压空气喷管联通。
优选地，所述第一膛窑上部设有第一布料器，所述第二膛窑上部设有第二布料器，所述第一布料器和所述第二布料器分别通过电液动分料器与受料斗连接。
优选地，所述双膛石灰窑还包括第一烟气调控装置和第二烟气装置，所述第一烟气调控装置通过第一废气管道与所述布料器连接，通过第三废气管道与第一膛窑连接，通过第一废气主通道与除尘装置连接；
所述第二烟气装置通过第二废气管道与所述布料器连接，通过第四废气管道与第二膛窑连接，通过第二废气主通道与除尘装置连接。
优选地，所述第一膛窑和所述第二膛窑的上部均设有脱硝剂输入接口。
优选地，所述第一膛窑的底部设有第一排料装置，所述第二膛窑的底部设有第二排料装置。
优选地，所述第一排料装置处设有第一冷却风管道，所述第二排料装置处的设有第二冷却风管道。
优选地，所述第一排料装置下部设有第一卸料装置，所述第二排料装置下部设有第二卸料装置。
优选地，所述双膛石灰窑还包括卸料仓，所述第一卸料装置、第二卸料装置的出口均与所述卸料仓连接。
优选地，所述卸料仓底部还设有与所述卸料仓连接的出灰装置。
本发明还提供一种利用所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑制备生石灰的方法。
本发明充分的利用第一膛窑和第二膛窑的主加热喷枪和辅加热喷枪的喷枪的特性，在保留喷枪喷吹固体燃料和气体燃料的功能结构原理上，利用喷枪燃料喷管作为结构骨架，在喷枪管外部设置耐高温材料作为隔热保护层，在内侧隔热层外部适当位置设置电加热材料，电加热材料外部安装耐高温材料和耐冲刷材料作为外保护套。而且喷枪外部的耐热材料和电加热材料是分段可拆装的组合体材料，使整个喷枪装置具有多功能和多用途。喷枪在使用过程中可以单独喷吹燃料燃烧，也可单独电能转换煅烧。由于电加热装置设置在喷枪燃料喷管上，可以远离喷枪喷火口，使其减少高温的烧蚀。同时，其电能转换装置只在蓄热膛工作时使用，其温度可以调解在可承受温度之内。而且在燃烧膛工作时电能转换加热装置是关闭的，与燃烧膛上部吹入的助燃空气进行冷却交换。
本发明的炉内脱硝的反应原理为：根据布朗运动和分子间作用力原理，由于还原剂的介入使得高温高压水蒸气分子化学键非常不牢固，与碳反应生成一氧化碳和氢气：C+H2O＝CO+H2；一氧化碳和氢气分别参与两个化学反应：CO+2NO＝CO2+N2和2H2+2NO＝2H2O+N2；部分氢气与氮气反应生成的还原气体与一氧化氮反应还原成氮气：N2+3H2＝2NH3和6NO+4NH3＝5N2+6H2O，使得氮氧化物被完全还原，达到低成本脱硝目的。本发明还原剂采用尿素为还原剂，脱硝效果更佳、没有水和气的二次排放污染也无固体废弃物产生。本发明采用气相法和液相法综合应用，以石灰窑生产中原动力系统输送介质至炉内，在炉内活化和汽化，瞬间与NOx发生化学反应，还原成N2和H2O。治理过程采用梯级治理方法，巧妙的利用了石灰窑蓄热膛在蓄热过程中石料下降时与气流逆交换产生的充足的气流停留时间进行NOx还原反应，可以在NOx产生源头上进行燃烧过程控制以降低NOx含量，而且温度选择性也较强，使操作更简单。炉内还原气氛均匀、压力稳定、阻力小，而且脱硝还原带设置在贫氧而富燃料的区域，有助于减少燃料中的氮形成NOx(即燃料型NOx)。同时，该项技术无需增加脱硝塔、反应器等大型炉外投资设备，实现石灰窑炉内直接脱硝，而且充分利用了石灰窑生产中的余热，不需要外部增温增加的能耗费用。
本发明的第一膛窑额第二膛窑采用每15min或其它设定时间换向进行煅烧，煅烧窑膛煅烧时始终处于正压状态。通过助燃风机将高压助燃空气吹进窑膛预热带，助烧空气一边往下流动，一边被处于预热带的热石灰石预热。当预热后的助燃空气到达煅烧带时，与喷枪输送进来的煤粉等燃料混合且猛烈燃烧。燃料与空气燃烧后的高温气体和吸热后的石灰石一起向下流动，即同向并流。并流燃烧方式能够使燃烧火焰与原料石灰石直接接触，并且在很高的热交换效率下煅烧石灰石并使其逐步分解。当部分分解的石灰石到达环形通道上端时，燃烧废气温度相对降低，这时环形通道中设置的多组电加热装置充分放热加热燃烧废气，被加热的废气通过第一窑膛和第二窑膛的环形通道连接处流向另一个蓄热窑膛，其废气流速来自于煅烧窑膛内的压强，环形通道处的压强在15-25Kpa范围。此时蓄热窑膛内的压强低于煅烧膛而使高温废气由下往上上升，穿过煅烧带到达预热带，与处于预热带的石灰石接触并进行热交换。
当煅烧膛煅烧时蓄热膛的主加热喷枪是关闭的，助烧空气也是关闭的，整个蓄热膛煅烧带是没有燃烧的。这时，设置于主加热喷枪周边的电加热装置开始加热，与上升的废气共同与处于预热带的石灰石接触并进行热交换。当电加热装置的热量与废气余热充分释放给石灰石后，废气继续上升与预热带上部新投入的石料进行余热释放，当废气穿过窑顶料仓时与料仓内部的冷石灰石继续进行余热充分释放，使废气自身温度下降到80～140℃范围后排出窑外。
本发明具有如下优点：
本发明提高了容积系数增加了产能，双膛并流逆流同步煅烧不担提高了煅烧窑膛的煅烧效率，而且使蓄热窑膛在蓄热的同时具备了煅烧功能，使石灰石煅烧时间更长、容积利用系数更高，至少可以提升30-40％的产能。
本发明的生产操控更加便捷、产品质量更易掌控，由于使用电能加热进行二次煅烧，使窑内煅烧温度更容易调节掌控，热能分配更加均衡，可以实现高精度的温度自动控制和调节，可以精确控制热负荷和煅烧温度，使石灰石分解更充分、更均匀、提高了石灰质量。
本发明降低了传统能源的使用，增加了清洁能源的使用，由于利用电能进行二次辅助加热煅烧，实现了煤电一体化生产，减少了煤炭等传统燃料的使用，降低了碳排放和污染物的排放。
本发明充分利用低热值能源，进一步降低生产成本，由于电能加热采用两段煅烧方式，电能加热分两段进行，温度可以两次提升，因此对燃料的要求不高，能使用低热值的固体燃料和低热值的气体燃料
本发明降低了综合能耗和投资，由于电能加热为无氧燃烧，加热区域在蓄热烟气流动过程中的终端部位，因此废气中过剩空气的含量大为减少，热耗更低。同时，电能加热不需要空气助燃，能大幅度降低窑内气体总量及窑压，对由预热带吹入的助燃空气需求量大幅减少，大幅降低助燃风机、石灰冷却风机、喷枪冷却风机、煤气加压机和除尘引风机的电力消耗和功率指数，节约电能和投资。
本发明实现炉内脱硝，降低环保设施投资，由于在炉内电加热区域进行脱硝治理，使脱硝设施更加简单实用，减少了炉外脱硝设施的投资，使环保投资更加经济实用。同时，在炉内脱硝时是采用蓄热膛喷枪停止燃烧时的间隙进行喷吹，与喷枪中冷却风混合后达到雾化效果，达到脱硝冷却的目的。
本发明无需增加蓄热体，实现了电能储能功能，把石灰石作为固体蓄热体材料进行储能，不需要增加蓄热放热介质，实现电能转换与蓄热加热一体化功能。
本发明实现喷枪自由点火，使用安全调控方便，通过采用喷枪装置上的电加热装置进行高温点火，操作简单安全方便，而且温度可调可控，可在生产中的不同工况中进行操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一主加热喷枪和第二主加热喷枪的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一辅加热喷枪和第二辅加热喷枪的结构示意图；
图中：第一膛窑-1；第二膛窑-2；受料斗-3；电液动分料器-4；第一布料器-5；第二布料器-6；第一主加热喷枪-7；第二主加热喷枪-8；第一辅加热喷枪-9；第二辅加热喷枪-10；第一排料装置-11；第二排料装置-12；第一卸料装置-13；第二卸料装置-14；卸料仓-15；出灰装置-16；第一废气管道-17；第二废气管道-18；第三废气管道-19；第四废气管道-20；第一烟气调控装置-21；第二烟气调控装置-22；第一废气主通道-23；第二废气主通道-24；第一冷却风管道-25；第二冷却风管道-26；第一环形气体通道-27；环形通道连接口-28；第二环形气体通道-29；脱硝剂输入接口-30；喷枪燃料喷管-201；燃料喷口-202内隔热保护套-203；外保护套-204；第一电加热装置-205；高压空气喷口-301；加热装置本体-302；内侧保护套-303；外侧保护套-304；第二电加热装置-305第二电加热装置入口306；高压空气释放装置-307。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。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。
如图1所示，本发明提供一种用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，双膛石灰窑包括第一膛窑1和第二膛窑2，第一膛窑1和第二膛窑2为两个平行的竖式结构窑膛，每个窑膛都有钢结构组成的窑壳以及由耐火材料组成的隔热层，第一膛窑1和第二膛窑2的上部为预热带，窑膛中部为煅烧带，煅烧带下部有将两个窑膛连通的第一环形气体通道27和第二环形气体通道29，窑膛下部为冷却带。
第一膛窑1底部设有第一环形气体通道27，第二膛窑2底部设有第二环形气体通道29，第一环形气体通道27和第二环形气体通道29联通；第一膛窑1上部的预热带设有多个第一主加热喷枪7，第二膛窑2上部的预热带设有多个第二主加热喷枪8；第一环形气体通道27内设有多个第一辅加热喷枪9，第二环形气体通道29内设有第二辅加热喷枪10。
其中，如图2所示，第一主加热喷枪7和第二主加热喷枪8均包括喷枪燃料喷管201、第一电加热装置205、内隔热保护套203以及外保护套204，内隔热保护套203和外保护套204设置在喷枪燃料喷管201的外侧，内隔热保护套203和外保护套204之间形成腔体，在腔体内设有第一电加热装置205；利用喷枪燃料喷管201的结构特点，在不影响燃料喷口202进行正常的固体或气体喷吹喷吹燃烧的情况下，在喷枪燃料喷管201外部安装内隔热保护套203和外保护套204，在两者之间形成一个加热腔体，内隔热保护套203和外保护套204采用耐高温工业陶瓷制成，可采用多段式结构，以防止弯曲变形及方便更换。在加热腔体内设置电加热材料达到电能转换热能的目的。第一电加热装置205的温度可任意调节和启动及停止。第一电加热装置205在工作时，燃料喷口202自动停止喷吹燃料，同时喷吹少量空气以防止喷口堵塞，并对喷枪燃料喷管201冷却。喷枪燃料喷管201喷口端面与内隔热保护套203、外保护套204以及第一电加热装置205的工作端面保持一定距离，以防止喷枪燃料喷管201烧蚀时对所述各部件的影响。
如图3所示，第一辅加热喷枪9和第二辅加热喷枪10均包括高压空气喷管、内侧保护套303、外侧保护套304、第二电加热装置305以及高压空气释放装置307；内侧保护套303和外侧保护套304设置在高压空气喷管的外侧，在内侧保护套303和外侧保护套304之间设有第二电加热装置305，高压空气释放装置307与高压空气喷管联通。第二电加热装置305是实现双膛并流和逆流同步煅烧的关键装置，加热装置本体302外部安装内侧保护套303和外保护套204，在两者之间形成一个加热腔体，内侧保护套303和外侧保护套3043采用耐高温工业陶瓷制成，采用多段式结构，以防止弯曲变形及方便更换。在内侧保护套303和外侧保护套304之间形成的加热腔体设置电加热材料达到电能转换热能的目的。第二电加热装置305的温度可任意调节和启动及停止。利用加热装置本体302的结构特点，把高压空气释放装置307中的空气能通过高压空气喷口301进行释放，瞬间将空气压力能转变成空气射流动力能，可以产生强大的冲击力，达到清灰、防止喷口堵塞和对喷枪燃料喷管冷却的目的。
第一膛窑1上部设有第一布料器5，第二膛窑2上部设有第二布料器6，第一布料器5和第二布料器6分别通过电液动分料器4与受料斗3连接。双膛石灰窑还包括第一烟气调控装置21和第二烟气装置，第一烟气调控装置21通过第一废气管道17与布料器连接，通过第三废气管道19与第一膛窑1连接，通过第一废气主通道23与除尘装置连接；第二烟气装置通过第二废气管道18与布料器连接，通过第四废气管道20与第二膛窑2连接，通过第二废气主通道24与除尘装置连接。
第一膛窑1和第二膛窑2的上部均设有脱硝剂输入接口30，炉内脱硝所用脱硝剂由脱硝剂输入接口30进入第一主加热喷枪7和第二主加热喷枪8内部，借助喷枪内部通道喷入炉内，其脱硝剂喷入量由管道阀门和脱硝剂制备系统计量装置控制。脱硝剂喷吹是在蓄热膛工作时间内完成，即第一主加热喷枪7和第二主加热喷枪8停止喷吹燃料时已经开启喷枪电加热装置时完成，喷吹脱硝剂时的工作区域温度控制由喷枪上面的电加热装置完成，理想的脱硝工作区域温度应控制在750-950℃范围，如果蓄热膛正常工作时该区域温度达到理想脱硝温度时可不开启喷枪电加热装置。
第一膛窑1的底部设有第一卸料装置13，第二膛窑2的底部设有第二卸料装置14。第一排料装置11处设有第一冷却风管道25，第二排料装置12处的设有第二冷却风管道26。第一排料装置11下部设有第一卸料装置13，第二排料装置12下部设有第二卸料装置14。双膛石灰窑还包括卸料仓15，第一卸料装置13、第二卸料装置14的出口均与卸料仓15连接。卸料仓15底部还设有与卸料仓15连接的出灰装置16。
本发明利用用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑制备生石灰的方法，如下：
第一循环：第一膛窑1窑膛A煅烧至第二膛窑2窑膛B蓄热流程为：
石灰石原料通过受料斗3称量后进入电液动分料器4中进行分料，分料后的石灰石原料通过密闭的溜槽进入第一布料器5中，第一布料器5中设置双层密闭布料装置，通过装置中的电液动升降装置开启或关闭布料装置把物料均匀的布置到第一膛窑1窑膛A的预热带中，石灰石原料在预热带中充分与窑膛内上升的废气余热进行热交换，当废气到达炉顶部位温度超过180℃时，进入第一布料器55中与石灰石原料进行再次充分余热交换，交换完毕低于120℃的废气由第一废气管道17进入第一烟气调控装置21，调节后的废气进入第一废气主通道23中通往除尘装置。当废气到达炉顶部位温度低于140℃时直接进入第三废气管道19中，由第一烟气调控装置21调节后进入第一废气主通道23中通往除尘装置。
当第一膛窑1膛A中预热带的石料进入到煅烧带时与第一主加热喷枪7喷出的炽热火焰进行热交换，此时煅烧带温度可达1000-1200℃范围，达到了理想的石灰石分解煅烧温度。当部分分解完成的石灰石转变为氧化钙并缓慢下行至第一膛窑1窑膛A的冷却带与煅烧带的结合部位的环形通道处时，在此处与来自于第一冷却风管道25的冷风进行热交换，在此处的冷风经与下降的高温石灰进行热交换后温度可达700℃左右。由于煅烧第一膛窑1直处于正压状态，始终保持在15-25Kpa范围之内，而在上述同一工作周期内作为蓄热窑膛的第二膛窑2窑膛B内的压强小于窑膛A，致使环形通道处的高温废气进入第一环形气体通道27，第一环形气体通道27环形通道连接口28流向第二膛窑2的第二环形通道。第一环形气体通道27、环形通道连接口28及第二环形气体通道29内部环形均布安装多个第一辅加热喷枪9和第二辅加热喷枪10对环形通道内的高温废气释放热能再次进行热交换，经过再次热交换的高温废气温度可以提高至900-1000℃，使流向蓄热膛第二膛窑2窑膛B的废气温度达到石灰分解温度，与蓄热膛第二膛窑2的煅烧带的烟气温度相匹配达到煅烧带的煅烧温度，并经过第二环形气体通道29出口一起由下往上上升，穿过窑膛B的煅烧带到达预热带，与此处同一时间进行放热的第二主加热喷枪8进行热交换，此时的窑膛B的喷枪喷口是关闭的，没有固体燃料或燃气及空气进入，其释放的热能的是由第二主加热喷枪8上面设置的电加热装置产生的，放热部位是煅烧带与预热带的结合部位，释放的热能烟气与由下往上上升的高温废气一起上升贯穿整个预热带与正在下降的石灰石进行充分余热交换，当废气到达炉顶部位温度超过180℃时进入第二布料器6中与石灰石原料进行再次充分余热交换，交换完毕低于120℃的废气由第二废气管道18进入第二烟气调控装置22，调节后的废气进入第一废气主通道23通往除尘装置。当废气到达炉顶部位温度低于140℃时直接进入第四废气管道20中，由第二烟气调控装置22调节后进入第二废气主通道24中通往除尘装置。
第二循环：窑膛B煅烧至窑膛A蓄热流程：
石灰石原料通过受料斗3称量后进入电液动分料器4中进行分料，分料后的石料通过密闭的溜槽进入第二膛窑2窑膛B换热密闭第二布料器6中，第二布料器6中设置双层密闭布料装置，通过装置中的电液动升降装置开启或关闭布料装置把物料均匀的布置到第二膛窑2窑膛B中的预热带，石灰石原料在预热带中充分与窑内上升的废气余热进行热交换，当废气到达炉顶部位温度超过180℃时进入第二布料器6中与石灰石原料进行再次充分余热交换，交换完毕低于120℃的废气由第一废气管道17进入第二烟气调控装置22，调节后的废气进入第二废气主通道24中通往除尘装置。当废气到达炉顶部位温度低于140℃时直接进入第四废气管道20中，由第二烟气调控装置22调节后进入第二废气主通道24中通往除尘装置。
当第二膛窑2窑膛B中预热带的石料进入到煅烧带时与第二主加热喷枪8喷出的炽热火焰进行热交换，此时煅烧带温度可达1000-1200℃范围，达到了理想的石灰石分解煅烧温度。当部分分解完成的石灰石转变为氧化钙并缓慢下行至第二膛窑2窑膛B中的冷却带与煅烧带的结合部位的第二环形气体通道29处时，在此处与来自于第二冷却风管道26的冷风进行热交换，在此处的冷风经与下降的高温石灰进行热交换后温度可达700℃左右。由于蓄热膛窑膛B，此时已经转换为煅烧膛，炉膛内为正压状态，始终保持在15-25Kpa范围之内，而在此时同一工作周期内转换为蓄热窑膛的第一膛窑1窑膛A内的压强小于B膛，致使第二环形气体通道29处的高温废气进入第一环形气体通道27，环形通道连接口28流向第一环形气体通道27。第二环形气体通道29和环形通道连接口28及第一环形气体通道27内部环形均布安装多个第二辅加热喷枪10和第一辅加热喷枪9对通道内的高温废气释放热能再次进行热交换，进过再次热交换的高温废气温度可以提高至900-1000℃，使流向蓄热膛窑膛A的废气温度达到石灰分解温度，与蓄热窑膛A煅烧带的烟气温度相匹配达到煅烧带的煅烧温度要求，并经过第一环形气体通道27出口一起由下往上上升，穿过第一窑膛的煅烧带到达预热带，与此处同一时间进行放热的第一膛窑1的第一主加热喷枪7进行热交换，此时的窑膛A的喷枪已经关闭，没有固体燃料或燃气及空气进入，其释放的热能的是由第一主加热喷枪7上面设置的第一电加热装置205产生的，放热部位是煅烧带与预热带的结合部位，释放的热能烟气与由下往上上升的高温废气一起上升贯穿整个预热带，与正在下降的石灰石进行充分余热交换，当废气到达炉顶部位温度超过180℃时进入第一布料器5中与石料进行再次充分余热交换，交换完毕低于120℃的废气由第一废气管道17进入第一烟气调控装置21，调节后的废气进入第一废气主通道23中通往除尘装置。当废气到达炉顶部位温度低于140℃时直接进入第三废气管道19中，由第一烟气调控装置21调节后进入第一废气主通道23中通往除尘装置。
本发明的第一膛窑1窑膛A和第二膛窑2窑膛B两个窑膛采用每15min或其它设定时间换向交换进行煅烧，当窑膛A煅烧时始终处于正压状态，烟气从上往下流动，即所谓“并流”。在同时间内，窑膛B作为蓄热膛进行蓄热，烟气从下往上流动完成逆流蓄热功能，实现二次同步煅烧功能。其中，第一主加热喷枪7的主燃料可采用固体煤炭燃料喷吹或燃气，通过主加热喷枪的染料喷管实现，辅助燃料采用电能转换热能方式，通过主加热喷枪和辅加热喷枪外部设置的第一电加热装置205实现，主加热喷枪和辅加热喷枪的喷枪点火通过喷枪装置上的电能转换装置实现。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述双膛石灰窑包括第一膛窑和第二膛窑，所述第一膛窑底部设有第一环形气体通道，所述第二膛窑底部设有第二环形气体通道，所述第一环形气体通道和所述第二环形气体通道联通；
所述第一膛窑上部的预热带设有多个第一主加热喷枪，所述第二膛窑上部的预热带设有多个第二主加热喷枪；
所述第一环形气体通道内设有多个第一辅加热喷枪，所述第二环形气体通道内设有第二辅加热喷枪；
其中，所述第一主加热喷枪和所述第二主加热喷枪均包括喷枪燃料喷管、第一电加热装置、内隔热保护套以及外保护套，所述内隔热保护套和所述外保护套设置在所述喷枪燃料喷管的外侧，所述内隔热套和所述外保护套之间形成腔体，在所述腔体内设有所述第一电加热装置；
所述第一辅加热喷枪和所述第二辅加热喷枪均包括高压空气喷管、内侧保护套、外侧保护套、第二电加热装置以及高压空气释放装置；
所述内侧保护套和外侧保护套设置在所述高压空气喷管的外侧，在所述内侧保护套和外侧保护套之间设有第二电加热装置，所述高压空气释放装置与所述高压空气喷管联通。
2.如权利要求1所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述第一膛窑上部设有第一布料器，所述第二膛窑上部设有第二布料器，所述第一布料器和所述第二布料器分别通过电液动分料器与受料斗连接。
3.如权利要求2所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述双膛石灰窑还包括第一烟气调控装置和第二烟气装置，所述第一烟气调控装置通过第一废气管道与所述布料器连接，通过第三废气管道与第一膛窑连接，通过第一废气主通道与除尘装置连接；
所述第二烟气装置通过第二废气管道与所述布料器连接，通过第四废气管道与第二膛窑连接，通过第二废气主通道与除尘装置连接。
4.如权利要求1所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述第一膛窑和所述第二膛窑的上部均设有脱硝剂输入接口。
5.如权利要求1所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述第一膛窑的底部设有第一排料装置，所述第二膛窑的底部设有第二排料装置。
6.如权利要求5所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述第一排料装置处设有第一冷却风管道，所述第二排料装置处的设有第二冷却风管道。
7.如权利要求5所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述第一排料装置下部设有第一卸料装置，所述第二排料装置下部设有第二卸料装置。
8.如权利要求7所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述双膛石灰窑还包括卸料仓，所述第一卸料装置、第二卸料装置的出口均与所述卸料仓连接。
9.如权利要求8所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑，其特征在于，
所述卸料仓底部还设有与所述卸料仓连接出灰装置。
10.一种利用权利要求1-9中任一所述的用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑制备生石灰的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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