CN114322542A - 一种回转窑分级燃烧工艺系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于石灰窑技术领域，具体为一种回转窑分级燃烧工艺系统，包括预热器、回转窑、冷却器、主燃烧器、分级燃烧器、一次风机、二次风机，所述主燃烧器设置在所述冷却器顶部的窑头罩上，所述分级燃烧器设置在所述预热器底部的窑尾烟室处，所述分级燃烧器沿窑尾烟室四周均布，所述主燃烧器的燃气管道上设有主燃烧器燃气流量计、主燃烧器燃气手动切断阀、主燃烧器燃气盲板阀、主燃烧器燃气调节阀和主燃烧器燃气快速切断阀，本发明的有益效果是：降低系统热耗，节约能源，回转窑结圈的现象可显著减轻，可有效提高耐材寿命，大大减少回转窑的NOx排放量，方便系统调节和控制，利于精确控制各关键点的参数。
Description
技术领域
本发明涉及石灰窑技术领域，具体为一种回转窑分级燃烧工艺系统。
背景技术
石灰回转窑是一种用于焙烧石灰的先进窑型，其优点是自动化程度高，产量大，产品质量高等；
因现有石灰回转窑筒体表面温度高，散热量大，导致回转窑热耗高；窑内燃烧温度过高而且分布不均匀，石灰石中低熔物高温熔化，导致回转窑易结圈；回转窑内高温环境为燃气燃烧过程中产生热力型NOx提供了条件，导致烟气中NOx排放量增大。因此，目前石灰回转窑主要存在的问题是：系统仅设置窑头主燃烧器，回转窑内温度高且不均匀，导致回转窑热耗高、易结圈、NOx排放量大。
发明内容
鉴于现有一种回转窑分级燃烧工艺系统中存在的问题，提出了本发明。
本发明的目的是提供一种回转窑分级燃烧工艺系统，通过设置预热器、回转窑、冷却器、主燃烧器、分级燃烧器、一次风机、二次风机，使回转窑总燃气量的5-25％通过分级燃烧器送入预热器内燃烧，75-95％的燃气从回转窑窑头主燃烧器送入回转窑内燃烧，提高窑内温度的均匀性，减轻回转窑结圈的形成，减少回转窑的NOx生成量，解决了目前石灰回转窑主要存在的窑内温度高、温度分布不均匀、热耗高、易结圈、NOx排放量大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种回转窑分级燃烧工艺系统，包括预热器、回转窑、冷却器、主燃烧器、分级燃烧器、一次风机、二次风机，其特征在于：所述主燃烧器设置在所述冷却器顶部的窑头罩上，所述分级燃烧器设置在所述预热器底部的窑尾烟室处，所述分级燃烧器沿烟室四周均布；
所述主燃烧器的燃气管道上设有主燃烧器燃气流量计、主燃烧器燃气手动切断阀、主燃烧器燃气盲板阀、主燃烧器燃气调节阀和主燃烧器燃气快速切断阀；
所述分级燃烧器的燃气总管道上设有分级燃烧器燃气总管流量计、分级燃烧器燃气管手动切断阀、分级燃烧器燃气盲板阀、分级燃烧器燃气调节阀、分级燃烧器燃气总管快速切断阀，每个所述分级燃烧器的支管上均设有分级燃烧器燃气支管阀门；
所述一次风机通过导管连接主燃烧器，所述二次风机通过导管连接冷却器。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述分级燃烧器设有2-4根。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述主燃烧器燃气流量计用于测量主燃烧器的燃气，所述主燃烧器燃气调节阀用于调节主燃烧器的燃气。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述主燃烧器燃气手动切断阀、主燃烧器燃气盲板阀和主燃烧器燃气快速切断阀用于切断主燃烧器的燃气。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述分级燃烧器燃气总管流量计用于测量分级燃烧器的燃气，所述分级燃烧器燃气调节阀用于调节分级燃烧器的燃气。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述分级燃烧器燃气管手动切断阀、分级燃烧器燃气盲板阀和分级燃烧器燃气总管快速切断阀用于切断对应分级燃烧器的燃气。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述主燃烧器的助燃空气分别来自于一次风机、二次风机，所述分级燃烧器的助燃空气来自于回转窑的热烟气。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述回转窑的总燃气量的5-25％通过分级燃烧器送入预热器底部的窑尾烟室内，所述回转窑的总燃气量的75-95％从回转窑窑头处的主燃烧器送入回转窑内。
作为本发明所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统的一种优选方案，其中：所述预热器设置为竖式的，所述冷却器设置为竖式的。
与现有技术相比：
1、采用回转窑分级燃烧工艺后，降低系统热耗，节约能源；
预热器内送入5-25％的燃气有利于提高预热器内石灰石的预热温度，使石灰石在预热器内能够吸收更多的热量，并发生部分分解，部分分解的石灰石从预热器进入回转窑后，进一步吸收热量完成分解过程生成石灰；
75-95％的燃气从回转窑窑头主燃烧器送入回转窑内燃烧，对已经发生部分分解的石灰石进行煅烧；实现燃气分级后，从回转窑燃烧器送入窑内的燃气量为原来的75-95％，燃气量减少后不仅有利于提高燃气的燃烬率，同时燃气量下降和大量的石灰石冷却风参与燃烧可降低回转窑内整体温度，温度分布更均匀，筒体表面温度亦相应的降低，减少回转窑筒体散热量。燃烬率的提高和热损失的减少降低了整个石灰回转窑系统的热耗，达到了节约能源的效果；
2、采用回转窑分级燃烧工艺后，回转窑结圈的现象可显著减轻，可有效提高耐材寿命；
采用回转窑分级燃烧工艺后，回转窑内温度有所降低而且温度分布更均匀，窑内温度的降低和均匀性可减轻石灰石中低熔物的熔化，从而可显著减轻回转窑结圈的形成，煅烧带的最高温度降低和结圈减少可有效降低耐材烧蚀和剥落这两种耐材主要损坏方式的发生，有效提高耐材寿命；
3、采用回转窑分级燃烧工艺后，NOx排放量大大减少；
采用回转窑分级燃烧工艺后，回转窑内的温度的整体温度下降，将减少燃气燃烧过程产生的热力型NOx的量，避免NOx对环境的造成污染；
预热器内燃气所处的环境为局部还原性气氛，氧含量低，燃气中可燃成分CO、CH4、H2、HCN和固定碳等本身就是强还原剂，这些还原剂与窑尾烟气中的NOx(回转窑内燃气燃烧产生的NOx)发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体；此外，燃气在低氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx的产生，从而可大大减少煤烧回转窑的NOx排放量；
4、采用回转窑分级燃烧工艺后，方便系统调节和控制，利于精确控制各关键点的参数；
回转窑在煅烧时，主要调节的参数包括窑头温度和压力、二次风温度和压力、窑尾和预热器进出口温度和压力，传统的调节手段主要是调节窑尾风机的转速、调节窑内燃气量及一、二次风量，由于调节手段较少，而各参数之间相互影响较大，一处工艺参数的调整容易造成多个工艺参数变化的现象，燃气与空气配比难以达到最优，使用分级煅烧后，由于增加了热量输入点，系统增加了调节裕度，分散了各工艺点对系统的影响，降低了燃气与空气配比的难度，对燃气热值波动大、种类多的回转窑的稳定高效运行尤为重要。
附图说明
图1为回转窑分级燃烧工艺流程图。
图中：预热器1、回转窑2、冷却器3、主燃烧器4、分级燃烧器5、一次风机6、二次风机7、主燃烧器燃气流量计8、主燃烧器燃气手动切断阀9、主燃烧器燃气盲板阀10、主燃烧器燃气调节阀11、主燃烧器燃气快速切断阀12、分级燃烧器燃气总管流量计13、分级燃烧器燃气管手动切断阀14、分级燃烧器燃气盲板阀15、分级燃烧器燃气调节阀16、分级燃烧器燃气总管快速切断阀17、分级燃烧器燃气支管阀门18。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式做进一步的详细描述。
本发明提供一种回转窑分级燃烧工艺系统，请参阅图1，包括预热器1、回转窑2、冷却器3、主燃烧器4、分级燃烧器5、一次风机6、二次风机7，所述主燃烧器4设置在所述冷却器3顶部的窑头罩上，所述分级燃烧器5设置在所述预热器1底部的窑尾烟室处，所述分级燃烧器5沿烟室四周均布；
所述主燃烧器4的燃气管道上设有主燃烧器燃气流量计8、主燃烧器燃气手动切断阀9、主燃烧器燃气盲板阀10、主燃烧器燃气调节阀11和主燃烧器燃气快速切断阀12；
所述分级燃烧器5的燃气总管道上设有分级燃烧器燃气总管流量计13、分级燃烧器燃气管手动切断阀14、分级燃烧器燃气盲板阀15、分级燃烧器燃气调节阀16、分级燃烧器燃气总管快速切断阀17，每个所述分级燃烧器5的支管上均设有分级燃烧器燃气支管阀门18；
所述一次风机6通过导管连接主燃烧器4，所述二次风机7通过导管连接冷却器3；
进一步的，所述分级燃烧器5设有2-4根，优选设置为3根。
进一步的，所述主燃烧器燃气流量计8用于测量主燃烧器4的燃气，所述主燃烧器燃气调节阀11用于调节主燃烧器4的燃气。
进一步的，所述主燃烧器燃气手动切断阀9、主燃烧器燃气盲板阀10和主燃烧器燃气快速切断阀12用于切断主燃烧器4的燃气。
进一步的，所述分级燃烧器燃气总管流量计13用于测量分级燃烧器5的燃气，所述分级燃烧器燃气调节阀16用于调节分级燃烧器5的燃气。
进一步的，所述分级燃烧器燃气管手动切断阀14、分级燃烧器燃气盲板阀15和分级燃烧器燃气总管快速切断阀17用于切断对应分级燃烧器5的燃气。
进一步的，所述主燃烧器4的助燃空气分别来自于一次风机6、二次风机7，所述分级燃烧器5的助燃空气来自于回转窑2的热烟气。
进一步的，所述回转窑2的总燃气量的5-25％通过分级燃烧器5送入预热器1底部的窑尾烟室内，所述回转窑2的总燃气量的75-95％从回转窑2窑头处的主燃烧器4送入回转窑2内。
进一步的，所述预热器1设置为竖式的，所述冷却器3设置为竖式的。
在具体使用时，将回转窑总燃气量的5-25％通过2-4根分级燃烧器5送入预热器1下方的窑尾烟室内燃烧，有利于提高预热器3内石灰石的预热温度，使石灰石在预热器内能够吸收更多的热量，并发生部分分解，部分分解的石灰石从预热器进入回转窑后，进一步吸收热量完成分解过程生成石灰，75-95％的燃气从回转窑窑头主燃烧器4送入回转窑2内燃烧，对已经发生部分分解的石灰石进行煅烧；实现燃气分级后，从回转窑2燃烧器送入窑内的燃气量为原来的75-95％，燃气量减少后不仅有利于提高燃气的燃烬率，同时燃气量下降和大量的石灰石冷却风参与燃烧可降低回转窑2的整体温度，并且温度分布更均匀，筒体表面温度亦相应的降低，减少回转窑2筒体散热量；采用回转窑分级燃烧工艺后，回转窑2内温度有所降低而且温度分布更均匀，窑内温度的降低和均匀性可减轻石灰石中的低熔物的熔化，从而可显著减轻回转窑结圈的形成；预热器内燃气所处的环境为局部还原性气氛，氧含量低，燃气中可燃成分CO、CH4、H2、HCN和固定碳等本身就是强还原剂，这些还原剂与窑尾烟气中的NOx(回转窑内燃气燃烧产生的NOx)发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体；此外，燃气在低氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种回转窑分级燃烧工艺系统，包括预热器(1)、回转窑(2)、冷却器(3)、主燃烧器(4)、分级燃烧器(5)、一次风机(6)、二次风机(7)，其特征在于：所述主燃烧器(4)设置在所述冷却器(3)顶部的窑头罩上，所述分级燃烧器(5)设置在所述预热器(1)底部的窑尾烟室处，所述分级燃烧器(5)沿烟室四周均布；
所述主燃烧器(4)的燃气管道上设有主燃烧器燃气流量计(8)、主燃烧器燃气手动切断阀(9)、主燃烧器燃气盲板阀(10)、主燃烧器燃气调节阀(11)和主燃烧器燃气快速切断阀(12)；
所述分级燃烧器(5)的燃气总管道上设有分级燃烧器燃气总管流量计(13)、分级燃烧器燃气管手动切断阀(14)、分级燃烧器燃气盲板阀(15)、分级燃烧器燃气调节阀(16)、分级燃烧器燃气总管快速切断阀(17)，每个所述分级燃烧器(5)的支管上均设有分级燃烧器燃气支管阀门(18)；
所述一次风机(6)通过导管连接主燃烧器(4)，所述二次风机(7)通过导管连接冷却器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述分级燃烧器(5)设有2-4根。
3.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述主燃烧器燃气流量计(8)用于测量主燃烧器(4)的燃气，所述主燃烧器燃气调节阀(11)用于调节主燃烧器(4)的燃气。
4.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述主燃烧器燃气手动切断阀(9)、主燃烧器燃气盲板阀(10)和主燃烧器燃气快速切断阀(12)用于切断主燃烧器(4)的燃气。
5.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述分级燃烧器燃气总管流量计(13)用于测量分级燃烧器(5)的燃气，所述分级燃烧器燃气调节阀(16)用于调节分级燃烧器(5)的燃气。
6.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述分级燃烧器燃气管手动切断阀(14)、分级燃烧器燃气盲板阀(15)和分级燃烧器燃气总管快速切断阀(17)用于切断对应分级燃烧器(5)的燃气。
7.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述主燃烧器(4)的助燃空气分别来自于一次风机(6)、二次风机(7)，所述分级燃烧器(5)的助燃空气来自于回转窑(2)的热烟气。
8.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述回转窑(2)的总燃气量的5-25％通过分级燃烧器(5)送入预热器(1)底部的窑尾烟室内，所述回转窑(2)的总燃气量的75-95％从回转窑(2)窑头处的主燃烧器(4)送入回转窑(2)内。
9.根据权利要求1所述的一种回转窑分级燃烧工艺系统，其特征在于，所述预热器(1)设置为竖式的，所述冷却器(3)设置为竖式的。
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220412 |