CN114646220A - 水泥物料处理装置和水泥物料处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥物料处理装置及方法，该装置包括：预分解部；预烧成部，包括第一物料入口、第一循环入口和第一循环出口；烧成部，包括第二物料入口和第二循环出口，以及第二燃料入口和第二配风入口；分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；分配器，具有第一入口及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口与预分解部的物料入口相通，第二分配口与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第二循环出口与第一循环入口相通；冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及水泥生产领域，尤其涉及一种水泥物料处理装置和一种水泥物料处理方法。
背景技术
水泥熟料煅烧主要包括以下过程：1)生料预热及CaCO3分解(800～900℃)；2)2CaO·SiO2(C2S)生成(900～1200℃)；3)3CaO·SiO2(C3S)生成(>1300℃)。
目前，传统的水泥熟料煅烧中效率较高的生产系统主要是新型干法预分解窑，该系统具有热耗低、单窑生产能力大、自动化过程易于操作等优点，是当前一项比较成熟的技术。在新型干法预分解窑中，生料预热及分解过程(<900℃)主要在各级旋风及分解炉设备中完成，而C2S(硅酸二钙)和C3S(硅酸三钙)烧成主要在回转窑设备中完成(1000～1800℃)。
但是，回转窑设备庞大，窑中的物料成堆积态，气、液、固换热效率低，窑内传热速度慢、温度不均匀。目前回转窑的热耗、成本等指标已经无法进一步下降，最高热效率只能达到60％左右，一直无法突破工艺瓶颈。
此外，水泥窑炉回转窑窑头高达1800℃的温度使得回转窑贡献了80％的热力型和40％的燃料型NOx，这也是造成水泥窑炉是化石能源消耗和环境污染的重要源头的原因之一。
流态化水泥煅烧技术有望克服上述回转窑技术缺陷，成为新一代水泥熟料煅烧技术。中国专利CN1073054C和日本专利JP01148737A公开了一种水泥熟料的烧成方法和烧成装置，将经四级旋风预热和分解炉分解后(900～1100℃)的水泥原料粉在流化床中造粒并烧成(>1450℃)，然后将烧成的熟料送入冷却器中，该方法以较低的热损失高效率地烧成水泥熟料。
美国专利US4402754A公开了一种利用循环流化床进行水泥熟料烧成的装置，将旋风预热后的水泥原料粉在两级串联的循环流化床装置中进行(950～1150℃)及熟料烧成(1400℃)，然后进行冷却后排出，该方法进行熟料烧成的热效率较高。
中国专利CN1171066C公开了一种大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置，装置由预热室、流态化预煅烧室、流态化煅烧室和冷却室组成，将移动床技术和流态化技术结合在一起，改善了移动床立窑水泥熟料质量差的问题。
新型干法水泥生产工艺采用回转窑烧成，设备体积庞大、热耗大，C2S和C3S均在回转窑中烧成，回转窑窑头温度过高(1800℃)、燃烧温度不均匀，导致NOx排放高、环境污染严重，能量利用率低。
现有的水泥熟料流态化烧成方法保留了干法预分解窑的预分解设备，而简单地将回转窑替代为鼓泡流化床，整个烧成设备仍然庞大与复杂，热耗降低有限；整体反应仍分为生料分解及熟料煅烧，未将C2S烧成这一过程从熟料煅烧过程中分离出来。
此外，烧成/造粒炉内温度分布不均匀，温度较高，物料与高温烟气逆向流动，熟料烧成区烟气量大，NOx排放水平高且不稳定，设备大型化困难。
而且，水泥流态化烧成各系统内物料逐级发生反应，各系统间不存在物料循环过程，无法保证细物料颗粒的烧成质量。
发明内容
为缓解或解决上述问题中的至少一个方面或者至少一点，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种水泥物料处理装置，包括：
预分解部，适于对水泥生料执行预分解处理；
预烧成部，适于对水泥物料进行预烧成处理，预烧成部包括第一物料入口、第一循环入口和第一循环出口，第一物料入口设置在预烧成部的底部或下部，第一循环出口设置在预烧成部的顶部或上部，预烧成部的下部或底部设置有向预烧成部供给燃料和对应的配风的第一燃料入口和第一配风入口；
烧成部，适于对来自预烧成部的水泥物料进行烧成处理，烧成部包括第二物料入口和第二循环出口，烧成部设置有向烧成部供给燃料和对应的配风的第二燃料入口和第二配风入口；
分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；
分配器，分配器具有第一入口以及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口经由第一返料器与预分解部的物料入口相通，第二分配口经由第二返料器与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；
预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第二循环出口与第一循环入口相通；
冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料，冷却后的水泥熟料适于自所述冷却部排出。
本发明的实施例还涉及一种水泥物料处理装置，包括：
预分解部，适于对水泥生料执行预分解处理；
预烧成部，适于对水泥物料进行预烧成处理，预分解部的物料出口与预烧成部的物料入口相通，预烧成部包括第一物料入口和第一循环出口，第一物料入口设置在预烧成部的底部或下部，预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第一循环出口设置在预烧成部的顶部或上部，预烧成部的下部或底部设置有向预烧成部供给燃料和对应的配风的第一燃料入口和第一配风入口；
烧成部，适于对来自预烧成部的水泥物料进行烧成处理，烧成部包括第二物料入口和第二物料出口，烧成部的底边或下部设置有向烧成部供给燃料和对应的配风的第二燃料入口和第二配风入口，第二物料入口设置在烧成部的下部或底部，第二物料出口设置在烧成部的顶部或上部；
分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；
分配器，分配器具有第一入口以及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口经由第一返料器与预分解部的物料入口相通，第二分配口经由第二返料器与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；
冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料，冷却后的水泥熟料适于自所述冷却部排出，
其中：第二物料出口与分离器的烟气出口相通。
根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种基于上述水泥物料处理装置的水泥物料处理方法，其中：
所述方法包括形成水泥物料的第一循环回路，所述第一循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、预分解部，和/或所述方法包括形成水泥物料的第二循环回路，所述第二循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、烧成部；或者
所述方法包括形成水泥物料的第一循环回路，所述第一循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、预分解部。
附图说明
图1为根据本发明的一个示例性实施例的水泥物料处理的流程图；
图2为根据本发明的一个示例性实施例的水泥物料处理装置的示意图，其与图1所示的流程图对应；
图3为根据本发明的另一个示例性实施例的水泥物料处理装置的示意图，其与图1所示的流程图对应；
图4为根据本发明的再一个示例性实施例的水泥物料处理的流程图；
图5为根据本发明的一个示例性实施例的水泥物料处理装置的示意图，其与图4所示的流程图对应。
附图标记示例性说明：
预分解单元10；分解炉11；返料器12；
预烧成单元20；预烧成炉21；分离器22；
造粒/烧成单元30；分配器31；主烧成炉32；返料器33；
熟料冷却单元40；熟料冷却炉41。
具体实施方式
下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图1为根据本发明的一个示例性实施例的水泥物料处理的流程图。如图1所示，在图1所示的水泥物料处理中，包括了四个单元，分别是预分解单元10、预烧成单元20、造粒/烧成单元30、熟料冷却单元40。
如图1所示，水泥生料进入预分解单元10，在预分解单元10中与来自预烧成单元20的高温烟气、细颗粒(例如其温度为1000～1200℃)进行换热，生料完成预热和CaCO3分解。在本发明的一个实施例中，预分解单元10运行温度在800～900℃之间。
接着，如图1所示，完成预热和CaCO3分解的生料(例如800～900℃)进入预烧成单元20(例如，1000～1200℃)，预烧成单元20通入燃料和配风，同时接收来自造粒/烧成单元30的高温烟气和细颗粒(1000～1100℃)，生料在预烧成单元20完成预烧成C2S的烧成反应(1000～1200℃)，燃料的燃烧和来自烧成单元30的高温烟气等为预烧成反应提供反应所需热量。
预烧成单元20的产物经分离器形成的高温细颗粒进入到预分解单元10，参与生料预热和CaCO3分解过程。在本发明的一个实施例中，预烧成单元20运行温度在1000～1200℃之间。
此外，预烧成单元20的产物经分离器形成的高温粗颗粒进入到造粒/烧成单元30，水泥生料在其中完成造粒和C3S烧成，形成高温熟料。在本发明的一个实施例中，造粒/烧成单元30运行温度在1300～1450℃之间。
造粒/烧成单元30布置有激冷风，对高温熟料进行初步冷却至1100℃以下，高温烟气和未烧成细颗粒冷却至1000～1100℃后进入预烧成单元20，为与生料的预烧成反应提供热量。
参见图1，烧成的高温熟料进入熟料冷却单元40(例如，经由冷却单元冷却后，熟料的温度<900℃)，经过冷却后，熟料温度降低到例如500℃以下。如图1所示，在图1所示的实施例中，以空气作为冷却风将熟料热量回收，余热回收后的热空气(>500℃)进入预烧成单元20，作为配风，参与燃料燃烧。
在本发明中，将水泥熟料烧成过程的主要反应进行分区域控制，通过控制各区域温度从而实现较为精确的反应控制，具体包括：CaCO3预热分解在预分解单元10(例如，800～900℃)中完成，C2S烧成在预烧成单元20(例如1000～1200℃)内完成，造粒及C3S烧成在造粒/烧成单元30(例如1300～1450℃)内完成，熟料冷却单元40(例如<500℃)内完成熟料的冷却和显热的利用。由于水泥熟料烧成过程中，不同反应的反应最佳温度不同，通过水泥熟料烧成过程不同反应的分区域控制，可以实现温度(热量)与化学反应过程的匹配，从而大幅度降低熟料烧成区的热负荷，避免了或减少了将C2S烧成、造粒及C3S烧成在同一烧成区完成时温度不匹配带来的热量损耗和化学反应速率不高的问题。
此外，图1所示的实施例中，通过在单元之间构建循环回路，使得系统运行更为安全稳定，通过控制可以实现细物料颗粒多次循环，充分保证了细颗粒物料具有充足的烧成/造粒时间，有效保证了熟料的烧成质量。
图2为根据本发明的一个示例性实施例的水泥物料处理装置的示意图，其与图1所示的流程图对应。
在图2所示的实施例中，预分解单元10包括分解炉11和返料器12，水泥生料在其中完成预热和分解过程(例如，800～900℃)。可选的，虽然没有示出，预分解炉的上部或顶部设置有燃料和配风口，用于通过燃料的燃烧为分解炉的分解反应提供热量。
如图2所示，预烧成单元包括预烧成炉21以及设置在预烧成炉21的出口的分离器22，分离器22将来自预烧成炉21的颗粒分离出来。分离器22的物料出口与分配器31的入口相接，分配器31包括两个分配口，第一分配口连接到预分解炉11的物料入口，第二分配口连接到作为造粒/烧成单元30的组成部分的主烧成炉32的物料入口，如图2所示，水泥生料经由第一分配口进入到预分解炉11内。在分配器31中，细颗粒进入到预分解炉11，而粗颗粒则进入到主烧成炉32。分配器31可以采用双U/L型阀、U型阀与L型阀搭配等非机械回料装置、双翻板阀等机械阀相互搭配以及机械阀、非机械回料阀搭配的形式，也可以其他任何可以进行粗颗粒与细颗粒分离的结构。
预分解炉11的物料出口与返料器12相通，然后经由预烧成炉21的物料入口或者第一循环入口B进入预烧成炉21，分解后的物料在预烧成炉21中完成熟料生成中间产物主要是C2S的烧成过程(例如1000～1200℃)，接着中间产物经由第一循环出口A1进入分离器22，在分离器22中完成颗粒物料和烟气的分离过程。如图2所示，燃料和空气由预烧成炉21底部或下部供入，提供C2S烧成和部分造粒所需热量，预烧成炉21内温度控制在1000～1200℃。
如图2所示，主烧成炉32的下部设置有第二循环出口A2，且返料器12的出口与该第二循环出口A2相通，均经由第一循环管路C连通到预烧成炉21的第一循环入口B。
在本发明的一个实施例中，在烧成炉32中未完成造粒及C3S烧成的细颗粒物料经由第二循环出口A2输送至预烧成炉21的第一循环入口B(其在预烧成炉21的密相区(预烧成炉输送分离高度(TDH)以下区域)的顶部附近的位置)从而进入到预烧成炉21中继续进行预烧成(例如1000～1200℃)和后续的造粒/烧成过程(例如1300～1450℃)。烧成的高温烟气经激冷风冷却至1000～1100℃后进入预烧成炉21中为C2S烧成提供热量。
如本领域技术人员能够理解的，第一循环入口B的位置只要可以形成预烧成炉与烧成炉之间的循环，其位置不限于在密相区的顶部。
如图2所示，熟料冷却单元40包括熟料冷却段41，用于通入冷却风冷却熟料。经过冷却后的熟料，从熟料冷却段41排出。预热后的热空气(例如>900℃)经由第二循环出口A2进入预烧成炉21为C2S烧成提供热量。
在图2所示的实施例中，熟料冷却段41与主烧成炉32为直接相连通的结构，熟料冷却单元40中的熟料冷却段41的底部或下部提供的冷却风，为主烧成炉32中未完全烧成的物料返回预烧成炉21提供了风选功能。
图2所示的实施例中包括了两个循环回路，分别是：由预烧成炉21、分离器22、分配器31的第一分配口、预分解炉11、返料器12组成的循环回路；由预烧成炉21、分离器22、分配器31的第二分配口、主烧成炉32组成的循环回路。
下面示例性说明图2所示的实施例的具体处理流程。
水泥生料经由分配器31的第一分配口，从分解炉11的顶部或上部进入，由分离器22出来的高温颗粒(1000～1100℃)对其预热，在分解炉11中完成CaCO3的分解过程，温度控制可以在800～1000℃。
分解后的物料经返料器12返料后进入预烧成炉21进行流化，完成C2S烧成和部分颗粒的造粒。如图2所示，燃料和空气由预烧成炉21底部或下部供入，提供C2S烧成和部分造粒所需热量，预烧成炉21内温度控制在1000～1200℃。
预烧成炉21经由第一循环出口A1出来的颗粒和高温烟气进入分离器22完成颗粒与烟气的分离过程。分离的颗粒进入分配器31，在分配器31中，分离的细颗粒进入到预分解炉11，分离的粗颗粒进入主烧成炉32进行造粒和熟料烧成。
从冷却段41来的冷却风可以起到分选作用，将未完全烧成的熟料将通过第二循环出口A2返回至烧成炉21中。主烧成炉32下部与熟料冷却单元的冷却段41相连通，冷却段41底部通入冷却风，因而冷却段41形成流化床，进入冷却段41的大颗粒水泥熟料和未完全烧成熟料的较细颗粒完成风选过程。在烧成炉32完成造粒和烧成的大颗粒水泥熟料经激冷风快速冷却至1100℃以下，未完全烧成的熟料将通过第二循环出口A2返回至烧成炉21中，烧成炉产生的高温烟气(1000～1100℃)和经冷却段熟料预热后的热空气(>900℃)经第二循环出口B返回至预烧成炉21，为预烧成反应提供一定热量。熟料大颗粒冷却至500℃左右后经冷却段底部排出。
在图2所示的实施例中，预烧成炉21内的烟气不进入主烧成炉32，而是通过分离器22排出，从而大幅度少了进入主烧成炉32内的烟气量，避免了现有的流态化水泥烧成技术中主烧成炉内烟气量过高的技术缺点。
图3为根据本发明的另一个示例性实施例的水泥物料处理装置的示意图，其与图1所示的流程图对应。图3与图2的不同在于，在图3中，在分配器31的第二分配口与主烧成炉32之间设置有返料器33。
图4为根据本发明的再一个示例性实施例的水泥物料处理的流程图，图5为根据本发明的一个示例性实施例的水泥物料处理装置的示意图，其与图4所示的流程图对应。
图4-5所示的实施例与图3的区别在于：(1)在图5中，预分解炉11的物料出口与返料器12相通，返料器12的出口连接到预烧成炉21；分配器31的第二分配口与返料器33连通，返料器33的出口与主烧成炉32的物料入口相通，主烧成炉32的物料入口设置在主烧成炉32的下部；(2)图5中，主烧成炉32为流化床的形式，其循环出口(即第二循环出口)A2设置在主烧成炉32的上部，而预烧成炉21专门设置有独立于预烧成炉21的物料入口的循环入口(即第一循环入口B)，第一循环入口B与第二循环出口A2相通且在高度上处于第一循环出口A1与预烧成炉21的物料入口之间；(3)图5中，冷却段41独立于主烧成炉32设置，且主烧成炉32的底部或下部与冷却段41通过第二输送通道D相接；(4)在图5中，主烧成炉32的燃料入口和配风入口设置在主烧成炉32的下部或底部。
虽然没有示出，对于图5所示的实施例，其可以变更为预烧成炉21并不设置第一循环入口B，且第二循环出口A2则是直接与分离器22的烟气出口直接相通。
图1-5所示的实施例同时包含两个循环回路：
一为预烧成单元10和预分解单元20间形成的循环回路。该循环回路包括顺次布置的预分解炉11、预烧成炉21、分离器22、分配器31。
二为造粒/烧成单元30和预烧成单元20之间形成的循环回路。该循环回路包括顺次布置的预烧成炉21、分离器22、分配器31、主烧成炉32。
水泥生料在本发明所述的水泥熟料烧成方法中可以实现如下过程：预热(<800℃)→分解(800～900℃)→C2S烧成(1000～1200℃)→造粒\C3S烧成(1300～1450℃)→冷却(<500℃)→熟料排出过程。
在图1-5所示的实施例中：
1)高温颗粒为生料预热和分解提供热量；
2)预热后的生料在分解炉中完成分解；
3)分解后的生料在预烧成炉中完成熟料形的成关键中间产物C2S的生成反应和部分颗粒造粒；
4)通过对物料粗、细颗粒分离，细颗粒可继续参与上述1)～3)所述过程，形成第一循环，粗颗粒进入主烧成炉进行造粒和C3S烧成；
5)颗粒在主烧成炉内完成造粒、C3S烧成过程，完成烧成的大颗粒水泥熟料经冷却降温后排出，未完成烧成的细颗粒返回预烧成炉继续上述3)～5)过程，形成第二循环。
6)通过控制整个系统中各部分高温烟气的流向，实现高温烟气为各部分反应提供热量，实现整个反应过程中温度(热量)与反应的匹配。
在本发明中，预烧成对应于主要包括中间产物C2S的生成的过程，烧成对应于主要包括造粒和C3S烧成的过程。
在本发明中，设置预烧成单元(即预烧成部)对于水泥物料进行预烧成处理，设置造粒/烧成单元(即烧成部)对来自预烧成单元的水泥物料进行烧成处理，通过设置在烧成部和预烧成部之间的分离器来进行烧成部与预烧成部的处理过程的分离与连接，从而相对于现有技术，将C2S烧成这一过程从熟料煅烧过程中分离出来。
在本发明中，通过在预烧成单元(即预烧成部)与造粒/烧成单元(即烧成部)之间设置分离器，可以将来自预烧成部的烟气分离，避免或减少其直接进入到烧成部中，这有利于克服现有技术中熟料烧成区烟气量大，NOx排放水平高且不稳定的问题。
在本发明中，在移除返料器12或33可行或者可以采用其他设计替代的情况下，也可以不设置返料器12和/或返料器33。
需要指出的是，在本发明中，各个数值范围，除了明确指出不包含端点值之外，除了可以为端点值，还可以为各个数值范围的中值，这些均在本发明的保护范围之内。
基于以上，本发明提出了如下技术方案：
1、一种水泥物料处理装置，包括：
预分解部，适于对水泥生料执行预分解处理；
预烧成部，适于对水泥物料进行预烧成处理，预烧成部包括第一物料入口、第一循环入口和第一循环出口，第一物料入口设置在预烧成部的底部或下部，第一循环出口设置在预烧成部的顶部或上部，预烧成部的下部或底部设置有向预烧成部供给燃料和对应的配风的第一燃料入口和第一配风入口；
烧成部，适于对来自预烧成部的水泥物料进行烧成处理，烧成部包括第二物料入口和第二循环出口，烧成部设置有向烧成部供给燃料和对应的配风的第二燃料入口和第二配风入口；
分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；
分配器，分配器具有第一入口以及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口经由第一返料器与预分解部的物料入口相通，第二分配口经由第二返料器与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；
预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第二循环出口与第一循环入口相通；
冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料，冷却后的水泥熟料适于自所述冷却部排出。
2、根据1所述的装置，其中：
第一物料入口和第一循环入口为同一入口，第一返料器与第二返料器为同一返料器；
第二物料入口设置在烧成部的顶部或上部，第二燃料入口和第二配风入口设置在烧成部的顶部或上部，第二循环出口设置在烧成部的底部或下部。
3、根据2所述的装置，其中：
第二物料入口与第二分配口之间设置有返料器。
4、根据2所述的装置，其中：
所述冷却部与所述烧成部在竖向上一体形成，冷却部处于烧成部的下方；
所述冷却部的底部或下部设置有冷却风入口，冷却风入口设置在第二循环出口的下方，所述冷却风入口构成分选风入口，冷却风构成分选风。
5、根据1所述的装置，其中：
第一返料器与第二返料器为彼此独立的返料器；
第一循环入口在高度方向上处于第一物料入口与第一循环出口之间；
第二物料入口设置在烧成部的下部或底部，第二燃料入口和第二配风入口设置在烧成部的底部或下部，第二循环出口设置在烧成部的顶部或上部。
6、根据5所述的装置，其中：
所述冷却部独立于所述烧成部设置，至少一部分位于所述烧成部的下方，所述冷却部经由第二输送管道连通到烧成部；
第二配风入口构成分选风入口，烧成部的燃料配风构成分选风。
7、一种水泥物料处理装置，包括：
预分解部，适于对水泥生料执行预分解处理；
预烧成部，适于对水泥物料进行预烧成处理，预分解部的物料出口与预烧成部的物料入口相通，预烧成部包括第一物料入口和第一循环出口，第一物料入口设置在预烧成部的底部或下部，预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第一循环出口设置在预烧成部的顶部或上部，预烧成部的下部或底部设置有向预烧成部供给燃料和对应的配风的第一燃料入口和第一配风入口；
烧成部，适于对来自预烧成部的水泥物料进行烧成处理，烧成部包括第二物料入口和第二物料出口，烧成部的底边或下部设置有向烧成部供给燃料和对应的配风的第二燃料入口和第二配风入口，第二物料入口设置在烧成部的下部或底部，第二物料出口设置在烧成部的顶部或上部；
分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；
分配器，分配器具有第一入口以及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口经由第一返料器与预分解部的物料入口相通，第二分配口经由第二返料器与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；
冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料，冷却后的水泥熟料适于自所述冷却部排出，
其中：第二物料出口与分离器的烟气出口相通。
8、根据7所述的装置，其中：
所述冷却部独立于所述烧成部设置，至少一部分位于所述烧成部的下方，所述冷却部经由第二输送管道连通到烧成部；
第二配风入口构成分选风入口，烧成部的燃料配风构成分选风。
9、一种基于水泥物料处理装置的水泥物料处理方法，其中：
所述水泥物料处理装置为根据1-6中任一项所述的水泥物料处理装置，所述方法包括形成水泥物料的第一循环回路，所述第一循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、预分解部，和/或所述方法包括形成水泥物料的第二循环回路，所述第二循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、烧成部；或者
所述水泥物料处理装置为根据7或8所述的水泥物料处理装置，所述方法包括形成水泥物料的第一循环回路，所述第一循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、预分解部。
10、根据9所述的方法，其中：
预分解处理的温度控制在800-900℃之间；和/或
预烧成处理的温度控制在1000-1200℃之间；和/或
烧成处理的温度控制在1300-1450℃之间。
基于以上方案，本发明至少可以获得如下技术效果之一：
1.温度匹配、降能耗，通过水泥熟料烧成过程生料分解反应、硅酸二钙(C2S)烧成反应及硅酸三钙(C3S，熟料)烧成反应的分区域控制，实现温度(热量)与化学反应过程的匹配，从而大幅度降低熟料烧成区的能耗；
2.温度均匀温和，降污染，将水泥熟料烧成过程的主要反应分区域进行，进一步降低了水泥高温烧成区的温度，从而降低了水泥高温烧成的NOx生成量。
3.流态化反应，热量传递效果好。
4.设备采用流态化结构，降占地面积。
5.大幅度降低进入熟料烧成区的烟气量，进而大幅度降低熟料烧成区热力型NOx生成量，避免了现有流态化烧成技术中，主烧成区烟气量大、热力型NOx生成量大的技术缺点。
6.采用循环床炉型，具有硅酸二钙(C2S)预烧成炉与生料分解炉、硅酸二钙(C2S)预烧成炉与硅酸三钙(C3S，熟料)烧成炉间的双侧循环，实现大颗粒与粉料的不同循环路径，实现物料细颗粒的多次循环，进而延长未烧成细颗粒的循环烧成时间，提高了水泥熟料的烧成质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化、要素组合，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种水泥物料处理装置，包括：
预分解部，适于对水泥生料执行预分解处理；
预烧成部，适于对水泥物料进行预烧成处理，预烧成部包括第一物料入口、第一循环入口和第一循环出口，第一物料入口设置在预烧成部的底部或下部，第一循环出口设置在预烧成部的顶部或上部，预烧成部的下部或底部设置有向预烧成部供给燃料和对应的配风的第一燃料入口和第一配风入口；
烧成部，适于对来自预烧成部的水泥物料进行烧成处理，烧成部包括第二物料入口和第二循环出口，烧成部设置有向烧成部供给燃料和对应的配风的第二燃料入口和第二配风入口；
分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；
分配器，分配器具有第一入口以及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口经由第一返料器与预分解部的物料入口相通，第二分配口经由第二返料器与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；
预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第二循环出口与第一循环入口相通；
冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料，冷却后的水泥熟料适于自所述冷却部排出。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
第一物料入口和第一循环入口为同一入口，第一返料器与第二返料器为同一返料器；
第二物料入口设置在烧成部的顶部或上部，第二燃料入口和第二配风入口设置在烧成部的顶部或上部，第二循环出口设置在烧成部的底部或下部。
3.根据权利要求2所述的装置，其中：
第二物料入口与第二分配口之间设置有返料器。
4.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述冷却部与所述烧成部在竖向上一体形成，冷却部处于烧成部的下方；
所述冷却部的底部或下部设置有冷却风入口，冷却风入口设置在第二循环出口的下方，所述冷却风入口构成分选风入口，冷却风构成分选风。
5.根据权利要求1所述的装置，其中：
第一返料器与第二返料器为彼此独立的返料器；
第一循环入口在高度方向上处于第一物料入口与第一循环出口之间；
第二物料入口设置在烧成部的下部或底部，第二燃料入口和第二配风入口设置在烧成部的底部或下部，第二循环出口设置在烧成部的顶部或上部。
6.根据权利要求5所述的装置，其中：
所述冷却部独立于所述烧成部设置，至少一部分位于所述烧成部的下方，所述冷却部经由第二输送管道连通到烧成部；
第二配风入口构成分选风入口，烧成部的燃料配风构成分选风。
7.一种水泥物料处理装置，包括：
预分解部，适于对水泥生料执行预分解处理；
预烧成部，适于对水泥物料进行预烧成处理，预分解部的物料出口与预烧成部的物料入口相通，预烧成部包括第一物料入口和第一循环出口，第一物料入口设置在预烧成部的底部或下部，预分解部的物料出口和第一物料入口相通，第一循环出口设置在预烧成部的顶部或上部，预烧成部的下部或底部设置有向预烧成部供给燃料和对应的配风的第一燃料入口和第一配风入口；
烧成部，适于对来自预烧成部的水泥物料进行烧成处理，烧成部包括第二物料入口和第二物料出口，烧成部的底边或下部设置有向烧成部供给燃料和对应的配风的第二燃料入口和第二配风入口，第二物料入口设置在烧成部的下部或底部，第二物料出口设置在烧成部的顶部或上部；
分离器，分离器的物料入口与第一循环出口相通；
分配器，分配器具有第一入口以及与第一入口相通的第一分配口和第二分配口，第一入口与分离器的物料出口相通，第一分配口经由第一返料器与预分解部的物料入口相通，第二分配口经由第二返料器与第二物料入口相通，水泥生料适于自第一分配口进入预分解部；
冷却部，适于冷却来自烧成部的水泥物料，冷却后的水泥熟料适于自所述冷却部排出，
其中：第二物料出口与分离器的烟气出口相通。
8.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述冷却部独立于所述烧成部设置，至少一部分位于所述烧成部的下方，所述冷却部经由第二输送管道连通到烧成部；
第二配风入口构成分选风入口，烧成部的燃料配风构成分选风。
9.一种基于水泥物料处理装置的水泥物料处理方法，其中：
所述水泥物料处理装置为根据权利要求1-6中任一项所述的水泥物料处理装置，所述方法包括形成水泥物料的第一循环回路，所述第一循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、预分解部，和/或所述方法包括形成水泥物料的第二循环回路，所述第二循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、烧成部；或者
所述水泥物料处理装置为根据权利要求7或8所述的水泥物料处理装置，所述方法包括形成水泥物料的第一循环回路，所述第一循环回路依次包括：预烧成部、分离部、分配器、预分解部。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
预分解处理的温度控制在800-900℃之间；和/或
预烧成处理的温度控制在1000-1200℃之间；和/或
烧成处理的温度控制在1300-1450℃之间。
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| CN1079724A (zh) * | 1993-06-05 | 1993-12-22 | 山东省鲁北化工总厂 | 石膏窑外分解工艺与装置 |
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| US20200224110A1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-16 | China University Of Petroleum (East China) | Method of biomass grading pyrolysis gasification in a circulating fluidized bed |
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