CN114853370A - 预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑 - Google Patents
预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114853370A CN114853370A CN202210631944.3A CN202210631944A CN114853370A CN 114853370 A CN114853370 A CN 114853370A CN 202210631944 A CN202210631944 A CN 202210631944A CN 114853370 A CN114853370 A CN 114853370A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lime kiln
- chamber
- wall body
- kiln
- lime
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 title claims abstract description 186
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 title claims abstract description 186
- 239000004571 lime Substances 0.000 title claims abstract description 186
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000001354 calcination Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 title claims abstract description 45
- 239000006028 limestone Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 105
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 26
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 14
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 13
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 13
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 9
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 7
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052849 andalusite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 2
- 101100399296 Mus musculus Lime1 gene Proteins 0.000 description 123
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
- C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
- C04B2/12—Preheating, burning calcining or cooling in shaft or vertical furnaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/40—Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills
Abstract
本发明涉及预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，有效解决实现煤气预混燃烧且使燃烧烟气对石灰石进行顺向与逆向加热分解的连续交替运行，节能环保的问题，空煤气在特定的砖体结构中实现预混燃烧，在窑膛内完成石灰石的煅烧过程，避免预混气石灰石中燃烧而使得温度的无法控制；采用适合于耐火材料性能的以承压砌筑结构为主的稳定砌筑结构，增加结构的坚固性与热稳定性，延长石灰窑的使用周期；调整冷却风的布置降低煅烧室温度，降低排烟温度提高石灰窑的热效率，增加石灰窑的煅烧过程的可调节性能与可控制的性能；用窑膛外预混燃烧，提高温度可控性，减少冷却风量，提高热效率，控制烟气中的氮氧化物，满足超低排放的环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及石灰煅烧窑，在气体燃料预混燃烧的前提下，燃烧气流与石灰石同向运动而使石灰石加热分解（顺向煅烧）和热烟气与石灰石间逆向运动而使石灰石加热分解（逆向煅烧），且能使上述两个过程在两个并列连通的竖直窑筒中交替进行双膛结构的一种预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑。
背景技术
在工业应用领域中利用燃料燃烧生成热将石灰石煅烧（热分解）成生石灰是工业常用的工艺过程，石灰窑就是为完成这一过程而设置的热工设备。由于煅烧方式的不同，窑型结构的差异，燃料与燃烧方式的变动，以及烧成石灰的性能指标差异等，通常都会根据石灰的用途而选择相应的石灰窑窑型。目前，使用最多的石灰窑，按结构特征可分为竖窑、回转窑、双膛窑和套筒窑，按燃烧的燃料可分为混烧石灰窑（固体燃料）和气烧石灰窑（气体燃料）。随着环保要求的日益严厉，混烧石灰窑成为被淘汰的对象，而气烧石灰窑就逐渐成为石灰煅烧的主流窑型。
实际上，在石灰石的分解过程中最适宜通过高温烟气流以适当加热强度和适当的温度来实现（软烧），而不是让其在燃烧过程中实现，更不以高强度加热来实现（硬烧）。实践表明，在流动烟气对石灰石的加热过程中，石灰石颗粒逐步达到合适的高温而分解，释放出二氧化碳，并以烟气温度在900℃—1100℃之间分解更能获得较好的效果，如氧化钙成分高（过生烧率低）、石灰活性好（软烧）等。其实，要做到这一点并不是一件容易的事情，尤其是上述的各种石灰窑的窑型结构，在其确定的流体流动、燃烧与传热的方式下，是很难实现上述要求的。因此，基于石灰分解机制从石灰窑流体的燃烧、流动与传热原理出发，寻求新窑型结构就成为石灰窑技术创新的主要方向。为此，在总结石灰窑的结构特征与运行实践的基础上，提出了一种能实现煤气预混燃烧且使燃烧烟气对石灰石进行顺向与逆向加热分解的连续交替运行的并列双窑膛的石灰窑结构，至今未见有公开报导。
发明内容
基于上述提出的定时顺逆流互换的加热与分解的设计思路，本发明之目的就是提供一种预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，可有效解决实现煤气预混燃烧且使燃烧烟气对石灰石进行顺向与逆向加热分解的连续交替运行，节能环保的问题。
本发明解决的技术方案是，一种预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，包括两个并列且相互连通的竖直圆筒形窑膛，每个窑膛均由钢壳内砌筑不同耐火材料而构成，从上到下由石灰窑预热室墙体、石灰窑燃烧器墙体、石灰窑煅烧室墙体、石灰窑冷却室墙体、以及石灰窑出料仓墙体共同组合在一起构成，在运行中竖直圆筒形窑膛内由石灰石或烧成后的生石灰充填；石灰窑预热室墙体内部空间为石灰窑预热室，上部中心设置石灰石分布圆锥形阵伞以及顶部的圆筒形上料口与烟气出口；石灰窑燃烧器墙体的内部空间为石灰窑燃烧室，沿墙体内周向设置有同轴的矩形截面的预混燃烧环道，该环道被分隔墙体均匀分割成数个预混燃烧室；在预混燃烧环道外侧与预混燃烧室对应数个的圆筒状旋流预混通道一端连通，该通道另一端同轴连通煤气进口喷嘴管，垂直切向连通空气进口管，构成空煤气旋流预混结构；在预混燃烧环道内侧设置与预混燃烧室成倍个数的燃烧气流喷出口，以此将预混燃烧室与石灰窑燃烧室连通；在燃烧室墙体的底部设置承托燃烧室墙体的钢制燃烧室墙体承托圈并与窑膛钢壳焊接在一起；石灰窑煅烧室墙体的内部空间为石灰窑煅烧室，上部墙体与燃烧室墙体以相互滑移结构连接，下部墙体中设置有同轴近似矩形截面的烟气汇流环道，烟气汇流环道内侧环墙从上到下设置多排且每排多个数的沿周向均布的烟气流通口，以此将烟气汇流环道与石灰窑煅烧室连通，并在两个窑膛的烟气汇流环道间设置相互连通的两汇流环道连通管；石灰窑冷却室墙体承托上部的石灰窑煅烧室墙体，下部砌筑在石灰窑冷却墙体承托基础上，石灰窑冷却室墙体的内部空间为石灰窑冷却室，在冷却室墙体上部沿窑膛周向均匀布置从石灰窑冷却室穿出冷却室墙体的调节冷却风喷出管，连通其外的调节冷却风分配环管，两个窑膛的冷却风分配环管在两个窑膛的中部连通汇合成一个管道，在冷却风分配环管的外侧有至少两个调节冷却风进口管与之连通，其个数为2个、4个、6个，以此类推，且相互对称布置；主冷却风进口管从石灰窑料仓墙体侧面引入，到窑膛中心转折向上，并安装到石灰窑冷却室中心，主冷却风进口管上端部设置多层重叠的锥形与锥筒形组成的主冷却风喷出罩，相互间形成的倾斜向下的环形缝隙为主冷风喷出环缝；石灰窑出料仓墙体为收缩锥筒结构，其内为石灰窑出料仓，下部开口为烧成石灰出料口，石灰窑具体结构情况见图1、图2、图3及图4所示。
本发明结构科学，设计合理，新颖独特，构思主要目的在于：1）改进燃烧器结构，使空煤气在特定的砖体结构（陶瓷燃烧器）中实现预混燃烧，之后在窑膛内完成石灰石的煅烧过程，避免预混气石灰石中（多孔体中）燃烧而使得温度的无法控制，进而高温煅烧引起结窑和出现高温过烧，成为烧成石灰品质降低的隐患；2）改进烟气汇流通道的不稳定性结构，采用适合于耐火材料性能的以承压砌筑结构为主的稳定砌筑结构，增加结构的坚固性与热稳定性，从而延长石灰窑的使用周期；3）调整冷却风的布置降低煅烧室下部的温度，最终降低排烟温度提高石灰窑的热效率，同时增加石灰窑的煅烧过程的可调节性能与可控制的性能；4）采用窑膛外预混燃烧，温度可控性大为提高，且冷却风量也相应减少，在提高热效率的同时，烟气中的氮氧化物得到有效控制，满足超低排放的环保要求，节能环保，经济和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明结构的剖面主视图。
图2为本发明结构的燃烧器截面图。
图3为本发明结构的烟气汇流部位截面图。
图4为本发明结构的烟气冷却室截面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体结构与实施方式做进一步的详细说明。
由图1-4所示，本发明一种预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，包括两个并列且相互连通的竖直圆筒形窑膛，每个窑膛均由钢壳内砌筑不同耐火材料而构成，从上到下由石灰窑预热室墙体1、石灰窑燃烧器墙体2、石灰窑煅烧室墙体3、石灰窑冷却室墙体4、以及石灰窑出料仓墙体5共同组合在一起构成，在运行中竖直圆筒形窑膛内由石灰石或烧成后的生石灰充填；石灰窑预热室墙体1内部空间为石灰窑预热室1-1，上部中心设置石灰石分布圆锥形阵伞1-2以及顶部的圆筒形上料口与烟气出口1-3；石灰窑燃烧器墙体2的内部空间为石灰窑燃烧室2-1，沿墙体内周向设置有同轴的矩形截面的预混燃烧环道2-5，该环道被分隔墙体2-6均匀分割成数个预混燃烧室2-7；在预混燃烧环道2-5外侧与预混燃烧室2-7对应数个的圆筒状旋流预混通道2-4一端连通，该通道另一端同轴连通煤气进口喷嘴管2-2，垂直切向连通空气进口管2-3，构成空煤气旋流预混结构；在预混燃烧环道2-5内侧设置与预混燃烧室2-7成倍个数的燃烧气流喷出口2-8，以此将预混燃烧室2-7与石灰窑燃烧室2-1连通；在燃烧室墙体2的底部设置承托燃烧室墙体的钢制燃烧室墙体承托圈2-9并与窑膛钢壳焊接在一起；石灰窑煅烧室墙体3的内部空间为石灰窑煅烧室3-1，上部墙体与燃烧室墙体以相互滑移结构连接，下部墙体中设置有同轴近似矩形截面的烟气汇流环道3-2，烟气汇流环道3-2内侧环墙从上到下设置多排且每排多个数的沿周向均布的烟气流通口3-3，以此将烟气汇流环道3-2与石灰窑煅烧室3-1连通，并在两个窑膛的烟气汇流环道间设置相互连通的两汇流环道连通管3-4；石灰窑冷却室墙体4承托上部的石灰窑煅烧室墙体3，下部砌筑在石灰窑冷却墙体承托基础4-5上，石灰窑冷却室墙体4的内部空间为石灰窑冷却室4-1，在冷却室墙体4上部沿窑膛周向均匀布置从石灰窑冷却室4-1穿出冷却室墙体4的调节冷却风喷出管4-4，连通其外的调节冷却风分配环管4-3，两个窑膛的冷却风分配环管4-3在两个窑膛的中部连通汇合成一个管道，在冷却风分配环管4-3的外侧有至少两个调节冷却风进口管4-2与之连通，其个数为2个、4个、6个，以此类推，且相互对称布置；主冷却风进口管5-2从石灰窑料仓墙体5侧面引入，到窑膛中心转折向上，并安装到石灰窑冷却室中心，主冷却风进口管5-2上端部设置多层重叠的锥形与锥筒形组成的主冷却风喷出罩5-3，相互间形成的倾斜向下的环形缝隙为主冷风喷出环缝5-4；石灰窑出料仓墙体5为收缩锥筒结构，其内为石灰窑出料仓5-1，下部开口为烧成石灰出料口5-5。
所述的石灰窑预热室墙体1、石灰窑燃烧器墙体2、石灰窑煅烧室墙体3、石灰窑冷却室墙体4、以及石灰窑出料仓墙体5均由耐热钢板焊接而成的筒状结构，其内由耐火材料砌筑而成，其中石灰窑预热室墙体1和石灰窑出料仓墙体5在耐热钢壳内喷涂耐磨喷涂层9；石灰窑燃烧器墙体2、石灰窑煅烧室墙体3、石灰窑冷却室墙体4均是在耐热钢壳内喷涂防腐喷涂层11，再在内砌筑保温轻质砖12及重质承重砖体，石灰窑燃烧器墙体2的承重砖体采用结构强度高且抗热震性强的砖体，如堇青石莫来石砖7；石灰窑煅烧室墙体3的上部承重砖体采用结构强度高且防渗透与高荷软的砖体，如红柱石莫来石砖6，下部烟气汇流环道区域承重砖体则采用结构强度高且抗热震性强的砖体，如堇青石莫来石砖7；石灰窑冷却室墙体4的承重砖体采用结构强度高且耐冲击的砖体，如红柱石高铝砖8。
所述的石灰窑预热室墙体1内部空间为石灰窑预热室1-1，上部中心设置石灰石分布圆锥形阵伞1-2，其结构为三角型截面的锥环，以悬吊方式固定在石灰窑预热室1-1中心部位，与石灰石接触的部位均喷涂耐磨喷涂层9。
所述的在预混燃烧环道2-5内侧设置与预混燃烧室2-7成倍数个的燃烧气流喷出口2-8，其为沿燃烧室墙体2水平周向均布的连通石灰窑燃烧室2-1的多排且每排多个数的矩形截面通道，该通道是一种截面逐渐扩大的结构形式，且在出口前顺着石灰窑燃烧室墙体2的截面逐步扩大而形成向下倾斜的开口（矩形截面宽度不变高度向下增加的喷出口结构）。
所述的石灰窑煅烧室墙体3的内部空间为石灰窑煅烧室3-1，其下部墙体中设置有同轴的近似矩形截面的烟气汇流环道3-2，其内侧环墙从上到下设置多排且每排多个数的沿周向均布的烟气流通口3-3，以此将烟气汇流环道3-2与石灰窑煅烧室3-1连通，烟气流通口3-3为矩形截面管口，在连通石灰窑煅烧室3-1之前以一定的向下倾斜角转折向下；在烟气汇流环道3-2逐渐向下收缩的底部设置有垂直向下的汇流烟气回流通道3-5，且在向内转折后连通调节冷却风喷出管4-3，汇流烟气回流通道3-5沿烟气汇流环道3-2周向均布，其个数与调节冷却风喷出管4-3对应。
所述的主冷却风进口管5-2从石灰窑料仓墙体5侧面引入到窑膛中心转折向上安装到石灰窑冷却室中心，其上部设置有耐热钢材制成的多层重叠的锥形与锥筒形构成的主冷却风喷出罩5-3，接触石灰的表面喷涂耐磨喷涂层9。
本发明在具体实施时，首先在两个并列且连通的石灰窑膛中装入石灰石，此时将一个窑膛烟气出口关闭，而另一个窑膛烟气出口打开。在烟气出口处在关闭状态的窑膛，将煤气与助燃空气分别从其煤气进口喷嘴管2-2和空气进口管2-3接入，在旋流预混气通道2-4形成旋流预混气流后进入旋流预混燃烧室2-7，在此完成预混燃烧过程后经燃烧气流喷出口2-8进入石灰窑燃烧室2-1，在此穿透燃烧室石灰石堆积层并同时向下流动（此时该窑膛顶部烟气出口关闭，而另一窑膛烟气出口打开，气流必须向下流动），在此加热同时向下流动的石灰石，使其达到热分解状态，并逐步释放二氧化碳而转化为多孔体状的氧化钙（称之为生石灰）；在石灰窑煅烧室气流与石灰石同时向下的过程中完成石灰石的热分解最终形成生石灰，此时高温烟气也随着向石灰石的传热温度逐步下降，在石灰窑煅烧室3-1的下部烟气通过烟气流连通口3-3而进入烟气汇流环道3-2，经此环道及两汇流环道连通管3-4进入另一窑膛烟气汇流环道3-2，再经此窑膛的烟气流连通口3-3进入此窑膛的石灰窑煅烧室，并对该窑膛的石灰石进行预热并同时向上流动，经石灰窑燃烧室2-1与石灰窑预热室1-1，最终经该窑膛的上料口与烟气出口1-3离开石灰窑窑膛，完成双膛石灰窑的一个燃烧过程与一个预热过程。该两个过程经历一段时间后，两个窑膛进行工作状态的切换，原来燃烧的窑膛变成预热窑膛，原来预热的窑膛变成煅烧窑膛。实际上，在石灰窑窑膛连续的运行中，处在预热状态的窑膛也在继续热分解，只要窑膛间交换的烟气温度大于750℃，两个窑膛犹如一个窑膛，一个处在高温的顺向热分解，而另一个处在较低温度逆向热分解。因此，双膛石灰窑利用其双窑膛的结构特征，实现了高温顺向热分解（降低换热强度）与低温逆向热分解（提高换热强度低）。在石灰窑煅烧室下部为石灰窑冷却室4-1有两股冷却风进入其中，一股是调节冷却风从冷却室上部经调节冷却风喷出管4-4垂直周向均匀地喷射进入冷风室，另一股是主冷却风从冷风室底部中心经倾斜向下部的主冷却风喷出环缝5-4周向喷出进入冷风室，由于两股特殊气流间的相互作用在石灰堆积料中形成涡环运动，有效实现明确的石灰窑冷却区域以对石灰块体的充分冷却。此外，由于调节冷却风喷出管4-4 与烟气汇流环道3-2经其底部的汇流烟气回流通道3-5是随流向连通的，因而烟气汇流环道3-2在其底部的沉积物会经汇流烟气回流通道3-5而随着调节冷却风一道再次进入石灰窑冷却室4-1，从而防止烟气汇流环道的低温积灰与高温结渣。
从上述实施过程可见，通过窑膛外预混燃烧室结构的设置与周向均匀可调的预混燃烧方式有效实现石灰窑膛内温度的可控，保证了（950℃～1100℃）石灰石的分解，而且在窑膛内不会出现局部高温；双窑膛的采用有效实现了高温顺向加热分解与较低温的逆向加热分解，切实保证了煅烧石灰的高活性度与低过生烧率的优质石灰的技术要求；双冷却风的设置以及巧妙的布置，形成有效的回流涡旋冷却模式有效保证了出灰温度的稳定，而设置调节冷却风对烟气汇流环道中的烟气抽吸形成回流循环从而产生稳定的窑膛流场结构，以及回流对沉积物的清理作用构成运行的安全与稳定，这些都发挥出了独特的技术效果。因此，该技术的实施就能有效提高烧成石灰的活性度与有效降低石灰产品的过生烧率，并能在提高煤气的利用率的基础上对燃烧过程的实现控制，且节能与环保的技术效果尤为显著。由于该结构的石灰窑结构设计稳定巧妙、性能优良、易于控制、高效节能，相对于传统的双膛石灰窑具有显著的竞争优势和广阔的市场前景。
Claims (6)
1.一种预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，包括两个并列且相互连通的竖直圆筒形窑膛，每个窑膛均由钢壳内砌筑不同耐火材料而构成，从上到下由石灰窑预热室墙体（1）、石灰窑燃烧器墙体（2）、石灰窑煅烧室墙体（3）、石灰窑冷却室墙体（4）、以及石灰窑出料仓墙体（5）共同组合在一起构成，在运行中竖直圆筒形窑膛内由石灰石或烧成后的生石灰充填；其特征在于，石灰窑预热室墙体（1）内部空间为石灰窑预热室（1-1），上部中心设置石灰石分布圆锥形阵伞（1-2）以及顶部的圆筒形上料口与烟气出口（1-3）；石灰窑燃烧器墙体（2）的内部空间为石灰窑燃烧室（2-1），沿墙体内周向设置有同轴的矩形截面的预混燃烧环道（2-5），该环道被分隔墙体（2-6）均匀分割成数个预混燃烧室（2-7）；在预混燃烧环道（2-5）外侧与预混燃烧室（2-7）对应数个的圆筒状旋流预混通道（2-4）一端连通，该通道另一端同轴连通煤气进口喷嘴管（2-2），垂直切向连通空气进口管（2-3），构成空煤气旋流预混结构；在预混燃烧环道（2-5）内侧设置与预混燃烧室（2-7）成倍个数的燃烧气流喷出口（2-8），以此将预混燃烧室（2-7）与石灰窑燃烧室（2-1）连通；在燃烧室墙体（2）的底部设置承托燃烧室墙体的钢制燃烧室墙体承托圈（2-9）并与窑膛钢壳焊接在一起；石灰窑煅烧室墙体（3）的内部空间为石灰窑煅烧室（3-1），上部墙体与燃烧室墙体以相互滑移结构连接，下部墙体中设置有同轴近似矩形截面的烟气汇流环道（3-2），烟气汇流环道（3-2）内侧环墙从上到下设置多排且每排多个数的沿周向均布的烟气流通口（3-3），以此将烟气汇流环道（3-2）与石灰窑煅烧室（3-1）连通，并在两个窑膛的烟气汇流环道间设置相互连通的两汇流环道连通管（3-4）；石灰窑冷却室墙体（4）承托上部的石灰窑煅烧室墙体（3），下部砌筑在石灰窑冷却墙体承托基础（4-5）上，石灰窑冷却室墙体（4）的内部空间为石灰窑冷却室（4-1），在冷却室墙体（4）上部沿窑膛周向均匀布置从石灰窑冷却室（4-1）穿出冷却室墙体（4）的调节冷却风喷出管（4-4），连通其外的调节冷却风分配环管（4-3），两个窑膛的冷却风分配环管（4-3）在两个窑膛的中部连通汇合成一个管道，在冷却风分配环管（4-3）的外侧有至少两个调节冷却风进口管（4-2）与之连通，其个数为2个、4个、6个，以此类推，且相互对称布置；主冷却风进口管（5-2）从石灰窑料仓墙体（5）侧面引入，到窑膛中心转折向上，并安装到石灰窑冷却室中心，主冷却风进口管（5-2）上端部设置多层重叠的锥形与锥筒形组成的主冷却风喷出罩（5-3），相互间形成的倾斜向下的环形缝隙为主冷风喷出环缝（5-4）；石灰窑出料仓墙体（5）为收缩锥筒结构，其内为石灰窑出料仓（5-1），下部开口为烧成石灰出料口（5-5）。
2.根据权利要求1所述的预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，其特征在于，所述的石灰窑预热室墙体（1）、石灰窑燃烧器墙体（2）、石灰窑煅烧室墙体（3）、石灰窑冷却室墙体（4）、以及石灰窑出料仓墙体（5）均由耐热钢板焊接而成的筒状结构，其内由耐火材料砌筑而成，其中石灰窑预热室墙体（1）和石灰窑出料仓墙体（5）在耐热钢壳内喷涂耐磨喷涂层（9）；石灰窑燃烧器墙体（2）、石灰窑煅烧室墙体（3）、石灰窑冷却室墙体（4）均是在耐热钢壳内喷涂防腐喷涂层（11），再在内砌筑保温轻质砖（12）及重质承重砖体，石灰窑燃烧器墙体（2）的承重砖体采用结构强度高且抗热震性强的堇青石莫来石砖（7）；石灰窑煅烧室墙体（3）的上部承重砖体采用结构强度高且防渗透与高荷软的红柱石莫来石砖（6），下部烟气汇流环道区域承重砖体则采用结构强度高且抗热震性强的堇青石莫来石砖（7）；石灰窑冷却室墙体（4）的承重砖体采用结构强度高且耐冲击的红柱石高铝砖（8）。
3.根据权利要求1所述的预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，其特征在于，所述的石灰窑预热室墙体（1）内部空间为石灰窑预热室（1-1），上部中心设置石灰石分布圆锥形阵伞（1-2），其结构为三角型截面的锥环，以悬吊方式固定在石灰窑预热室（1-1）中心部位，与石灰石接触的部位喷涂耐磨喷涂层（9）。
4.根据权利要求1所述的预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，其特征在于，所述的在预混燃烧环道（2-5）内侧设置与预混燃烧室（2-7）成倍数个的燃烧气流喷出口（2-8），其为沿燃烧室墙体（2）水平周向均布的连通石灰窑燃烧室（2-1）的多排且每排多个数的矩形截面通道，该通道是一种截面逐渐扩大的结构形式，且在出口前顺着石灰窑燃烧室墙体（2）的截面逐步扩大而形成向下倾斜的开口，即矩形截面宽度不变高度向下增加的喷出口结构。
5.根据权利要求1所述的预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，其特征在于，所述的石灰窑煅烧室墙体（3）的内部空间为石灰窑煅烧室（3-1），其下部墙体中设置有同轴的近似矩形截面的烟气汇流环道（3-2），其内侧环墙从上到下设置多排且每排多个数沿周向均布的烟气流通口（3-3），以此将烟气汇流环道（3-2）与石灰窑煅烧室（3-1）连通，烟气流通口（3-3）为矩形截面管口，在连通石灰窑煅烧室（3-1）之前，呈倾斜角转折向下；在烟气汇流环道（3-2）逐渐向下收缩的底部设置有垂直向下的汇流烟气回流通道（3-5），且在向内转折后连通调节冷却风喷出管（4-3），汇流烟气回流通道（3-5）沿烟气汇流环道（3-2）周向均布，其个数与调节冷却风喷出管（4-3）对应。
6.根据权利要求1所述的预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑，其特征在于，所述的主冷却风进口管（5-2）从石灰窑料仓墙体（5）侧面引入到窑膛中心转折向上安装到石灰窑冷却室中心，其上部设置有耐热钢材制成的多层重叠的锥形与锥筒形构成的主冷却风喷出罩（5-3），接触石灰的表面喷涂耐磨喷涂层（9）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210631944.3A CN114853370A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210631944.3A CN114853370A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114853370A true CN114853370A (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=82623600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210631944.3A Pending CN114853370A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114853370A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1468968A (zh) * | 2002-09-29 | 2004-01-21 | 东北大学 | 复座双吹双排式球团矿焙烧竖炉 |
| CN101830646A (zh) * | 2009-03-12 | 2010-09-15 | 贾会平 | 一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置 |
| CN107324671A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-07 | 上海柯来浦能源科技有限公司 | 一种双膛式石灰竖窑 |
| CN109574521A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 东北大学 | 一种煅烧/焙烧双排口内通式重烧镁砂生产装置及方法 |
| CN109652101A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-04-19 | 郑州釜鼎热能技术有限公司 | 一种炉墙分段承托无气流斜道结构的干熄焦炉 |
| CN110260646A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-20 | 郑州釜鼎热能技术有限公司 | 一种带烟气回流预混燃烧顺逆流综合传热的圆筒石灰竖窑 |
| CN113372024A (zh) * | 2021-07-03 | 2021-09-10 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种低热值燃料煅烧石灰的双膛窑及煅烧方法 |
-
2022
- 2022-06-06 CN CN202210631944.3A patent/CN114853370A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1468968A (zh) * | 2002-09-29 | 2004-01-21 | 东北大学 | 复座双吹双排式球团矿焙烧竖炉 |
| CN101830646A (zh) * | 2009-03-12 | 2010-09-15 | 贾会平 | 一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置 |
| CN107324671A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-07 | 上海柯来浦能源科技有限公司 | 一种双膛式石灰竖窑 |
| CN109652101A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-04-19 | 郑州釜鼎热能技术有限公司 | 一种炉墙分段承托无气流斜道结构的干熄焦炉 |
| CN109574521A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 东北大学 | 一种煅烧/焙烧双排口内通式重烧镁砂生产装置及方法 |
| CN110260646A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-20 | 郑州釜鼎热能技术有限公司 | 一种带烟气回流预混燃烧顺逆流综合传热的圆筒石灰竖窑 |
| CN113372024A (zh) * | 2021-07-03 | 2021-09-10 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种低热值燃料煅烧石灰的双膛窑及煅烧方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106196056B (zh) | 烟气回流与分级预混燃烧的控温低氮节能的燃烧装置 | |
| CN201942616U (zh) | 一种内燃梁式石灰竖窑 | |
| CN105650624B (zh) | 一种煤气与空气分级预混燃烧与均流传热的热风炉 | |
| CN203653595U (zh) | 一种带高速旋流预混蓄热自预热燃烧装置的热风炉 | |
| CN202415585U (zh) | 环道内煤气与空气混合均布喷嘴上喷回流燃烧的热风炉 | |
| CN102719584B (zh) | 煤气与空气预混气流水平喷射蓄热体预热燃烧的热风炉 | |
| CN110260646B (zh) | 一种带烟气回流预混燃烧顺逆流综合传热的圆筒石灰竖窑 | |
| CN102288022B (zh) | 套筒式气烧竖窑 | |
| CN203569130U (zh) | 一种旋流内混合整流上喷回流蓄热体燃烧的热风炉 | |
| CN110044176B (zh) | 一种预混气流垂直上喷燃烧的隧道窑的燃烧装置 | |
| CN203517788U (zh) | 一种煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器 | |
| CN202808853U (zh) | 预燃室内喷嘴上下喷射对冲混合蓄热体中燃烧的热风炉 | |
| CN102766713A (zh) | 预燃室内喷嘴对冲喷射混合回流预热燃烧的热风炉 | |
| CN111233351A (zh) | 双膛窑及煅烧方法 | |
| CN114853370A (zh) | 预混燃烧气流交替顺向与逆向煅烧石灰石的双膛石灰窑 | |
| CN103740880B (zh) | 一种预混气流蓄热体中旋流与回流自预热的高速燃烧器 | |
| CN202415583U (zh) | 环道内煤气喷嘴均布上喷空气旋流混合燃烧装置的热风炉 | |
| CN106766901B (zh) | 一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉 | |
| CN202519283U (zh) | 预燃室内均布喷嘴上下喷射混合对冲回流预热燃烧的热风炉 | |
| CN104805246B (zh) | 一种预混气流喷嘴互通与送风气流曲径流动的均流热风炉 | |
| CN202519284U (zh) | 预燃室内均布喷嘴对冲喷射燃烧回流预热稳焰的热风炉 | |
| CN112781047A (zh) | 一种空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体燃烧装置 | |
| CN202849471U (zh) | 一种燃烧室内环形喷射混合蓄热体中燃烧的热风炉 | |
| CN202149683U (zh) | 一种套筒式气烧竖窑 | |
| CN114956612B (zh) | 一种烟气回流预混燃烧气流顺逆向煅烧石灰的圆筒竖窑 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |