CN1212673A - 制备水泥熟料的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制备水泥熟料的设备。该设备由一个预热窑、一个煅烧窑和一个烘干窑组成,在煅烧窑中以高于800℃的温度煅烧原料,并把燃料和含氧的气体送进煅烧窑最下部区。本发明的目的是提供一种制备水泥的装置,其特征在于,可以在煅烧窑中煅烧多块状燃料,同时提高保持时间的可能性,并可能把正被送进煅烧窑最底部的材料加热。该目的是通过本发明达到的,其中,煅烧窑装配有一个固定的底(27),它能使可燃材料送进煅烧窑存放在底上,并且,在那里把含氧气体经过煅烧窑最底部的开口水平送进煅烧窑。水平送进含氧气体的目的是让引入的含氧气体经过煅烧窑的垂直侧面/壁,而不经过底部。

Description

制备水泥熟料的设备

本发明涉及制备水泥熟料的设备。该设备由一个预热窑、一个煅烧窑和一个烘干窑组成；在预热窑中预热原料；在煅烧窑中以高于800℃的温度煅烧原料，并把燃料和含氧的气体送进煅烧窑最下部区；在烘干窑中煅焙原料并使之转变成熟料。

在传统制备水泥熟料的设备中，有可能在转式烘干窑中用低价废物燃料代替高达20％的主燃料，如用橡胶轮胎代替，并不降低成品水泥产品的质量。

一般来说，在熟料烘干窑中燃烧最多用去水泥设备所需总燃料的40％，而其余60％用于煅烧窑中的燃烧。结果，在普通烘干窑装置中，仅可能用废物燃料替代转式烘干窑燃烧所需40％燃料的20％左右，即近总燃料比率的8％。所以，如果在煅烧窑中所燃烧的大部分燃料可以用废物燃料代替的话，将是有益的。

不过，能有效地在煅烧窑中燃烧的废物类型是有一定限制的。

煅烧窑中典型的温度范围为850-950℃，由于在煅烧窑中的这种煅烧需要比可利用温度更高的温度并需要保持更长的时间，才能使燃烧废物中的有害物质被分解和中和，这意味着燃烧危险废物时将不会有任何好处。煅烧窑一般采用悬吊式，这使预热空气从熟料冷却装置或从烘干窑通过一个导管和一个挠性弯管被带到煅烧窑底部。如果把撕碎的橡胶轮胎那样的块状废物送进煅烧窑，它将会向下掉进弯管，导致弯管阻塞。所以，底部具有这种结构形式的煅烧窑不适于煅烧块状燃料。

煅烧难以燃着的燃料也可能是困难的，如具有低含量挥发物质的某些煤类，由于在煅烧窑中保持的时间相对较短，并且温度相对较低。

丹麦专利申请870/82(Metallgesellschaft AG)公开了一种流化床式煅烧窑，该窑中含氧流化空气是经过煅烧窑的底并在底部送进的煅烧窑的，进一步来说，含氧的补充空气可以水平送到一个区域，该区域在流化空气进入点向上最少为1米，直到煅烧窑下面的30％处。在这个系统中，至少65％的燃料被送进煅烧窑，其用于提供需要的总的热量，该燃料至少10％被送进下一程序的烘干窑。即使在相应颗粒大小分布变化的情况下，煅烧窑中采用流化床也可能会得到高度煅烧。不过，流体化意味着大量有害空气进入系统，这会对热效益产生不利影响。流化空气的实际喷射也需要吸收一定的能量。

从丹麦专利170368(F.L.Smidth & Co.A/S)可以了解到，实际上可把撕碎的汽车轮胎那样的块状料送进与煅烧窑相连装配的分解室中。根据该专利的说明书，把预热或部分煅烧的生料送进分解室以便加热废物燃料。在分解室中要得到的理想温度必须足以高到确保进行热分解过程，但是，另一方面，它不必高至产生生料颗粒化。从分解室出来的这种燃烧气体接着流进煅烧窑本身构成的燃烧室，并且，从分解室底部把副产品排出，副产品可以被输送到转式烘干窑中。不过，若在分解室中所用空气不足，从煅烧窑的废料中排出的能量将不会达到与氧气供应充足条件下完全燃烧得到能量同样的量。

本发明的目的是提供一种制备水泥的设备，其特征在于，可以在煅烧窑中煅烧块状燃料，同时提高了保持时间的可能性，并能保持正被送进煅烧窑最底部的材料温度。

该目的是通过本发明达到的，其中，煅烧窑装配一个固定的底部，它能使可燃材料送进煅烧窑并存放在底上，并且，在那里把含氧气体经过煅烧窑最底部的开口水平送进煅烧窑。水平送进含氧气体的目的是让引入的含氧气体经过煅烧窑的垂直侧面/壁，而不经过底部。

于是，通过送入可燃材料和含氧空气，有可能在煅烧窑的最下部区域形成一个燃烧室，其中的温度超过了煅烧窑中其余部分常有的温度，温度可很好地保持在1100-1300℃范围内。这种燃烧室的特殊优点在于不必考虑正送进的燃料。既不必考虑任何块状燃料的大小和燃料的浓度，也不必考虑燃料的热值和残留量。

另外，对现有装置进行的改动将是相对简单的，因为仅需要改动现有装置煅烧窑的底部和供气系统。

为了控制最下部区域的温度，最主要的是要确保能控制生料的进入，因为大量生料的进入会降低温度，这是由于实事上煅烧是一个吸热过程。

为了确保控制生料进入到最下部，最主要的是确保正送入煅烧窑最上部的生料不会落到最下部。

通过确保煅烧窑下部区域最上部分中向上流动空气速度正向分布和相对均匀，就能阻止这种生料的任何掉落。

有很多方式来确保经过整个最下部横截面的速度正向分布。一个简便的方法是使含氧气体流进最下部，以便在横截面中不会产生直接向下的流动。

在本发明的最佳实施例中，含氧气体被引入，并以适当方式分布，煅烧窑最下部的一个侧面/多个侧面设置有几个较小的开口，所有开口都输送来自环形室的含氧热气。在这种情况下，环形室仅需要装配单一的热气供应点。

现在，结合附图进一步说明本发明的细节，其中，

图1表示传统制备水泥的设备；

图2和3表示本发明设备中煅烧窑的一个实施例；

图4表示本发明设备中煅烧窑的最佳实施例；

图5表示图4中燃烧室中线Ⅱ处气体速度分布。

图1表示现有技术中制备水泥的设备。该设备由一个预热窖1、一个煅烧窑2和一个烘干窖4组成，预热窖1由三个预热旋流装置a、b、c组成，安排在其后的是装配有分离旋流装置3的煅烧窑2，烘干窖4后续冷却装置5。

原料在落下经过设备时要受到来自烘干窑4和冷却装置5的热气流的阻挡，热气流向上运动经过煅烧窑2和预热窑1。所以，原料通过导管6从预热窑1的最上部导入设备。随后，悬置原料在热气流中被送进预热窑的旋流装置a，在旋流装置a中原料脱离悬吊物，并直接经过一个导管向下进入更热的气流中，该气流带着原料进入预热窑的旋流装置b。以类似的方式原料从旋流装置b被送进旋流装置c。在旋流装置a中分散原料的气体转向经过导管7进入静电除尘装置，然后通进排气管。

一旦原料经过预热窑1，原料直接经过导管8进入煅烧窑2，并且预热的原料一般立即被送到煅烧窑底部的上方。

图1中的煅烧窑2是SLC-型(Separate Line Calciner，分开生产式煅烧窑)，因此，仅通过导管9从冷却装置中送入富氧空气。ILC-型煅烧窑(In Line Calciner，连续生产式煅烧窑)是从烘干窑送热空气并从冷却装置送含氧热空气。就SLC-型煅烧窑而言，来自烘干窑的热空气绕过煅烧窑，直接进入预热窑。

用一个或多个燃烧装置10来确保煅烧窑中的温度提高到近850-950℃的水平，煅烧完生料后，生料正被悬吊物携带经过分离旋流装置3，在分离旋流装置3中煅烧了的生料脱离悬吊物，并直接经过导管11进入熟料烘干窑4。来自煅烧窑2的热气体上升到分离旋流装置3顶部的出口，并经过其上进入预热窑1。最终，煅烧了的生料经过烘干窑4，在烘干窑4中生料受到高于1400℃温度加热。结果，产生能形成熟料颗粒的熔体。带有熟料颗粒的熔体粒化之后，成品熟料落进冷却装置中，在冷却装置中熟料冷却降温至100℃左右的水平。

在图2和3中表示了本发明设备中煅烧窑2的一个实施例。而且，在图3中，把图2所示煅烧窑2通过线Ⅰ剖开来表示。

热气通过2个导管21被送进煅烧窑2，导管是通过2个开口20直接把热气水平送进煅烧窑2的，图3中可以看到开口之一。生料通过导管8被送到煅烧窑2上部，可以在导管8下方安装一个“滑跳件”22，以便阻止生料停在煅烧窑2的最下部。

经过煅烧窑的横截面区的生料的有效分布，既可以采用调节“滑跳件”来进行，也可以使用另一个会确保生料适当悬浮的分布机械来进行，这种有效分布也会减小经过煅烧窑这部分的压力。

在煅烧窑的最下部形成一个燃烧室23，通过导管24给该燃烧室送燃料，并且，燃烧室23中的温度可以由经导管25添加少量生料来控制。提供到煅烧窑上部的燃料经过一个或多个燃烧装置10。在燃烧室23底部装配一个固定的底27。实事上固定该底的意义在于，经过导管24的可燃材料被放在该底上，从而产生稳定的燃火。底27的装配结构便于移出任何残留材料，可通过刮落或让材料掉落经过该底，或者被吹起成为悬浮物。在这种实施例中，用于排出残留材料的开口26安置在该底27的下部。

图4表示本发明装置中煅烧窑的另一个实施例。在这个实施例中，煅烧窑2最下部由导管21送进热气，该导管21穿过环形室28通过煅烧窑侧面上的几个开口20来分布热气。

图5所看到一设备最下部区的最上部中气体速度分布类，似于图4线Ⅱ区域的气体速度分布，其中含氧热气经过环形室28被送进燃烧室23。

图中明显可看出，速度是正向的，即上行通过整个横截面。如果在该室中气体转向的话，如正交送入气体，就产生最中心部速度分布变负的危险，即速度方向朝下。

Claims (7)

1、一种用于制备水泥熟料的设备，包括一个预热窑，在预热窑中水泥生料在高于800℃的温度下煅烧，并把燃料和含氧气体送进煅烧窑的最下部区域，和一个烘干窑，在烘干窑中生料被煅焙并转化成熟料，其特征在于：在煅烧窑(2)的底端安装一个固定的底(27)，含氧气体水平送进最下部(23)，并且少量受控未煅烧生料可以被送进煅烧窑的最下部(23)。

2、根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于：该煅烧窑(2)最下部(23)中的温度高于煅烧窑上部区域的温度。

3、根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：煅烧窑(2)最下部(23)中的温度高于1000℃。

4、根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：煅烧窑(2)最下部区域(23)的温度保持在1100-1300℃范围内。

5、根据权利要求1-4之一所述的设备，其特征在于：送到煅烧窑(2)最下部(23)中的含氧气体至少经过煅烧窑(2)侧面的两个开口(20)。

6、根据权利要求1-5之一所述的设备，其特征在于：送到煅烧窑(2)最下部区域(23)中的含氧气体至少经过煅烧窑(2)侧面的两个开口(20)，所述开口的安置便于在最下部区域(23)的上部中保持向上流动气流的正向速度分布。

7、根据权利要求1-5之一所述的设备，其特征在于：煅烧窑上部的内径是最下部内径的1.5-2倍。

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