CN1274830A - 水泥窑高温废气余热利用的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥窑高温废气余热利用的设备及其方法。其设备包括有预热器、冷却机、分解炉、风机、回转窑,它还包括有高温热管换热器。采用上述设备的水泥窑高温废气余热利用的方法是以水泥生产中煅烧熟料的回转窑窑尾排出的高温废气为热源,利用高温热管换热器加热窑尾冷却机的排气作为分解炉的二次风助燃。这样既利用了高温废气的高品位余热,又不至于降低二次风中的含氧量高,大大节省了燃料,达到了节能的效果。

Description

水泥窑高温废气余热利用的方法及其设备

本发明涉及水泥生产中煅烧的回转窑窑尾高温废气(900-1000℃)的利用，特别为一种水泥窑高温废气余热利用的方法及其设备。

目前，水泥生产中煅烧熟料中的回转窑窑尾排出的废气其主要用途一般用作悬浮预热器的热源，预热入窑的生料粉，另一种用途是与窑尾冷却机的热空气混合进入窑外分解的分解炉作为助燃空气。由于以上用法是将废气直接进入预热器或分解炉，带来了两方面的问题：(1)当将废气作为悬浮物预热器的热源时，窑尾废气的利用受到了燃料品种和煅烧原料成分的限制，因为当燃烧燃料品种内含硫量较高或原料中含碱、氯成份过多时，物料和燃料中发挥出来的碱、氯、硫和废气一起进入预热器内，随着废气温度的降低，这些挥发成份绝大部分冷凝成细雾，被生料所吸附或者吸收，又带回窑内，这样反复进行，形成了一个预热器和窑炉之间的内部循环，使氯、碱、硫的化合物富集起来。当窑尾温度达到一定数值时，富集了的氯、碱、硫化合物会低温熔融，使生料粉黏附在废气管道内部，随着温度的上升，粉尘黏附的数量和硬度也不断增加，最后出现系统风道堵塞；(2)当窑尾高温废气不作为预热器热源而直接与二次风混合进入分解炉时，虽然能充分利用了废气热量，但因废气中含氧量很低，与二次风混合后降低了二次风的含氧浓度，不利于燃料的充分燃烧。

本发明的目的就是为了解决现有技术的上述缺陷而提供一种水泥窑高温废气余热利用的方法及其设备。

本发明的目的之一是通过以下技术解决方案实现的：

一种水泥窑高温废气余热利用的方法，以水泥生产中煅烧熟料的回转窑窑尾排出的高温废气为热源，利用高温热管换热器加热窑尾冷却机的排气作为分解炉的二次风助燃。

本发明的目的之二是通过以下技术解决方案实现的：

一种采用前述方法的水泥窑高温废气余热利用的设备，它包括有预热器、冷却机、分解炉、风机、回转窑，它还包括有高温热管换热器。

本发明的目的还可通过以下技术措施来进一步实现：

前述的水泥窑高温废气余热利用的方法，其中所述的由回转窑窑尾部排出的温度约为900-1000℃窑尾废气，进入高温热管换热器的下部空腔，将部分热量传给热管的冷凝段后形成温度＞600℃的废气，此废气可以作为其他热源，而由冷却机排出的热空气，温度约为600-700℃，通过二次风道进入热管换热器的上部空腔接受热管蒸发段传来的热量，升高至750-850℃进入分解炉或预热器或分解炉和预热器。

前述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其中所述的高温热管换热器内由上下两部分空腔组成，上、下两部分空腔间用隔板隔开，下部空腔内置穿过隔板的热管的蒸发段，上部空腔内置热管的冷凝段，回转窑的窑尾废气通道与设在高温热管换热器下部空腔侧面的蒸发段进气口相连通，冷却机排气口通过二次风道与设在高温热管换热器上部空腔侧面的冷凝段进气口相连通，设在高温热管换热器上部空腔另一侧面的冷凝段的出气口通过废气通道与分解炉或预热器或分解炉和预热器相连通，而设在下部空腔另一侧面的蒸发段的出气口可通往其它需要热源的部位。

前述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其中所述的热管上的翅片最好为螺旋翅片，也可为光管。

前述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其中所述的热管的材料均采用25-20NiCr合金钢。

前述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其中所述的高温热管换热器的位置可以是直立，也可以是卧放。

前述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其中所述的高温热管内的工作液体可以是碱金属，最好为钠、钾或钠和钾混合物中的任何一种。

本发明的优点在于入炉的空气温度高，可以给物料升温级分解提供部分热量；入炉的空气温度稳定，使燃料着火稳定，并能提高气流对物料的浮送能力；由于窑尾气不入分解炉，故分解炉的容积只需考虑分解工艺需要，不需因窑气加入而增大容积；CO₂含量减少对硅酸盐分解有利；二次风中的氧浓度高，对燃料充分燃烧有利，燃烧的发热能力将大大增加。

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明高温热管换热器的结构示意图。

如图1、图2所示，本发明的水泥窑高温废气余热利用的设备，它包括有预热器6、冷却机1、分解炉5、风机7、回转窑2，它还包括有高温热管换热器4。高温热管换热器4可由上下两部分空腔11、12组成，上、下两部分空腔11、12间用隔板13隔开，上部空腔11内置穿过隔板13的热管14的冷凝段15，下部空腔12内置热管14的蒸发段16，回转窑2的窑尾废气通道8与设在高温热管换热器4下部空腔12侧面的蒸发段进气口17相连通，冷却机排气口通过二次风道3与设在高温热管换热器4上部空腔11侧面的冷凝段进气口19相连通，设在高温热管换热器4上部空腔11另一侧面的冷凝段的出气口20通过废气通道21与分解炉5或预热器6和分解炉5与预热器6相连通，而设在高温热管换热器下部空腔12另一侧面的蒸发段的出气口18可通往其它需要热源的部位。热管14上的翅片22最好为螺旋翅片，螺旋翅片的作用是强化传热而增加的附加传热面积，也可不加翅片只为光管。热管14上的材料均采用25-20NiCr合金钢。可以承受1100℃高温。高温热管换热器4的位置可以是直立，也可以是卧放。高温热管14内的工作液体23可以是碱金属，最好为钠、钾或钠和钾混合物中的任何一种。

本发明水泥窑高温废气余热利用的方法，在水泥生产中，以水泥生产中煅烧熟料的回转窑2窑尾排出的高温废24为热源，利用高温热管换热器4加热窑尾冷却机1排出的气体10作为分解炉5的二次风助燃。即由回转窑2窑尾部排出的温度约为900-1000℃窑尾废气24，进入高温热管换热器4的下部空腔12，将部分热量传给热管14后形成温度为＞600℃的废气9，此废气9可以作为其他热源，产蒸汽或预热新鲜空气。而由冷却机1排出的热空气10温度约为600-700℃，通过二次风道3进入热管换热器4的上部空腔11接受热管14传来的热量，升高至温度为750-850℃的气体25进入分解炉5。或预热器6或同时进入分解炉和预热器。这样既利用了高温废气的高品位余热，又不至于降低二次风中的含氧量，因而进入分解炉5的燃料可以充分燃烧，大大节省了燃料，达到了节能的效果。

实施例一：

在水泥生产中，由回转窑2窑尾部排出的温度约为950℃的窑尾废气24，经过窑尾废气通道8，通过高温热管换热器4的下部的蒸发段进气口17进入下部空腔12，将部分热量传给其内的热管14的蒸发段16，降温后的气体9从蒸发段的出气口18离去，作其它热源使用。而冷却机1排出的气体10的温度为650℃，通过二次风道3和高温热管换热器4上部的冷凝段进气口19进入高温热管换热器4的上部空腔，接受热管蒸发段16传来的热量，使气体10温度升高至800℃成为气体25，气体25通过蒸发段出气口20，穿过废气通道21进入分解炉5内，使分解炉5的燃料可以充分燃烧，达到了本发明的目的。

Claims (8)

1.一种水泥窑高温废气余热利用的方法，以水泥生产中煅烧熟料的回转窑窑尾排出的高温废气为热源，利用高温热管换热器加热窑尾冷却机的排气作为分解炉的二次风助燃。

2.根据权利要求1所述的水泥窑高温废气余热利用的方法，其特征在于由回转窑窑尾部排出的温度约为900-1000℃窑尾废气，进入高温热管换热器的下部空腔，将部分热量传给热管的蒸发段后形成温度为＞600℃的废气，此废气可以作为其他热源，而由冷却机排出的热空气，温度约为600-700℃，通过二次风道进入热管换热器的上部空腔接受热管冷凝段放出的热量，升高至750-850℃进入分解炉或预热器或分解炉和预热器。

3.一种采用上述权利要求所述方法的水泥窑高温废气余热利用的设备，它包括有预热器、冷却机、分解炉、风机、回转窑，其特征在于它还包括有高温热管换热器。

4.根据权利要求3所述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其特征在于高温热管换热器由上下两部分空腔组成，上、下两部分空腔间用隔板隔开，上部空腔内置穿过隔板的热管的冷凝段，下部空腔内置热管的蒸发段，回转窑的窑尾废气通过窑尾废气管与设在高温热管换热器下部空腔侧面的蒸发段进气口相连通，冷却机废气出口通过冷却机废气管与设在高温热管换热器上部空腔侧面的冷凝段进气口相连通，设在上部空腔另一侧面的冷凝段的出气口通过废气管与分解炉或预热器或分解炉和预热器相连通，而设在下部空腔另一侧面的蒸发段的出气口可通往其它需要热源的部位。

5.根据权利要求3或4所述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其特征在于，热管上的翅片最好为螺旋翅片，也可为光管。

6.根据权利要求3或4所述的水泥窑高温废气余热利用的设备，其特征在于热管的材料均采用25-20NiCr合金钢。

7.根据权利要求3或4所述的水泥窑高温废气余热利用的设备，高温热管换热器的位置可以是直立，也可以是卧放。

8.根据权利要求3或4所述的水泥窑高温废气余热利用的设备，高温热管内的工作液体可以是碱金属，最好为钠、钾或钠和钾混合物中的任何一种。

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