CN1785811A - 轻灰流化煅烧系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轻灰流化煅烧系统及工艺。它解决了目前轻质纯碱煅烧中占地面积大；炉内预混段结疤；球多，形成颗粒状态不好；煅烧密封难，操作环境差，设备维修量大，成本高的问题，具有结构合理，热效率高、操作简单、设备投资少，高效、节能且可大型化等优点。其技术方案为：它包括物料输送装置，返碱装置，煅烧装置，除尘装置，送风装置等，返碱装置通过混合输送器与煅烧装置连接，煅烧装置还与除尘装置连接，煅烧装置的出料口与成品输送装置连接；经过除尘装置的尾气一部分经管道与炉气总管连接，从而进行热量与CO₂的回收，另一部分通过送风装置与煅烧装置连接，从而实现闭路循环。

Description

轻灰流化煅烧系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种纯碱煅烧行业中的轻灰流化煅烧工艺。

背景技术

纯碱煅烧行业是现代工业当中非常重要的一类。纯碱产品主要有两种，即重质纯碱和轻质纯碱。其规格的区别主要在于物理性质的不同，如松密度、粒子大小和形状及安息角度等。一般轻质纯碱密度为500～600kg/m³。

轻质纯碱煅烧的任务是把真空过滤机分离的湿重碱(主要成分为碳酸氢钠)加热分解制取无水碳酸钠。国内各纯碱生产厂用于轻质纯碱煅烧的工艺主要为蒸汽回转煅烧炉工艺。该工艺的主要流程是通过混料机，将轻质纯碱送入蒸汽回转煅烧炉内，蒸汽煅烧炉在设备内部设有蒸汽盘管，蒸汽通过设备端部的气室进入设备内部的蒸汽盘管；物料通过蒸汽盘管与蒸汽进行间接传热，加热分解制取无水碳酸钠。成品的轻质纯碱通过输送设备进入成品包装。煅烧炉内的煅烧尾气经过除尘后回到前期工艺中回收CO₂和剩余的细粉。

该煅烧工艺主要存在以下几个缺点：占地面积大；炉内预混段结疤；球多，形成颗粒状态不好；煅烧密封难，操作环境差，设备维修量大等。

而国外轻质纯碱流化煅烧装置在实际应用中存在运行不稳定，容易死床，设备生产能力小无法大型化，并且除尘设备比较庞大等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种轻灰流化煅烧工艺，它具有热效率高、操作简单、设备投资少，高效、节能且可大型化等优点。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种轻灰流化煅烧系统，它包括包括物料输送装置，返碱装置，煅烧装置，除尘装置，送风装置等，其特征是：所述返碱装置通过输送器与煅烧装置连接，煅烧装置还与除尘装置连接，煅烧装置的出料口与输送装置连接；经过除尘装置除尘的尾气一部分经管道与炉气总管连接，进行热量与CO₂的回收，另一部分通过送风装置与煅烧装置连接，完成闭路循环。

所述物料输送装置包括重碱带式输送机，它经重碱星形下料器与预混器连接，预混器与埋管流化床煅烧机顶端连接；埋管流化床煅烧机的下部经出料星形下料器与出料刮板输送机连接，它与斗提机的下端连接，斗提机上端经返碱星形下料器与预混器连接。

所述煅烧装置为内置换热器布置成管束形式的轻质纯碱埋管流化床煅烧机，其顶部与除尘装置和预混器连接；埋管流化床煅烧机的换热器与蒸汽管道和冷凝水回收管道连接；其下部通过管道与送风装置连接；出料口则与输送装置连接。

所述除尘装置包括旋风除尘器和布袋除尘器，旋风除尘器与埋管流化床煅烧机顶部连接；旋风除尘器下部与旋风分离器下碱螺旋连接，尾气排放端分两路，一路与炉气总管连接，另一路则与第二级的布袋除尘器连接，布袋除尘器的出料端经布袋除尘器下碱螺旋与成品区连接，尾气排放端与送风装置相连。

所述送风装置为离心风机。

一种轻灰流化煅烧工艺，其特征是：

a、物料经输送装置与由返碱装置返回的部分成品混合；

b、混合物料送入煅烧设备进行流化煅烧，煅烧好的物料经输送设备送入成品区；

c、在煅烧的同时，轻质纯碱埋管流化床煅烧机通入闭路循环工艺空气，经过两次除尘后，工艺空气进行循环，净化所得成品进入成品区。

所述流化煅烧工艺为混合物料从轻质纯碱埋管流化床煅烧机顶部进入，高温的压缩工艺空气由轻质纯碱埋管流化床煅烧机底部进入，高温流化气体使物料完成流化过程，其内部的内置换热器与蒸汽管道连接，使物料与换热器进行间接换热，同时也由高温度的压缩工艺空气对物料进行煅烧，内置换热器产生的冷凝水送入冷凝水回收系统；煅烧后的成品经输送装置送入成品区，同时部分成品还经返碱装置送入预混器，返回轻质纯碱埋管流化床煅烧机，轻质纯碱埋管流化床煅烧机产生的尾气送入除尘装置。

所述工艺空气闭路循环工艺为，轻质纯碱埋管流化床煅烧机产生的尾气由顶部排入旋风除尘器进行第一次净化，一部分尾气送入总系统炉气总管，另一部分尾气进入布袋除尘器进行第二次除尘净化，尾气则经送风装置送入轻质纯碱流化床煅烧机，完成闭路工艺循环。

本发明的煅烧段采用轻质纯碱埋管流化床煅烧机，该设备的内置换热器布置成管束形式。这种布置对流化质量影响较小，并能获得较大的换热面积。该煅烧机煅烧过程所需热量，主要由内置换热器提供。煅烧机中内置换热器与两相流的传热，是通过内部蒸汽盘管进行的。呈流态化的固体颗粒在流化床中对换热器的壁面进行碰撞，使流体边界层减薄。因此该煅烧机具有较高的换热系数。两相流中的绝大部分热量是由壁面向固体颗粒传递的，而该煅烧机煅烧需要的循环流体介质，仅起维持床层颗粒正常流态化的作用，比普通流化床干燥物料所需流化气量大大减少，从而减小了风机的规格和功率损耗。该煅烧机的煅烧过程主要是内置换热器与两相流的传热过程及两相流之间的传热和传质过程。流化状态下，气固两相流具有较高的水分梯度，并能够进行充分接触，传质条件较好。流态化煅烧保证了物料厚度和停留时间均可实现设计范围内的调整，所以保证了物料的煅烧品质。

由于采用了多层埋管流化床结构，可以在较小的面积内布置较多的换热面积，设备的流化面积大大减小。由于设备的流化面积小，所需的流化风量也大大减小，旋风除尘器和布袋除尘器设备的体积小，循环风管道尺寸小，设备的整体体积小。因此整个系统整体占地面积小，厂房和土建投资小，从经济方面分析设备的整体投资低。

流化工艺气体采用循环形式。由布袋除尘器分离后的工艺气体进入高压离心风机，经过高压的压缩，然后进入轻质纯碱流化床煅烧机带动轻质纯碱流化并与内置蒸汽盘管的接触，进行煅烧。煅烧后的炉气排出设备外，进入旋风除尘器进行一级除尘，分离下来的固体作为成品进入包装。然后工艺气体分做两路，一路进入炉气回收系统；另一路进入布袋除尘器进行除尘，除尘后进入高压风机进行循环。采用这种循环方式保证了炉气的浓度≥92％，方便了CO₂的回收；用高温炉气作为流化气体，不需要额外的加热热源，节省了能源消耗，降低了煅烧轻质纯碱的蒸汽消耗，节约了能源；循环外的另外一部分气体采取了碱液回收装置，能源得到了充分的利用；本系统的热蒸汽利用后的冷凝水也可作为其他用途，不致浪费。

采用自动返碱工艺。本煅烧机煅烧后的物料进入输送设备，该输送设备的出口分做两路，一路送往成品包装，另一路将部分成品轻质纯碱送入煅烧机内，利于系统的不间断运行。根据系统的运行状况与成品物料的特点，实现自动返碱。

本发明的有益效果为：换热效率高，在主设备高效率的工作状态下，附属设备的型号规格都可降低，减少了设备的投资，同时，占地面积减小，降低了投资成本；能源节约，系统中基本没有浪费的能源；安装、维修都非常方便，减少了后期投资；系统操作方便。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

其中，1--离心风机，2-埋管流化床煅烧机，3-出料星形下料器，4-出料刮板输送机，5-斗提机，6-重碱星形下料器，7-返碱星形下料器，8-预混器，9-重碱带式输送机，10-旋风除尘器，11-旋风分离器下碱螺旋，12-布袋除尘器，13-布袋除尘器下碱螺旋。

具体实施方式

实施例：

本发明系统组成为，重碱带式输送机9与重碱星形下料器6连接，该重碱星形下料器6与预混器8连接。返碱星形下料器7也与预混器8连接，预混器8与轻质纯碱埋管流化床煅烧机2连接，该煅烧机内置换热管，换热管布置成管束形式，并与蒸汽管道和冷凝水回收管道连接。同时该煅烧机的出料口经出料星形下料器3与出料刮板输送机4连接，该输送机与斗提机5连接，斗提机5将一部分成品纯碱返回预混器8中，其余的送入成品区。煅烧机的顶部还与旋风除尘器10连接，旋风除尘器10的底部连接旋风分离器下碱螺旋11，其净化后的尾气一部分通过管道送入炉气总管，另一部分尾气则进入布袋除尘器12进行二次净化，布袋除尘器12下端接布袋除尘器下碱螺旋13，净化尾气则与离心风机1连接，压缩后送入煅烧机中。

上述除尘装置可以采取多种形式：可以是单级旋风除尘，也可以是双级旋风除尘，旋风除尘器的特点是结构简单，制造容易，压力损失小，处理风量大，具有一定的除尘效率；可以是单级布袋除尘器；也可以将布袋除尘器内置于流化煅烧装置内，含尘气体由布袋除尘器进风管进入布袋除尘器内，经大空间的均风作用后，均匀穿过滤袋，物料被滤袋截留，沉积在滤袋外壁上，过滤后的洁净气体进入上箱体后从排气管排出。布袋除尘器上安装有电磁脉冲阀，定时开启脉冲阀，使压缩空气由喷吹管各个孔眼喷射到各对应的文氏管，把滤袋上多余的粉尘清理下来，使滤袋保持通风顺畅，连续运行。

本发明的工艺过程为：重碱由重碱带式输送机经重碱星形下料器送入预混器，在预混器中与通过斗提机经返碱星形下料器输送的成品混合后，送入埋管流化床煅烧机中。煅烧好的成品由出料星形下料器送入出料刮板输送机，成品在斗提机作用下送入成品区。同时部分成品经返碱星形下料器送入预混器。

煅烧机中的尾气先经过旋风除尘器进行第一次除尘，尾气一部分进入炉气总管，另一部分进入布袋除尘器。尾气通过离心风机送入煅烧设备，完成闭路循环。在循环中经多级离心风机压缩后，进入埋管流化床煅烧机底部风室，再穿过布风板进入床层。在这个过程中进入床层的气体被有效的控制，因而使床内物料维持稳定的流态化，并与床层中的换热器进行换热、煅烧。煅烧合格的物料通过流化床溢流口排出。排出的含尘炉气经过旋风除尘器一次净化，系统所需流化风部分由布袋除尘器二次净化后进入多级离心风机再次循环，多余的一次净化后的气体去总系统炉气总管。

Claims (8)

1、一种轻灰流化煅烧系统，它包括包括物料输送装置，返碱装置，煅烧装置，除尘装置，送风装置等，其特征是：所述返碱装置通过输送器与煅烧装置连接，煅烧装置还与除尘装置连接，煅烧装置的出料口与输送装置连接；经过除尘装置除尘的尾气一部分经管道与炉气总管连接，进行热量与CO₂的回收，另一部分通过送风装置与煅烧装置连接，完成闭路循环。

2、根据权利要求1所述的轻灰流化煅烧系统，其特征是：所述物料输送装置包括重碱带式输送机(9)，它经重碱星形下料器(6)与预混器(8)连接，预混器(8)与埋管流化床煅烧机(2)顶端连接；埋管流化床煅烧机(2)的下部经出料星形下料器(3)与出料刮板输送机(4)连接，它与斗提机(5)的下端连接，斗提机(5)上端经返碱星形下料器(7)与预混器(8)连接。

3、根据权利要求1所述的轻灰流化煅烧系统，其特征是：所述煅烧装置为内置换热器布置成管束形式的轻质纯碱埋管流化床煅烧机(2)，其顶部与除尘装置和预混器(8)连接；埋管流化床煅烧机(2)的换热器与蒸汽管道和冷凝水回收管道连接；其下部通过管道与送风装置连接；出料口则与输送装置连接。

4、根据权利要求1所述的轻灰流化煅烧系统，其特征是：所述除尘装置包括旋风除尘器(10)和布袋除尘器(12)，旋风除尘器(10)与埋管流化床煅烧机(2)顶部连接；旋风除尘器(10)下部与旋风分离器下碱螺旋(11)连接，尾气排放端分两路，一路与炉气总管连接，另一路则与第二级的布袋除尘器(12)连接，布袋除尘器(12)的出料端经布袋除尘器下碱螺旋(13)与成品区连接，尾气排放端与送风装置相连。

5、根据权利要求1所述的轻灰流化煅烧系统，其特征是：所述送风装置为离力心风机(1)。

6、一种轻灰流化煅烧工艺，其特征是：

a、物料经输送装置与由返碱装置返回的部分成品混合；

b、混合物料送入煅烧设备进行流化煅烧，煅烧好的物料经输送设备送入成品区；

c、在煅烧的同时，轻质纯碱埋管流化床煅烧机通入闭路循环工艺空气，经过两次除尘后，工艺空气进行循环，净化所得成品进入成品区。

7、根据权利要求6所述的轻灰流化煅烧工艺，其特征是：所述流化煅烧工艺为混合物料从轻质纯碱埋管流化床煅烧机(2)顶部进入，高温的压缩工艺空气由轻质纯碱埋管流化床煅烧机(2)底部进入，高温流化气体使物料完成流化过程，其内部的内置换热器与蒸汽管道连接，使物料与换热器进行间接换热，同时也由高温度的压缩工艺空气对物料进行煅烧，内置换热器产生的冷凝水送入冷凝水回收系统；煅烧后的成品经输送装置送入成品区，同时部分成品还经返碱装置送入预混器(8)，返回轻质纯碱埋管流化床煅烧机(2)，轻质纯碱埋管流化床煅烧机(2)产生的尾气送入除尘装置。

8、根据权利要求6所述的轻灰流化煅烧工艺，其特征是：所述工艺空气闭路循环工艺为，轻质纯碱埋管流化床煅烧机(2)产生的尾气由顶部排入旋风除尘器(10)进行第一次净化，一部分尾气送入总系统炉气总管，另一部分尾气进入布袋除尘器(12)进行第二次除尘净化，尾气则经送风装置送入轻质纯碱流化床煅烧机(2)，完成闭路工艺循环。

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