CN204202383U - 带有发电装置的工业炉窑 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有发电装置的工业炉窑，包括炉窑、废热锅炉、发电装置和二氧化碳处理单元，炉窑设有引风机、冷却风机、供料设备、供风系统和燃料供给系统。炉窑设有燃烧室，燃烧室的壁由导热砖砌体砌筑而成或用金属材料制成。燃烧室的一头设有燃烧器，另一头与废热锅炉连通。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到发电装置，废热锅炉的下部设有熔渣池，熔渣池设有出渣口。炉窑包括竖排窑、环形窑、转底炉、台车炉、推板炉或步进炉。本实用新型通过窑体内设置燃烧室，隔焰加热窑体内的物料，有利于提高煅烧产品的质量，回收高纯度二氧化碳。燃烧室的烟气进入蒸汽锅炉，发生蒸汽驱动电机发电，提高热效率，充分利用热能资源。

Description

带有发电装置的工业炉窑

技术领域

本实用新型属于工业炉窑技术领域，涉及一种工业竖窑，具体涉及一种带有发电装置的工业炉窑。

背景技术

工业炉窑余热回收利用，可以节约能源消耗，降低热工产品生产成本，同时减小污染物的排放。工业炉窑是大型的高耗能装置，随着国民经济的迅猛发展，工业炉窑的余热非常丰富，可利用的潜力巨大。钢铁工业、电石工业、氧化铝工业和耐火材料工业是能耗大户，上述行业的快速增长，带动了工业炉窑的高速发展。热工产品在生产过程中，烟气排放温度高，约为240～260℃。将这部分烟气余热有效利用，可以减少能源浪费，增加工业炉窑的经济性和环保性。热工产品中的石灰石分解产生二氧化碳是宝贵资源，由于分解的二氧化碳与燃烧烟气混在一起，不利于二氧化碳的回收和利用，因此需要隔焰加热以提高产品质量并分离出宝贵的二氧化碳。

本申请人在公开号为CN102338565A的发明专利申请公开“一种石灰窑低温热能回收利用的设备，主要包括石灰窑、工质储罐、工质预热器、蒸汽发生器、蒸汽调节装置、蒸汽透平、发电机、变送器和冷凝器。通过工质预热器用石灰窑的低温气体将工质预热，通过蒸汽发生器用导热油放出的热量把预热后的工质转化为蒸汽，再利用蒸汽透平驱动发电机发电, 产生的电可以供给石灰窑装置用电设备使用，也可并入电力总网”。本实用新型是在上述专利技术上的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有发电装置的工业炉窑，将燃烧室与石灰石分解室分开，有利于收集高纯度的二氧化碳和利用燃烧烟气的余热发电，降低石灰窑的能量消耗，提高石灰窑综合经济效益。 

本实用新型带有发电装置的工业炉窑，包括炉窑、废热锅炉、发电装置和二氧化碳处理单元，炉窑设有引风机、冷却风机、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体设有进料口、出料口、排气口、冷却风入口和冷却风出口，排气口与引风机连接，冷却风机连接到冷却风入口。炉窑设有燃烧室，燃烧室的壁由导热砖砌体砌筑而成或用铁板制成，金属材料为铸钢、铸铁或耐热钢。燃烧室的一头设有燃烧器，另一头与废热锅炉连通。燃烧器设有燃料入口和一次风入口，燃烧室的下部设有二次风入口，一次风入口与鼓风机或氧气管路连接。冷却风出口连接到二次风入口或引风机入口，冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接或与大气连通。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到发电装置，废热锅炉的下部设有熔渣池，熔渣池设有出渣口。

炉窑包括竖排窑、环形窑、转底炉、台车炉、推板炉或步进炉。竖排窑窑体的窑膛通过隔墙隔开，窑体并排设置或环形设置，每个窑体设有1～20个燃烧室，各燃烧室通过管路与废热锅炉连接。环形窑由内环和外环构成，内环和外环之间的环形空间是被加热物料的窑膛。2～50个燃烧室均匀分布在环形窑的窑壁，燃烧室穿过内环环形空间和外环，燃烧器位于内环的内侧，废热锅炉位于外环的外侧，燃烧室与环形的废热锅炉连接。转底炉包括转底炉料盘和转动设备，燃烧室位于转底炉料盘的上部。发电装置包括蒸汽轮机和发电机组，所述蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，蒸汽轮机与发电机组连接。二氧化碳处理单元包括二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐，并且依次连接。废热锅炉设有排气口，排气口与废气排放系统或二氧化碳处理单元连接。本实用新型用于石灰石、白云石、兰碳、垃圾、钢坯等多种热工材料的煅烧。

本实用新型带有发电装置的工业炉窑在窑体内设置燃烧室，通过导热砖砌体隔焰加热窑体内的物料，有利于提高煅烧产品的质量，回收高纯度二氧化碳。燃烧室的烟气进入废热锅炉，发生蒸汽驱动电机发电，提高热效率，充分利用热能资源。冷却带冷却石灰产品后的高温气体进入燃烧室作二次助燃风，有利于提高助燃风的温度，降低石灰窑的能量消耗。采用外燃外热方式煅烧石灰石，将燃烧室与石灰石分解室分开，以利于分别收集高纯度二氧化碳和高温废烟气余热发电，从而不但降低石灰窑的能耗，且能得到高纯度二氧化碳这一宝贵化工原料，提高石灰窑综合经济效益。用纯氧做助燃气体燃烧后产生的二氧化碳通过二氧化碳处理单元回收二氧化碳，用二氧化碳作冷却石灰的介质循环利用，有利于减少废气排放，保护大气环境。本实用新型用于石灰石、白云石、兰碳、垃圾、钢坯等多种热工产品的煅烧。

附图说明

图1为本实用新型带有发电装置的竖排窑的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本实用新型带有发电装置环形窑的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型带有发电装置转底炉的结构示意图。

其中：

    1—进料口、2—分解气体出口、3—废热锅炉、4—排气口、5—引风机、6—二氧化碳处理单元、7—蒸汽盘管、8—熔渣池、9—出渣口、10—冷却风机、11—冷却风入口、12—出料口、13—燃烧室、14—一次风入口、15—燃料入口、16—燃烧器、17—二次风入口、18—冷却风出口、19—隔墙、20—环形空间、21—窑底仓、22—转底炉、23—转底炉料盘、24—窑膛、25—窑体、26—管路、27—内环、28—外环、29—传动设备。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本实用新型带有发电装置的竖排窑如图1所示，包括窑体25、废热锅炉3、发电装置和二氧化碳处理单元6。竖排窑设有引风机5、冷却风机10、供料设备、供风系统和燃料供给系统。窑体设有进料口1、出料口12、排气口4、冷却风入口11和冷却风出口18。排气口与引风机连接，冷却风机连接到冷却风入口。如图2所示，竖排窑由10个窑体25组成，窑体的窑膛24通过隔墙19隔开，窑体并排设置，每个窑体设有1个燃烧室13，燃烧室的壁由导热砖砌体砌筑而成。燃烧室的一头设有燃烧器16，另一头通过管路26与废热锅炉3连通。燃烧器设有燃料入口15和一次风入口14，燃烧室的下部设有二次风入口17，一次风入口和与鼓风机连接。冷却风出口连接到二次风入口17，冷却风机入口与大气连通。废热锅炉设有蒸汽盘管7，发电装置包括蒸汽轮机和发电机组，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，蒸汽轮机与发电机组连接。废热锅炉的下部设有熔渣池8，熔渣池设有出渣口9。二氧化碳处理单元6包括二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐，并且依次连接。废热锅炉3设有排气口4，排气口与废气排放系统连接，废气排放系统包括除尘器、冷却器、引风机和烟囱。

本实用新型带有发电装置的竖排窑的运行方式为，石灰石物料经供料设备、进料口1进入竖排窑的窑膛24内，经过预热到加热带。由燃烧室13燃烧产生的热量隔焰加热被煅烧物料，石灰石热分解为石灰和二氧化碳，二氧化碳向上运行预热预热带的物料后经分解气体出口2到二氧化碳处理单元6。高温石灰向下运行进入冷却带，由冷却风机10鼓出的冷却风经冷却风入口11进入冷却带对石灰进行冷却，冷却后的石灰经出料口12出窑。煤粉经燃料入口15进入燃烧器16，鼓风机鼓出的空气作为一次风经一次风入口进入燃烧器16进行助燃燃烧。冷却石灰后的冷却空气温度达300～400℃，经冷却风出口18和二次风入口17进入燃烧室作二次助燃风。燃烧室燃烧产生的熔融状态的炉渣进入熔渣池8，放出热量后经出渣口9排出。燃烧产生的废烟气进入废热锅炉3，通过蒸汽盘管7取热，利用烟气的余热发生蒸汽，蒸汽驱动蒸汽轮机带动发电机发电。由于石灰石隔焰加热进行煅烧，石灰石分解得到优质石灰和高温二氧化碳分解气体，分解气体进入二氧化碳处理单元6，经二氧化碳净化设备冷却后到二氧化碳储罐储存，二氧化碳到二氧化碳超临界发电装置作发电的蒸发介质。

实施例2

本实用新型另一实施方式为环形窑，如图3、图4所示，由内环27和外环28构成，内环和外环之间的环形空间20是被加工物料的窑膛。7个燃烧室均匀分布在环形窑的窑壁，燃烧室穿过内环环形空间和外环，燃烧器位于内环的内侧，废热锅炉位于外环的外侧，燃烧室与环形的废热锅炉连接。一次风入口14与氧气管路连接，此时二次风入口处于封闭状态。冷却风出口连接引风机入口，冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接。废热锅炉设有蒸汽盘管7，蒸汽盘管连接到发电装置，废热锅炉的下部设有熔渣池8，熔渣池设有出渣口9。

环形窑的燃烧室13用纯氧作助燃气体，燃烧产生的高纯度二氧化碳在废热锅炉放出热量后经排气口4、引风机5到二氧化碳处理单元6，与石灰石高温分解产生的二氧化碳一同在二氧化碳处理单元冷却净化后到二氧化碳储罐。一部分二氧化碳到二氧化碳超临界发电装置作发电的蒸发介质，另一部分经冷却风机10、冷却风入口11到冷却带作循环冷却介质，冷却石灰后的二氧化碳经冷却风出口18和引风机5到二氧化碳处理单元进行净化处理。

实施例3

本实用新型再一实施方式为转底炉22，如图5所示，包括转底炉料盘23和转动设备29，燃烧室13位于转底炉料盘的上部。转底炉用于煅烧垃圾，燃烧室燃烧隔焰加热煅烧转底炉料盘中的垃圾物料，产生的废气通过分解气体出口到废气排放系统排放。燃烧室燃烧产生的烟气经废热锅炉放出热量后经排气口4到废气排放系统排放。蒸汽盘管取热发生蒸汽驱动蒸汽轮机转动，带动发电机组发电，此过程不产生纯净的二氧化碳。

Claims (8)

1.一种带有发电装置的工业炉窑，包括炉窑、废热锅炉（3）、发电装置和二氧化碳处理单元（6），炉窑设有引风机（5）、冷却风机（10）、供料设备、供风系统和燃料供给系统，窑体设有进料口（1）、出料口（12）、排气口（4）、冷却风入口（11）和冷却风出口（18），排气口与引风机连接，冷却风机连接到冷却风入口；其特征是：所述炉窑设有燃烧室（13），燃烧室的壁由导热砖砌体砌筑而成或用金属材料制成，金属材料为铸钢、铸铁或耐热钢；燃烧室的一头设有燃烧器（16），另一头与废热锅炉连通；所述燃烧器设有燃料入口（15）和一次风入口（14），燃烧室的下部设有二次风入口（17），所述一次风入口与鼓风机或氧气管路连接；所述冷却风出口连接到二次风入口或引风机入口，所述冷却风机入口与二氧化碳处理单元连接或与大气连通；所述废热锅炉设有蒸汽盘管（7），蒸汽盘管连接到发电装置，废热锅炉的下部设有熔渣池（8），熔渣池设有出渣口（9）。

2.根据权利要求1所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述炉窑包括竖排窑、环形窑、转底炉（22）、台车炉、推板炉或步进炉。

3.根据权利要求2所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述竖排窑窑体的窑膛（24）通过隔墙（19）隔开，窑体并排设置或环形设置，每个窑体设有1～20个燃烧室（13），各燃烧室通过管路（26）与废热锅炉（3）连接。

4.根据权利要求2所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述环形窑由内环（27）和外环（28）构成，内环和外环之间的环形空间（20）是被加热物料的窑膛；2～50个燃烧室均匀分布在环形窑的窑壁，燃烧室穿过内环环形空间和外环，燃烧器位于内环的内侧，废热锅炉位于外环的外侧，燃烧室与环形的废热锅炉连接。

5.根据权利要求2所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述转底炉包括转底炉料盘（23）和转动设备（29），所述燃烧室位于转底炉料盘的上部。

6.根据权利要求1所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述发电装置包括蒸汽轮机和发电机组，所述蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，蒸汽轮机与发电机组连接。

7.根据权利要求1所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述二氧化碳处理单元（6）包括二氧化碳净化设备、二氧化碳冷却设备和二氧化碳储罐，并且依次连接。

8.根据权利要求1所述的带有发电装置的工业炉窑，其特征是：所述废热锅炉（3）设有排气口（4），所述排气口与废气排放系统或二氧化碳处理单元（6）连接。