CN214693917U - 一种外燃环形套筒窑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种外燃环形套筒窑系统，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，高风温热风炉系统设于套筒窑系统之外、且高风温热风炉系统与套筒窑系统通过管道相连；其中：套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；第一热风支管连通于上风室的底端；第二热风支管连通于下风室的顶端；高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组；第一热风支管连接于第一热风环管，第二热风支管连接于第二热风环管；第一热风支管上设有第一调节阀，第二热风支管上设有第二调节阀。使得石灰石矿料在煅烧时具有相对稳定的煅烧环境。

Description

一种外燃环形套筒窑系统

技术领域

本实用新型涉及石灰煅烧领域，具体涉及一种外燃环形套筒窑系统。

背景技术

环形套筒窑是上世纪60年代初德国贝肯巴赫公司实用新型，环形套筒窑由砌有耐火材料的窑壳和分为上、下两段的内套筒组成，窑壳与内套筒同心布置，物料位于窑壳和内套筒的环形空间以利于气流穿透。上内套筒悬挂在窑顶部，下内套筒位于竖窑下部，其结构为双层钢壳形成环隙，环隙内通空气冷却，其内外侧砌耐火内衬。上、下内套筒各有其不同的功能，上内套筒主要是将高温废气抽出用于预热喷射空气，下内套筒主要是用于产生循环气流，形成并流煅烧，同时起到保证气流均匀分布的作用。

环形套筒窑一般设有两层燃烧室，每层燃烧室数目依据炉窑产量的大小为3～7个，燃烧室通过用耐火材料砌筑的拱桥与内套筒相联。环形套筒窑使用的燃料一般为流体燃料，环形套筒窑从上到下可分为预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带，其中，预热带是指窑顶至上内套筒底部，上部逆流煅烧带是指上内套筒底部至上燃烧室，中部逆流煅烧带是指上燃烧室至下燃烧室，下部并流煅烧带是指下燃烧室至循环气体入口，冷却带是指循环气体入口至出料平台出料机，石灰最终是在下部并流煅烧带烧成。

环形套筒窑内的气流分为五种：石灰冷却空气、内套筒冷却空气(其中下内套筒冷却空气为助燃空气)、驱动风、循环风和废气。

其中，石灰冷却空气在窑内的微负压环境下通过风管自然吸入窑下料仓内，在料仓里冷却石灰后，通过出料平台出料机的成品之间的空隙进入窑内。穿过窑内冷却带后，由循环气体入口进入下内套筒上段内部，与其余气体一起组成循环风。

内套筒冷却空气分为下内套筒冷却空气和上内套筒冷却空气。下内套筒冷却空气由下内套筒上段上部的内套筒冷却空气导管(上拱桥内)排出下内套筒，后由管道引入窑换热器平台上的下环管，再分若干个支管到上、下燃烧室平台的烧嘴，作为烧嘴的助燃空气；上内套筒冷却空气通过一根总管排出，直接排放大气。

驱动风通过管道输送至窑换热器平台上的换热器内，经过热交换后，常温的空气被加热至350℃～500℃，然后由换热器热空气出口管输送至换热器平台上的驱动风环管，再进喷射管并高速喷出，作为窑内循环气体的动力。

循环气体是指下燃烧室燃烧产生的高温气体，经过并流煅烧带后，在循环气体入口与石灰冷却空气混合，进入下内套筒上段内部的这部分混合气体。循环气体从内套筒冷却空气导管下方的循环气体管流入喷射器内，在喷射器内与驱动风一起进入下燃烧室如此循环往复。

废气是指环形套筒窑窑内燃烧产生的废烟气，最终将在高温废气风机的作用下，向着窑顶流动。在窑顶气量调节阀的分配下，约67％的废烟气进入上内套筒与窑壳之间的预热带，最后由窑顶废气管道进入废气引风机；另外约33％的烟气则经上内套筒内部由管道进入换热器，作为驱动空气的预热气源，进入换热器的废气温度约在750℃～800℃，换热后温度降至约350℃～450℃再进入废气管道。窑内所有废气都由废气引风机抽出，然后经袋式除尘器除尘达到国家废气排放标准后，由烟囱排入大气。

环形套筒窑燃烧所需要的热量由外界供入的燃料提供。燃料经烧嘴喷射进入燃烧室，燃烧产生的高温气体经过拱桥下部形成的空间进入料层，为窑内的煅烧提供热量。环形套筒窑上、下烧嘴供给的燃料量是不一样的，分配比率约为：上/下＝1/1.5～2.2。上燃烧室提供的助燃空气量只有50％左右，在下燃烧室供给燃料燃烧所需的助燃空气是过量的，空气过剩系数为2.0左右，下燃烧室燃烧产生的高温烟气(温度＜1350℃)分成两部分：一部分经过中部逆流煅烧带、上部逆流煅烧带流向窑顶，另一部分则会在喷射管高速气流所产生的负压抽力作用下向下流动，在下燃烧室与下内套筒的循环气体入口之间形成并流煅烧带。

环形套筒窑是在高热值燃烧基础上实用新型的，最初使用的燃料是天然气和重油。随着能源供应日趋紧张，人们不断探索新的能源在环形套筒窑中的应用。

当热值降低到1200kcal/Nm³或者更低的时候，现有套筒窑存在主要问题是：热气流在石灰料层中的穿透力减小、下燃烧室温度低、循环气体量不足且循环气体温度低于煅烧合格石灰的要求温度、出灰温度偏高、废气量大且温度高导致热耗高等。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种外燃环形套筒窑系统，使得石灰石矿料在煅烧时具有相对稳定的煅烧环境。

为达上述目的，一方面，本实用新型实施例提供一种外燃环形套筒窑系统，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：

所述套筒窑系统包括窑体，所述窑体包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒，所述上内套筒间隔设于所述下内套筒上方；且所述上内套筒采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒采用筒口朝下倒立设置；

所述窑壳具有窑顶，所述上内套筒连接于所述窑顶；

所述套筒窑系统还包括上风室和下风室；所述上风室设于所述下内套筒与所述窑壳所形成空间内的上部；且所述上风室通过拱桥与所述下内套筒相联；

所述下风室设于所述下内套筒与所述窑壳所形成空间内的下部；且所述下风室通过拱桥与所述下内套筒相联；

所述套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；

所述预热带由所述上内套筒与所述窑壳之间的空间构成；

所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒的筒口开始向下至所述上风室的空间共同构成；

所述中部逆流煅烧带由自所述上风室至所述下风室之间的空间构成；

所述下部并流煅烧带由所述下风室内部空间、以及所述下风室出口至石灰冷却风的混合风进口的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口处于下内套筒的筒口之下；

所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口至出料平台出料机处的空间构成；

所述套筒窑系统还包括第一热风支管和第二热风支管；

所述第一热风支管连通于所述上风室；所述第二热风支管连通于所述下风室；

所述高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组；所述热风炉组具有向外输送高温热风的热风管道，所述热风炉组还包括环绕于窑壳外侧的第一热风环管、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，所述第一热风环管和第二热风环管分别连接于所述热风管道；

所述第一热风支管连接于所述第一热风环管，所述第二热风支管连接于所述第二热风环管；

所述套筒窑系统还包括设于第一热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第一调节阀，以及设于第二热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第二调节阀。

优选地，所述热风炉组包括鼓风机和两座到四座蓄热式热风炉，所述蓄热式热风炉分别管路连接于所述鼓风机；所述蓄热式热风炉具有蓄热室和设于蓄热室内用于热交换的蓄热体，以及所述蓄热式热风炉还具有气体输入管道，所述鼓风机连接所述气体输入管道，所述气体输入管道用于输送鼓风机鼓入的气体到蓄热室内；所述燃烧器处于蓄热室外；

所述蓄热式热风炉包括接收低热值燃料的低热值燃料进口、连接于低热值燃料进口的燃烧器，以及所述蓄热式热风炉具有接收助燃空气的助燃空气进口，所述助燃空气进口连接所述燃烧器；在所述燃烧器内通过助燃空气助燃低热值燃料燃烧产生的烟气加热蓄热体，加热后的蓄热体与进入蓄热室的气体进行热交换将蓄热室的气体形成高温热风；

所述蓄热式热风炉具有高温热风出口；所述高温热风出口连接所述热风管道。

优选地，所述蓄热式热风炉为三座。

优选地，所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气。

优选地，所述套筒窑系统还包括排烟通道、烟囱、用于抽取窑体内废气的废气引风机，所述废气引风机管道连接于所述排烟通道，所述排烟通道连接于所述窑顶

所述排烟通道具有第一排烟支管和第二排烟支管；所述第二排烟支管连接于所述烟囱；所述第一排烟支管用于排放自上内套筒里排出的高温烟气，所述第二排烟支管用于排放自窑体排出的低温烟气；

所述高风温热风炉系统还包括用于预热助燃空气的窑顶换热器，所述窑顶换热器的一端连接于所述排烟通道的第一排烟支管，所述窑顶换热器的另一端连接于所述热风炉组；

所述窑顶换热器具有烟气进口和烟气出口，所述窑顶换热器的烟气进口连接于所述排烟通道的第一排烟支管，所述窑顶换热器的烟气出口连接所述排烟通道的第二排烟支管；

所述窑顶换热器具有进气助燃空气进口和助燃空气出口；

所述窑顶换热器的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉的助燃空气进口；

优选地，所述热风炉组还包括用于二次预热助燃空气的高温换热器，所述高温换热器设于所述窑顶换热器与所述蓄热式热风炉之间；

所述高温换热器具有助燃空气进口和助燃空气出口，所述高温换热器的助燃空气进口连接于所述窑顶换热器的助燃空气出口；所述高温换热器的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉的助燃空气进口；

所述套筒窑系统还包括向外输送并流烟气混合风的混合风排出窑体的通道，所述混合风排出窑体的通道连通于所述下内套筒的顶部、并自所述窑壳穿出；

所述套筒窑系统还包括连通于所述混合风排出窑体的通道的混合风环管，所述混合风环管的一端连接于所述混合风排出窑体的通道；所述混合风环管的另一端连接于所述高温换热器；

所述高温换热器具有废冷却气进口和废冷却气出口；

所述混合风环管的另一端连接于所述高温换热器的废冷却气进口；

所述高温换热器的废冷却气出口连接烟囱。

优选地，所述热风炉组具有排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；

所述高风温热风炉系统还包括热风炉换热器，所述热风炉换热器连接于所述热风炉组的烟气排放通道；

所述热风炉换热器具有进烟口、出烟口，所述热风炉换热器具有低热值燃料进口和低热值燃料出口；所述热风炉换热器的进烟口连接于所述热风炉组的烟气排放通道，所述热风炉换热器的出烟口连接于烟囱；

所述热风炉换热器的低热值燃料出口连接于所述热风炉组；

所述高风温热风炉系统还包括为所述热风炉组提供低热值燃料的燃料输送管道，所述燃料输送管道连接于所述热风炉换热器的低热值燃料进口，通过燃料输送管道将低热值燃料输送到所述热风炉换热器的低热值燃料进口。

优选地，所述上内套筒为夹层金属结构和所述下内套筒为夹层金属结构；

所述外燃环形套筒窑系统还包括内套筒冷却风从风机；所述内套筒冷却风从风机分别管道连接于所述上内套筒的夹层金属结构和所述下内套筒的夹层金属结构，所述内套筒冷却风从风机通过管道将冷却风分别鼓入所述上内套筒的夹层金属结构和所述下内套筒的夹层金属结构；所述上内套筒具有排放上内套筒内冷却风的上内套筒废冷却风排出通道，所述下内套筒具有排放下内套筒内冷却风的下内套筒废冷却风排出通道，所述上内套筒废冷却风排出通道和所述内套筒废冷却风排出通道分别连通冷却风混合环管。

上述技术方案具有如下有益效果：使得石灰石矿料在煅烧时具有相对稳定的煅烧环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例主要用于展示外燃环形套筒窑系统的窑体剖面图；

图2是本实用新型实施例主要用于展示外燃环形套筒窑系统的窑顶换热器与图1的窑体的连接关系图；

图3是本实用新型实施例主要用于展示外燃环形套筒窑系统的热风炉组2与图1的窑体的连接关系图；

图4是本实用新型实施例主要用于展示外燃环形套筒窑系统的110与图1的窑体的连接关系；

图5是本实用新型实施例主要用于展示烟囱与图1的窑体的连接关系；

图6是本实用新型实施例外燃环形套筒窑系统的结构图(可表达图1-5的位置关系和管路连接)。

附图标记表示为：

1、窑体；11、上内套筒；12、下内套筒；13、上风室；14、下风室；16、石灰冷却风的混合风进口；17、混合风排出窑体的通道；18、排烟通道；19、窑顶换热器；110、内套筒冷却风从风机；111、第一热风环管；112、第一调节阀；113、混合风环管；2、热风炉组；21、蓄热式热风炉；22、高温换热器；23、热风炉换热器；114、冷却风混合环管；

15、石灰冷却空气进口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合本实用新型的实施例，提供一种外燃环形套筒窑系统，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连。

所述套筒窑系统包括窑体1，窑体1呈筒状，筒底位于上部、筒口朝下倒立设置，所述窑体1包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒11、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒12，所述上内套筒11间隔设于所述下内套筒12上方；且所述上内套筒11采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒12采用筒口朝下倒立设置。

所述窑壳具有窑顶，所述上内套筒11连接于所述窑顶；所述套筒窑系统还包括上风室13和下风室14，或者说设于窑体1内；所述上风室13设于所述下内套筒12与所述窑壳所形成空间内的上部；且所述上风室13通过拱桥与所述下内套筒12相联；所述下风室14设于所述下内套筒12与所述窑壳所形成空间内的下部；且所述下风室14通过拱桥与所述下内套筒12相联。其中，每层风室数目依据炉窑产量确定。

所述套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；其中：

所述预热带由所述上内套筒11与所述窑壳之间的空间构成；

所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒11的筒口开始向下至所述上风室13的空间共同构成；

所述中部逆流煅烧带由自所述上风室13至所述下风室14之间的空间构成；

所述下部并流煅烧带由所述下风室14内部空间、以及所述下风室14出口至石灰冷却风的混合风进口16的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口16下内套筒12的筒口之下；石灰冷却风的混合风进口16为下部并流煅烧带产生的烟气和石灰冷却风的混合风进口。

所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口16至出料平台出料机处的空间构成。

在窑顶，上料小车内的原料(石灰石矿料)通过上料机构(溜槽、中间料仓等)加入窑内，经过窑内的预热带预热，再经过窑内的上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带和下部并流煅烧带依次煅烧，煅烧成活性石灰后，进入石灰冷却带冷却，再由套筒窑出料平台的出料机排至窑下料仓内。当窑下料仓内的成品到达高料位时，窑下料仓底部的带液压闸门的振动出料机开启，将窑下料仓内的成品排出窑，由高温耐热胶带输送机送往成品系统。

并且，与现有技术中的套筒窑系统相比，所述套筒窑系统取消了燃烧室(风室)外侧的烧嘴和相关的燃烧器系统，取消了引射器以及相关的驱动风系统。采用高风温热风炉系统。

所述套筒窑系统还包括第一热风支管和第二热风支管；所述第一热风支管连通于所述上风室13；所述第二热风支管连通于所述下风室14；所述高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组2；所述热风炉组2具有向外输送高温热风的热风管道，所述热风炉组2还包括环绕于窑壳外侧的第一热风环管111、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，所述第一热风环管111和第二热风环管分别连接于所述热风管道；所述第一热风支管连接于所述第一热风环管111，所述第二热风支管连接于所述第二热风环管；所述套筒窑系统还包括设于第一热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第一调节阀112，以及设于第二热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第二调节阀。

使得石灰石矿料在煅烧时具有相对稳定的煅烧环境：高温热风在石灰石料层中的穿透力好、达到下风室所需煅烧温度、自下部并流煅烧带向上每个煅烧段、以及预热段的煅烧温度满足煅烧合格石灰的要求温度、出灰温度降低。

优选地，所述热风炉组2经过一根向外输送高温热风的热风管道，再一分为二从对称的两端分别接入窑体1中部的第一热风环管111和第二热风环管，再通过两个热风支管分别接入上风室13和下风室14。

从上风室13进入的高温热风，在窑内与窑内自下向上的烟气(中部逆流煅烧段产生的)混合后向上依次煅烧矿料、预热矿料，然后一部分烟气通过上内套筒11，以及排烟通道18排出窑体。

从下风室14进入的高温热风，一部分向上与从上风室13进入窑内煅烧后的烟气汇合，另一部分向下行走进行并流，以在下部并流煅烧带在对矿料在加热，在下部并流煅烧段形成的烟气从下内套筒12的石灰冷却风的混合风进口进入下内套筒12，与来自石灰冷却空气进口15(自石灰冷却空气进口15通过管道连接到冷却带)的石灰冷却风汇合排出窑体1。

用于冷却成品石灰的空气自石灰冷却空气进口15在窑体1内的负压环境下通过风管自然吸入窑下(窑底)的料仓内，空气在料仓里冷却石灰后，石灰冷却空气(废气)通过在出料机的成品之间的空隙进入窑体1内的环形空间，在外部引风机作用下自石灰冷却风的混合风进口16进入下内套筒12内部的上段，并且石灰冷却空气是与经过并流煅烧带煅烧石灰石矿料后的下风室燃烧产生的高温气体在石灰冷却风的混合风进口16混合后形成并流烟气混合风，并流烟气混合风进入到下内套筒12内部的上段，之后被抽出窑体。具体地，并流烟气混合风是指自第二热风支管进入到下风室的高温气体，经过对其内的不完全煅烧的矿料进行并流煅烧带后，在下内套筒12下部入口(石灰冷却风的混合风进口16)与石灰冷却空气混合，形成了并流烟气混合风，并流烟气混合风进入下内套筒12内部的上段，这部分并流烟气混合风被抽出窑体。

本实用新型的全面采用煅烧低热值燃料的“外燃环形套筒窑”，通过对现有技术的套筒窑相关结构进行改进，配置外部的高风温热风炉系统，从而最大限度的利用能源。

优选地，所述热风炉组2包括鼓风机和两座到四座蓄热式热风炉21，所述蓄热式热风炉21分别管路连接于所述鼓风机；采用“两烧一送”工作制度，连续向套筒窑系统鼓入高温热风。所述蓄热式热风炉21具有蓄热室和设于蓄热室内用于热交换的蓄热体，以及所述蓄热式热风炉21还具有气体输入管道，所述鼓风机连接所述气体输入管道，所述气体输入管道用于输送鼓风机鼓入的气体到蓄热室内；所述燃烧器处于蓄热室外；

所述蓄热式热风炉21包括接收低热值燃料的低热值燃料进口、连接于低热值燃料进口的燃烧器，以及所述蓄热式热风炉21具有接收助燃空气的助燃空气进口，所述助燃空气进口连接所述燃烧器；在所述燃烧器内通过助燃空气助燃低热值燃料燃烧产生的烟气加热蓄热体，加热后的蓄热体与进入蓄热室的气体进行热交换将蓄热室的气体形成高温热风；

所述蓄热式热风炉21具有高温热风出口；所述高温热风出口连接所述热风管道；通过热风管道向套筒窑系统鼓入高温热风。

其中，所述蓄热式热风炉21为三座。

其中，所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气。在大型冶金企业中，高炉煤气富裕量比较大，其热值在700～800kcal/Nm³左右，很多冶金企业将这部分煤气用于发电，多余煤气则进行放散，结果造成了很大程度上的能源浪费，而且导致了严重的环境污染。因此，在环形套筒窑中全面使用高炉煤气这样的低热值燃料又能够保证质量和产量，就成为石灰工程设计最重要的研究内容，也是未来环形套筒窑技术发展方向。

利用高温热空气取代原环形套筒窑利用转炉煤气燃烧烟气煅烧石灰工艺，而高风温热风炉可以全采用低热值燃料如高炉煤气，所有余热都得到利用，可以有效降低燃料消耗和燃料费用。高风温热风炉可以实现低氮排放，满足氮氧化物排放标准，因此本实用新型实质性地提高了套筒窑煅烧石灰排放环保水平。

优选地，所述套筒窑系统还包括排烟通道18、烟囱、用于抽取窑内废气的废气引风机(图中未示出)，所述废气引风机管道连接于所述排烟通道18，所述排烟通道18连接于所述窑顶。

所述排烟通道18具有第一排烟支管和第二排烟支管；所述第二排烟支管连接于所述烟囱；所述第一排烟支管用于排放自上内套筒11里排出的高温烟气，所述第二排烟支管用于排放自窑体排出的低温烟气。

所述高风温热风炉系统还包括用于预热助燃空气的窑顶换热器19，所述窑顶换热器19的一端连接于所述排烟通道18的第一排烟支管，所述窑顶换热器19的另一端连接于所述热风炉组2；所述窑顶换热器19具有烟气进口和烟气出口，所述窑顶换热器19的烟气进口连接于所述排烟通道18的第一排烟支管，所述窑顶换热器19的烟气出口连接于所述排烟通道18的第二排烟支管；所述窑顶换热器19具有进气助燃空气进口和助燃空气出口；所述窑顶换热器19的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉21的助燃空气进口。

助燃空气通过助燃空气进口进入到窑顶换热器19内，通过排烟通道18排放的烟气对助燃空气进行预热。为助燃空气预热后被降温，与从窑顶排出(第二排烟支管)的未被利用的废气(低温烟气)汇合，经过除尘器除尘后排入烟囱(除尘器未在示意图里显示)。其中，烟气的形成就是煅烧后的高温烟气向上预热矿料，这个过程中烟气逐渐降温。在烟气的高温段就通过上内套筒11取出来(高于250度)，剩下的烟气继续预热矿料，这样的话从窑顶排出的烟气就没有那么高的温度了，即是低温烟气(不高于250度)了。

所述热风炉组2还包括用于二次预热助燃空气的高温换热器22，所述高温换热器22设于所述窑顶换热器19与所述蓄热式热风炉21之间；

所述高温换热器22具有助燃空气进口和助燃空气出口，所述高温换热器22的助燃空气进口连接于所述窑顶换热器19的助燃空气出口；所述高温换热器22的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉21的助燃空气进口；

所述套筒窑系统还包括向外输送并流烟气混合风的混合风排出窑体的通道17，所述混合风排出窑体的通道17连通于所述下内套筒12的顶部、并自所述窑壳穿出；

所述套筒窑系统还包括连通于所述混合风排出窑体的通道17的混合风环管113，所述混合风环管113的一端连接于所述混合风排出窑体的通道17；所述混合风环管113的另一端连接于所述高温换热器22；

所述高温换热器22具有废冷却气进口和废冷却气出口；

所述混合风环管113的另一端连接于所述高温换热器22的废冷却气进口；自混合风环管113排除的并流烟气混合风被除尘器除尘后再进入高温换热器22；所述高温换热器22的废冷却气出口连接烟囱；且并流烟气混合在预热助燃空气后降温，通过除尘器除尘后排入烟囱(除尘器未在示意图里显示)。

其中，窑内所有废气(所谓废气，也可以认为是完成了初始功能后的气体，比如冷却风完成了对石灰的冷却后就是冷却废风，所有的进入石灰窑的热风，完成煅烧后即为废风，或者煅烧烟气)都由废气引风机抽出，在窑顶气量调节阀的分配下，约67％的废烟气进入上内套筒11与窑壳之间的预热带，最后由窑顶废气管道进入废气引风机排入大气；另外约33％的烟气则经上内套筒11内部由管道进入窑顶换热器19，换热后温度降至350～450℃左右再进入废气管道与另一部分废气混合。然后经袋式除尘器除尘达到排放标准后，由烟囱排入大气。

优先地，所述热风炉组2具有排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；

所述高风温热风炉系统还包括热风炉换热器23，所述热风炉换热器23连接于所述热风炉组2的烟气排放通道；

所述热风炉换热器23具有进烟口、出烟口，所述热风炉换热器23具有低热值燃料进口和低热值燃料出口；所述热风炉换热器23的进烟口连接于所述热风炉组2的烟气排放通道，所述热风炉换热器23的出烟口连接于烟囱；

所述热风炉换热器23的低热值燃料出口连接于所述热风炉组2；

所述高风温热风炉系统还包括为所述热风炉组2提供低热值燃料的燃料输送管道，所述燃料输送管道连接于所述热风炉换热器23的低热值燃料进口，通过燃料输送管道将低热值燃料输送到所述热风炉换热器23的低热值燃料进口。

利用蓄热式热风炉21烧炉后排放的烟气余热对煤气进行预热，热风炉组2采用预热后的助燃空气和煤气进行烧炉，可以降低燃料消耗。

优选地，所述上内套筒11为夹层金属结构和所述下内套筒12为夹层金属结构；

所述外燃环形套筒窑系统还包括内套筒冷却风从风机110；所述内套筒冷却风从风机110分别管道连接于所述上内套筒11的夹层金属结构和所述下内套筒12的夹层金属结构；所述上内套筒11具有上内套筒废冷却风排出通道，所述下内套筒12具有排放下内套筒内冷却风的下内套筒废冷却风排出通道，所述上内套筒废冷却风排出通道和所述内套筒废冷却风排出通道分别连通冷却风混合环管114。进入到高温换热器22用于为已经预热的助燃空气再次预热。也就是，内套筒冷却空气分为对下内套筒进行冷却后的冷却空气和对上内套筒进行冷却后的冷却空气。上内套筒冷却空气、下内套筒冷却空气通过各自对应的管道排出，用作预热助燃空气。

结合本实用新型的实施例还提供一种外燃环形套筒窑生产石灰的方法，包括：采用煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：

所述套筒窑系统包括窑体1，所述窑体1包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒11、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒12，所述上内套筒11间隔设于所述下内套筒12上方；且所述上内套筒11采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒12采用筒口朝下倒立设置；

所述外燃环形套筒窑生产石灰的方法，包括：

将所述上内套筒11连接于所述窑壳所述具有的窑顶；

在所述套筒窑系统内设置上风室13，将所述上风室13设于所述下内套筒12与所述窑壳所形成空间内的上部联；

以及在所述套筒窑系统内设置下风室14，将所述下风室14设于所述下内套筒12与所述窑壳所形成空间内的下部；

通过所述高风温热风炉系统包括的热风炉组2燃烧低热值燃料产生高温热风，所述热风炉组2燃烧低热值燃料产生高温热风通过其具有的热风管道向外输送；热风管道向外输送的高温热风被输送到连接于所述热风管道、环绕于窑壳外侧的第一热风环管111，流过第一热风环管111的高温热风通过连通于所述第一热风支管连通于所述上风室13的底端的第一热风支管输送到所述上风室13内部的底端；在高温热风被输送到所述上风室13内部的底端之前，通过设于第一热风支管上的第一调节阀112调节高温热风温度和流量；

热风管道向外输送的高温热风还被输送到连接于所述热风管道、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，流经第二热风环管的高温热风通过连通于所述下风室14的顶端的第二热风支管输送到所述下风室14内部的顶端；在高温热风被输送到所述下风室14内部的顶端之前，通过设于第二热风支管上的第二调节阀调节高温热风温度和流量；

在所述套筒窑系统内自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；其中：

所述预热带由所述上内套筒11与所述窑壳之间的空间构成在窑顶处，将上料小车内的石灰石矿料通过上料机构加入窑体1内，经过预热带时通过自所述上部逆流煅烧带、所述中部逆流煅烧带带升上来的烟气自对石灰石矿料进行预热；

所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒11的筒口开始向下至所述上风室13的空间共同构成，预热后的石灰石矿料进入上部逆流煅烧带进行煅烧，在上部逆流煅烧带通过自第一热风支管输送到所述上风室13内的高温热风以及所述中部逆流煅烧带升上来的烟气自对石灰石矿料进行煅烧；

所述中部逆流煅烧带由自所述上风室13至所述下风室14之间的空间构成；在所述上部逆流煅烧带被煅烧的石灰石矿料自所述上风室13到所述中部逆流煅烧带，在所述中部逆流煅烧带通过自第二热风支管进入的且向上逆行的高温热风对石灰石矿料进行煅烧；

所述下部并流煅烧带由所述下风室14至石灰冷却风的混合风进口16的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口16处于下内套筒12的筒口之下；在下部并流煅烧带通过自第二热风支管进入的热风和自窑体1自下部中部逆流煅烧段产生的升上来的烟气并流加热、共同完成石灰石矿量的完全煅烧，生成活性石灰；

所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口16至出料平台出料机处的空间构成；在将活性石灰被输送到石灰冷却风的混合风进口16之下，进入到所述冷却带，在所述冷却带对活性石灰进行冷却；

冷却完活性石灰的石灰冷却空气在负压作用下通过石灰冷却风的混合风进口16进入到下内套筒12之内，

冷却完毕的再由套筒窑出料平台的出料机排至窑下料仓内。

优选地，所述热风炉组2设置鼓风机和分别通过管路连接的两座到四座蓄热式热风炉21；

鼓风机通过所述蓄热式热风炉21所具有的气体输入管道向所述蓄热式热风炉21所具有的蓄热室输送气体，气体进入到蓄热室内用于热交换的蓄热体内；

通过所述蓄热式热风炉21具有的接收低热值燃料的低热值燃料进口，将低热值燃料输入到连接于所述低热值燃料进口的燃烧器内；

将所述助燃空气进口连接所述燃烧器，通过所述蓄热式热风炉21所具有接收助燃空气的助燃空气进口，将助燃空气输送到燃烧器内；

在所述燃烧器内通过助燃空气助燃低热值燃料燃烧产生烟气；

通过低热值燃料燃烧产生烟气加热蓄热体，加热后的蓄热体与进入蓄热室的气体进行热交换将蓄热室的气体形成高温热风；

所述蓄热式热风炉21所具有高温热风出口将高温热风输送到热风管道；

其中，所述热风炉组2设置鼓风机和分别管路连接的三座蓄热式热风炉21；

通过所述蓄热式热风炉21具有的接收低热值燃料的低热值燃料进口，将低热值燃料输入到连接于所述低热值燃料进口的燃烧器内，具体包括：

所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气。

优选地，

通过用于抽取窑体1内废气的废气引风机使得所述窑体1内变成负压环境；

通过排烟通道18向外排放段窑体1内的废气；所述废气包括自上内套筒11里排出的高温烟气和自窑体排出的低温烟气；

通过所述排烟通道18具有的第一排烟支管排放自上内套筒11里排出的高温烟气，排出的高温烟气自窑顶换热器19具有的烟气进口进入到所述窑顶换热器19；

通过所述窑顶换热器19所具有进气助燃空气进口，用于接收助燃空气，通过所述窑顶换热器19对其内的助燃空气进行预热；

所述窑顶换热器19所具有的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉21的助燃空气进口；预热后的助燃空气通过所述窑顶换热器19所具有的助燃空气出口排出，进入到所述蓄热式热风炉21的助燃空气进口内；

在所述窑顶换热器19内预热完助燃空气的废气通过所述窑顶换热器19所具有的烟气出口排出到所述排烟通道18具有的第二排烟支管；

所述第二排烟支管用于排放自窑体排出的低温烟气；

进入到所述第二排烟支管内的烟气排到连接其的烟囱；

在所述热风炉组2设置用于二次预热助燃空气的高温换热器22，将所述高温换热器22设置于所述窑顶换热器19与所述蓄热式热风炉21之间助燃空气流通路径上；

所述套筒窑系统设置有向外输送并流烟气混合风的混合风排出窑体的通道17，所述混合风排出窑体的通道17连通于在所述下内套筒12的顶部、且自所述窑壳穿出；

所述套筒窑系统还设置有连通于所述混合风排出窑体的通道17的混合风环管113，将所述混合风环管113的一端连接于所述混合风排出窑体的通道17；将自所述混合风排出窑体的通道17排出的并流烟气混合风经过所述混合风环管113输送到所述高温换热器22内；其中，流经所述混合风环管113的并流烟气混合风通过所述高温换热器22具有的废冷却气进口进入到所述高温换热器22内；

所述高温换热器22具有助燃空气进口和助燃空气出口；在所述窑顶换热器19助燃空气出口排出的预热的助燃空气自所述高温换热器22具有的助燃空气进口进入到所述高温换热器22内；

通过进入到所述高温换热器22的并流烟气混合风对助燃空气进行二次预热；将二次预热后的助燃空气通过所述高温换热器22的助燃空气出口输送到所述蓄热式热风炉21的助燃空气进口；

对助燃空气二次预热后的并流烟气混合通过所述高温换热器22具有废冷却气出口排出到烟囱。

优选地，

所述热风炉组2设置有排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；

所述高风温热风炉系统还设置有热风炉换热器23，将所述热风炉换热器23连接于所述热风炉组2的烟气排放通道；

所述热风炉换热器23具有进烟口、出烟口，将所述热风炉换热器23的进烟口连接于所述热风炉组2的烟气排放通道；自所述热风炉组2排放的低热值燃料燃烧产生的烟气进入到所述热风炉换热器23内；

通过燃料输送管道输送低热值燃料到所述热风炉换热器23的低热值燃料进口，低热值燃料自所述热风炉换热器23的低热值燃料进口进入到所述热风炉换热器23内；通过自所述热风炉换热器23进烟口进入的低热值燃料燃烧产生的烟气对低热值燃料进行预热，预热后的低热值燃料通过所述热风炉换热器23的低热值燃料出口进入到所述热风炉组2的收低热值燃料的低热值燃料进口；

对低热值燃料进行预热后的低热值燃料燃烧产生的烟气排入烟囱。

优选地，所述上内套筒11为夹层金属结构和所述下内套筒12为夹层金属结构；

所述外燃环形套筒窑生产石灰的方法，包括：

内套筒冷却风从风机110将冷却风通过管道鼓入所述上内套筒11的夹层金属结构来对所述上内套筒11的夹层金属结构进行冷却，并将冷却完所述上内套筒11的夹层金属结构处的废冷却风通过上内套筒废冷却风排出通道排入冷却风混合环管114；

通过内套筒冷却风从风机110将冷却风通过管道鼓入所述下内套筒12的夹层金属结构来对所述下内套筒12的夹层金属结构进行冷却，并将冷却完所述下内套筒12的夹层金属结构处的废冷却风通过下内套筒废冷却风排出通道排入冷却风混合环管114。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种外燃环形套筒窑系统，其特征在于，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：

所述套筒窑系统包括窑体(1)，所述窑体(1)包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒(11)、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒(12)，所述上内套筒(11)间隔设于所述下内套筒(12)上方；且所述上内套筒(11)采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒(12)采用筒口朝下倒立设置；

所述窑壳具有窑顶，所述上内套筒(11)连接于所述窑顶；

所述套筒窑系统还包括上风室(13)和下风室(14)；所述上风室(13)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的上部；且所述上风室(13)通过拱桥与所述下内套筒(12)相联；

所述下风室(14)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的下部；且所述下风室(14)通过拱桥与所述下内套筒(12)相联；

所述套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；

所述预热带由所述上内套筒(11)与所述窑壳之间的空间构成；

所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒(11)的筒口开始向下至所述上风室(13)的空间共同构成；

所述中部逆流煅烧带由自所述上风室(13)至所述下风室(14)之间的空间构成；

所述下部并流煅烧带由所述下风室(14)内部空间、以及所述下风室(14)出口至石灰冷却风的混合风进口(16)的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口(16)处于下内套筒(12)的筒口之下；

所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口(16)至出料平台出料机处的空间构成；

所述套筒窑系统还包括第一热风支管和第二热风支管；

所述第一热风支管连通于所述上风室(13)；所述第二热风支管连通于所述下风室(14)；

所述高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组(2)；所述热风炉组(2)具有向外输送高温热风的热风管道，所述热风炉组(2)还包括环绕于窑壳外侧的第一热风环管(111)、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，所述第一热风环管(111)和第二热风环管分别连接于所述热风管道；

所述第一热风支管连接于所述第一热风环管(111)，所述第二热风支管连接于所述第二热风环管；

所述套筒窑系统还包括设于第一热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第一调节阀(112)，以及设于第二热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第二调节阀。

2.根据权利要求1所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述热风炉组(2)包括鼓风机和两座到四座蓄热式热风炉(21)，所述蓄热式热风炉(21)分别管路连接于所述鼓风机；所述蓄热式热风炉(21)具有蓄热室和设于蓄热室内用于热交换的蓄热体，以及所述蓄热式热风炉(21)还具有气体输入管道，所述鼓风机连接所述气体输入管道，所述气体输入管道用于输送鼓风机鼓入的气体到蓄热室内；

所述蓄热式热风炉(21)包括接收低热值燃料的低热值燃料进口、连接于低热值燃料进口的燃烧器，以及所述蓄热式热风炉(21)具有接收助燃空气的助燃空气进口，所述助燃空气进口连接所述燃烧器；所述燃烧器处于蓄热室外；在所述燃烧器内通过助燃空气助燃低热值燃料燃烧产生的烟气加热蓄热体，加热后的蓄热体与进入蓄热室的气体进行热交换将蓄热室的气体形成高温热风；

所述蓄热式热风炉(21)具有高温热风出口；所述高温热风出口连接所述热风管道。

3.根据权利要求2所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述蓄热式热风炉(21)为三座。

4.根据权利要求2所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气。

5.根据权利要求2所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述套筒窑系统还包括排烟通道(18)、烟囱、用于抽取窑体(1)内废气的废气引风机，所述废气引风机管道连接于所述排烟通道(18)，所述排烟通道(18)连接于所述窑顶

所述排烟通道(18)具有第一排烟支管和第二排烟支管；所述第二排烟支管连接于所述烟囱；所述第一排烟支管用于排放自上内套筒(11)里排出的高温烟气，所述第二排烟支管用于排放自窑体排出的低温烟气；

所述高风温热风炉系统还包括用于预热助燃空气的窑顶换热器(19)，所述窑顶换热器(19)的一端连接于所述排烟通道(18)的第一排烟支管，所述窑顶换热器(19)的另一端连接于所述热风炉组(2)；

所述窑顶换热器(19)具有烟气进口和烟气出口，所述窑顶换热器(19)的烟气进口连接于所述排烟通道(18)的第一排烟支管，所述窑顶换热器(19)的烟气出口连接所述排烟通道(18)的第二排烟支管；

所述窑顶换热器(19)具有进气助燃空气进口和助燃空气出口；

所述窑顶换热器(19)的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉(21)的助燃空气进口。

6.根据权利要求5所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述热风炉组(2)还包括用于二次预热助燃空气的高温换热器(22)，所述高温换热器(22)设于所述窑顶换热器(19)与所述蓄热式热风炉(21)之间；

所述高温换热器(22)具有助燃空气进口和助燃空气出口，所述高温换热器(22)的助燃空气进口连接于所述窑顶换热器(19)的助燃空气出口；所述高温换热器(22)的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉(21)的助燃空气进口；

所述套筒窑系统还包括向外输送并流烟气混合风的混合风排出窑体的通道(17)，所述混合风排出窑体的通道(17)连通于所述下内套筒(12)的顶部、并自所述窑壳穿出；

所述套筒窑系统还包括连通于所述混合风排出窑体的通道(17)的混合风环管(113)，所述混合风环管(113)的一端连接于所述混合风排出窑体的通道(17)；所述混合风环管(113)的另一端连接于所述高温换热器(22)；

所述高温换热器(22)具有废冷却气进口和废冷却气出口；

所述混合风环管(113)的另一端连接于所述高温换热器(22)的废冷却气进口；

所述高温换热器(22)的废冷却气出口连接烟囱。

7.根据权利要求2所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述热风炉组(2)具有排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；

所述高风温热风炉系统还包括热风炉换热器(23)，所述热风炉换热器(23)连接于所述热风炉组(2)的烟气排放通道；

所述热风炉换热器(23)具有进烟口、出烟口，所述热风炉换热器(23)具有低热值燃料进口和低热值燃料出口；所述热风炉换热器(23)的进烟口连接于所述热风炉组(2)的烟气排放通道，所述热风炉换热器(23)的出烟口连接于烟囱；

所述热风炉换热器(23)的低热值燃料出口连接于所述热风炉组(2)；

所述高风温热风炉系统还包括为所述热风炉组(2)提供低热值燃料的燃料输送管道，所述燃料输送管道连接于所述热风炉换热器(23)的低热值燃料进口，通过燃料输送管道将低热值燃料输送到所述热风炉换热器(23)的低热值燃料进口。

8.根据权利要求5所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述上内套筒(11)为夹层金属结构和所述下内套筒(12)为夹层金属结构；

所述外燃环形套筒窑系统还包括内套筒冷却风从风机(110)；所述内套筒冷却风从风机(110)分别管道连接于所述上内套筒(11)的夹层金属结构和所述下内套筒(12)的夹层金属结构，所述内套筒冷却风从风机(110)通过管道将冷却风分别鼓入所述上内套筒(11)的夹层金属结构和所述下内套筒(12)的夹层金属结构；所述上内套筒(11)具有排放上内套筒内冷却风的上内套筒废冷却风排出通道，所述下内套筒(12)具有排放下内套筒内冷却风的下内套筒废冷却风排出通道，所述上内套筒废冷却风排出通道和所述内套筒废冷却风排出通道分别连通冷却风混合环管(114)。

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