CN214937069U - 一种循环煅烧石灰窑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种循环煅烧石灰窑，包括煅烧窑、蓄热式加热炉组、上料装置、出料装置、暂存柜、CO2净化装置、煤气换热器、空气换热器、烟气除尘器、CO2循环风机、煤气风机、助燃风机、烟气引风机和烟囱，煅烧窑、上料装置和出料装置组成循环煅烧窑的窑体；蓄热式加热炉组与窑体的煅烧段连接；蓄热式加热炉组加热的热载体CO2和煅烧窑内煅烧石灰产生的CO2汇集到一起，并经所述集气装置排入CO2净化装置；CO2净化装置后端连接有CO2循环风机，CO2循环风机连接至暂存柜，且暂存柜的另一端连接至蓄热式加热炉组。该石灰窑以产品气为热载体进行循环加热石灰石实现石灰的煅烧过程，可回收全部的CO2，大幅减少了碳排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及原料煅烧技术领域，尤其涉及一种循环煅烧石灰窑。
背景技术
原料煅烧工序是钢铁冶金等行业生产工艺流程中最基本的工序。如各种碳酸盐矿物、硅酸盐矿物以及炭素物料等等，均需要进行煅烧处理。钢铁、电石、有色、化工等工业领域采用的石灰窑，在结构形式上虽然有所区别，但工艺原理基本相同。
现有技术中气烧竖窑多采用布置于窑体外侧的2-4排金属燃烧器供热，或者在窑内配置“中心烧嘴”补充供热，这些金属燃烧器在空煤气混合不完全的情况下，普遍存在氮氧化物超标的情况，同时存在烟气里CO2浓度较高的问题，造成燃料浪费。而布置于窑体外侧的金属燃烧器通过燃烧烟气为窑体煅烧段供热，因此普遍存在供热不均热问题，虽然有些石灰窑增加了“中心烧嘴”，但仍然存在活性度较低、排放烟气CO2浓度较高等问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种循环煅烧石灰窑，该石灰窑以产品气为热载体进行循环加热石灰石实现石灰的煅烧过程，可回收全部的CO2，大幅减少了碳排放。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种循环煅烧石灰窑，所述石灰窑包括煅烧窑(1)、蓄热式加热炉组(2)、上料装置(3)、出料装置(4)、暂存柜(5)、CO2净化装置(6)、煤气换热器(7)、空气换热器(8)、烟气除尘器(9)、CO2循环风机(10)、煤气风机(11)、助燃风机(12)、烟气引风机(13)和烟囱(14)，其中：
所述煅烧窑(1)、上料装置(3)和出料装置(4)组成循环煅烧窑的窑体，该循环煅烧窑的窑体自上而下分为预热段、煅烧段和冷却段；
所述蓄热式加热炉组(2)与所述窑体的煅烧段连接，在所述煅烧窑(1)的顶部还设置有集气装置，该集气装置与所述CO2净化装置(6)连接；所述蓄热式加热炉组(2)加热的热载体CO2和所述煅烧窑(1)内煅烧石灰产生的CO2汇集到一起，并经所述集气装置排入所述CO2净化装置(6)；
所述CO2净化装置(6)后端连接有所述CO2循环风机(10)，所述CO2循环风机(10)连接至所述暂存柜(5)，且所述暂存柜(5)的另一端连接至所述蓄热式加热炉组(2)；
所述循环煅烧窑窑体的冷却段连接至空气换热器(8)，所述空气换热器(8)的另一端又分别连接至所述蓄热式加热炉组(2)和煤气换热器(7)，且所述煤气换热器(7)也连接至所述蓄热式加热炉组(2)；
所述煤气风机(11)连接驱动所述煤气换热器(7)，所述助燃风机(12)连接驱动所述空气换热器(8)；
所述煤气换热器(7)的上端还连接至所述烟气除尘器(9)，且所述烟气除尘器(9)的另一端经所述烟气引风机(13)后连接至所述烟囱(14)。
所述蓄热式加热炉组(2)包括3台加热炉，正常生产时一台为加热CO2提供热载体状态，另外两台为蓄热状态。
所述出料装置(4)的一侧还连接有冷却风机(15)。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，上述石灰窑以产品气为热载体进行循环加热石灰石实现石灰的煅烧过程，可回收全部的CO2，大幅减少了碳排放；同时最大限度的利用了热能，大大提高了石灰窑的热效率，使其能耗降至最低，节能的同时进一步降低了碳排放。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本实用新型实施例提供的循环煅烧石灰窑的整体结构示意图。
具体实施方式
下面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，都属于本实用新型的保护范围。
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本实用新型实施例提供的循环煅烧石灰窑的整体结构示意图，所述石灰窑主要包括煅烧窑(1)、蓄热式加热炉组(2)、上料装置(3)、出料装置(4)、暂存柜(5)、CO2净化装置(6)、煤气换热器(7)、空气换热器(8)、烟气除尘器(9)、CO2循环风机(10)、煤气风机(11)、助燃风机(12)、烟气引风机(13)和烟囱(14)，上述各部分的连接关系具体为：
所述煅烧窑(1)、上料装置(3)和出料装置(4)组成循环煅烧窑的窑体，该循环煅烧窑的窑体自上而下分为预热段、煅烧段和冷却段；
所述蓄热式加热炉组(2)与所述窑体的煅烧段连接，在所述煅烧窑(1)的顶部还设置有集气装置，该集气装置与所述CO2净化装置(6)连接；所述蓄热式加热炉组(2)加热的热载体CO2和所述煅烧窑(1)内煅烧石灰产生的CO2汇集到一起，并经所述集气装置排入所述CO2净化装置(6)；具体实现中，原料首先由上料装置(3)装入，经过窑体预热段、煅烧段时与蓄热式加热炉(2)加热的热载体CO2(1050℃-1100℃)直接接触进行煅烧；石灰石由于吸收大量热产生化学反应生成石灰和CO2，热载体CO2和煅烧石灰产生的CO2汇集到一起，经循环煅烧窑(1)顶部上集气装置排出，进入CO2净化装置(6)；
所述CO2净化装置(6)后端连接有所述CO2循环风机(10)，所述CO2循环风机(10)连接至所述暂存柜(5)，且所述暂存柜(5)的另一端连接至所述蓄热式加热炉组(2)；汇集的CO2气体经所述CO2循环风机(10)加压等工序后被送至所述暂存柜(5)进行储存，储存柜(5)中的一部分CO2经过所述蓄热式加热炉组(2)再次加热到1050℃-1100℃后送至所述煅烧窑(1)的煅烧段内，由此构成一个循环系统，剩余的CO2用于制备其他工业原料；
所述循环煅烧窑窑体的冷却段连接至空气换热器(8)，所述空气换热器(8)的另一端又分别连接至所述蓄热式加热炉组(2)和煤气换热器(7)，且所述煤气换热器(7)也连接至所述蓄热式加热炉组(2)；
煤气风机(11)连接驱动所述煤气换热器(7)，助燃风机(12)连接驱动所述空气换热器(8)；
所述煤气换热器(7)的上端还连接至所述烟气除尘器(9)，且所述烟气除尘器(9)的另一端经所述烟气引风机(13)后连接至所述烟囱(14)。
具体实现中，如图1所示，所述蓄热式加热炉组(2)包括3台加热炉，正常生产时一台为加热CO2提供热载体状态，另外两台为蓄热状态。通过蓄热能力确定固定换向时间，3台加热炉按照换向时间做周期变换工作状态，保证热载体CO2能够连续供给循环煅烧炉(1)。
另外，上述出料装置(4)的一侧还可以连接冷却风机(15)，对出料装置(4)进行冷却处理。
基于上述结构的循环煅烧石灰窑，就可以将石灰煅烧产生的一部分CO2气体经过除尘后进入蓄热式加热炉，CO2气体经过此加热炉被加热到约1200℃，然后再输送到石灰竖窑中对石灰石原料进行煅烧，因此这是一种“以产品气为热载体”的新型石灰煅烧工艺。在该工艺中，空煤气在窑外的加热炉里完全燃烧，加热炉排放烟气满足超低排放标准；由加热炉加热的高温CO2循环风通入循环煅烧窑的煅烧段煅烧石灰，恒温恒压的CO2热风煅烧石灰可以提高石灰品质，煅烧后产生的多余的CO2气体被回收，由于窑内没有混入N2等杂质气体，因此排放的气体为相对纯净的CO2气体，方便采用变压吸附等工艺对CO2进一步提纯，然后直接进行资源化利用或作为商品出售。
以单窑生产能力450t/d规模为例，生产煅烧石灰成品29.1万吨/年，每年排放CO2量为12.8万吨，采用本实用新型所述循环煅烧石灰窑及相应的工艺能够将此部分CO2全部回收，即可减少12.8万吨/年CO2排放量。
值得注意的是，本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
综上所述，本实用新型实施例所述循环煅烧石灰窑具有如下优点：
1)可使用单一的较低热值的高炉煤气作为燃料，可以连续为石灰窑提供1150℃-1250℃的高温气体为载体的热能，可取代价格昂贵且不稳定的转炉煤气、焦炉煤气，相比现在混合煤气煅烧，可大幅降低石灰窑运行成本；
2)竖窑窑体上不设置烧嘴，在窑体内没有火焰，没有其他杂质气体，便于精准地控制风温，不存在石灰窑常见的过烧现象，非常有利于生产高品质、高活性石灰；
3)采用顶燃式加热炉组燃烧高炉煤气作为热源，可以极大的降低氮氧化物的生成，完全消除或大幅度降低脱硝设备的投入及运行成本；
4)为未来以高温CO2为热载体的循环加热技术提供接口，可实现煅烧工艺CO2全资源化回收，是“碳中和型石灰煅烧工艺”的未来。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种循环煅烧石灰窑，其特征在于，所述石灰窑包括煅烧窑(1)、蓄热式加热炉组(2)、上料装置(3)、出料装置(4)、暂存柜(5)、CO2净化装置(6)、煤气换热器(7)、空气换热器(8)、烟气除尘器(9)、CO2循环风机(10)、煤气风机(11)、助燃风机(12)、烟气引风机(13)和烟囱(14)，其中：
所述煅烧窑(1)、上料装置(3)和出料装置(4)组成循环煅烧窑的窑体，该循环煅烧窑的窑体自上而下分为预热段、煅烧段和冷却段；
所述蓄热式加热炉组(2)与所述窑体的煅烧段连接，在所述煅烧窑(1)的顶部还设置有集气装置，该集气装置与所述CO2净化装置(6)连接；所述蓄热式加热炉组(2)加热的热载体CO2和所述煅烧窑(1)内煅烧石灰产生的CO2汇集到一起，并经所述集气装置排入所述CO2净化装置(6)；
所述CO2净化装置(6)后端连接有所述CO2循环风机(10)，所述CO2循环风机(10)连接至所述暂存柜(5)，且所述暂存柜(5)的另一端连接至所述蓄热式加热炉组(2)；
所述循环煅烧窑窑体的冷却段连接至空气换热器(8)，所述空气换热器(8)的另一端又分别连接至所述蓄热式加热炉组(2)和煤气换热器(7)，且所述煤气换热器(7)也连接至所述蓄热式加热炉组(2)；
所述煤气风机(11)连接驱动所述煤气换热器(7)，所述助燃风机(12)连接驱动所述空气换热器(8)；
所述煤气换热器(7)的上端还连接至所述烟气除尘器(9)，且所述烟气除尘器(9)的另一端经所述烟气引风机(13)后连接至所述烟囱(14)。
2.根据权利要求1所述循环煅烧石灰窑，其特征在于，
所述蓄热式加热炉组(2)包括3台加热炉，正常生产时一台为加热CO2提供热载体状态，另外两台为蓄热状态。
3.根据权利要求1所述循环煅烧石灰窑，其特征在于，
所述出料装置(4)的一侧还连接有冷却风机(15)。
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