CN216977498U - 水泥窑外分解炉及水泥烧成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水泥生产设备技术领域，提供一种水泥窑外分解炉及水泥烧成系统，其中，水泥窑外分解炉包括分解炉本体和连接管路，分解炉本体的下端设置有用于与回转窑的窑尾烟室连接的进风口，分解炉本体的上端通过连接管路与旋风筒的进口连接；分解炉本体包括还原区段和分解区段，分解炉本体的外部设置有送风管，送风管的出风端与分解炉本体的内部连通，送风管的出风端位于还原区段与分解区段之间，送风管的出风方向与分解炉本体的轴线之间的夹角为锐角，送风管沿出风端至进风端的方向逐渐向下延伸。如此设置，使三次风通过送风管顺着水泥生料和燃料的流通方向进入分解炉本体，可以降低燃料和水泥生料向上流通的阻力，进而降低能耗。

Description

水泥窑外分解炉及水泥烧成系统

技术领域

本实用新型涉及水泥生产设备技术领域，尤其涉及一种水泥窑外分解炉及水泥烧成系统。

背景技术

分解炉是实现水泥熟料生产规模化的关键设备，是现代化水泥工业的标志性技术。分解炉主要使水泥生料和燃料分散于热气流中，利用物料颗粒之间在炉内流场中的相对运动，实现高度分散、均匀混合和分布、迅速换热，以达到提高燃烧效率、传热效率和入窑生料碳酸盐分解的目的。

分解炉内的燃料和水泥生料在风机的作用下，自下向上移动。为保证燃料充分燃烧，需要向分解炉内通入三次风，但三次风的通入往往会增加分解炉内燃料和水泥生料向上流通的阻力，进而会增加分解炉的能耗。

因此，如何解决现有技术中的分解炉存在的能耗高的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种水泥窑外分解炉及水泥烧成系统，用以解决现有技术中的分解炉存在的能耗高的缺陷。

本实用新型提供一种水泥窑外分解炉，包括分解炉本体和连接管路，所述分解炉本体的下端设置有用于与回转窑的窑尾烟室连接的进风口，所述分解炉本体的上端通过所述连接管路与旋风筒的进口连接；

所述分解炉本体包括还原区段和分解区段，所述分解炉本体的外部设置有送风管，所述送风管的出风端与所述分解炉本体的内部连通，所述送风管的出风端位于所述还原区段与所述分解区段之间，所述送风管的出风方向与所述分解炉本体的轴线之间的夹角为锐角，所述送风管沿出风端至进风端的方向逐渐向下延伸。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述送风管的出风方向与所述分解炉本体的轴线之间的夹角为30-50度。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述连接管路包括第一直管段、弯管段和第二直管段，所述第一直管段、弯管段和第二直管段形成为一体式结构，所述第一直管段远离所述弯管段的一端与所述分解炉本体连接，所述第一直管段的轴线与所述分解炉本体的轴线重合。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述第一直管段的轴线与所述第二直管段的轴线均沿竖直方向设置，所述弯管段包括上半管部和下半管部；

所述上半管部的两端分别与所述第一直管段和所述第二直管段平滑连接，所述上半管部的横截面为弧形；

所述下半管部包括两个倾斜设置的连接板，两个所述连接板的上端一一对应地相连接，且两个所述连接板的侧边与所述上半管部连接，以构成密闭管状腔体结构，两个所述连接板的下端分别与所述第一直管段和所述第二直管段连接。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述连接管路的横截面积为所述分解炉本体的横截面积的70％-80％。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述还原区段沿所述分解炉本体的轴线方向的长度设置为9-10米。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述还原区段的横截面形状为矩形。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述还原区段的下端设置有第一燃料进口和第一原料进口；

所述分解区段的下端设置有第二燃料进口和第二原料进口，所述第二燃料进口和所述第二原料进口均位于所述送风管的出风端的上方。

根据本实用新型提供的一种水泥窑外分解炉，所述分解区段具有缩口部。

本实用新型还提供一种水泥烧成系统，包括上述的水泥窑外分解炉。

本实用新型提供的水泥窑外分解炉中，在分解炉本体的外部设置送风管，送风管的出风方向与分解炉本体的轴线之间的夹角为锐角。送风管的出风端与分解炉本体的内部连通，使送风管沿出风端至进风端的方向逐渐向下延伸，以确保送风管的出风方向和燃料与水泥生料在分解炉本体内部的流通方向呈锐角，即，使三次风经送风管顺着燃料和水泥生料的流通方向进入分解炉本体，有利于降低燃料和水泥生料向上流通的阻力，进而降低能耗。

进一步，在本实用新型提供的水泥烧成系统中，由于具备如上所述的水泥窑外分解炉，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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是本实用新型提供的水泥窑外分解炉的结构示意图；

图2是本实用新型提供的连接管路的弯管段的剖视图；

图3是本实用新型提供的分解炉本体的俯视图。

附图标记：

1：连接管路；2：旋风筒；3：还原区段；4：分解区段；5：送风管；6：第一直管段；7：第二直管段；8：上半管部；9：连接板；10：第一燃料进口；11：第一原料进口；12：第二燃料进口；13：第二原料进口；14：缩口部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

下面结合图1至图3描述本实用新型的水泥窑外分解炉。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的水泥窑外分解炉包括分解炉本体和连接管路1，在分解炉本体的下端设置有进风口，进风口与回转窑的窑尾烟室连接，可以使回转窑内的烟气流通至分解炉本体的内部，以对回转窑的烟气的热量进行回收利用。

连接管路1设置在分解炉本体的上端，分解炉本体的上端通过连接管路1与旋风筒2的进口连接，此旋风筒2在水泥烧成系统中一般称为第五级旋风筒，旋风筒2具有固体出口和气体出口，水泥生料分解后的分解产物包括固态产物和气态产物，其中固态产物包括氧化钙，气态产物包括二氧化碳。固态产物和气态产物一同进入旋风筒2，在旋风筒2的作用下，固态产物经旋风筒2的固体出口流出，气态产物经旋风筒2的气体出口流出。

由于回转窑输出的烟气中含有大量的氮氧化物，需要对氮氧化物进行还原处理，以使烟气符合排放需求。

上述分解炉本体包括还原区段3和分解区段4，还原区段3用于对氮氧化物进行处理，分解区段4用于对水泥生料进行分解。

水泥生料分解时需要大量的热量，热量来源于燃料的充分燃烧。本实施例中在分解炉本体的外部设置有送风管5，送风管5的出风端与分解炉本体的内部连通，且送风管5的出风端设置于还原区段3与分解区段4之间，用于向分解区段4输送含氧量较高的气体，作为三次风，以确保燃料的充分燃烧。具体地，可以使送风管5与生产现场的篦冷机连接。

还原区段3在对氮氧化物进行还原处理时，主要利用燃料不充分燃烧时产生的一氧化碳。将送风管5的出风端设置于还原区段3与分解区段4之间，可以避免三次风对还原处理过程的影响。

上述送风管5的出风方向与分解炉本体的轴线之间的夹角为锐角，送风管5沿出风端至进风端的方向逐渐向下延伸，可以确保送风管5的出风方向和燃料与水泥生料在分解炉本体内部的流通方向呈锐角，即，使三次风经送风管5顺着燃料和水泥生料的流通方向进入分解炉本体，有利于降低燃料和水泥生料向上流通的阻力，进而降低能耗，解决了现有技术中的分解炉存在的能耗高的问题。

本实用新型实施例中，使送风管5的出风方向与分解炉本体的轴线之间的夹角为30-50度，具体地，可以使送风管5的出风方向与分解炉本体的轴线之间的夹角设置为40度，经试验数据对比，调整送风管5的出风方向后，水泥窑外分解炉整体的阻力约为700Pa，相对于现有技术中的分解炉而言，降低了300Pa以上。

本实施例中，上述连接管路1包括第一直管段6、弯管段和第二直管段7，弯管段的两端分别与第一直管段6和第二直管段7连接，且第一直管段6、弯管段和第二直管段7形成为一体式结构。具体地，可以通过使第一直管段6、弯管段和第二直管段7一体加工成型的方式实现，有利于保证连接管路1的可靠性与稳定性。也可以分别加工好第一直管段6、弯管段和第二直管段7，之后利用焊接等方式实现相邻两者之间的连接。

连接管路1的第一直管段6远离弯管段的一端与分解炉本体连接，且第一直管段6的轴线与分解炉本体的轴线重合，连接管路1的第二直管段7远离弯管段的一端与旋风筒2的进口连接。

本实施例中，将第一直管段6的轴线与第二直管段7的轴线均沿竖直方向设置，第一直管段6和第二直管段7的横截面均为圆形，且第一直管段6和第二直管段7的直径相等。

上述弯管段包括上半管部8和下半管部，具体来说，上半管部8的两端分别与第一直管段6和第二直管段7平滑连接。上半管部8的横截面为弧形，具体可以设置为直径与第一直管段6和第二直管段7的直径相等的圆弧形。

上述下半管部包括两个连接板9，两个连接板9的上端一一对应地相连接，两个连接板9均倾斜设置，两个连接板9均与竖直面之间具有夹角，从而两个连接板9之间也具有夹角。上述两个连接板9的侧边与上半管部8连接，以构成密闭管状腔体结构，两个连接板9的下端分别与第一直管段6和第二直管段7密闭连接。

相对于现有技术中将弯管段的上半管部8和下半管部均设置成截面为圆弧形结构而言，本实用新型实施例中将下半管部设置成两个倾斜的连接板9，有利于灰尘或物料的滑落，避免灰尘或物料在下半管部的堆积，从而避免因灰尘或物料堆积使弯管段供物料通过的空间减小导致的阻力增加，进一步降低能耗。

传统设计中一般使连接管路1的横截面积设置为分解炉本体的横截面积的50％-60％，本实用新型实施例中，将上述连接管路1的横截面积设置为分解炉本体的横截面积的70％-80％，有效增加了水泥窑外分解炉整体的容积。此外，经试验数据对比，传统设计的连接管路1内的风速为18-20米每秒，本实用新型实施例中的连接管路1内的风速为13-15米每秒。连接管路1的横截面积的增加降低了连接管路1内的风速，从而降低了燃料和水泥生料等在连接管路1内的流通速度，延长了燃料和水泥生料在连接管路1内的通过时间，有利于提高水泥生料的分解率，且有利于燃料的充分燃烧，提高了燃料的燃尽率，避免燃料在旋风筒2内燃烧对旋风筒2产生的损坏问题。

具体实施例中，上述连接管路1的横截面积可以设置为分解炉本体的横截面积的75％。

本实用新型实施例中，在还原区段3的下端设置有第一燃料进口10和第一原料进口11，第一燃料进口10处可以设置第一喷煤管，用于向还原区段3内部喷射煤粉并使煤粉燃烧。回转窑内的烟气中含氧量较低，燃料在还原区段3不充分燃烧，产生一氧化碳，用于对氮氧化物还原处理。

为确保还原反应的充分进行，本实用新型实施例中将还原区段3沿分解炉本体的轴线方向的长度设置为9-10米，在还原区段3内的风速为10米每秒时，能够确保一氧化碳与氮氧化物在还原区段3的反应时间至少为0.8秒，提高了还原反应时间，能够稳定去除40％以上的氮氧化物，提高了脱氮效率，减少环境污染。

本实施例中，将还原区段3的横截面形状设置为矩形。相对于现有技术中将还原区段3的横截面形状设置为圆形时，在矩形的边长与圆形的直径相等的情况下，将还原区段3的横截面设置为矩形，增加了还原区段3的横截面积，降低了还原区段3的风速，延长了氮氧化物等在还原区段3的通过时间，有利于还原反应的充分进行。此外，经流场模拟，将还原区段3的横截面设置为矩形，使得还原区段3内的烟气流场更加均匀稳定。

上述第一原料进口11用于向还原区段3输送水泥生料，具体可以使上述第一原料进口11与水泥烧成系统中的第四级旋风筒的固体出口连接。第四级旋风筒的固体出口流出的固体为水泥生料，其温度大约为500度，相对于还原区段3的温度而言温度较低，可以中和还原区段3内的温度，避免还原区段3的温度过高，有效防止结皮。

本实施例中，在分解区段4的下端设置有第二燃料进口12和第二原料进口13，第二燃料进口12和第二原料进口13均位于送风管5的出风端的上方。第二燃料进口12处可以设置第二喷煤管，用于向分解区段4内部喷射煤粉并使煤粉燃烧。经送风管5输送的三次风具有较高的含氧量，可以使燃料充分燃烧，释放大量的热量。

上述第二原料进口13用于向分解区段4输送水泥生料，进入分解区段4的水泥生料会受热分解。

本实施例中，在分解区段4设置有缩口部14，当水泥生料和燃料在上升至缩口部14时，缩口部14使得气流速度骤然加快，使水泥生料和燃料在缩口部14处产生喷腾，水泥生料和燃料进一步混合均匀，使水泥生料受热均匀、充分，有利于提高水泥生料的分解率。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种水泥烧成系统，包括上述任一实施例提供的水泥窑外分解炉。上述任一实施例提供的水泥窑外分解炉能够使三次风经送风管5顺着燃料和水泥生料的流通方向进入分解炉本体，有利于降低燃料和水泥生料向上流通的阻力，具有能耗低的优点，故本实用新型实施例提供的水泥烧成系统也具有能耗低的优点。本实用新型实施例中的水泥烧成系统的有益效果的推导过程与上述水泥窑外分解炉的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水泥窑外分解炉，其特征在于，包括分解炉本体和连接管路，所述分解炉本体的下端设置有用于与回转窑的窑尾烟室连接的进风口，所述分解炉本体的上端通过所述连接管路与旋风筒的进口连接；

所述分解炉本体包括还原区段和分解区段，所述分解炉本体的外部设置有送风管，所述送风管的出风端与所述分解炉本体的内部连通，所述送风管的出风端位于所述还原区段与所述分解区段之间，所述送风管的出风方向与所述分解炉本体的轴线之间的夹角为锐角，所述送风管沿出风端至进风端的方向逐渐向下延伸。

2.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述送风管的出风方向与所述分解炉本体的轴线之间的夹角为30-50度。

3.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述连接管路包括第一直管段、弯管段和第二直管段，所述第一直管段、弯管段和第二直管段形成为一体式结构，所述第一直管段远离所述弯管段的一端与所述分解炉本体连接，所述第一直管段的轴线与所述分解炉本体的轴线重合。

4.根据权利要求3所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述第一直管段的轴线与所述第二直管段的轴线均沿竖直方向设置，所述弯管段包括上半管部和下半管部；

所述上半管部的两端分别与所述第一直管段和所述第二直管段平滑连接，所述上半管部的横截面为弧形；

所述下半管部包括两个倾斜设置的连接板，两个所述连接板的上端一一对应地相连接，且两个所述连接板的侧边与所述上半管部连接，以构成密闭管状腔体结构，两个所述连接板的下端分别与所述第一直管段和所述第二直管段连接。

5.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述连接管路的横截面积为所述分解炉本体的横截面积的70％-80％。

6.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述还原区段沿所述分解炉本体的轴线方向的长度设置为9-10米。

7.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述还原区段的横截面形状为矩形。

8.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述还原区段的下端设置有第一燃料进口和第一原料进口；

所述分解区段的下端设置有第二燃料进口和第二原料进口，所述第二燃料进口和所述第二原料进口均位于所述送风管的出风端的上方。

9.根据权利要求1所述的水泥窑外分解炉，其特征在于，所述分解区段具有缩口部。

10.一种水泥烧成系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的水泥窑外分解炉。

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