CN2365621Y - 带下置涡流预燃室的组合式分解炉 - Google Patents

带下置涡流预燃室的组合式分解炉 Download PDF

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彭守正
陶从喜
徐江东
狄东仁
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Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd
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Abstract

一种带下置涡流预燃室的组合式分解炉,由涡流预燃室的顶端与双喷腾炉的下端连接组成,优点是:在本炉中低活性燃料燃尽与物料分解率达90%,燃尽时间短;煤粉点火容易,着火稳定;塌料不易堵三次风管;不占据预热器塔架内外的面积;无长的烟道连接,可免除去或减轻清理结皮的麻烦;较好的整体效能,煤粉燃尽率与生料分解率高。对1000t/d的水泥厂,煤费一年可节省～300万元。

Description

带下置涡流预燃室的组合式分解炉
本实用新型属于悬浮预热预分解工艺(NSP)生产水泥的核心技术装备，特别涉及一种带下置涡流预燃室的组合式分解炉。
目前，分解炉是采用悬浮预热预分解工艺(NSP)生产水泥的核心技术装备，目前世界上已有诸多类型的分解炉，但绝大多数只适用于燃用较易着火和燃尽的燃料(如中、高挥发份烟煤、重油、天然气等)，而能适用于难着火、难燃尽的低挥以份煤(含无烟煤)或其它低品位燃料者为数甚少且存在一些不足，如有的对塌料适应性差、有的竖烟道易结皮、有的需容积大、设备重等等。随着科技进步、工业发展、能源利用以及燃料价格与市场竞争的需要等原因，品质较好的煤大都供给煤化学工业和冶金工业使用，而水泥回转窑用煤品质则愈来愈差。当前已有越来越多的回转窑水泥厂要求能够使用价廉的低挥发份烟煤甚至无烟煤作为水泥熟料煅烧用煤，故有必要创新、提高或发展适应于这类低品位燃料的分解炉型。
本实用新型的目的是提供一种带下置涡流预燃室的组合式分解炉，克服上述的缺点和不足。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种带下置涡流预燃室的组合式分解炉，其特征在于：由涡流预燃室与双喷腾炉上下串联成一炉组构成。
由涡流预燃室的顶端与双喷腾炉的下端连接串联成一炉组构成。
本实用新型的优点是：
本发明的关键在于采用了对低挥发份煤或低品位燃料适应性强的、能稳定着火、快速燃烧的涡流预燃室与高效强湍流、多涡流的双喷腾主炉相结合的炉组，能适应低活性燃料燃尽与物料分解率达90％或以上之需，在进气、喂料、喂煤位置以及结构形状与工作参数上精心考究，以保证煤粉的稳定着火与快速燃烧以及炉组的整体效能与安全运行。当然，除此之外，尚需配合提高煤粉细度、提高三次风温等措施以保证低活性煤粉的稳定着火与燃尽。
本发明分解炉与现有有代表性的炉型的优缺点比较见表1，其主要特点或优点如下：
涡流预燃室能使煤粉在纯空气中高温辉焰着火燃烧，随后才与窑气混合，煤粉前期燃烧速度明显高于一般在线型分解炉，因而能缩短所需燃尽时间；
涡流预燃室中边壁有料层保护，中心有高温热窑气穿过，其间有强烈湍流的纯空气，有利于煤粉的稳定着火与高温快速燃烧，煤粉点火容易；
当塌料流经缩口时可部分吹散或部分直接落入回转窑，无离线型分解炉或管道式分解炉塌料易堵三次风管之虞；
可采用特制的多通道燃烧器以便更好地调控燃料燃烧速度与位置；
双喷腾主炉与预燃室上下重叠，布置紧凑，无需额外占据预热器塔架内外的其余面积；
涡流预燃室与窑尾烟室直接相接，其间无长的烟道连接，可免除或减轻清理结皮的麻烦；
采用流场分布合理、湍流及涡流较强烈的双喷腾炉作主炉，可较好的发挥炉组的整体效能，达到所需的煤粉燃尽率与生料分解率。
本发明分解炉拓宽了水泥行业用范围，解决了低挥发份煤在悬浮预热预分解工艺上应用的难题。生产实践表明，采用低挥发份煤煅烧水泥熟料，对于一个生产规模为1000t/d的水泥厂，仅煤费一项一年可节省成本～300万元。可见采用本发明分解炉煅烧低挥发份煤，具有较好的社会效益和经济效益，意义十分重大。
下面结合附图说明实施例：
图1是带下置涡流预燃室的组合式分解炉示意图
本发明分解炉的结构与工作原理简述
本发明带下置涡流预燃室的组合式分解炉的结构示意见附图1。它主要由涡流预燃室2与双喷腾炉1上下串联成一炉组构成。来自窑头的热的三次风3切向进入涡流预燃室；煤粉4采用特制的燃烧器喷入预燃室并在纯空气的高温环境中稳定着火并快速燃烧，来自上一级旋风筒的预热物料由溜管5分别喂入预燃室顶部和主炉；煤粉及部分物料从预燃室经主炉缩口进入主炉中继续边燃烧边分解，最后出炉进入末级旋风筒进行气固分离后将已预热并接近全分解的物料喂入回转窑中；回转窑尾废气经窑尾烟室6直接喷入预燃室。高温的窑气从预燃室中心穿过，有利于煤粉的着火及稳燃。
                表1本发明分解炉与几种有代表性分解炉的对比
分解炉型式     基本指标参数          基本特征          优缺点
  本发明分解炉 1.主炉断面风速：7～10m/s预燃室断面风速：6～10m/s2.物料停留时间10～18s3.工作温度：主炉：870～920℃预燃室：850～1100℃4.物料分解率85～95％ 预燃室内物料贴壁运动，有纯空气强涡流高温燃烧区；主炉内依靠双喷腾将物料分散到整个炉膛内，加强气固混合换热和反应的进行；燃料分多点喷入；物料分别喂入预燃室和主炉燃料在纯空气中点燃，部分高温辉焰燃烧有利于燃料的着火与燃尽 1.主炉内物料、温度分布均匀，简单，操作简便，NOX浓度较低。2.预燃室有高温纯空气燃烧区可加速燃料燃烧3.预燃室中心有高温窑气穿过，有利于煤粉的点火及稳燃
喷腾型 1.炉断面风速5.5～9.5m/s2.物料停留时间8～17s3.工作温度870～920℃4.物料分解率85～92％ 主要依靠喷腾将物料分散到整个炉膛内，形成喷腾区和环形区。离线式：燃料在纯空气中燃烧。在线式：燃料在窑气与三次风的混合气中燃烧。 1.物料分布、温度分布无本发明分解炉均匀。2.可离线或在线布置。3.部分炉型NOX浓度较低。4.对离线式分解炉常因强料脉冲或三次风不畅造成塌料堵塞。
管道型 1.炉断面风速8～18m/s2.物料停留时间8～20s(顶部采用特殊结构时为30s)3.工作温度880～920℃4.物料分解率85～90％ 该炉型为管道流，为了延长物料在管道内的停留时间，管道需作得很长。 1.温度分布较均匀。2.物料分布均匀性介于流态化炉和其它几种炉型之间。3.在线或局部离线布置。4.不易结皮。5.烧低挥发份煤时，管道较长
流态化型 1.炉断面风速稀相区3.5～5.5m/s浓相区7.5～12m/s2.物料停留时间45～140s3.工作温度820～865℃4.炉内料分解率60～75％ 物料以流化风进行流态化，三次风以近似对撞进入，炉内存在稀相区和浓相区；该炉与垂直烟道一起实现入窑物料分解率的“二次到位”，达90～95％。 1.物料分布均匀。2.温度分布均匀，炉内温差常在±10℃内，不会因局部过热而导致结皮。3.炉子运行比较稳定。4.有利于劣质燃料的燃烧。5.通常离线布置，无高温区，低温操作，但不利于过细煤粉在床上的停留
组合型 1.炉断面变化较大，风速变化较大5～20m/s2.物料停留时间7～18s3.工作温度860～910℃4.物料分解率85～92％ 一般分SB、SC和MC三个室，在SB、SC室燃料在纯空气中预燃烧，出SC室后进入MC室进一步燃烧、混合和分解。 1.两室温度分布稍有差别。2.MC室物料分布和喷腾炉相当，SC室物料分布不均，无本发明分解炉均匀。3.局部离线布置，为“离线预燃”，“在线分解”。4.有时因局部过热而结皮。5.属部分高温操作分解炉。

Claims (2)

1、一种带下置涡流预燃室的组合式分解炉，其特征在于：由涡流预燃室与双喷腾炉上下串联成一炉组构成。
2、根据权利要求1所述的带下置涡流预燃室的组合式分解炉，其特征在于：由涡流预燃室的顶端与双喷腾炉的下端连接串联成一炉组构成。
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