一种蓄热式石灰回转窑

摘要

本发明涉及一种蓄热式石灰回转窑，包括两台窑体、两台预热室、窑尾罩、窑头、冷却室、烧嘴、鼓风机、冷却风机、上料系统和废气排放系统。两台窑体左右对称布置或非对称布置，窑体的一头通过窑尾罩与冷却室连接，另一头分别通过加料室与预热室的出口连接。预热室的入口通过三通管分别与进料口和三通阀连接。三通阀的一路通过空气管路与鼓风机连接，另一路与废气排放系统连接。窑体设有余热回收器，余热回收器空气出口连接到冷却室或燃料预热器。本发明通过设置左右两个蓄热式预热室和两台窑体，使得回转窑在煅烧中所产生的烟气余热、石灰成品余热充分利用，降低了能耗。烧嘴多点设置，燃烧的温度分布更加均匀，温度梯度降低，可有效降低烟气中的NOx含量。

权利要求

1.一种蓄热式石灰回转窑，包括窑尾罩（11）、冷却室（12）、窑头（9）、鼓风机（8）、冷却风机（13）、上料系统（2）和废气排放系统，窑头设有烧嘴（10），其特征是：所述蓄热式石灰回转窑设有两台窑体（16）和两台预热室（4），每台窑体分为2~3段；两台窑体分别左右对称布置或非对称布置，窑体的一头通过窑尾罩（11）与冷却室连接，另一头分别通过加料室（5）与预热室的出口连接；预热室的入口通过三通管（18）分别与进料口（3）和三通阀（17）连接，三通阀的另外两路中一路通过空气管路（7）与鼓风机连接，另一路与废气排放系统连接；冷却风机连接到冷却室的下部，冷却室设有出料口（14），出料口与出料设备连接；三通阀的三个出口连接处设有阀板（6），进料口设有阀板；所述窑体（16）设有余热回收器（19）和引风机（20），所述余热回收器为筒体结构，位于每段窑体的外部，余热回收器与回转窑的窑体同轴安装；所述余热回收器设有空气入口（23）和空气出口（26），空气入口位于余热回收器的两侧；余热回收器的出口通过管路连接到引风机（20）的入口，引风机的出口连接到冷却室（12）的中部、燃料预热器（21）或磨煤烘干炉的空气管路；所述烧嘴（10）的入口通过燃料预热器与燃料管路连接。

2.根据权利要求1所述的蓄热式石灰回转窑，其特征是：所述回转窑为单压力系统或双压力系统；所述双压力系统的废气排放系统包括除尘器、引风机和烟囱，左右两侧的鼓风机（8）分别通过空气管路与三通阀（17）连接；所述单压力系统的废气排放系统设有除尘器和烟囱，罗茨风机（22）代替鼓风机（8），所述罗茨风机的出口通过空气管路（7）分别连接到两侧预热室顶部的三通阀（17）。

3.根据权利要求1所述的蓄热式石灰回转窑，其特征是：所述烧嘴为气体燃料烧嘴或液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴。

4.根据权利要求1所述的蓄热式石灰回转窑，其特征是：所述窑尾罩（11）设有辅助烧嘴（24），窑头设有助燃空气通道（25）。

说明书

一种蓄热式石灰回转窑

技术领域

[0001] 本发明属于化工、冶金、建材等生产设备技术领域，涉及一种石灰生产装置，具体涉及一种蓄热式石灰回转窑。

背景技术

[0002] 石灰回转窑是一种生产石灰的设备，相对于竖窑、梁式窑、套筒窑等，具有可煅烧小粒径石灰石、烧制的石灰活性度高（活性度可达350－400ml）、机械化程度高、易操作、易大型化生产等特点，在我国石灰生产领域得到了大量的应用。根据2010年统计数据，回转窑生产的石灰占活性石灰（活性度300ml以上）产能的47.84%。

[0003] 但回转窑的能耗较其它石灰窑大，其电耗为40kWh/t，热耗为5000～5300kJ/kg，热效率为55～65%。高能耗限制了回转石灰窑的发展。在节能减排的大背景下，降低回转窑的能耗显得尤为重要。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种石灰回转窑，通过预热室中蓄热、预热助燃空气、充分利用石灰生产的余热，降低回转窑能耗和石灰生产成本，提高经济效益。

[0005] 本发明一种蓄热式石灰回转窑，包括窑尾罩、冷却室、窑头、鼓风机、冷却风机、上料系统和废气排放系统，窑头设有烧嘴。蓄热式石灰回转窑设有两台窑体和两台预热室，每台窑体分为2~3段。两台窑体分别左右对称布置或非对称布置，窑体的一头通过窑尾罩与冷却室连接，另一头分别通过加料室与预热室的出口连接。预热室的入口通过三通管分别与进料口和三通阀连接。三通阀的另外两路，一路通过空气管路与鼓风机连接，另一路与废气排放系统连接。冷却风机连接到冷却室的下部，冷却室设有出料口，出料口与出料设备连接。三通阀的三个出口连接处设有阀板，进料口设有阀板。

[0006] 窑体设有余热回收器和引风机，余热回收器为筒体结构，位于每段窑体的外部，余热回收器与回转窑的窑体同轴安装。所述余热回收器设有空气入口和空气出口，空气入口位于余热回收器的两侧。余热回收器的出口通过管路连接到引风机（20）的入口，引风机的出口连接到冷却室（12）的中部、燃料预热器（21）或磨煤烘干炉的空气管路。烧嘴（10）的入口通过燃料预热器与燃料管路连接。

[0007] 回转窑为单压力系统或双压力系统。双压系统的废气排放系统包括除尘器、引风机和烟囱，左右两侧的鼓风机分别通过空气管路与三通阀连接。单压力系统的废气排放系统设有除尘器和烟囱，罗茨风机代替鼓风机，罗茨风机的出口通过空气管路分别连接到两侧预热室顶部的三通阀。

[0008] 烧嘴为气体燃料烧嘴或液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴。

[0009] 回转窑用于固体物料的煅烧或固体物料的还原。固体物料为石灰石、白云石、球团矿、铁矿石或电石生产、水泥生产的原料。蓄热式石灰回转窑为多功能标准平台，用于各种工业用途。

[0010] 回转窑具有并流煅烧区和逆流煅烧区，整体左右对称布置，中间用窑尾罩进行连接。两个预热室交替与烟气和助燃空气进行换热。在窑体头部设置烧嘴，可以采用单点或多点布置燃烧，对石灰石物料 进行煅烧，同时均匀窑内温度场，保持窑内燃烧气氛合适。冷却室内石灰与冷却空气逆流换热，加热后的热空气与烟气混合经烟气侧窑体进入预热室。石灰石物料的上料、排放的烟气和进入的助燃空气直接通过预热室顶部，其中石灰石物料 作为蓄热体，被烟气加热和预热冷却空气。当一边预热室进入空气冷却物料同时加热空气，热空气与本侧烧嘴喷出的燃料混合燃烧时，另外一边预热室通过废气排放将烟气中的余热回收至物料中，烧嘴喷出的燃料根据工艺要求可以过剩和不足，根据工艺的要求在窑尾罩处可设置辅助烧嘴，在窑头设置助燃空气通道。

[0011] 在窑体头部设置烧嘴，可以单点或多点布置燃烧，对石灰石物料进行煅烧，同时均匀窑内温度场，保持窑内燃烧气氛合适。冷却室内石灰与冷却空气逆流换热，加热后的热空气与烟气混合进入排烟侧回转窑内，再经预热器进入排放系统。石灰石物料的上料、排放的烟气和进入的助燃空气直接通过预热室顶部，其中石灰石物料作为蓄热体，被烟气加热和预热空气。

[0012] 本发明蓄热式石灰回转窑通过设置左右两台预热室和两台回转窑体，利用预热室中物料作蓄热体，交替吸收蓄热和预热空气放热过程。煅烧时一侧窑体烧嘴燃烧煅烧窑体中物料，产生的烟气经另一侧窑体到预热室预热物料，进行蓄热。另一侧窑体燃烧，预热室中物料放出热量预热助燃空气，预热后的空气经窑头的烧嘴进入窑体助燃。使回转窑在煅烧中产生的烟气余热得到充分利用，降低了石灰生产能量消耗和石灰生产成本。烟气出口温度可控制在100-150℃，石灰出口温度为≤100℃。烧嘴布置在窑头处，使得石灰石物料先被逆流预热，再被并流煅烧，有效提高石灰的品质。

附图说明

[0013] 图1为本发明蓄热式石灰回转窑流程示意图

[0014] 图2为本发明另一实施方案的流程示意图；

[0015] 图3为本发明第三实施方案的流程示意图；

[0016] 图4为本发明第四实施方案的流程示意图。

[0017] 其中

[0018] 1—烟气管路、2—上料系统、3—进料口、4—预热室、5—加料室、6—阀板、7—空气管路、8—鼓风机、9—窑头、10—烧嘴、11—窑尾罩、12—冷却室、13—冷却风机、14—出料口、15—出料设备、16—窑体、17—三通阀、18—三通管、19—余热回收器、20—引风机、21—燃料预热器、22—罗茨风机、23—空气入口、24—辅助烧嘴、25—助燃空气通道、26—空气出口。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图对本发明进行详细说明。

[0020] 实施例1

[0021] 本发明蓄热式石灰回转窑如图1所示，包括两台窑体16、两台预热室4、窑尾罩11、冷却室12、烧嘴10、鼓风机8、窑头9、冷却风机13、上料系统2和废气排放系统，窑头中设有烧嘴10。两台窑体左右对称布置，窑体的一头通过窑尾罩11与冷却室连接，另一头分别通过加料室5与预热室4的出口连接。预热室的入口通过三通管18分别与进料口3和三通阀17连接。三通阀另外两路中一路通过空气管路7与鼓风机相连，另一路与废气排放系统连接；冷却风机连接到冷却室的下部，冷却室设有出料口14，出料口与出料设备15连接。三通阀的三个口分别设有阀板6，进料口设有阀板。蓄热式石灰回转窑为双压力系统，气体排放系统包括引风机、除尘器和烟囱。左右两侧的鼓风机8分别通过空气管路与三通阀17连接。窑体16设有余热回收器19和引风机20。烧嘴10的入口通过燃料预热器与燃料管路连接。窑尾罩11设有辅助烧嘴24，窑头设有助燃空气通道25。

[0022] 回转窑整体为左右对称布置，由窑尾罩进行连接。预热室4上端与受料布料装置、烟气排放装置和助燃风进气装置连接，下端连接加料室5。窑体16头部连接加料室5，尾部连接窑尾罩11。窑尾罩11连接左右两个窑体16，同时连接冷却室12。

[0023] 石灰石物料自上料系统加入到预热室顶部的受料布料装置，进入左侧预热室4。在预热室内被加热后的石灰石物料 经加料室5进入左侧窑体16，在窑体内烧嘴进行多点均布燃烧，产生温度场均匀的烟气，对石灰石物料煅烧。烧制的石灰经窑尾罩11进入竖式冷却室12，废气则进入右侧窑体16，完成左侧石灰石预热和回转窑的煅烧过程。

[0024] 冷却风机13鼓出的冷却风进入冷却室12，与高温石灰逆流接触换热，石灰被冷却至≤100℃后通过出料口14和出料设备15出窑。空气被加热后经窑尾罩11与左侧煅烧物料后的烟气混合，经右侧窑体16进入右侧预热室4。在右侧预热室与下落的石灰石物料逆向接触进行换热，离开预热室的烟气温度降至100-150℃后通过废气排放系统排入大气，完成回转窑的蓄热过程。两侧窑体16、预热室4交替进行蓄热和预热煅烧过程，通过各管路的阀板动作进行切换操作，自动化控制，切换的间隔时间根据工艺条件确定。

[0025] 实施例2

[0026] 本发明另一实施方式如图2所示，窑体16设有余热回收器19和引风机20。余热回收器19为筒体结构，位于回转窑每段窑体的外部，与窑体同轴安装。余热回收器设有空气入口23和空气出口26，空气入口23位于余热回收器的的两侧，余热回收器的出口通过管路连接到引风机20的入口，引风机的出口连接到冷却室12的中部。用余热回收器回收窑体外壁散发的热量，通过余热回收器预热后的空气进入冷却室，用冷却产品的热量继续加热空气。在冷却室12，经冷却风机13进入冷却风和经引风机20进入的预热后空气汇合，一同离开冷却室，经窑体16到预热室4预热原料后到废气排放系统排放。

[0027] 实施例3

[0028] 本发明第三种实施方式如图3所示，引风机出口连接到燃料预热器21,燃料管路经燃料预热器到烧嘴10，用余热回收器回收的热量通过燃料预热器21预热燃料。

[0029] 实施例4

[0030] 本发明第四种实施方式如图4所示，回转窑为单压力系统，单压力系统中废气排放系统设有除尘器和烟囱，罗茨风机22代替鼓风机鼓风。罗茨风机的出口通过空气管路7分别连接到两侧预热室顶部的三通阀17，整个设备交替工作，当一边预热室进入空气冷却物料同时加热空气，热空气与本侧烧嘴喷出的燃料混合燃烧时，另外一边预热室通过废气排放将烟气中的余热回收至物料中，由于烟气侧没有引风机的抽吸作用，因此窑内的气流全靠罗茨风机的推动力驱动，在设备每次进行换向过程前不进行通风，待换向结束后再进行通风。