專(zhuān)利名稱(chēng)：一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥行業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)及其工藝。背景技術(shù)：
水泥節(jié)能和環(huán)保是水泥行業(yè)一直努力研究解決的兩個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。水泥熟料燒成過(guò)程基本分為原料預(yù)熱一碳酸鹽分解一固相反應(yīng)一燒成一冷卻。傳統(tǒng)的水泥中空窯，原料預(yù)熱一碳酸鹽分解一固相反應(yīng)一燒結(jié)等環(huán)節(jié)均在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)完成，窯尾廢氣排出溫度約600-900°C左右，熱耗很大。上世紀(jì)50年代出現(xiàn)了懸浮預(yù)熱器窯，使熱利用率大幅提高；70年代又出現(xiàn)了預(yù)分解窯，使得廢氣溫度大幅下降，能耗進(jìn)一步下降。該工藝在我國(guó)被稱(chēng)為新型干法水 泥生產(chǎn)技術(shù)被大量應(yīng)用。新型干法水泥熟料燒成系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為預(yù)熱器+分解爐+回轉(zhuǎn)窯+篦冷機(jī)。原料預(yù)熱過(guò)程在預(yù)熱器中進(jìn)行；預(yù)熱后的物料進(jìn)入分解爐進(jìn)行碳酸鹽分解，然后再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行固相反應(yīng)和熟料燒成，最后出回轉(zhuǎn)窯進(jìn)入冷卻機(jī)冷卻。世界各個(gè)專(zhuān)業(yè)公司均有自己專(zhuān)有的水泥熟料燒成系統(tǒng)技術(shù)裝備。我國(guó)目前新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)主要有天津水泥設(shè)計(jì)研究院的TDF、TTF預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)；南京水泥設(shè)計(jì)院NST預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)，成都水泥設(shè)計(jì)院CDC預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)。這幾個(gè)設(shè)計(jì)院預(yù)熱預(yù)分解技術(shù)，在回轉(zhuǎn)窯和篦冷機(jī)方面差別不大，主要區(qū)別是分解爐形式不同。西安建筑科技大學(xué)XDL高固氣比水泥預(yù)熱預(yù)分解技術(shù)(專(zhuān)利CN102219409. A)采用了交叉料流高固氣比水泥懸浮預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)，該技術(shù)在節(jié)能、減少NOx的排放、提高系統(tǒng)產(chǎn)量等方面有較大提升。以上技術(shù)裝備，代表了目前新型干法水泥的先進(jìn)水平。但這些技術(shù)都存在著分解爐內(nèi)和出口 0)2濃度很高，使得出分解爐的氣體溫度進(jìn)一步提高時(shí)易產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞等現(xiàn)象，導(dǎo)致入窯物料溫度大多在800-85(TC左右，進(jìn)一步提高困難很大，影響系統(tǒng)產(chǎn)量提高；同時(shí)，分解爐內(nèi)CO2濃度高，碳酸鹽分解反應(yīng)慢，為了提高分解率，爐體體積做的很大以延長(zhǎng)物料停留時(shí)間。另外，由于以上原因，分解爐的用煤量也不能進(jìn)一步提高，窯/爐用煤比例相對(duì)較大，產(chǎn)生較多的NOx，不利環(huán)保。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)及其工藝，其可明顯提高煅燒系統(tǒng)的產(chǎn)量、節(jié)能和降低Nox排放。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，包括預(yù)熱器系統(tǒng)，所述的預(yù)熱器系統(tǒng)上依次連接有回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)，其特征在于所述的預(yù)熱器系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)窯之間設(shè)置有兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)。所述的兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)包括通過(guò)管路依次連接的閉合的一級(jí)分解爐、分離器一、二級(jí)分解預(yù)燒爐和分離器二 ；所述的分離器二與回轉(zhuǎn)窯連接，二級(jí)分解預(yù)燒爐通過(guò)管道二與冷卻機(jī)連接，所述的回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)通過(guò)管道和煙道與兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)連接。所述的回轉(zhuǎn)窯通過(guò)煙道與一級(jí)分解爐連接，一級(jí)分解爐通過(guò)管道一與二級(jí)分解預(yù)燒爐和冷卻機(jī)之間的管道二連接。
所述的回轉(zhuǎn)窯通過(guò)煙道與二級(jí)分解預(yù)燒爐連接，一級(jí)分解爐通過(guò)管道一與二級(jí)分解預(yù)燒爐和冷卻機(jī)之間的管道二連接。所述的回轉(zhuǎn)窯通過(guò)煙道分別與二級(jí)分解預(yù)燒爐和一級(jí)分解爐連接，一級(jí)分解爐通過(guò)管道一與二級(jí)分解預(yù)燒爐和冷卻機(jī)之間的管道二連接。所述的回轉(zhuǎn)窯通過(guò)煙道與二級(jí)分解預(yù)燒爐和分離器二之間的管路連接，一級(jí)分解爐通過(guò)管道一與二級(jí)分解預(yù)燒爐和冷卻機(jī)之間的管道二連接。一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒工藝，其特征在于所述的工藝過(guò)程為經(jīng)過(guò) 預(yù)熱器系統(tǒng)預(yù)熱的物料進(jìn)入兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)中進(jìn)一步分解并被加熱至高溫物料，高溫物料經(jīng)分離器二分離后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)通過(guò)管道將氣體通過(guò)兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)傳至預(yù)熱器系統(tǒng)，預(yù)熱器系統(tǒng)將廢氣排出至廢氣處理系統(tǒng)，生料從預(yù)熱器系統(tǒng)中加入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
①可以控制一級(jí)分解爐內(nèi)相對(duì)較高的溫度并在其下部或窯氣煙道加入還原用煤，還原窯氣和二級(jí)分解預(yù)燒爐產(chǎn)生的NOx，降低排放；控制上部出口溫度在較低的水平以降低出預(yù)熱器溫度，降低能耗；雖然一級(jí)分解爐出口 C02濃度較高，但由于溫度相對(duì)較低，不易產(chǎn)生結(jié)皮堵塞；
②二級(jí)分解預(yù)燒爐可控制較高的溫度，由于爐內(nèi)C02濃度低，碳酸鹽分解速度快，保證入窯分解率；同時(shí)，把本應(yīng)該在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)加熱的物料采用懸浮加熱的方式加熱，效率高很多，可以節(jié)能，由于二級(jí)分解預(yù)燒爐和現(xiàn)有系統(tǒng)以及一級(jí)分解爐相比C02濃度較低，所以，盡管溫度較高，相對(duì)的也不易產(chǎn)生結(jié)皮和堵塞；
③由于提高入窯分解率和物料溫度，可以縮短回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)度；
④可使窯/爐用煤量比相對(duì)降低，有利于NOx降低和降低熱耗；
⑤可明顯提高煅燒系統(tǒng)產(chǎn)量。四

圖I是本發(fā)明實(shí)施例一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。五具體實(shí)施例方式 一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，包括預(yù)熱器系統(tǒng)I，所述的預(yù)熱器系統(tǒng)I上依次連接有回轉(zhuǎn)窯8和冷卻機(jī)7，所述的預(yù)熱器系統(tǒng)I與回轉(zhuǎn)窯8之間設(shè)置有兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)2。所述的兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)2包括通過(guò)管路依次連接的閉合的一級(jí)分解爐11、分離器一 3、二級(jí)分解預(yù)燒爐5和分離器二 9 ;所述的分離器二 9與回轉(zhuǎn)窯8連接，二級(jí)分解預(yù)燒爐5通過(guò)管道二 6與冷卻機(jī)7連接，所述的回轉(zhuǎn)窯8和冷卻機(jī)7通過(guò)管道和煙道與兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)2連接。所述的回轉(zhuǎn)窯8通過(guò)煙道10與一級(jí)分解爐11連接，一級(jí)分解爐11通過(guò)管道一 4與二級(jí)分解預(yù)燒爐5和冷卻機(jī)7之間的管道二 6連接。所述的回轉(zhuǎn)窯8通過(guò)煙道與二級(jí)分解預(yù)燒爐5連接，一級(jí)分解爐11通過(guò)管道一 4與二級(jí)分解預(yù)燒爐5和冷卻機(jī)7之間的管道二 6連接。所述的回轉(zhuǎn)窯8通過(guò)煙道10分別與二級(jí)分解預(yù)燒爐5和一級(jí)分解爐11連接，一級(jí)分解爐11通過(guò)管道一 4與二級(jí)分解預(yù)燒爐5和冷卻機(jī)7之間的管道二 6連接。以上所述的管道二 6均可以用和回轉(zhuǎn)窯8的窯頭罩連接以代替和冷卻機(jī)。7。所述的回轉(zhuǎn)窯8通過(guò)煙道10與二級(jí)分解預(yù)燒爐5和分離器二 9之間的管路連接，一級(jí)分解爐11通過(guò)管道一 4與二級(jí)分解預(yù)燒爐5和冷卻機(jī)7之間的管道二 6連接。一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料的煅 燒工藝，所述的工藝過(guò)程為經(jīng)過(guò)預(yù)熱器系統(tǒng)I預(yù)熱的物料進(jìn)入兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)2中進(jìn)一步分解并被加熱至高溫物料，高溫物料經(jīng)分離器二 9分離后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯8內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯8和冷卻機(jī)7通過(guò)管道將氣體通過(guò)兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)2傳至預(yù)熱器系統(tǒng)I，預(yù)熱器系統(tǒng)I將廢氣排出至廢氣處理系統(tǒng)12，生料13從預(yù)熱器系統(tǒng)I中加入。實(shí)施例一
參見(jiàn)圖I是本發(fā)明實(shí)施例一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，工藝過(guò)程為；工藝過(guò)程為物料在預(yù)熱器系統(tǒng)I中和氣體進(jìn)行換熱后被加熱，經(jīng)預(yù)熱器系統(tǒng)I的C4級(jí)分離后進(jìn)入兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)2中的一級(jí)分解爐11中進(jìn)行分解，分解以后的物料進(jìn)入分離器一 3，經(jīng)分離后進(jìn)入二級(jí)分解預(yù)燒爐5，物料在該單元進(jìn)一步分解并被加熱到較高溫度后，隨氣體進(jìn)入分離器二 9，分離出的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯8進(jìn)一步煅燒。該系統(tǒng)氣體運(yùn)行路線(xiàn)為出回轉(zhuǎn)窯8廢氣經(jīng)煙道10進(jìn)入一級(jí)分解爐6 ;三次風(fēng)一部分經(jīng)管道一 4也進(jìn)入一級(jí)分解爐11助燃；另一部分進(jìn)入二級(jí)分解預(yù)燒爐5和在此加入的燃料(煤粉或其他燃料)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體經(jīng)分離器二 9進(jìn)入一級(jí)分解爐11，上述氣體進(jìn)入一級(jí)分解爐11和在此處加入的燃料(煤粉或其他燃料)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，同時(shí)，爐內(nèi)也進(jìn)行分解反應(yīng)，爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體經(jīng)分離器一 3進(jìn)入預(yù)熱器系統(tǒng)I和物料進(jìn)行熱交換后，經(jīng)Cl進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)，12，上述氣體間的平衡可通過(guò)管道直徑、縮口及閘門(mén)等實(shí)現(xiàn)。
如上所述，一級(jí)分解爐11可通過(guò)風(fēng)、煤、料的平衡配合控制較低的出口溫度以降低出預(yù)熱器廢氣溫度達(dá)到節(jié)能目的；二級(jí)分解預(yù)燒爐5中由于C02濃度相對(duì)較低，可通過(guò)風(fēng)、煤、料的平衡配合控制較高的溫度和氣固比，使得物料有更加多的接觸機(jī)會(huì)，增加固相反應(yīng)的能力并被加熱到較高溫度，使得進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯物料能夠較快反應(yīng)，提高產(chǎn)量。一級(jí)分解爐11可采用分解爐常用的在底部(或煙道10中)加入還原煤產(chǎn)生還原氣體，還原窯氣和二級(jí)分解預(yù)燒爐產(chǎn)生的NOx，降低排放。該系統(tǒng)還可使窯用煤相對(duì)降低，有利于NOx降低和降低熱耗。圖I中的預(yù)熱器系統(tǒng)I可以是常規(guī)的單系列或多系列懸浮預(yù)熱器，該系統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)度應(yīng)相應(yīng)縮短。實(shí)施例二
參見(jiàn)圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；實(shí)施例二物料運(yùn)行流向和實(shí)施例一相同，不同的是出回轉(zhuǎn)窯8氣體進(jìn)入二級(jí)分解預(yù)燒爐5。二級(jí)分解預(yù)燒爐5中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)分離器二 9進(jìn)入一級(jí)分解爐11，經(jīng)分離器一 3進(jìn)入預(yù)熱器系統(tǒng)I后排出。該系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，但二級(jí)分解預(yù)燒爐5內(nèi)C02濃度較實(shí)施例一要高。實(shí)施例三
參見(jiàn)圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例三物料運(yùn)行流向和實(shí)施例一及實(shí)施例二相同，和實(shí)施例二不同的是部分出回轉(zhuǎn)窯8氣體直接進(jìn)入二級(jí)分解預(yù)燒爐5。
實(shí)施例四
參見(jiàn)圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例四物料運(yùn)行和實(shí)施例一相同，和實(shí)施例一不同的是出回轉(zhuǎn)窯8氣體和出二級(jí)分解預(yù)燒爐5氣體會(huì)合后進(jìn)入分離器二 4。上述實(shí)施例中為了降低出回轉(zhuǎn)窯8廢氣溫度，均可根據(jù)實(shí)際情況可選的在管道中加入部分物料以降低溫度。本發(fā)明可用于新建廠(chǎng)，也適用于現(xiàn)有設(shè)備的改造。以上所述，僅是本發(fā)明部分實(shí)施例，并不對(duì)本發(fā)明造成任何形式上的限制。任何 不脫離本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)質(zhì)內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)進(jìn)行的簡(jiǎn)單修改、等同變化和修飾，均屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，包括預(yù)熱器系統(tǒng)(I)，所述的預(yù)熱器系統(tǒng)(I)上依次連接有回轉(zhuǎn)窯(8)和冷卻機(jī)(7)，其特征在于所述的預(yù)熱器系統(tǒng)(I)與回轉(zhuǎn)窯(8 )之間設(shè)置有兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，其特征在于所述的兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)(2)包括通過(guò)管路依次連接的閉合的一級(jí)分解爐(11)、分離器一(3)、二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)和分離器二(9);所述的分離器二(9)與回轉(zhuǎn)窯(8)連接，二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)通過(guò)管道二(6)與冷卻機(jī)(7)連接，所述的回轉(zhuǎn)窯(8)和冷卻機(jī)(7)通過(guò)管道和煙道與兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯(8 )通過(guò)煙道(10 )與一級(jí)分解爐(11)連接，一級(jí)分解爐(11)通過(guò)管道一(4 )與 二級(jí)分解預(yù)燒爐(5 )和冷卻機(jī)(7 )之間的管道二( 6 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯(8)通過(guò)煙道與二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)連接，一級(jí)分解爐(11)通過(guò)管道一(4)與二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)和冷卻機(jī)(7)之間的管道二(6)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯(8)通過(guò)煙道(10)分別與二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)和一級(jí)分解爐(11)連接，一級(jí)分解爐(11)通過(guò)管道一(4)與二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)和冷卻機(jī)(7)之間的管道二(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯(8)通過(guò)煙道(10)與二級(jí)分解預(yù)燒爐(5)和分離器二(9)之間的管路連接，一級(jí)分解爐(11)通過(guò)管道一(4)與二級(jí)分解預(yù)燒爐(5 )和冷卻機(jī)(7 )之間的管道二( 6 )連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒工藝，其特征在于所述的工藝過(guò)程為經(jīng)過(guò)預(yù)熱器系統(tǒng)(I)預(yù)熱的物料進(jìn)入兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)(2)中進(jìn)一步分解并被加熱至高溫物料，高溫物料經(jīng)分離器二(9)分離后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯(8)內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯(8 )和冷卻機(jī)(7 )通過(guò)管道將氣體通過(guò)兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)(2 )傳至預(yù)熱器系統(tǒng)(1)，預(yù)熱器系統(tǒng)(I)將廢氣排出至廢氣處理系統(tǒng)(12)，生料(13)從預(yù)熱器系統(tǒng)(I)中加入。
全文摘要
本發(fā)明屬于水泥行業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種兩級(jí)分解物料預(yù)燒水泥熟料煅燒系統(tǒng)及其工藝。本發(fā)明包括預(yù)熱器系統(tǒng)，所述的預(yù)熱器系統(tǒng)上依次連接有回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)，所述的預(yù)熱器系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)窯之間設(shè)置有兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)預(yù)熱的物料進(jìn)入兩級(jí)分解物料預(yù)燒系統(tǒng)中進(jìn)一步分解并被加熱至較高溫度，經(jīng)分離器分離，高溫物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)。其本發(fā)明可明顯提高煅燒系統(tǒng)的產(chǎn)量、節(jié)能和降低NOx排放。
文檔編號(hào)C04B7/43GK102674724SQ20121014499
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者趙益民 申請(qǐng)人:趙益民