專利名稱：制備水泥熟料的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備水泥熟料的設(shè)備。該設(shè)備由一個(gè)預(yù)熱窯、一個(gè)煅燒窯和一個(gè)烘干窯組成；在預(yù)熱窯中預(yù)熱原料；在煅燒窯中以高于800℃的溫度煅燒原料，并把燃料和含氧的氣體送進(jìn)煅燒窯最下部區(qū)；在烘干窯中煅焙原料并使之轉(zhuǎn)變成熟料。
在傳統(tǒng)制備水泥熟料的設(shè)備中，有可能在轉(zhuǎn)式烘干窯中用低價(jià)廢物燃料代替高達(dá)20％的主燃料，如用橡膠輪胎代替，并不降低成品水泥產(chǎn)品的質(zhì)量。
一般來(lái)說(shuō)，在熟料烘干窯中燃燒最多用去水泥設(shè)備所需總?cè)剂系?0％，而其余60％用于煅燒窯中的燃燒。結(jié)果，在普通烘干窯裝置中，僅可能用廢物燃料替代轉(zhuǎn)式烘干窯燃燒所需40％燃料的20％左右，即近總?cè)剂媳嚷实?％。所以，如果在煅燒窯中所燃燒的大部分燃料可以用廢物燃料代替的話，將是有益的。
不過(guò)，能有效地在煅燒窯中燃燒的廢物類型是有一定限制的。
煅燒窯中典型的溫度范圍為850-950℃，由于在煅燒窯中的這種煅燒需要比可利用溫度更高的溫度并需要保持更長(zhǎng)的時(shí)間，才能使燃燒廢物中的有害物質(zhì)被分解和中和，這意味著燃燒危險(xiǎn)廢物時(shí)將不會(huì)有任何好處。煅燒窯一般采用懸吊式，這使預(yù)熱空氣從熟料冷卻裝置或從烘干窯通過(guò)一個(gè)導(dǎo)管和一個(gè)撓性彎管被帶到煅燒窯底部。如果把撕碎的橡膠輪胎那樣的塊狀廢物送進(jìn)煅燒窯，它將會(huì)向下掉進(jìn)彎管，導(dǎo)致彎管阻塞。所以，底部具有這種結(jié)構(gòu)形式的煅燒窯不適于煅燒塊狀燃料。
煅燒難以燃著的燃料也可能是困難的，如具有低含量揮發(fā)物質(zhì)的某些煤類，由于在煅燒窯中保持的時(shí)間相對(duì)較短，并且溫度相對(duì)較低。
丹麥專利申請(qǐng)870/82(Metallgesellschaft AG)公開了一種流化床式煅燒窯，該窯中含氧流化空氣是經(jīng)過(guò)煅燒窯的底并在底部送進(jìn)的煅燒窯的，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，含氧的補(bǔ)充空氣可以水平送到一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域在流化空氣進(jìn)入點(diǎn)向上最少為1米，直到煅燒窯下面的30％處。在這個(gè)系統(tǒng)中，至少65％的燃料被送進(jìn)煅燒窯，其用于提供需要的總的熱量，該燃料至少10％被送進(jìn)下一程序的烘干窯。即使在相應(yīng)顆粒大小分布變化的情況下，煅燒窯中采用流化床也可能會(huì)得到高度煅燒。不過(guò)，流體化意味著大量有害空氣進(jìn)入系統(tǒng)，這會(huì)對(duì)熱效益產(chǎn)生不利影響。流化空氣的實(shí)際噴射也需要吸收一定的能量。
從丹麥專利170368(F.L.Smidth & Co.A/S)可以了解到，實(shí)際上可把撕碎的汽車輪胎那樣的塊狀料送進(jìn)與煅燒窯相連裝配的分解室中。根據(jù)該專利的說(shuō)明書，把預(yù)熱或部分煅燒的生料送進(jìn)分解室以便加熱廢物燃料。在分解室中要得到的理想溫度必須足以高到確保進(jìn)行熱分解過(guò)程，但是，另一方面，它不必高至產(chǎn)生生料顆?；?。從分解室出來(lái)的這種燃燒氣體接著流進(jìn)煅燒窯本身構(gòu)成的燃燒室，并且，從分解室底部把副產(chǎn)品排出，副產(chǎn)品可以被輸送到轉(zhuǎn)式烘干窯中。不過(guò)，若在分解室中所用空氣不足，從煅燒窯的廢料中排出的能量將不會(huì)達(dá)到與氧氣供應(yīng)充足條件下完全燃燒得到能量同樣的量。
本發(fā)明的目的是提供一種制備水泥的設(shè)備，其特征在于，可以在煅燒窯中煅燒塊狀燃料，同時(shí)提高了保持時(shí)間的可能性，并能保持正被送進(jìn)煅燒窯最底部的材料溫度。
該目的是通過(guò)本發(fā)明達(dá)到的，其中，煅燒窯裝配一個(gè)固定的底部，它能使可燃材料送進(jìn)煅燒窯并存放在底上，并且，在那里把含氧氣體經(jīng)過(guò)煅燒窯最底部的開口水平送進(jìn)煅燒窯。水平送進(jìn)含氧氣體的目的是讓引入的含氧氣體經(jīng)過(guò)煅燒窯的垂直側(cè)面/壁，而不經(jīng)過(guò)底部。
于是，通過(guò)送入可燃材料和含氧空氣，有可能在煅燒窯的最下部區(qū)域形成一個(gè)燃燒室，其中的溫度超過(guò)了煅燒窯中其余部分常有的溫度，溫度可很好地保持在1100-1300℃范圍內(nèi)。這種燃燒室的特殊優(yōu)點(diǎn)在于不必考慮正送進(jìn)的燃料。既不必考慮任何塊狀燃料的大小和燃料的濃度，也不必考慮燃料的熱值和殘留量。
另外，對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行的改動(dòng)將是相對(duì)簡(jiǎn)單的，因?yàn)閮H需要改動(dòng)現(xiàn)有裝置煅燒窯的底部和供氣系統(tǒng)。
為了控制最下部區(qū)域的溫度，最主要的是要確保能控制生料的進(jìn)入，因?yàn)榇罅可系倪M(jìn)入會(huì)降低溫度，這是由于實(shí)事上煅燒是一個(gè)吸熱過(guò)程。
為了確?？刂粕线M(jìn)入到最下部，最主要的是確保正送入煅燒窯最上部的生料不會(huì)落到最下部。
通過(guò)確保煅燒窯下部區(qū)域最上部分中向上流動(dòng)空氣速度正向分布和相對(duì)均勻，就能阻止這種生料的任何掉落。
有很多方式來(lái)確保經(jīng)過(guò)整個(gè)最下部橫截面的速度正向分布。一個(gè)簡(jiǎn)便的方法是使含氧氣體流進(jìn)最下部，以便在橫截面中不會(huì)產(chǎn)生直接向下的流動(dòng)。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，含氧氣體被引入，并以適當(dāng)方式分布，煅燒窯最下部的一個(gè)側(cè)面/多個(gè)側(cè)面設(shè)置有幾個(gè)較小的開口，所有開口都輸送來(lái)自環(huán)形室的含氧熱氣。在這種情況下，環(huán)形室僅需要裝配單一的熱氣供應(yīng)點(diǎn)。
現(xiàn)在，結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的細(xì)節(jié)，其中，

圖1表示傳統(tǒng)制備水泥的設(shè)備；圖2和3表示本發(fā)明設(shè)備中煅燒窯的一個(gè)實(shí)施例；圖4表示本發(fā)明設(shè)備中煅燒窯的最佳實(shí)施例；圖5表示圖4中燃燒室中線Ⅱ處氣體速度分布。
圖1表示現(xiàn)有技術(shù)中制備水泥的設(shè)備。該設(shè)備由一個(gè)預(yù)熱窖1、一個(gè)煅燒窯2和一個(gè)烘干窖4組成，預(yù)熱窖1由三個(gè)預(yù)熱旋流裝置a、b、c組成，安排在其后的是裝配有分離旋流裝置3的煅燒窯2，烘干窖4后續(xù)冷卻裝置5。
原料在落下經(jīng)過(guò)設(shè)備時(shí)要受到來(lái)自烘干窯4和冷卻裝置5的熱氣流的阻擋，熱氣流向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)煅燒窯2和預(yù)熱窯1。所以，原料通過(guò)導(dǎo)管6從預(yù)熱窯1的最上部導(dǎo)入設(shè)備。隨后，懸置原料在熱氣流中被送進(jìn)預(yù)熱窯的旋流裝置a，在旋流裝置a中原料脫離懸吊物，并直接經(jīng)過(guò)一個(gè)導(dǎo)管向下進(jìn)入更熱的氣流中，該氣流帶著原料進(jìn)入預(yù)熱窯的旋流裝置b。以類似的方式原料從旋流裝置b被送進(jìn)旋流裝置c。在旋流裝置a中分散原料的氣體轉(zhuǎn)向經(jīng)過(guò)導(dǎo)管7進(jìn)入靜電除塵裝置，然后通進(jìn)排氣管。
一旦原料經(jīng)過(guò)預(yù)熱窯1，原料直接經(jīng)過(guò)導(dǎo)管8進(jìn)入煅燒窯2，并且預(yù)熱的原料一般立即被送到煅燒窯底部的上方。
圖1中的煅燒窯2是SLC-型(Separate Line Calciner，分開生產(chǎn)式煅燒窯)，因此，僅通過(guò)導(dǎo)管9從冷卻裝置中送入富氧空氣。ILC-型煅燒窯(In Line Calciner，連續(xù)生產(chǎn)式煅燒窯)是從烘干窯送熱空氣并從冷卻裝置送含氧熱空氣。就SLC-型煅燒窯而言，來(lái)自烘干窯的熱空氣繞過(guò)煅燒窯，直接進(jìn)入預(yù)熱窯。
用一個(gè)或多個(gè)燃燒裝置10來(lái)確保煅燒窯中的溫度提高到近850-950℃的水平，煅燒完生料后，生料正被懸吊物攜帶經(jīng)過(guò)分離旋流裝置3，在分離旋流裝置3中煅燒了的生料脫離懸吊物，并直接經(jīng)過(guò)導(dǎo)管11進(jìn)入熟料烘干窯4。來(lái)自煅燒窯2的熱氣體上升到分離旋流裝置3頂部的出口，并經(jīng)過(guò)其上進(jìn)入預(yù)熱窯1。最終，煅燒了的生料經(jīng)過(guò)烘干窯4，在烘干窯4中生料受到高于1400℃溫度加熱。結(jié)果，產(chǎn)生能形成熟料顆粒的熔體。帶有熟料顆粒的熔體?；螅善肥炝下溥M(jìn)冷卻裝置中，在冷卻裝置中熟料冷卻降溫至100℃左右的水平。
在圖2和3中表示了本發(fā)明設(shè)備中煅燒窯2的一個(gè)實(shí)施例。而且，在圖3中，把圖2所示煅燒窯2通過(guò)線Ⅰ剖開來(lái)表示。
熱氣通過(guò)2個(gè)導(dǎo)管21被送進(jìn)煅燒窯2，導(dǎo)管是通過(guò)2個(gè)開口20直接把熱氣水平送進(jìn)煅燒窯2的，圖3中可以看到開口之一。生料通過(guò)導(dǎo)管8被送到煅燒窯2上部，可以在導(dǎo)管8下方安裝一個(gè)“滑跳件”22，以便阻止生料停在煅燒窯2的最下部。
經(jīng)過(guò)煅燒窯的橫截面區(qū)的生料的有效分布，既可以采用調(diào)節(jié)“滑跳件”來(lái)進(jìn)行，也可以使用另一個(gè)會(huì)確保生料適當(dāng)懸浮的分布機(jī)械來(lái)進(jìn)行，這種有效分布也會(huì)減小經(jīng)過(guò)煅燒窯這部分的壓力。
在煅燒窯的最下部形成一個(gè)燃燒室23，通過(guò)導(dǎo)管24給該燃燒室送燃料，并且，燃燒室23中的溫度可以由經(jīng)導(dǎo)管25添加少量生料來(lái)控制。提供到煅燒窯上部的燃料經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)燃燒裝置10。在燃燒室23底部裝配一個(gè)固定的底27。實(shí)事上固定該底的意義在于，經(jīng)過(guò)導(dǎo)管24的可燃材料被放在該底上，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的燃火。底27的裝配結(jié)構(gòu)便于移出任何殘留材料，可通過(guò)刮落或讓材料掉落經(jīng)過(guò)該底，或者被吹起成為懸浮物。在這種實(shí)施例中，用于排出殘留材料的開口26安置在該底27的下部。
圖4表示本發(fā)明裝置中煅燒窯的另一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，煅燒窯2最下部由導(dǎo)管21送進(jìn)熱氣，該導(dǎo)管21穿過(guò)環(huán)形室28通過(guò)煅燒窯側(cè)面上的幾個(gè)開口20來(lái)分布熱氣。
圖5所看到一設(shè)備最下部區(qū)的最上部中氣體速度分布類，似于圖4線Ⅱ區(qū)域的氣體速度分布，其中含氧熱氣經(jīng)過(guò)環(huán)形室28被送進(jìn)燃燒室23。
圖中明顯可看出，速度是正向的，即上行通過(guò)整個(gè)橫截面。如果在該室中氣體轉(zhuǎn)向的話，如正交送入氣體，就產(chǎn)生最中心部速度分布變負(fù)的危險(xiǎn)，即速度方向朝下。
權(quán)利要求
1.一種用于制備水泥熟料的設(shè)備，包括一個(gè)預(yù)熱窯，在預(yù)熱窯中水泥生料在高于800℃的溫度下煅燒，并把燃料和含氧氣體送進(jìn)煅燒窯的最下部區(qū)域，和一個(gè)烘干窯，在烘干窯中生料被煅焙并轉(zhuǎn)化成熟料，其特征在于在煅燒窯(2)的底端安裝一個(gè)固定的底(27)，含氧氣體水平送進(jìn)最下部(23)，并且少量受控未煅燒生料可以被送進(jìn)煅燒窯的最下部(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)備，其特征在于該煅燒窯(2)最下部(23)中的溫度高于煅燒窯上部區(qū)域的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于煅燒窯(2)最下部(23)中的溫度高于1000℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于煅燒窯(2)最下部區(qū)域(23)的溫度保持在1100-1300℃范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的設(shè)備，其特征在于送到煅燒窯(2)最下部(23)中的含氧氣體至少經(jīng)過(guò)煅燒窯(2)側(cè)面的兩個(gè)開口(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的設(shè)備，其特征在于送到煅燒窯(2)最下部區(qū)域(23)中的含氧氣體至少經(jīng)過(guò)煅燒窯(2)側(cè)面的兩個(gè)開口(20)，所述開口的安置便于在最下部區(qū)域(23)的上部中保持向上流動(dòng)氣流的正向速度分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的設(shè)備，其特征在于煅燒窯上部的內(nèi)徑是最下部?jī)?nèi)徑的1.5-2倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備水泥熟料的設(shè)備。該設(shè)備由一個(gè)預(yù)熱窯、一個(gè)煅燒窯和一個(gè)烘干窯組成,在煅燒窯中以高于800℃的溫度煅燒原料,并把燃料和含氧的氣體送進(jìn)煅燒窯最下部區(qū)。本發(fā)明的目的是提供一種制備水泥的裝置,其特征在于,可以在煅燒窯中煅燒多塊狀燃料,同時(shí)提高保持時(shí)間的可能性,并可能把正被送進(jìn)煅燒窯最底部的材料加熱。該目的是通過(guò)本發(fā)明達(dá)到的,其中,煅燒窯裝配有一個(gè)固定的底(27),它能使可燃材料送進(jìn)煅燒窯存放在底上,并且,在那里把含氧氣體經(jīng)過(guò)煅燒窯最底部的開口水平送進(jìn)煅燒窯。水平送進(jìn)含氧氣體的目的是讓引入的含氧氣體經(jīng)過(guò)煅燒窯的垂直側(cè)面/壁,而不經(jīng)過(guò)底部。
文檔編號(hào)C04B7/44GK1212673SQ9719263
公開日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1997年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月6日
發(fā)明者艾納·耶森 申請(qǐng)人:弗·爾·斯米德恩公司