水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，涉及窯爐設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】；本實(shí)用新型采用膜法制氧和分子篩制氧共同供氧，膜法制氧提供低濃度大流量富氧，分子篩制氧提供高濃度小流量富氧，兩者結(jié)合在一起可隨意調(diào)節(jié)富氧流量和濃度。混合后的富氧空氣經(jīng)高壓風(fēng)機(jī)增壓后，通入四風(fēng)道燃燒器噴入回轉(zhuǎn)窯或與煤粉混合后進(jìn)入分解爐進(jìn)行富氧燃燒。它可以解決現(xiàn)有的水泥窯節(jié)能效果不顯著，煙塵排放不達(dá)標(biāo)的問題。
【專利說明】水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及窯爐設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種用于干法水泥窯生產(chǎn)線的水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]能源緊缺、氣候異常已經(jīng)成為當(dāng)今我國各級政府及各行各業(yè)首要關(guān)注的熱點(diǎn)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速增長，對能源的需求越來越大，能源已成為制約經(jīng)濟(jì)增長的瓶頸。水泥建材業(yè)屬高耗能行業(yè)，2012年底我國水泥企業(yè)已有5000家，干法水泥生產(chǎn)線達(dá)到1637條，孰料產(chǎn)能超16億噸，節(jié)能降耗減排任務(wù)艱巨。我國水泥窯使用的主要燃料為煤粉，以空氣作燃燒助燃劑，燃燒熱效率低，導(dǎo)致煤耗高，排放煙塵損失大。長期以來水泥企業(yè)非常關(guān)注行業(yè)節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用，近幾年逐步開展和實(shí)施了諸如:采用新型燃燒裝置、減少窯墻散熱損失、煙氣余熱回收等節(jié)能技術(shù)，并取得了較好的節(jié)能環(huán)保效果。富氧燃燒技術(shù)因其節(jié)能環(huán)保效果的優(yōu)越性正在受到愈來愈多人的關(guān)注，在水泥窯應(yīng)用富氧助燃技術(shù)可獲得明顯的節(jié)能效果與減少大氣污染的環(huán)保效應(yīng)，綜合效益十分顯著，在西方工業(yè)國家，富氧燃燒技術(shù)被稱為“資源性創(chuàng)造技術(shù)”。
[0003]國內(nèi)水泥窯應(yīng)用富氧燃燒技術(shù)已有先例，考慮到生產(chǎn)成本問題，大部分企業(yè)富氧燃燒系統(tǒng)采用膜法制氧裝置來提供富氧空氣，富氧流量3000?15000m3/h，富氧濃度為22% — 30%，其工作流程為:空氣經(jīng)過空氣過濾器濾除掉空氣中的粉塵顆粒及油污等雜質(zhì)，由鼓風(fēng)機(jī)送入富氧膜分離器，通過水環(huán)真空泵抽取真空，使富氧膜分離器形成負(fù)壓，在壓力差的作用下，滲透速率較快的氧氣率先被分離出來，產(chǎn)生氧氣含量為28%左右的富氧空氣，富氧空氣再經(jīng)汽水分離器脫除富氧氣體中的水分，經(jīng)高壓風(fēng)機(jī)增壓后，通入三風(fēng)道燃燒器噴入回轉(zhuǎn)窯或進(jìn)入分解爐進(jìn)行富氧燃燒。單純膜法制氧提供的富氧空氣的流量和濃度都是固定不變的，對水泥窯復(fù)雜的生產(chǎn)工藝變化要求的適應(yīng)性差，節(jié)能效果不顯著，煙塵排放不達(dá)標(biāo)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，它可以解決現(xiàn)有的水泥窯節(jié)能效果不顯著，煙塵排放不達(dá)標(biāo)的問題。
[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:這種水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，包括空氣過濾器，鼓風(fēng)機(jī)，膜分離器，真空泵，緩沖罐，第一增壓風(fēng)機(jī)，第二增壓風(fēng)機(jī)，還包括有富氧煤粉燃燒器和分子篩；所述富氧煤粉燃燒器包括殼體；在所述殼體內(nèi)以其軸線為中心依次設(shè)置有油槍通道，旋流風(fēng)道，煤風(fēng)道和直流風(fēng)道；所述殼體一端連接有由多節(jié)管子構(gòu)成的進(jìn)風(fēng)管道，所述油槍通道，旋流風(fēng)道，煤風(fēng)道和直流風(fēng)道一端從所述進(jìn)風(fēng)管道穿出；所述殼體另一端設(shè)置有噴嘴；在所述殼體內(nèi)的所述旋流風(fēng)道一端設(shè)置有旋流器；所述旋流風(fēng)道和所述直流風(fēng)道伸出所述進(jìn)風(fēng)管道的一端分別與一次風(fēng)管道連通；在所述旋流風(fēng)道和所述油槍通道之間還設(shè)置有中心風(fēng)道；所述進(jìn)風(fēng)管道至少有一節(jié)管子分為兩段，該兩段管子通過彈性管連接；所述空氣過濾器的入口接收空氣，該空氣過濾器的出口通過管道與所述鼓風(fēng)機(jī)連接，所述鼓風(fēng)機(jī)的出口與所述膜分離器的入口連通；所述膜分離器的一個(gè)出口通過管道與所述真空泵入口連通，另一出口用于排放廢氣；所述真空泵的出氣端與所述緩沖罐連通，該緩沖罐設(shè)有兩個(gè)出氣口，一個(gè)所述出氣口通過管道與所述第一增壓風(fēng)機(jī)連通，另一所述出氣口通過管道與所述第二增壓風(fēng)機(jī)連通；所述第一增壓風(fēng)機(jī)的出口與所述第一儲(chǔ)氣罐的入口連通，所述第二增壓風(fēng)機(jī)的出口與所述第二儲(chǔ)氣罐的一個(gè)入口連通；所述第一儲(chǔ)氣罐的出口分別與所述富氧煤粉燃燒器的所述中心風(fēng)道和所述煤風(fēng)道連通；所述第二儲(chǔ)氣罐的另一個(gè)入口與所述分子篩的出口連通，其出口分別與所述富氧煤粉燃燒器的一次風(fēng)管道和分解爐連通；所述分子篩的進(jìn)口與干燥器的出口連通，所述干燥器的進(jìn)口與空壓機(jī)的出口連通；所述鼓風(fēng)機(jī)，真空泵，第一增壓風(fēng)機(jī)，第二增壓風(fēng)機(jī)，空壓機(jī)和電動(dòng)閥均與電氣控制裝置連接。
[0006]上述技術(shù)方案中，更為具體的方案還可以是:所述噴嘴為高分散外風(fēng)噴嘴；所述進(jìn)風(fēng)管道通過連接件與移動(dòng)小車連接。
[0007]進(jìn)一步地:所述彈性管為波紋管。
[0008]進(jìn)一步:所述鼓風(fēng)機(jī)為高壓離心風(fēng)機(jī)；所述真空泵為干式羅茨真空泵。
[0009]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是:
[0010]I)、由于設(shè)置了中心風(fēng)道，所以這種四風(fēng)道燃燒器的綜合節(jié)能率可達(dá)5%以上；
[0011]2)、由于采用膜法制氧和分子篩制氧共同供氧，膜法制氧提供低濃度大流量富氧，分子篩制氧提供高濃度小流量富氧，兩者結(jié)合在一起可隨意調(diào)節(jié)富氧流量和濃度。所以，采用本技術(shù)后，綜合節(jié)能率可達(dá)10%以上，既節(jié)約能源，又降低了煙塵、煙氣排放，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著。
[0012]以國內(nèi)某廠2800TDP水泥生產(chǎn)線為例，富氧燃燒裝置(流量9000Nm3/h，濃度26%)和空氣燃燒裝置比較，得出的綜合應(yīng)用效果如下表:
[0013]
Si試項(xiàng)目S氧燃鐵裝E 空氣爆燒裝S差?
■■耗(kg.t 熟.fe.)122130-8
熟料產(chǎn)量:(1.+d)29922912-80
燃鐵器火焰溫度(C) 19501750-200
—次艽溫 COHO40-100
IffWS 氣量《n3..h) I WS1121320-64:0
排放0)2 (kg.t 熟料)339359-20
[0014]按上述測試結(jié)果計(jì)算，年(300天)可節(jié)約標(biāo)煤:2800X8X300=6720000 kg，即6720t，標(biāo)煤價(jià)按800元/t計(jì)，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益為:6720 X 1000=5376000元，即537.6萬元；年減少C02排放量:2800 X 20 X 300=16800000 kg，即16800 t，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的示意圖。
[0016]圖2是富氧煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是圖2的局部放大圖。
[0018]圖4是富氧煤粉燃燒器的噴嘴示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述:
[0020]圖1所示的水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，包括空氣過濾器112，高壓離心風(fēng)機(jī)111，膜分離器110，干式羅茨真空泵109，緩沖罐108，第一增壓風(fēng)機(jī)106，第二增壓風(fēng)機(jī)107，富氧煤粉燃燒器103和分子篩114 ;圖2，圖3和圖4所示的富氧煤粉燃燒器103包括殼體；在殼體內(nèi)以其軸線為中心依次設(shè)置有油槍通道01，旋流風(fēng)道03，煤風(fēng)道04和直流風(fēng)道05 ;殼體一端連接有由多節(jié)管子構(gòu)成的進(jìn)風(fēng)管道，油槍通道01，旋流風(fēng)道03，煤風(fēng)道04和直流風(fēng)道05一端從進(jìn)風(fēng)管道穿出；殼體另一端設(shè)置有噴嘴06 ;在殼體內(nèi)的旋流風(fēng)道03 —端設(shè)置有旋流器07 ;旋流風(fēng)道03和直流風(fēng)道05伸出進(jìn)風(fēng)管道的一端分別與一次風(fēng)管道010連通；在旋流風(fēng)道03和油槍通道01之間還設(shè)置有中心風(fēng)道02 ;進(jìn)風(fēng)管道有二節(jié)管子分為兩段，該兩段管子通過波紋管09連接；進(jìn)風(fēng)管道通過連接件與移動(dòng)小車08連接。
[0021]空氣過濾器112的入口接收空氣，該空氣過濾器的出口通過管道與高壓離心風(fēng)機(jī)111連接，高壓離心風(fēng)機(jī)111的出口與膜分離器110的入口連通；膜分離器110的一個(gè)出口通過管道與干式羅茨真空泵109連通，另一出口用于排放廢氣；干式羅茨真空泵109的出氣端與緩沖罐108連通，該緩沖罐設(shè)有兩個(gè)出氣口，一個(gè)所述出氣口通過管道與所述第一增壓風(fēng)機(jī)106連通，另一出氣口通過管道與第二增壓風(fēng)機(jī)107連通；第一增壓風(fēng)機(jī)106的出口與第一儲(chǔ)氣罐104的入口連通，第二增壓風(fēng)機(jī)107的出口與第二儲(chǔ)氣罐105的一個(gè)入口連通；第一儲(chǔ)氣罐104的出口分別與富氧煤粉燃燒器103的中心風(fēng)道02和煤風(fēng)道04連通；第二儲(chǔ)氣罐105的另一個(gè)入口與所述分子篩114的出口連通，其出口分別與富氧煤粉燃燒器103的一次風(fēng)管道010和分解爐102連通；分子篩114的進(jìn)口與干燥器115的出口連通，干燥器115的進(jìn)口與空壓機(jī)116的出口連通；高壓離心風(fēng)機(jī)111，干式羅茨真空泵109，第一增壓風(fēng)機(jī)106，第二增壓風(fēng)機(jī)107，空壓機(jī)116和電動(dòng)閥均與電氣控制裝置117連接。
[0022]空氣過濾器112與外界自然空氣連通，出口通過管道連接高壓離心風(fēng)機(jī)111的進(jìn)口，空氣過濾器112配備雙級高效過濾筒，一級濕式過濾筒在噴水條件下可濾除空氣中大部分粉塵顆粒及油污，二級干式過濾筒可濾除剩余小顆粒粉塵，過濾效率達(dá)99%;高壓離心風(fēng)機(jī)111進(jìn)口配置手動(dòng)閥門控制風(fēng)量，連通空氣過濾器112將潔凈空氣送入膜分離器110 ；膜分離器110由空氣均配箱、膜組件、富氧均分管、外殼組成，高壓離心風(fēng)機(jī)111送入的高壓風(fēng)進(jìn)入空氣均配箱分別通入膜組件進(jìn)行氧、氮分離，富氧空氣由富氧均分器匯集后通入干式羅茨真空泵109的進(jìn)口，膜分離器110根據(jù)膜組件的數(shù)量進(jìn)行組裝拼接，達(dá)到生產(chǎn)工藝要求的富氧流量。干式羅茨真空泵109，相比水環(huán)真空泵省略了水循環(huán)干燥設(shè)備，壓縮后的富氧空氣溫度達(dá)120?150°C，提高了富氧燃燒熱效率。干燥器115進(jìn)口連接空壓機(jī)116出口，將空壓機(jī)116輸入的空氣進(jìn)行干燥脫濕處理，干燥后的空氣通入分子篩114，分子篩114在高壓條件下將空氣中的氮?dú)馕矫摮?，解吸后的富氧空氣由管道閥門接入第二儲(chǔ)氣罐105儲(chǔ)存。四風(fēng)道的富氧煤粉燃燒器103相較三風(fēng)道燃燒器增加了中心風(fēng)，中心風(fēng)的設(shè)計(jì)可穩(wěn)定燃燒火焰長度和溫度，并可調(diào)整射流中心回流區(qū)的負(fù)壓，改變頭部高溫區(qū)的位置及大小，促進(jìn)固定碳的燃燒，還可以降低火焰中的O2濃度，從而減少NOx的生成。電氣控制裝置117包括控制柜、中控機(jī)、傳感器、溫度計(jì)、流量計(jì)、壓力計(jì)、分析儀、電動(dòng)閥，控制柜包括單臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)柜，通過信號(hào)電纜連接中控機(jī)觸摸屏、顯示屏，溫度計(jì)、流量計(jì)、壓力計(jì)、電動(dòng)閥通過傳感器電纜接入中控電腦主機(jī)，從而測量各監(jiān)測點(diǎn)富氧風(fēng)的溫度、流量、壓力等參數(shù)。
[0023]本實(shí)用新型采用膜法制氧和分子篩制氧共同供氧，膜法制氧提供低濃度大流量富氧，分子篩制氧提供高濃度小流量富氧，兩者結(jié)合在一起可隨意調(diào)節(jié)富氧流量和濃度。膜法制氧裝置的富氧流量為3000?15000m3/h，富氧濃度為22% — 30%。分子篩制氧裝置富氧流量為40?130m3/h，富氧濃度為30%?50%?；旌虾蟮母谎蹩諝饨?jīng)高壓風(fēng)機(jī)增壓后，通入四風(fēng)道燃燒器噴入回轉(zhuǎn)窯或與煤粉混合后進(jìn)入分解爐進(jìn)行富氧燃燒。在助燃領(lǐng)域，富氧濃度在30%左右時(shí)綜合經(jīng)濟(jì)效益最高，膜法制氧和分子篩制氧綜合應(yīng)用可達(dá)到工藝要求的氧濃度。本節(jié)能系統(tǒng)主要通過加裝富氧燃燒節(jié)能裝置，提高燃料燃燒效率，同時(shí)回收富氧空氣的壓縮熱能而實(shí)現(xiàn)節(jié)能并降低廢氣排放。實(shí)施本燃燒節(jié)能系統(tǒng)后的綜合節(jié)能率可達(dá)10%以上，既節(jié)約了能源，又降低了煙塵、煙氣排放，是水泥建材行業(yè)不可多得的節(jié)能增效技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，包括空氣過濾器(112)，鼓風(fēng)機(jī)(111)，膜分離器(110)，真空泵(109)，緩沖罐(108)，第一增壓風(fēng)機(jī)(106)，第二增壓風(fēng)機(jī)(107)，其特征在于:還包括有富氧煤粉燃燒器(103)和分子篩(114);所述富氧煤粉燃燒器(103)包括殼體；在所述殼體內(nèi)以其軸線為中心依次設(shè)置有油槍通道(01)，旋流風(fēng)道(03)，煤風(fēng)道(04)和直流風(fēng)道(05);所述殼體一端連接有由多節(jié)管子構(gòu)成的進(jìn)風(fēng)管道，所述油槍通道(01)，旋流風(fēng)道(03)，煤風(fēng)道(04)和直流風(fēng)道(05)—端從所述進(jìn)風(fēng)管道穿出；所述殼體另一端設(shè)置有噴嘴(06)；在所述殼體內(nèi)的所述旋流風(fēng)道(03) —端設(shè)置有旋流器(07);所述旋流風(fēng)道(03)和所述直流風(fēng)道(05)伸出所述進(jìn)風(fēng)管道的一端分別與一次風(fēng)管道(010)連通；在所述旋流風(fēng)道(03)和所述油槍通道(01)之間還設(shè)置有中心風(fēng)道(02);所述進(jìn)風(fēng)管道至少有一節(jié)管子分為兩段，該兩段管子通過彈性管(09)連接；所述空氣過濾器(112)的入口接收空氣，該空氣過濾器的出口通過管道與所述鼓風(fēng)機(jī)(111)連接，所述鼓風(fēng)機(jī)(111)的出口與所述膜分離器(110)的入口連通；所述膜分離器(110)的一個(gè)出口通過管道與所述真空泵(109)入口連通，另一出口用于排放廢氣；所述真空泵(109)的出氣端與所述緩沖罐(108)連通，該緩沖罐設(shè)有兩個(gè)出氣口，一個(gè)所述出氣口通過管道與所述第一增壓風(fēng)機(jī)(106)連通，另一所述出氣口通過管道與所述第二增壓風(fēng)機(jī)(107)連通；所述第一增壓風(fēng)機(jī)(106)的出口與第一儲(chǔ)氣罐(104)的入口連通，所述第二增壓風(fēng)機(jī)(107)的出口與第二儲(chǔ)氣罐(105)的一個(gè)入口連通；所述第一儲(chǔ)氣罐(104)的出口與分別與所述富氧煤粉燃燒器(103)的所述中心風(fēng)道(02)和所述煤風(fēng)道(04)連通；所述第二儲(chǔ)氣罐(105)的另一個(gè)入口與所述分子篩(114)的出口連通，其出口分別與所述富氧煤粉燃燒器(103 )的一次風(fēng)管道(010)和分解爐(102 )連通；所述分子篩(114)的進(jìn)口與干燥器(115)的出口連通，所述干燥器(115)的進(jìn)口與空壓機(jī)(116)的出口連通；所述鼓風(fēng)機(jī)(111 )，真空泵(109)，第一增壓風(fēng)機(jī)(106)，第二增壓風(fēng)機(jī)(107)，空壓機(jī)(116)和電動(dòng)閥均與電氣控制裝置(117)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，其特征在于:所述噴嘴(06)為高分散外風(fēng)噴嘴；所述進(jìn)風(fēng)管道通過連接件與移動(dòng)小車(08)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，其特征在于:所述彈性管(09)為波紋管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥窯富氧燃燒系統(tǒng)，其特征在于:所述鼓風(fēng)機(jī)(111)為高壓離心風(fēng)機(jī)；所述真空泵(109)為干式羅茨真空泵。
【文檔編號(hào)】F23C7/00GK203949163SQ201420351230
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月28日
【發(fā)明者】王春文, 李文斌, 翟曉平 申請人:廣西聚為能源科技有限公司, 王春文