專利名稱：干法水泥熟料燒成裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
干法水泥熟料燒成裝備 技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及干法水泥熟料燒成裝備，是水泥熟料燒成工藝所使用的燒
成裝備，主要是回轉(zhuǎn)窯燒成裝備及其配套的熟料冷卻機(jī)、分解爐、預(yù)熱器等。
技術(shù)背景已有的干法水泥熟料燒成裝備，有依次聯(lián)通的熟料冷卻機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、分
解爐、預(yù)熱器。其與熟料冷卻機(jī)換熱器輸出端連通的風(fēng)管通入回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯用噴煤管。這
種裝備輸送的風(fēng)管分布不合理。也有提出要用富氧氣體通入熱工反應(yīng)設(shè)備，但并沒(méi)有提出
如何通入才能有效利用富氧氣體，并不影響原有裝備的使用和操作。
發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明目的是克服已有技術(shù)中，參與燃燒的氧份分配不合理，粉煤燃料燃燒不充 分，生產(chǎn)效率比較地的技術(shù)問(wèn)題，提供一種氧氣參與燃燒充分合理，便于氧氣通入操作，充 分提高粉煤燃料燃燒效率的干法水泥熟料燒成裝備。 本發(fā)明的干法水泥熟料燒成裝備，有依次聯(lián)通的熟料冷卻機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、分解爐、預(yù) 熱器，與熟料冷卻機(jī)換熱器輸出端連通三路風(fēng)管分別通入回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯用噴煤管、分解 爐，富氧源的輸出富氧管輸出端分別與噴煤管的一次風(fēng)管側(cè)向聯(lián)通、與回轉(zhuǎn)窯連通，與通入 分解爐的三次風(fēng)管連通、與分解爐連通。最好通入分解爐的三次風(fēng)管還與預(yù)熱器下端連通。 回轉(zhuǎn)窯的窯頭噴煤管主要為回轉(zhuǎn)窯提供燃燒熱量的，所以將富氧加在窯頭的二次 風(fēng)里和噴煤管一次風(fēng)內(nèi)，在主要燃燒階段就保證供應(yīng)充足的氧氣，確保燃燒充分。多余的氧 氣還可以在后續(xù)窯尾和分解爐與少量沒(méi)有燃燒的煤粉反應(yīng)。更主要是富氧輸出端與風(fēng)管側(cè) 面連通，不需要額外的動(dòng)力就可以將富氧氣體輸送到窯內(nèi)，不改變?cè)械牟僮?，而且可以?證供給量。特別是只要在富氧源的輸出富氧管帶有調(diào)節(jié)閥門(mén)，就可以方便調(diào)整到最佳配比 量和最佳的燃燒狀態(tài)。這一措施通過(guò)初步試驗(yàn)也證明富氧燃燒對(duì)燃料的燃燒速度和燃盡 度的提高作用十分明顯，為縮短燒成時(shí)間，提高煅燒產(chǎn)質(zhì)量提供了必要保證和可能；這樣既 能提高火焰溫度、火焰黑度和輻射熱，又能減少空氣過(guò)剩系數(shù)、延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間，使煤粉 更充分、更完全的燃燒，從而能提高水泥質(zhì)量、減少煙塵和有害氣體等的排放并能降低排煙 溫度等。 這是因?yàn)?，富氧燃燒不僅能使燃料的燃燒時(shí)間大大縮短，有利于提高燃料的完全 燃燒程度，而且還能提高火焰溫度和黑度，從而改善窯內(nèi)的傳熱條件，使窯的產(chǎn)量提高，熱 耗下降。采用富氧空氣助燃煤矸石生產(chǎn)水泥進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；我們通過(guò)多年的調(diào)研和 分析后也認(rèn)為，富氧助燃技術(shù)，用于水泥窯的節(jié)能減排同樣意義重大。如水泥回轉(zhuǎn)窯的臺(tái)時(shí) 產(chǎn)量為26t/h。煤耗為0. 25kg/kg熟料，每小時(shí)燒煤量6500kg，燃燒帶的過(guò)剩空氣系數(shù)為 1.1。燃煤的理論空氣量為6Nm3/kg(煤)。 由此看出，需含02為21%的空氣量V = 26000 X 0. 25 X 6 X 1. 1 = 42900Nm3/h 在此空氣中的含氧量=42900X21%= 9009Nm3/h。當(dāng)空氣中氧氣的濃度提高至 25%時(shí)，所需的空氣量則減少了 16%。進(jìn)入燃燒室的N2量相應(yīng)下降20X，使得火焰的總體 積下降，在燃料的加入量不變的情況下，火焰溫度提高，提高的程度主要取決于空氣中氧的
3濃度，當(dāng)空氣中氧氣的濃度達(dá)到25^時(shí)，經(jīng)計(jì)算，火焰溫度可提高10(TC左右。另外因入窯 空氣量減少，使得火焰中C(^與H20的體積百分比濃度升高。火焰的黑度也相應(yīng)增大。根據(jù) 計(jì)算得知，當(dāng)助燃空氣中氧含量為25X時(shí)，C02的體積百分濃度提高17. 5%，水蒸汽的體積 百分濃度相應(yīng)提高17. 7%，由于C02與H20的濃度均增加許多，火焰的黑度相應(yīng)增大，當(dāng)空 氣中氧氣的濃度為21%時(shí)，火焰的黑度經(jīng)計(jì)算為0.2104，當(dāng)空氣中氧氣的濃度為25%時(shí)， 火焰的黑度經(jīng)計(jì)算為0. 2245，增加的程度約6. 7%?；鹧鎸?duì)物料的輻射傳熱量提高的程度 經(jīng)計(jì)算應(yīng)為20. 4%，回轉(zhuǎn)窯其他各帶的輻射傳熱量都相應(yīng)提高，提高的幅度不會(huì)相差很大。 總之，本發(fā)明的富氧燃燒技術(shù)方案用于水泥窯，可改善煤的燃燒條件，縮短燃燒所 需的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)燃料的完全燃燒，同時(shí)也可使傳熱速率大幅度提高。此外，采用富氧燃燒，可 使廢氣排放量及CO、NOx等有害氣體的產(chǎn)生量下降，有利于節(jié)能減排。


附圖表示了一種本發(fā)明日產(chǎn)5000噸的干法水泥熟料燒成裝備示意圖。
以下結(jié)合附圖實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
—種本發(fā)明日產(chǎn)5000噸的的干法水泥熟料燒成裝備，有依次聯(lián)通的熟料冷卻機(jī) 1、回轉(zhuǎn)窯3、分解爐8、預(yù)熱器7，與熟料冷卻機(jī)換熱器輸出端連通三路風(fēng)管9、15分別通入 回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯用噴煤管、分解爐，富氧源16的輸出富氧管15、14、11、9輸出端分別與噴煤 管的一次風(fēng)管13側(cè)向聯(lián)通、與回轉(zhuǎn)窯3連通，與通入分解爐的三次風(fēng)管10連通、與分解爐 8連通。最好通入分解爐的三次風(fēng)管10還與預(yù)熱器7下端連通?；剞D(zhuǎn)窯通過(guò)窯頭罩12與 熟料冷卻機(jī)連通，回轉(zhuǎn)窯的窯尾煙室4通過(guò)管路與分解爐下端連通，分解爐的上端通過(guò)管 路與預(yù)熱器連通。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一套膜法富氧助燃系統(tǒng)作為富氧源，用 于干法水泥熟料燒成裝備。形成的的負(fù)壓工藝流程具有能耗較低、前處理簡(jiǎn)單、操作方便和 安全、僅機(jī)/泵需定期維護(hù)、其它設(shè)備均免維護(hù)、核心部分富氧膜組件不僅免維護(hù)而且壽命 可達(dá)10年左右、總投資少、節(jié)能減排效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。膜法富氧助燃系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)和主 要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)如下 (D富氧濃度27-30% ; (D富氧流量5000±10% Nm3/h ; (D富氧配電437KW; (D循環(huán)水量42m3/hr (僅水環(huán)真空泵冷卻用，基本不消耗)； (D占地面積50M2; (D使用膜法富氧助燃裝置、技術(shù)后，產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量均明顯提高、單位合格產(chǎn)品能 耗下降5-10 % ，氧含量提高1 % ，水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒帶火焰對(duì)物料的輻射傳熱量提高的程度 是5. 1%、助燃風(fēng)量和風(fēng)壓均減少6%以上、排煙溫度下降7"以上。 本發(fā)明的日產(chǎn)5000噸水泥生產(chǎn)，耗煤850噸左右。窯頭和窯尾分別耗煤40和60 % 左右，窯頭二次風(fēng)大概占90%，風(fēng)溫達(dá)100(TC左右，排煙氧含量6-9^，排煙溫度34(TC左 右，氮氧化物在280-400ppm范圍內(nèi)。 我國(guó)目前累計(jì)堆積二十多億噸煤矸石，而且每年還增加一億多噸。這既占據(jù)不少 堆放場(chǎng)地，影響環(huán)境，造成污染，又致使大量能源與資源浪費(fèi)。大規(guī)模采用富氧空氣燃燒煤 矸石生產(chǎn)水泥，完全替代水泥生產(chǎn)用優(yōu)質(zhì)煤。既利用煤矸石的含碳量，提供水泥生產(chǎn)過(guò)程需要的熱量，又使煤矸石中的渣石成分(主要是Si02等)轉(zhuǎn)入水泥之中，代替粘土，成為水泥 的有效成分。而且還使水泥的質(zhì)量有所提高，節(jié)約能量，達(dá)到綜合利用，是一舉多得的大好事。 采用富氧空氣助燃煤矸石來(lái)生產(chǎn)水泥，根據(jù)煤矸石的含碳量，選擇合適的富氧空 氣濃度，既能保證燃燒過(guò)程穩(wěn)定，不熄火，又能達(dá)到水泥生產(chǎn)過(guò)程需要的熱量，是解決大量 煤矸石出路的極好途徑。隨著富氧濃度的提高，煤粉的燃燒時(shí)間縮短。如富氧的濃度提高 到25%時(shí)，煤粉的燃燒時(shí)間可縮短16%左右。在空間尺寸不變的情況下，由于煤粉燃盡時(shí) 間的縮短，煤粉燃盡的程度自然提高，這就減少了煤粉的不完全燃燒所造成的熱量損失，達(dá) 到節(jié)能的目的。另外CO、NOx等有害氣體生成量也相應(yīng)減少，有利于環(huán)保。 在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)火焰向物料傳熱的主要方式是輻射傳熱，而窯內(nèi)氣流對(duì)物料的輻 射傳熱速率又主要取決于氣流的溫度和氣流的黑度，二者越高，輻射傳熱量就越多，這可以 通過(guò)富氧燃燒來(lái)達(dá)到此目的。由于空氣中氧氣的濃度提高，相應(yīng)可減少空氣量，使得進(jìn)入燃 燒室的N2量下降，火焰的總體積下降(即火焰的體積流量下降)。在燃料的加入量不變的 情況下，火焰的溫度相應(yīng)提高，提高的程度主要取決于空氣中氧氣的濃度。
權(quán)利要求一種干法水泥熟料燒成裝備，有依次聯(lián)通的熟料冷卻機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、分解爐、預(yù)熱器，其特征在于與熟料冷卻機(jī)換熱器輸出端連通三路風(fēng)管分別通入回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯用噴煤管、分解爐，富氧源的輸出富氧管輸出端分別與噴煤管的一次風(fēng)管側(cè)向聯(lián)通、與回轉(zhuǎn)窯連通，與通入分解爐的三次風(fēng)管連通、與分解爐連通。
2. 如權(quán)利要求1所說(shuō)的干法水泥熟料燒成裝備，其特征在于富氧源的輸出富氧管帶 有調(diào)節(jié)閥門(mén)。
3. 如權(quán)利要求1或2所說(shuō)的干法水泥熟料燒成裝備，其特征在于通入分解爐的三次 風(fēng)管還與預(yù)熱器下端連通。
專利摘要干法水泥熟料燒成裝備，有依次聯(lián)通的熟料冷卻機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、分解爐、預(yù)熱器，與熟料冷卻機(jī)換熱器輸出端連通三路風(fēng)管分別通入回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯用噴煤管、分解爐，富氧源的輸出富氧管輸出端分別與噴煤管的一次風(fēng)管側(cè)向聯(lián)通、與回轉(zhuǎn)窯連通，與通入分解爐的三次風(fēng)管連通、與分解爐連通。富氧加在窯頭的二次風(fēng)里和噴煤管一次風(fēng)內(nèi)，在主要燃燒階段就保證供應(yīng)充足的氧氣，確保燃燒充分。富氧輸出端與風(fēng)管側(cè)面連通，不改變?cè)械牟僮骶驼{(diào)整到最佳的燃燒狀態(tài)。
文檔編號(hào)C04B7/36GK201458983SQ20092001261
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者劉建軍 申請(qǐng)人:劉建君