回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)富氧脈沖燃燒噴氣裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)窯富氧燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水泥、白灰等建材及燒結(jié)球團(tuán)用回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)富氧脈沖燃燒噴氣裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在以燃煤為主的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)中，煤耗基本占到整個(gè)生產(chǎn)成本的一半以上，如何降低煤耗直接關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。自然條件下燃燒需要消耗氧氣來(lái)完成，常規(guī)燃燒中空氣僅有20.9 %的氧氣參與燃燒過(guò)程，而空氣中78 %的氮?dú)鈩t要吸收大量燃燒反應(yīng)放出的熱量，并作為煙氣排出，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)；同時(shí)，煤炭在爐窯中燃燒因缺氧會(huì)導(dǎo)致熱效率低下。
[0003]富氧燃燒可改善燃料的燃燒工況，提高火焰溫度及黑度，縮短燃料燃燒所需的時(shí)間，可獲得較寬的燃料選擇范圍，實(shí)現(xiàn)燃料的完全燃燒，從而加大火焰對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的輻射傳熱能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的熱效率；降低空氣過(guò)剩系數(shù)，減少?gòu)U氣及CO、NOx等有害氣體的排放量，有利于節(jié)能減排；同時(shí)還能夠穩(wěn)定整個(gè)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱工制度，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
[0004]回轉(zhuǎn)窯傳統(tǒng)的送風(fēng)方式可分為以下幾種:1)煤風(fēng):輸送煤粉的風(fēng)；由羅茨風(fēng)機(jī)單獨(dú)供風(fēng)。2) —次風(fēng):由窯頭羅茨風(fēng)機(jī)供風(fēng)，在燃燒器噴口處與煤粉混合燃燒，一次風(fēng)只占回轉(zhuǎn)窯燃料助燃空氣的10?15%。3) 二次風(fēng):來(lái)自篦冷機(jī)物料冷卻風(fēng)的一部分，是用于冷卻燒成品并吸收燒成品顯熱而獲得的預(yù)熱風(fēng)。此部分風(fēng)靠窯尾負(fù)壓抽進(jìn)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)參與燃燒，是回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)燃料燃燒的主要用風(fēng)；此部分風(fēng)是提供煤粉中殘留焦炭粒子及未燃盡的揮發(fā)分燃燒的助燃空氣，同時(shí)給燃燒提供熱量并在燒成帶補(bǔ)充二次燃燒，使燃料燃盡。二次風(fēng)不足會(huì)導(dǎo)致還原氣氛產(chǎn)生，將會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。4)三次風(fēng):同樣是來(lái)自篦冷機(jī)的預(yù)熱風(fēng)，此部分風(fēng)不進(jìn)窯體而由窯尾的引風(fēng)機(jī)從窯頭罩直接引到分解爐，主要供分解爐燃燒用及給分解爐提供熱量。
[0005]回轉(zhuǎn)窯富氧燃燒一般采用局部增氧方式，采用純氧經(jīng)減壓穩(wěn)定后與空氣按一定的比例混合形成富氧空氣?；剞D(zhuǎn)窯富氧燃燒的配風(fēng)方式有三種:1) 一次風(fēng)富氧，以純氧與經(jīng)相對(duì)減量的一次風(fēng)混合而成，加速煤粉燃燒；2) 二次風(fēng)富氧，高濃度的富氧空氣與二次風(fēng)混合形成要求的富氧含量的助燃空氣，滿足煤粉中殘留焦炭粒子及未燃盡的揮發(fā)分在燒成帶完全、充分燃燒；對(duì)于燃用劣質(zhì)煤，采用富氧二次風(fēng)更為重要。3)三次風(fēng)富氧，以一定比例的純氧混配三次風(fēng)送到分解爐助燃。
[0006]從以上分析可以看出，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)二次風(fēng)富氧具有更加重要的意義。但因工藝條件的限制，目前國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)窯采用的多是一次風(fēng)和三次風(fēng)富氧燃燒工藝，隨著全球環(huán)境危機(jī)的加劇與環(huán)保要求的不斷提高，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的富氧燃燒技術(shù)、裝備和方法成了當(dāng)務(wù)之急，而應(yīng)用純氧、富氧脈沖燃燒及煙氣再循環(huán)燃燒的方法更容易實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、增產(chǎn)增效的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)富氧脈沖燃燒噴氣裝置及方法，通過(guò)富氧噴槍與富氧二次風(fēng)通道在回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的對(duì)接，將富氧空氣送到燒成帶補(bǔ)充燃燒，富氧空氣流量可控，送風(fēng)均勻，入窯的富氧空氣得到充分預(yù)熱，可進(jìn)一步提高燃燒效率，并可達(dá)到余熱利用、節(jié)能減排的目的。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)富氧脈沖燃燒噴氣裝置，包括固定在回轉(zhuǎn)窯窯頭罩上的數(shù)個(gè)富氧噴槍?zhuān)龈谎鯂姌寚婎^對(duì)應(yīng)的冷卻帶窯襯端部設(shè)有富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口，富氧二次風(fēng)通道噴出口設(shè)在燒成帶窯襯內(nèi)壁上。
[0010]所述富氧噴槍沿窯頭罩上部圓周方向均勻設(shè)置I?5個(gè)，噴槍噴頭朝向回轉(zhuǎn)窯窯襯。
[0011]所述富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口與富氧噴槍噴頭處于相同半徑圓周上，數(shù)量為I?8個(gè)均勻設(shè)置。
[0012]所述富氧二次風(fēng)通道為圓形通道，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)帶倒角結(jié)構(gòu)的橢圓引入段；中間送風(fēng)段與窯體軸線平行縱向設(shè)置，噴出段與窯體軸線成30°?60°夾角傾斜旋轉(zhuǎn)設(shè)置，并設(shè)多個(gè)噴出口，噴出口朝向窯體中心，噴出段具有向窯內(nèi)方向收窄的狹縫形變截面扁平噴口。
[0013]所述窯襯和富氧二次風(fēng)通道由耐火澆注料整體澆注而成。
[0014]回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)富氧脈沖燃燒噴氣裝置的噴氣方法，包括如下步驟:
[0015]I)來(lái)自純氧制備裝置或工廠氧氣管網(wǎng)的氧氣通過(guò)管道輸送至回轉(zhuǎn)窯窯前，根據(jù)來(lái)氧壓力和純度進(jìn)行減壓并穩(wěn)壓，與回轉(zhuǎn)窯助燃空氣按需要的富氧含量混配，混配合格的富氧空氣經(jīng)管路送至富氧噴槍?zhuān)?br>[0016]2)回轉(zhuǎn)窯按定速或變頻調(diào)速旋轉(zhuǎn)，富氧噴槍與富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口對(duì)正時(shí)開(kāi)閥噴氣，移開(kāi)時(shí)關(guān)閥閉氣；開(kāi)閥噴氣時(shí)富氧空氣通過(guò)富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，由噴出口噴入燒成帶參與燃燒，開(kāi)、關(guān)閥動(dòng)作由回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)控制與回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖動(dòng)作，通過(guò)開(kāi)、關(guān)閥交替動(dòng)作實(shí)現(xiàn)向窯內(nèi)脈沖供應(yīng)富氧。
[0017]所述富氧二次風(fēng)通道為窯襯澆注時(shí)的預(yù)留通道，在回轉(zhuǎn)窯窯襯施工時(shí)用PVC硬塑管按設(shè)定的數(shù)量及位置埋入耐火澆注料中，在燒成帶的設(shè)定富氧噴口處將PVC硬塑管以設(shè)定角度向窯體中心傾斜旋轉(zhuǎn)，且沿傾斜方向逐漸壓扁，回轉(zhuǎn)窯烘爐時(shí)，PVC硬塑管熔化燒掉即成為富氧二次風(fēng)通道。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019]I)通過(guò)富氧噴槍和富氧二次風(fēng)通道把富氧空氣送到燒成帶參與燃燒，使煤粉中殘留焦炭粒子及未燃盡的揮發(fā)分充分燃燒和燃盡；
[0020]2)富氧噴槍引射時(shí)帶入高溫?zé)煔饣亓鞯礁G內(nèi)，有利于余熱利用；
[0021]3)富氧空氣在富氧二次風(fēng)通道內(nèi)得到充分預(yù)熱，可進(jìn)一步提高燃燒效率；
[0022]4)富氧噴槍對(duì)應(yīng)窯體圓周均勻布置，送風(fēng)流量均勻，且流量可控；
[0023]5)設(shè)置單個(gè)富氧噴槍時(shí)形成富氧的脈沖供應(yīng)，設(shè)置多個(gè)富氧噴槍時(shí)，可實(shí)現(xiàn)窯內(nèi)半連續(xù)供應(yīng)富氧；
[0024]6)富氧燃燒可使煤粉燃燒完全，消除污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，并保證回轉(zhuǎn)窯的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明所述裝置的主視圖。(局部)
[0026]圖2是圖1的A向視圖。
[0027]圖3是圖1中的I部放大圖。
[0028]圖4a是富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口處于水平軸線方向與富氧噴槍對(duì)接時(shí)的示意圖。
[0029]圖4b是富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口處于垂直軸線方向與富氧噴槍對(duì)接時(shí)的示意圖。
[0030]圖中:1.回轉(zhuǎn)窯2.窯頭罩3.富氧噴槍4.窯襯5.富氧二次風(fēng)通道51.進(jìn)風(fēng)口52.引入段53.送風(fēng)段54.噴出段55.噴出口
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0032]見(jiàn)圖1-圖3，是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所述回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)富氧脈沖燃燒噴氣裝置，包括固定在回轉(zhuǎn)窯窯頭罩2上的數(shù)個(gè)富氧噴槍3，所述富氧噴槍3噴頭對(duì)應(yīng)的冷卻帶窯襯4端部設(shè)有富氧二次風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口 51，富氧二次風(fēng)通道噴出口 55設(shè)在燒成帶窯襯4內(nèi)壁上。
[0033]所述富氧噴槍3沿窯頭罩2圓周