一種實現(xiàn)空氣凈化除塵的換熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固氣換熱反應(yīng)領(lǐng)域，涉及一種在水泥生產(chǎn)過程中實現(xiàn)含塵氣流的循環(huán)分離、循環(huán)換熱的裝置，尤其涉及一種實現(xiàn)含塵氣流的充分固氣換熱的循環(huán)裝置，屬于空氣凈化除塵領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成為水泥熟料鍛燒的主流技術(shù)，這項技術(shù)的顯著特點是物料與氣體之間的換熱和傳質(zhì)在懸浮狀態(tài)下進行。在新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)中，性能理想的懸浮預(yù)熱器具有使氣固兩相高度分散、充分換熱和高效分離等功能。要提高其分離效率、改進結(jié)構(gòu)和優(yōu)化尺寸，必須深入地研宄其內(nèi)部湍流流場及固體顆粒的濃度分布規(guī)律。作為構(gòu)成懸浮預(yù)熱系統(tǒng)總體框架的單體，在充分考慮高效低阻的前提下，優(yōu)化換熱裝置的布置格局與聯(lián)接關(guān)系，以實現(xiàn)懸浮預(yù)熱系統(tǒng)整體的高效運行的優(yōu)化設(shè)計。
[0003]自1971年出現(xiàn)的第一臺懸浮預(yù)分解設(shè)備以來，在懸浮預(yù)熱技術(shù)的基礎(chǔ)上，各種類型的懸浮預(yù)熱器與不同的分解設(shè)備相結(jié)合促進了懸浮預(yù)熱預(yù)分解技術(shù)的發(fā)展，使水泥窯的質(zhì)量和產(chǎn)量大幅度提高，水泥熟料的燒成熱耗明顯下降。同時，各國水泥技術(shù)研宄者和設(shè)備制造商不斷投入力量研發(fā)新型分解設(shè)備，促進預(yù)分解系統(tǒng)不斷的發(fā)展，其性能日趨完善。在達(dá)到分解溫度前，分解設(shè)備將經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的水泥生料與進入爐內(nèi)的燃料混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的30%左右提高到85% -90%，這樣不僅減少了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，也大幅度提高了窯系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。
[0004]但是，由于分解設(shè)備的溫度偏高，普遍存在著物料流場和溫度場的波動較大，窯尾煙室和管道容易結(jié)皮堵塞，物料停留時間短，燃料焦粒燃燒不完全，設(shè)備內(nèi)溫度上下倒掛等現(xiàn)象，影響系統(tǒng)均衡穩(wěn)定的運行。而且分解設(shè)備中物料在氣流中的分散程度、物料顆粒的大小、分解設(shè)備的溫度、二氧化碳的分壓以及反應(yīng)時間(停留時間)等多種因素制約著入窯碳酸鹽的表觀分解率。
[0005]因此，在其它制約因素不易變動的情況下，如果有意識地延長物料的停留時間，就可以提高其分解率。也就是說，在分解設(shè)備尺寸不變的情況下，使經(jīng)分解的物料在換熱設(shè)備進行氣固分離后，然后從換熱設(shè)備的排料口進入循環(huán)回到分解設(shè)備，就可以使部分未完全反應(yīng)的物料多次進入分解設(shè)備反應(yīng)，增加系統(tǒng)的固氣比和熱穩(wěn)定性，解決上述分解設(shè)備存在的問題，保障入窯碳酸鹽的表觀分解率和系統(tǒng)均衡穩(wěn)定的運行。同時，經(jīng)過氣固分離的物料在循環(huán)過程中，受到上升熱氣流的充分加熱，更利于在分解設(shè)備中分解反應(yīng)的進行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)含塵氣流的充分固氣換熱的循環(huán)裝置，提高物料在預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)的停留時間，從而提高物料的分解率和系統(tǒng)反應(yīng)率，減小系統(tǒng)流體阻力，同時對經(jīng)分離的氣體進行凈化，回收重金屬。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種實現(xiàn)含塵氣流的充分固氣換熱的循環(huán)裝置，包括分解反應(yīng)設(shè)備(I)，第一換熱設(shè)備(2)，第二換熱設(shè)備(3)，第三換熱設(shè)備(4)，反應(yīng)池(5)，其特征在于:
[0009]分解反應(yīng)設(shè)備包括進料口(IA)、燃料入口(IB)、排氣口(1C)、排料口(ID)，經(jīng)過懸浮預(yù)熱的水泥生料通過進料口(IA)進入分解反應(yīng)設(shè)備(I)，燃料通過燃料入口(IB)噴入分解反應(yīng)設(shè)備(I)，分解反應(yīng)設(shè)備(I)將經(jīng)過懸浮預(yù)熱的水泥生料與燃料混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解，生成的氧化鈣經(jīng)排料口(ID)進入水泥回轉(zhuǎn)窯中；
[0010]第一換熱設(shè)備(2)包括進氣口(2A)，排氣口(2B)，排料口(2C)，分解反應(yīng)設(shè)備(I)的排氣口(IC)與第一換熱設(shè)備(2)的進氣口(2A)通過管道(2E)相聯(lián)，排料口(2C)與水泥回轉(zhuǎn)窯相聯(lián)，輸送在分解反應(yīng)設(shè)備(I)中產(chǎn)生的含塵氣流進入第一換熱設(shè)備(2)中，含塵氣流經(jīng)過第一換熱設(shè)備的初步分離，得到的粗粒徑顆粒經(jīng)排料口(2C)進入水泥回轉(zhuǎn)窯中；[0011 ] 第二換熱設(shè)備(3)包括進氣口(3A)，排氣口(3B)，排料口(3C)，第一換熱設(shè)備(2)的排氣口(2B)與第二換熱設(shè)備(3)的進氣口(3A)通過管道(3E)相聯(lián)；
[0012]第三換熱設(shè)備(4)包括進氣口(4A)，排氣口(4B)，排料口(4C)，第一換熱設(shè)備(2)的排氣口(2B)與第三換熱設(shè)備(4)的進氣口(4A)通過管道(4E)相聯(lián)；
[0013]經(jīng)過初步分離的含塵氣流通過第一換熱設(shè)備(2)的排氣口(2B)和第二、三換熱設(shè)備(3、4)的進氣口(3A、4A)進入第二、三換熱設(shè)備(3、4)中，進行進一步的分離，在第二換熱設(shè)備(3)中分離得到的粉料通入管道(4E)中，而且在第三換熱設(shè)備(4)中分離得到的粉料通入管道(2E)中；
[0014]第二、三換熱設(shè)備(3、4)的排氣口(3B、4B)與反應(yīng)池(5)管道(5E)相聯(lián)，經(jīng)過分離除塵的氣體在反應(yīng)池(5)中進行脫硫、脫堿反應(yīng)得到凈化，凈化后的空氣排入大氣中。
[0015]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，分解反應(yīng)設(shè)備(I)包括:熱氣入口，設(shè)置在該設(shè)備下部的一側(cè)或兩側(cè)；熱煙入口，設(shè)置在該設(shè)備底部。
[0016]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，優(yōu)選的分解反應(yīng)設(shè)備是分解爐，優(yōu)選的換熱設(shè)備是旋風(fēng)換熱器。
[0017]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，熱氣是經(jīng)過加熱的空氣，以中心進風(fēng)或側(cè)向進風(fēng)的方式，以1500-2000米/分的速度從所述熱氣入口進入設(shè)備中。
[0018]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，水泥回轉(zhuǎn)窯的熱煙以1200-2500米/分的速度從所述熱煙入口進入設(shè)備中。
[0019]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，在反應(yīng)池(5)中，通入硫酸、鹽酸、硝酸或二氧化碳，在水中與分離除塵的氣體發(fā)生反應(yīng)，使重金屬微粒沉淀為氫氧化物、硫酸鹽或碳酸鹽，再過濾分離沉淀物和污水，使用堿溶沉淀物以溶出重金屬，對污水進行中和或硫化處理。
[0020]依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，不需要用增大分解反應(yīng)設(shè)備的尺寸，即可以使經(jīng)分解的物料在換熱設(shè)備進行氣固分離后，然后從換熱設(shè)備的排料口進入循環(huán)回到分解設(shè)備，就可以使部分未完全反應(yīng)的物料多次進入分解設(shè)備反應(yīng)，增加系統(tǒng)的固氣比和熱穩(wěn)定性，解決上述分解設(shè)備存在的問題，保障入窯碳酸鹽的表觀分解率和系統(tǒng)均衡穩(wěn)定的運行。同時，經(jīng)過氣固分離的物料在循環(huán)過程中，受到上升熱氣流的充分加熱，更利于在分解設(shè)備中分解反應(yīng)的進行。實驗表明:在保持高分解率的情況下，循環(huán)率每增加50%，操作溫度可降低20°C。同時，隨著循環(huán)倍數(shù)的增大，分解爐內(nèi)物料顆粒濃度成倍增大，爐內(nèi)溫度波動減小，熱工穩(wěn)定性提尚。
[0021]依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，物料循環(huán)量由第一換熱設(shè)備的分離效率控制，提高了分解反應(yīng)設(shè)備的空間利用率和單位容積熱容量，使?fàn)t溫波動減小，結(jié)皮堵塞的概率減小，系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，提高單位爐容產(chǎn)量。
[0022]依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，氣流在多個換熱設(shè)備之間的流動可以有效降低S02、NOx等有害氣體的排放，而且通過使用反應(yīng)池(5)，可以使重金屬轉(zhuǎn)化為氫氧化物、硫酸鹽或碳酸鹽，得到的凈化空氣可以直接排入大氣。
[0023]本發(fā)明可廣泛用于水泥、化工、冶金等行業(yè)中的粉體物料熱反應(yīng)分解系統(tǒng)中，尤其適用于水泥廠中的預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)碳酸鈣顆粒分解反應(yīng)過程。
【附圖說明】
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