CN101921073A - 一种生产石灰的方法和机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生产石灰的方法和机械，所述机械主要由燃烧室、间壁式煅烧炉、间壁式气化炉、冷却室、物料输送设备和气体处理装置组成。煅烧炉由烟气通道和煅烧室构成，气化炉由烟气通道和气化室构成，煅烧室和气化室由导热壁围成，导热壁的材质为碳化硅砖或高铝砖对等。煤气化产生的煤气和固体燃料一起在燃烧室燃烧，烟气到煅烧炉间接加热煅烧石灰石和在气化炉间接加热固体燃料进行煤气化，冷却风用作燃烧室的助燃空气。本发明煅烧过程中伴随煤气化，优化了生产操作，节省气体燃料。间接加热煅烧石灰石，燃料或烟气不与被煅烧物料直接接触，避免灰尘、硫等有害物质污染石灰产品，提高石灰产品的质量和纯洁度。
Description
技术领域
本发明属于建材、化工生产技术领域，涉及一种生产石灰的方法和机械，具体涉及一种间接加热被煅烧物料并且伴随煤气化过程的生产石灰的方法和机械。
背景技术
石灰是重要的建筑材料，也是冶金、化工领域的重要原料，现有技术是以白云石、石灰石为原料，采用带燃烧梁的竖窑煅烧石灰。这样过程的不足是：竖窑内炉气流动的方向与石料流动的方向相反，即石料从上向下运行，炉气自下而上流动，石料的气体阻力大，炉内压力高，容易出现气体偏析现象，造成石灰石受热不均匀，影响产品质量。本申请人在专利号为ZL200320111077.3的实用新型专利公开了一种内外加热式石灰炉，该石灰炉的燃烧***设有炉筋燃烧管和空气烧嘴，炉筋燃烧管上设有燃烧器(烧嘴)，有效地解决了煅烧带火焰和热量的分布，提高了燃烧效率，但是炉筋燃烧管在工作过程中需要用冷却介质冷却梁体，不仅浪费掉一些热量，而且增加了设备成本和操作费用。石灰窑需要整体安装，不利于移动或更换，也不利于系列化生产设备构件。
本申请人在专利申请号为201010156632.9的发明专利申请公开一种煅烧物料的方法和设备，所述设备的预热室、煅烧室和冷却室为分体式结构，预热室分为低温预热室和高温预热室，冷却室分为高温冷却室和低温冷却室。被煅烧物料在进料设备、低温预热室、高温预热室、煅烧室、高温冷却室、低温冷却室之间通过管链输送机输送。被煅烧物料在分体式的预热室、煅烧室和冷却室中进行预热、煅烧和冷却过程，制成煅烧产品。冷却室冷却产品后的高温气体通过气体管路输送至预热室预热被煅烧物料。该专利申请设备各单元为独立组件，各组成设备可分开制做，现场组装，方便运输、安装、检修与更换，有利于系列化生产煅烧设备。但是该专利技术燃料直接在煅烧室燃烧煅烧物料，燃烧的灰尘和烟气中的硫等有害物质直接接触石灰石及石灰产品，影响石灰产品的质量。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种生产石灰的方法，通过外燃烧室燃烧产生的高温烟气，在间壁式煅烧炉间接加热煅烧物料生产石灰，同时利用间壁式气化炉间接加热发生煤气，减少污染，提高产品质量，节省能源。本发明的另一目的是提供一种实现上述生产石灰方法的机械。
本发明提供的生产石灰的方法为，被煅烧物料经过预热、煅烧和冷却过程，制成石灰产品，所述物料的预热、煅烧和冷却过程在间壁式煅烧炉和冷却室中分别进行，煅烧后的产品通过物料输送设备输送到冷却室冷却后出装置。煅烧物料过程中煅烧物料过程伴随煤气化过程，煤气化产生的煤气和固体燃料一起在燃烧室燃烧，产生的烟气通过管路输送到间壁式煅烧炉间接加热被煅烧物料，然后输送到间壁式气化炉间接加热固体燃料进行煤气化，冷却石灰产品后的热空气用作燃烧室的助燃空气。
被煅烧物料为石灰石、白云石、硅酸盐或其混合物等有机或无机物质；燃料为固体燃料、液体燃料、气体燃料或上述三种燃料的混合物；固体燃料为煤粉、焦粉、小颗粒块煤、呼吸壳、含碳包衣球团、固体燃料或其混合物；呼吸壳或含碳包衣球团的包衣为石灰石粉末、白云石粉末、硅酸盐粉末或其混合物加入粘合剂制成，呼吸壳包壳内有含碳物质，含碳物质的量为0～100％；粘合剂为水玻璃、硅溶胶。
一种生产石灰方法的机械，主要由燃烧室、至少1～5台间壁式煅烧炉、至少1～5台冷却室、物料输送设备、气体处理装置、进料设备、出料设备和排放***组成。所述机械还包括至少1～5台间壁式气化炉，气化炉燃料入口与燃料加料设备连接，气化炉之间和气化炉与燃烧室固体燃料入口之间通过物料输送设备连接。被煅烧物料加料设备与煅烧炉物料入口连接，煅烧炉与煅烧炉之间、煅烧炉与冷却室之间和冷却室与冷却室之间通过物料输送设备连接，冷却室物料出口与出料设备连接。煅烧室之间、煅烧室与气化室之间和气化室之间通过析出气体管路连接，气化炉煤气出口经气体处理装置连接到燃烧室的烧嘴，风机经冷却室连接到烧嘴。燃烧室烟气出口经煅烧炉的烟气通道和气化炉烟气通道连接到排放***。
气化炉的内部由烟气通道和至少1～10个气化室构成，气化室由导热壁围成，气化炉壁和导热壁之间的空间为烟气通道。煅烧炉的内部由烟气通道和至少1～10个煅烧室构成，煅烧室由导热壁围成，煅烧炉壁和导热壁之间的空间为烟气通道。导热壁的材质为碳化硅砖、高铝砖，耐火材料、耐热钢或耐热铸件，不排除使用其它材质的导热壁。
气体处理装置包括气体净化设备、换热设备、冷却设备、加压设备、除水设备、脱硫设备和除焦设备。物料输送设备为管链输送机、斗式提升机、气体输送机或真空输送机。燃烧室设有上、下两排烧嘴和两排烟气出口，每排设有至少1～10个烧嘴，上、下排烧嘴相对位置安装，烟气出口位于烧嘴的对面。
与现有技术相比，本发明的优点是，烟气通过间壁式煅烧炉间接加热被煅烧物料，燃料或烟气不与被煅烧物料直接接触，避免灰尘、硫等有害物质污染石灰产品，提高石灰产品的质量和纯洁度。煅烧过程中伴随煤气化过程，产生的煤气用作燃料，既节省燃料，又可提高燃烧效果。本发明生产石灰的机械为分体式结构，便于制作、运输、安装和检修，整体结构合理，有利于煅烧机械系列化、规范化生产。冷却石灰后的热空气直接用于燃烧室助燃，降低新鲜空气使用量，减少温室气体排放，有利于环境保护。物料通过管链输送机、斗式提升机、气体输送机或真空输送机输送，有利于实现分体式操作，增加了操作的灵活性。可使用小块料或粉料，节约优质原料。
附图说明
图1为本发明生产石灰机械的流程示意图；
图2为气化炉截面示意图；
图3为煅烧炉截面示意图。
其中：
1-燃料加料装置、2-煤料斗、3(3a、3b)-气化炉、4-烟气通道、5-气化室、6-阀门、7-物料输送设备、8-煤气出口、9-气体处理装置、10-加料装置、11-料斗、12-煅烧室、13(13a、13b)-煅烧炉、14-烟气出口、15-燃烧室、16-煅烧室料斗、17-烧嘴、18a、18b-冷却室、19-出料斗，20-气化炉壁、21-导热壁、22-煅烧炉壁、23-析出气体管路、24-烟气管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明生产石灰的机械如图1所示，主要由燃烧室15，两台间壁式煅烧炉13a、13b，两台间壁式气化炉3a、3b，两台冷却室18a、18b、物料输送设备7、气体处理装置9、进料设备、出料设备和排放***组成。燃烧室设有上、下两排烧嘴17和两排烟气出口14，每排设有5个烧嘴，烧嘴有燃气入口和空气入口。上、下排烧嘴相对位置安装，烟气出口位于烧嘴的对面。如图2所示，气化炉的内部由烟气通道4和2个气化室5构成，气化室由导热壁21围成，气化炉壁20和导热壁之间的空间为烟气通道。如图3所示，煅烧炉的内部由烟气通道4和4个煅烧室12构成，煅烧室由导热壁21围成，煅烧炉壁22和导热壁21之间的空间为烟气通道。气化炉和煅烧炉中导热壁的材质为高铝砖。气体处理装置9包括气体净化设备、换热设备、冷却设备、加压设备、除水设备、脱硫设备和除焦设备。排放***包括除尘器、引风机和烟囱。物料输送设备7选择斗式提升机。燃料进料设备包括燃料加料装置1和煤料斗2，燃料加料装置通过煤料斗与气化炉3a物料入口连接。气化炉3a物料出口通过斗式提升机连接到气化炉3b的物料入口，气化炉3b的物料出口通过斗式提升机连接到燃烧室料斗16，通过燃烧室料斗连接到燃烧室15的固体燃料入口。被煅烧物料的进料装置包括加料装置10和料斗11，加料装置通过料斗与煅烧炉13a物料入口连接，煅烧炉13a物料出口通过斗式提升机连接到煅烧炉13b的物料入口，煅烧炉13b物料出口通过斗式提升机连接到冷却室18a的物料入口，冷却室18a的物料出口连接到冷却室18b的物料入口，冷却室18b的物料出口连接到出料斗19。风机连接到冷却室18b冷却风入口，冷却室18b冷却风出口连接到冷却室18a冷却风入口，冷却室18a冷却风出口连接到烧嘴17的空气入口。煅烧室之间、煅烧室与气化室之间和气化室之间通过析出气体管路23连接，气化炉3a煤气出口8经气体处理装置9连接到燃烧室烧嘴17的燃料入口。烧室烟气出口14通过烟气管路24依次与煅烧炉13a、13b的烟气通道4和气化炉3a、3b烟气通道相连接，气化炉3a烟气通道的烟气出口连接到排放***。
本实施例以石灰石为煅烧物料，以高挥发份煤粉为燃料生产石灰，生产过程为，煤粉通过燃料加料装置1、煤料斗2送入气化炉3a的气化室5，烟气通道4中的烟气经导热壁21将热量传到气化室加热煤粉，煤粉向下运行经气化室出口、斗式提升机、气化室入口到气化炉3b的气化室继续加热气化。然后经斗式提升机输送到燃烧室料斗16，再经固体燃料入口到燃烧室燃烧。石灰石原料经加料装置10、料斗11到煅烧炉13a的煅烧室12，烟气通道4的高温烟气通过导热壁21预热煅烧室12中的石灰石。石灰石向下运行经出料口、斗式提升机和煅烧炉13b进料口进入煅烧炉13b的煅烧室，烟气通道中1500～1700℃高温烟气通过导热壁21加热煅烧石灰石成石灰。石灰用斗式提升机依次经过冷却室18a、18b，由风机鼓入的冷却风依次对冷却室18b、18a中的石灰进行冷却，冷却后的石灰产品经出料口、出料斗19出装置。煅烧炉13b煅烧室中石灰石分解产生的气体经析出气体管路23、煅烧炉13a到气化炉3b的气化室，经气化炉3b的气化室到气化炉3a的气化室，与气化炉3a、3b煤气化产生的煤气一起由煤气出口8经气体处理装置9处理后到燃烧室15。煤气和经冷却室冷却石灰预热后的空气经烧嘴17进入燃烧室燃烧，两侧烧嘴交替运行或同时进行燃烧，或设定时间间隔，通过控制进入烧嘴前煤气管路和空气管路的阀门6，自动进行换向操作。煤气和空气先进入左侧下部的烧嘴，燃烧后产生的烟气从右侧的烟气出口14出去。然后换向，煤气和空气进入右侧上部的烧嘴，燃烧后从对面的烟气出口出去。高温烟气通过烟气管路依次经煅烧炉13b、13a的烟气通道4和气化炉3b、3a的烟气通道，对煅烧室12中石灰石和气化室5中的煤粉进行间接加热。烟气离开气化炉3a烟气通道出口到排放***排放，通过换热设备将烟气排放的温度降低至150℃以下。
Claims (14)
1.一种生产石灰的方法，被煅烧物料经过预热、煅烧和冷却过程，制成石灰产品，所述物料的预热、煅烧和冷却过程在间壁式煅烧炉(13a、13b)和冷却室(18a、18b)中分别进行，煅烧后的产品通过物料输送设备(7)输送到冷却室冷却后出装置，其特征是：煅烧物料过程伴随煤气化过程，煤气化产生的煤气和燃料一起在燃烧室燃烧，产生的烟气通过管路输送到间壁式煅烧炉间接加热被煅烧物料，然后输送到间壁式气化炉(3a、3b)间接加热固体燃料进行煤气化，冷却石灰产品后的热空气用作燃烧室的助燃空气。
2.根据权利要求1所述的生产石灰的方法，其特征是：所述被煅烧物料为石灰石、白云石、硅酸盐或其混合物；所述燃料为固体燃料、液体燃料、气体燃料或上述三种燃料的混合物；所述固体燃料为煤粉、焦粉、小颗粒块煤、呼吸壳、含碳包衣球团、固体燃料或其混合物；所述呼吸壳或含碳包衣球团的包衣为石灰石粉末、白云石粉末、硅酸盐粉末或其混合物加入粘合剂制成，呼吸壳包壳内有含碳物质，含碳物质的量为0～100％；所述粘合剂为水玻璃、硅溶胶等；呼气壳可以为球体状，也可以为空心圆柱状等形状。
3.一种生产石灰的机械，主要由燃烧室(15)、至少1～5台间壁式煅烧炉(13a、13b)、至少1～5台冷却室(18a、18b)、物料输送设备(7)、气体处理装置(9)、进料设备、出料设备和排放***组成，其特征是：所述机械还包括至少1～5台间壁式气化炉(3a、3b)，气化炉(3a)燃料入口与燃料加料设备连接，气化炉之间和气化炉与燃烧室固体燃料入口之间通过物料输送设备连接；被煅烧物料加料设备与煅烧炉物料入口连接，煅烧炉与煅烧炉之间、煅烧炉与冷却室之间和冷却室与冷却室之间通过物料输送设备连接，冷却室(18b)物料出口与出料设备连接；煅烧室之间、煅烧室与气化室之间和气化室之间通过析出气体管路(23)连接，气化炉(3a)煤气出口(8)经气体处理装置(9)连接到燃烧室的烧嘴(17)，风机经冷却室(18a、18b)连接到烧嘴；燃烧室烟气出口(14)经煅烧炉的烟气通道(4)和气化炉烟气通道连接到排放***。
4.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述气化炉的内部由烟气通道和至少1～10个气化室(5)构成，气化室由导热壁(21)围成，气化炉壁(20)和导热壁之间的空间为烟气通道(4)。
5.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述煅烧炉的内部由烟气通道和至少1～10个煅烧室(12)构成，煅烧室由导热壁(21)围成，煅烧炉壁(22)和导热壁之间的空间为烟气通道(4)。
6.根据权利要求4或5所述生产石灰的机械，其特征是：所述导热壁的材质为碳化硅砖、高铝砖、硅砖、耐火材料、耐热钢或耐热铸件。
7.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述气体处理装置包括换热设备、气体净化设备、冷却设备、加压设备、除水设备、脱硫设备和除焦设备。
8.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述物料输送设备为管链输送机、斗式提升机、气体输送机或真空输送机，可以在认为必要的情况下，在隔绝空气的条件下采用上述物料输送设备。
9.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述燃烧室设有上、下两排烧嘴(17)和两排烟气出口(14)，每排设有至少1～10个烧嘴，上、下排烧嘴相对位置安装，烟气出口位于烧嘴的对面。
10.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述装置可选择将3a和3b取消，取而代之为将煤等燃料加入(11)后进入13a混合气化进而进行燃烧，也可将煤等燃料加入(16)后进入(15)作为燃料，13a的气体出口产生的可燃气体可以直接进入煅烧室燃烧，也可进入气体处理装置进行处理后进入燃烧室燃烧。
11.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述设备中的间壁式煅烧炉(13b)可以置入燃烧室中，使导热壁与燃烧室炉壁间的空间作为燃烧室和烟气通道。
12.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：所述装置中间壁式煅烧炉(13b)的物料出口可以连接至燃烧室的物料入口，使物料预热后直接进入燃烧室煅烧，完成煅烧的石灰通过燃烧室的出料口进入冷却室进行冷却。
13.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：用上述权利要求，也可用于白云石煅烧产品，水泥制品等的煅烧过程，只是将碳酸钙物料变成白云石或硅酸盐物料。
14.根据权利要求3所述生产石灰的机械，其特征是：在烧嘴(17)可外加固体，液体或气体燃料或它们的混合物燃料，助燃气体可以为纯氧或富氧气体。
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