CN1171066C - 大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置。它由预热室、流态化预煅烧室、流态化煅烧室和冷却室组成，其中预热室为移动床，设有内、外箅板；流态化预煅烧室为倒锥形内循环床；流态化煅烧室为竖筒形流化床，该流化床的上部有一断面扩大的空间；冷却室为竖筒形移动床。本发明将移动床技术与流化床技术有机地结合在一起，充分发挥两者的优点，从而解决了移动床立窑通风不均、烧成热工制度不稳而导致的水泥熟料质量差的问题。

Description

大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置

技术领域

本发明涉及一种水泥煅烧设备，具体的说是一种大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置。

背景技术

现有水泥的煅烧设备主要分为立窑和回转窑两种。回转窑中物料呈堆积态，气固换热效率低。现有立窑的窑腔是一个竖筒形，预热、煅烧和冷却均在同一室里完成，在煅烧过程中物料自上向下移动，所以又称移动床。相对于投资大、效率较低的水泥回转窑生产线而言，水泥立窑生产线具有投资小、占地少、设备制造和生产管理技术要求较低的优点。我国现有6000多条水泥立窑生产线，产量占全国水泥总产量的80％。但现有的水泥立窑也有其固有的缺陷：立窑风量沿断面分布不均，特别是中部通风较差，物料的下落也不均匀，并存在交叉混烧现象，所以煅烧出的熟料质量不稳定、安定性不良，不能用作结构水泥。因此，开发新型的水泥煅烧设备是人们竞相研究的课题。特别是近几十年来，将流态化技术应用于水泥熟料的煅烧已成为大家所关注的课题。流态化技术在水泥生料的预热、预分解方面已获得成功应用，但在水泥熟料的煅烧方面还有许多问题没有解决，到目前为止还处于实验阶段。中国专利CN2454740公开了一种流态化水泥立窑，它有一个用于预热的环形焙烧区、高温流化煅烧区和冷却区。焙烧区和高温流化煅烧区之间设有一些水平方向布置的篦板，物料是从焙烧区横向进入煅烧区，造成在大蓖孔流化床上断面垂直风速不均匀，从而无法保证物料始终处于稳定的流化煅烧状态。

发明内容

本发明所要解决的问题是对现有的水泥立窑加以改进，提供一种断面通风均匀、熟料质量稳定的大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置。

本发明的基本出发点是：将移动床技术与流化床技术相结合，充分利用两者的优点。由于大颗粒中各种成分的物料分布均匀并且紧密接触，保证了高温下反应的均匀性；大颗粒物料流化所需风速较大，而流化床断面积小，将原来立窑的烧成带从移动床变为流化床，从而可解决移动床立窑通风不均、烧成热工制度不稳而导致的水泥熟料质量差的问题。

本发明解决上述问题的技术方案是：所提供的大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置包括预热室、流态化煅烧室和冷却室。本发明的改进之处是：在预热室和流态化煅烧室之间设有流态化预煅烧室，前述各室从上到下依次连接，其中：

a.预热室设有两个竖直放置的外篦板和倾斜放置的内篦板，它们围成对称的两个上大下小的盛放物料空间，内篦板围成一个上小下大的通气空间，前述盛放物料空间的上端口与进料口相对，下端口处设有卸料装置，出烟口设在外篦板侧旁；

b.流态化预煅烧室为一上大下小的倒锥形空间；

c.流态化煅烧室为竖筒形流化床结构，该流化床的上部有一断面扩大的空间，该扩大的空间与流态化预煅烧室之间设有可调节开度的进料阀；

d.冷却室为竖筒形移动床结构，进风管***其中。

预热室设置了内、外篦板，且出烟口设在外篦板侧旁，这样，竖直方向流动的高温烟气在经过预热带时改变为水平方向流动。由于料球在水平方向的厚度是不变的，所以阻力能够保持恒定，从而有利于***的稳定运行。

预煅烧室采用倒锥形结构，物料在其中呈喷腾状态运动(类似喷泉)，所以又称内循环床。物料的这种喷腾运动能保证高温气体与物料颗粒较为充分地发生热交换，并使水泥物料分解，同时也降低了气体温度，避免预热室因气体温度过高而使料球相互粘结。

煅烧室采用了流化床结构，在流化床煅烧区内，由于气泡的上升以及气泡本身的结构特征和床内气固两相相互作用的结果，导致床内物料颗粒发生剧烈的运动及返混。在一定的操作风速下，将体现出流化床反应器的种种优势。流化床的上部有一断面扩大的空间，即在倒圆锥形内循环床与煅烧室流化床之间形成一个自由空域。气体由流化床煅烧区进入该自由空域后风速减小，所以流化床的物料颗粒一旦进入该自由空域，便会回落下来。

冷却室采用了移动床结构，当冷空气由进风管进入冷却室后，在冷却物料的同时，自身也被预热。所以采用这种结构既可以做到对从煅烧室流化床出来的熟料强制冷却，以提高熟料强度，又能够提高进入煅烧室流化风的温度，有利于床温的稳定以及节约能源。另外，需要指出的是：在煅烧过程中，本发明冷却室里所堆积的大颗粒熟料起到了布风器的作用，即流化气体是通过堆积在冷却室里的大颗粒熟料间的间隙进入流化床的。这样既保证了烧成熟料的顺利卸料，又确保进入流化床的气体沿床断面的均匀分布。

上述所说的可调节开度的进料阀可选择进料钟阀。所说的卸料装置可选择辊式卸料装置，也可选择进料钟阀。

本发明由从上到下依次相连的预热、预煅烧、煅烧和冷却四个工作带组成，每个工作带界限分明。由于物料颗粒要经过预热带和预煅烧带才能到达煅烧带，所以其温度变化梯度不会太大，物料颗粒不易发生爆裂，同时延长了物料在流化床内的停留时间。本发明将移动床、内循环床、流化床有机地结合在一起，各自在不同的煅烧阶段充分发挥着自己的特长，形成整体优势，并且各工作带的温度均匀，波动小，所生产出的水泥熟料质量稳定、强度高，熟料28天强度可达600兆帕以上，为现有水泥立窑的改造和建设指出了一条可行之路。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构简图。

图2是图1的左视图。

图3是图中卸料辊的结构图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示：预热室1为方筒形，内篦板11和外篦板12各有两个，外篦板12竖直放置，内篦板11倾斜放置，形成对称的两个盛放物料空间13，而两个内篦板11之间又形成一个断面为三角形的通气空间14，出烟口15设在外篦板12的侧旁。内、外篦板11、12可为圆孔型篦板，也可为长孔形篦板(栅栏状篦板)，本实例采用的是圆孔型篦板。从流态化预煅烧室2上来的热气体进入通气空间14，再横向穿过内外篦板11、12及物料，经出烟口15、集灰斗16和管道17被排出。盛放物料空间13的上端口对着进料斗5，下端口处设有辊式卸料装置18，其卸料辊18a的表面开有可容纳物料的螺旋槽18b(参见图3)。卸料辊18a是由电机19通过减速器来驱动的，通过控制卸料辊18a的转速，可控制卸料量，并实现向预煅烧室的稳定加料。流态化预煅烧室2为倒圆锥形内循环床，流态化煅烧室3有一个竖筒形流化床31，它的上部有一个断面扩大的空间32，该扩大的空间32由两个圆锥形空腔相合而成。在扩大的空间32与流态化预煅烧室2的底部相交处设有进料钟阀33，其阀杆34向上伸出到预热室1的外面，通过控制杆35可以调节钟阀的高低，以控制钟阀与预煅烧室2间的间隙大小，进而控制进入煅烧室3的物料量。煅烧室3的下面是竖筒形冷却室4，其断面要比煅烧室3的流化床断面大。冷却室4的上部有一圆锥形过渡段41与流化床31相接，其下部设有卸料管42，进风管43***冷却室中。另外，在煅烧室3的侧壁上还可设置燃料喷管，用于点火和补充燃料。

本实例的水泥煅烧过程如下：本发明的大颗粒物料球直径为1～9mm，采用机械装置加料和卸料。冷风由鼓风机经进风管43进入冷却室4，大颗粒料球由进料斗5进入预热室1，与来自下部预煅烧室2的热气体进行第一级热交换，以提高自身温度，降低排空热气的温度。调节预热室卸料辊18a的转速，控制预热室卸料量，即可达到稳定卸料。料球经卸料辊18a进入预煅烧室2，在上升热气的作用下，料球呈喷腾状态，再次进行热交换，并同时进行预煅烧。经过预煅烧的料球通过进料钟阀33进入煅烧室3。卸入到煅烧室流化床31的物料颗粒，在流化床内受流化风的作用，发生剧烈的运动，最终完成烧成反应，并逐渐卸入冷却室4冷却，形成熟料，而此部分熟料又作为流化床的布风器，从而保证了流化床断面布风均匀。

Claims (7)

1、一种大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置，包括预热室(1)、流态化煅烧室(3)和冷却室(4)，其特征是在预热室(1)和流态化煅烧室(3)之间设有流态化预煅烧室(2)，前述各室从上到下依次连接，其中：

a.预热室(1)设有两个竖直放置的外篦板(12)和倾斜放置的内篦板(11)，它们围成对称的两个上大下小的盛放物料空间(13)，内篦板(11)围成一个上小下大的通气空间(14)，前述盛放物料空间(13)的上端口与进料口相对，下端口处设有卸料装置(18)，出烟口(15)设在外篦板(12)侧旁；

b.流态化预煅烧室(2)为一上大下小的倒锥形空间；

c.流态化煅烧室(3)为竖筒形流化床结构，该流化床的上部有一断面扩大的空间(32)，该扩大的空间(32)与流态化预煅烧室(2)之间设有可调节开度的进料阀(33)；

d.冷却室(4)为竖筒形移动床结构，进风管(43)***其中。

2、如权利要求1所述的煅烧装置，其特征是所说的可调节开度的进料阀(33)为进料钟阀。

3、如权利要求1或2所述的煅烧装置，其特征是所说的卸料装置(18)为辊式卸料装置。

4、如权利要求1或2所述的煅烧装置，其特征是所说的卸料装置(18)为进料钟阀。

5、如权利要求3所述的煅烧装置，其特征是所说的辊式卸料装置的卸料辊(18a)表面开有可容纳物料的螺旋槽(18b)。

6、如权利要求5所述的煅烧装置，其特征是所说的内、外篦板(11、12)为圆孔型篦板。

7、如权利要求5所述的煅烧装置，其特征是所说的内、外篦板(11、12)为长孔形篦板。

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