CN210862175U - 一种水泥预分解窑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水泥生产设备技术领域，具体涉及一种水泥预分解窑装置。本申请将部分或全部生料分解和燃料燃烧过程分离，燃料在分解炉内进行燃烧，生料在生料分解管内或者在分解炉外环与生料分解管之间的膛内分解，生料分解管内燃烧产生的气体可以直接应用。通过调节第一分料阀，可以调节生料进入生料分解管的比例，进而调节二氧化碳收集装置所收集的二氧化碳量。生料分解管内的生料通过间接换热吸收热量，进行分解，生料分解时可以产生高浓度二氧化碳，既能实现碳酸盐较高的分解率，又能产生高浓度的二氧化碳，并且不需要对二氧化碳进行净化处理即可直接收集利用，降低了二氧化碳的生产成本。

Description

一种水泥预分解窑装置

技术领域

本实用新型属于水泥生产设备技术领域，具体涉及一种水泥预分解窑装置。

背景技术

随着石油、煤、天然气等化石燃料的大量使用，全球温室效应不断加剧，世界各国均面临着实现碳减排、缓解全球气候变化的艰巨任务，世界各国都相继制定了碳减排战略目标。同时，二氧化碳是重要的原料，广泛用于石油化工、医药、农业、焊接、制冷、食品工业、储能及低温能量利用等，随着科技和社会的发展，二氧化碳的用途越来越广。因此，怎样提高工业生产废气中的二氧化碳浓度，并将二氧化碳分离回收、提纯及综合利用技术在全球变得十分必要。

工业生产过程中CO₂排放主要来源于碳酸盐矿物分解、燃料燃烧产物的直接排放及电力消耗产物的间接排放，现有生产工艺中生料煅烧产生的CO₂随烟气排放了，这部分的CO₂没有得到任何处理。碳捕集与碳封存(CCS)是减少CO₂排放最可行的新技术，主要的技术包括吸收法、吸附法、膜吸收法和矿物碳化法等。由于水泥、石灰及氧化镁等工业窑尾烟气体积流量大、CO₂浓度低，且含有大量的粉尘和N₂，上述方法均存在碳捕集效率低、捕集流量小、***复杂、设备投资大或者运行成本偏高的问题。

生产水泥、石灰和氧化镁等的主要原料是碳酸盐，碳酸盐分解产生大量的二氧化碳，现有生产工艺中，碳酸盐分解产生的二氧化碳与燃料燃烧产生的烟气混在一起，由于烟气中含有SO₂、NO_x等大气污染物，烟气排放中二氧化碳浓度低，且有害气体成分复杂，不利于二氧化碳的回收和利用，排放到大气中会造成全球温室气体及有害气体排放过量，对地球的生态文明造成了破坏。

因此，亟需研发一种可直接收集二氧化碳并进行利用的水泥预分解窑装置。

实用新型内容

为改善上述技术问题，本实用新型提供一种水泥预分解窑装置，水泥预分解窑装置包括旋风预热器、分解炉、生料分解管、烟室、回转窑、冷却机、风机、二氧化碳收集装置；

旋风预热器的进风口连接分解炉，旋风预热器的出料口连接烟室，分解炉连接烟室，烟室连接回转窑，回转窑连接冷却机，冷却机下方设置有风机；

分解炉内设置有生料分解管，生料分解管的上端穿过分解炉的顶部，生料分解管的下端穿过分解炉的侧壁；生料分解管上设置有进料口，所述进料口位于分解炉的外侧，并且所述进料口位于分解炉的上方；

生料分解管的下端通过管道连接烟室；

生料分解管连接二氧化碳收集装置；

旋风预热器的下料管处设置第一分料阀、输送支路，第一分料阀将生料输送到各输送支路，各输送支路之间并联；输送支路的数量为两个以上，其中一个输送支路连接生料分解管的进料口，其他输送支路连接分解炉。

根据本申请的实施方案，连接第一分料阀与分解炉的管道上设置第二分料阀，第二分料阀连接支管道，支管道之间并联；支管道的数量为两个以上。

根据本申请的实施方案，旋风预热器的最下一级旋风筒的进风口通过管道连接分解炉；

旋风预热器的倒数第二级旋风筒的出料口通过管道连接分解炉；所述第一分料阀、第二分料阀设置在旋风预热器的倒数第二级旋风筒的下料管上；

旋风预热器的最下一级旋风筒的进料口通过管道连接分解炉；旋风预热器的最下一级旋风筒的出料口通过管道连接烟室。

根据本申请的实施方案，旋风预热器的级数选自2～7级。旋风预热器包括旋风筒、连接风管和下料管。

根据本申请的实施方案，生料分解管的材质为金属材料、耐火材料、陶瓷材料、导热材料中的一种或由两种以上材料形成的复合材料。

根据本申请的实施方案，所述水泥预分解窑装置还包括燃烧器，回转窑的出口处、分解炉上均设置有燃烧器；

设置在回转窑出口处的燃烧器的数量为1个；

设置在分解炉上的燃烧器的数量为1个以上。

根据本申请的实施方案，所述冷却机选自篦式冷却机、竖式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。

有益效果

本实用新型提供了一种水泥预分解窑装置，使用本申请装置收集的二氧化碳不需后处理，可直接利用。

现有的水泥预分解窑排出的烟气中的SO₂、NO_x等大气污染物大部分是由于燃料燃烧产生的，本实用新型创造性地将部分或全部生料分解和燃料燃烧过程分离，燃料在分解炉内进行燃烧，生料在生料分解管内或者在分解炉外环与生料分解管之间的膛内分解，生料分解管内燃烧产生的气体不含SO₂、NO_x等大气污染物，可以直接应用。通过调节第一分料阀，可以调节生料进入生料分解管的比例，进而调节二氧化碳收集装置所收集的二氧化碳量。生料分解管内的生料通过间接换热吸收热量，进行分解，生料分解时可以产生高浓度二氧化碳，既能实现碳酸盐较高的分解率，又能产生高浓度的二氧化碳，并且不需要对二氧化碳进行净化处理即可直接收集利用，减少了温室气体的排放，降低了二氧化碳的生产成本。

附图说明

图1是实施例的水泥预分解窑装置图。其中，1-旋风筒，2-第一分料阀，3-第二分料阀，4-生料分解管，5-二氧化碳收集装置，6-分解炉，7-燃烧器，8-烟室，9-回转窑，10-冷却机，11-风机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种水泥预分解窑装置，包括旋风预热器、第一分料阀(2)、第二分料阀(3)、生料分解管(4)、二氧化碳收集装置(5)、分解炉(6)、燃烧器(7)、烟室(8)、回转窑(9)、冷却机(10)、风机(11)，旋风预热器包括多个旋风筒(1)、连接风管和下料管。分解炉(6)内设置有生料分解管(4)，生料分解管(4)的上端穿过分解炉(6)的顶部，生料分解管(4)的下端穿过分解炉(6)的侧壁；生料分解管(4)上设置有进料口，所述进料口位于分解炉(6)的外侧，并且所述进料口位于分解炉(6)的上方；生料分解管(4)的下端通过管道连接烟室(8)；生料分解管(4)连接二氧化碳收集装置(5)。生料从上往下通过旋风预热器进行预热并分离，通过第一分料阀(2)分部分或全部生料进入生料分解管(4)，任选地另一部分生料进入分解炉(6)外环与生料分解管(4)之间的膛内，燃料通过燃烧器(7)喷入到分解炉(6)的膛内进行充分燃烧并产生热量，燃烧产生的热量通过生料分解管(4)传热对生料分解管(4)内的生料进行间接加热，使生料升高到一定温度并发生分解反应；生料分解后产生高浓度二氧化碳气体上升通过生料分解管(4)进入到二氧化碳收集装置(5)，气体经收集后CO₂浓度很高，且不含SO₂、NO_x等大气污染物，收集的CO₂可以进行应用。分解炉(6)外环与生料分解管(4)之间的膛内的生料分解之后进入旋风预热器的最后一级旋风筒进行气固分离，随后分离后的生料经管道进入烟室(8)、回转窑(9)。生料分解管(4)内分解后的物料穿出分解炉(6)通过下料管道进入到烟室(8)，再进入回转窑(9)。燃料通过燃烧器(7)喷入到回转窑(9)内，在回转窑(9)内生成熟料，熟料由回转窑(9)落入冷却机(10)，位于冷却机(10)下方的风机(11)鼓入空气，空气对熟料进行冷却，得到水泥熟料。

生料分解管(4)由耐材制成，耐材为金属材料、耐火材料、陶瓷材料或导热材料，或上述材料的复合材料。

通过第一分料阀(2)、第二分料阀(3)可以调节生料进入生料分解管(4)、分解炉(6)外环与生料分解管(4)之间的膛内的比例，进而调节收集二氧化碳的量。

当第一分料阀(2)将生料全部分至生料分解管(4)时，生料输送到生料分解管(4)内，燃料在分解炉(6)外环与生料分解管(4)之间的膛内，燃烧产生的热量通过生料分解管(4)传热对生料分解管(4)内的生料进行间接加热，生料分解后产生二氧化碳进入到二氧化碳收集装置(5)，由二氧化碳收集装置(5)收集的CO₂可以直接应用。

当需要较少量的二氧化碳时，即可通过第一分料阀(2)、第二分料阀(3)将一部分生料输送到生料分解管(4)，另一部分生料输送到分解炉(6)外环与生料分解管(4)之间的膛内，燃料输送到分解炉(6)外环与生料分解管(4)之间的膛内，膛内的生料分解和燃料燃烧形成的烟气进入旋风预热器的最下一级旋风筒，烟气与热生料完成气固分离后进入倒数第二级旋风筒，在旋风筒(1)和连接风管内对生料进行多次预热，最终从旋风预热器的烟气出口离开，由烟气出口离开的烟气进行再处理后收集利用。燃烧产生的热量通过生料分解管(4)传热对生料分解管(4)内的生料进行间接加热，生料分解后产生二氧化碳进入到二氧化碳收集装置(5)，由二氧化碳收集装置(5)收集的CO₂可以直接应用。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种水泥预分解窑装置，其特征在于，水泥预分解窑装置包括旋风预热器、分解炉、生料分解管、烟室、回转窑、冷却机、二氧化碳收集装置；

旋风预热器的进风口连接分解炉，旋风预热器的出料口连接烟室，分解炉连接烟室，烟室连接回转窑，回转窑连接冷却机；

分解炉内设置有生料分解管，生料分解管的上端穿过分解炉的顶部，生料分解管的下端穿过分解炉的侧壁；生料分解管上设置有进料口，所述进料口位于分解炉的外侧，并且所述进料口位于分解炉的上方；

生料分解管的下端通过管道连接烟室；

生料分解管连接二氧化碳收集装置；

旋风预热器的下料管处设置第一分料阀、输送支路，第一分料阀将生料输送到各输送支路，各输送支路之间并联；输送支路的数量为两个以上，其中一个输送支路连接生料分解管的进料口，其他输送支路连接分解炉。

2.根据权利要求1所述的水泥预分解窑装置，其特征在于，连接第一分料阀与分解炉的管道上设置第二分料阀，第二分料阀连接支管道，支管道之间并联；支管道的数量为两个以上。

3.根据权利要求1或2所述的水泥预分解窑装置，其特征在于，旋风预热器的最下一级旋风筒的进风口通过管道连接分解炉；

旋风预热器的倒数第二级旋风筒的出料口通过管道连接分解炉；所述第一分料阀、第二分料阀设置在旋风预热器的倒数第二级旋风筒的下料管上；

旋风预热器的最下一级旋风筒的进料口通过管道连接分解炉；旋风预热器的最下一级旋风筒的出料口通过管道连接烟室。

4.根据权利要求1所述的水泥预分解窑装置，其特征在于，旋风预热器的级数选自2～7级。

5.根据权利要求1所述的水泥预分解窑装置，其特征在于，生料分解管的材质为金属材料、耐火材料、陶瓷材料、导热材料中的一种或由两种以上材料形成的复合材料。

6.根据权利要求1所述的水泥预分解窑装置，其特征在于，所述水泥预分解窑装置还包括燃烧器，回转窑的出口处、分解炉上均设置有燃烧器；

设置在回转窑出口处的燃烧器的数量为1个；

设置在分解炉上的燃烧器的数量为1个以上。

7.根据权利要求1所述的水泥预分解窑装置，其特征在于，所述冷却机选自篦式冷却机、竖式冷却机、单筒冷却机、多筒冷却机中的一种。

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