一种蓄热式石灰回转窑.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102875036 A (43)申请公布日 2013.01.16 CN 102875036 A *CN102875036A* (21)申请号 201210408016.7 (22)申请日 2012.10.24 C04B 2/10(2006.01) (71)申请人 石家庄市新华工业炉有限公司 地址 051431 河北省石家庄市栾城县窦妪镇 装备制造基地新华路 6 号 （窦妪中学西 邻） (72)发明人 贾会平 (54) 发明名称 一种蓄热式石灰回转窑 (57) 摘要 本发明涉及一种蓄热式石灰回转窑， 包括两 台窑体、 两台预热室、 窑尾罩、 窑头、 冷却室、 烧嘴、 鼓

2、风机、 冷却风机、 上料系统和废气排放系统。两 台窑体左右对称布置或非对称布置， 窑体的一头 通过窑尾罩与冷却室连接， 另一头分别通过加料 室与预热室的出口连接。预热室的入口通过三通 管分别与进料口和三通阀连接。三通阀的一路通 过空气管路与鼓风机连接， 另一路与废气排放系 统连接。 窑体设有余热回收器， 余热回收器空气出 口连接到冷却室或燃料预热器。本发明通过设置 左右两个蓄热式预热室和两台窑体， 使得回转窑 在煅烧中所产生的烟气余热、 石灰成品余热充分 利用， 降低了能耗。烧嘴多点设置， 燃烧的温度分 布更加均匀， 温度梯度降低， 可有效降低烟气中的 NOx含量。 (51)Int.Cl. 权

3、利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种蓄热式石灰回转窑， 包括窑尾罩 （11） 、 冷却室 （12） 、 窑头 （9） 、 鼓风机 （8） 、 冷却 风机 （13） 、 上料系统 （2） 和废气排放系统， 窑头设有烧嘴 （10） ， 其特征是 ： 所述蓄热式石灰 回转窑设有两台窑体 （16） 和两台预热室 （4） ， 每台窑体分为 23 段 ； 两台窑体分别左右对 称布置或非对称布置， 窑体的一头通过窑尾罩 （11） 与冷却室连接， 另一头分别通过加

4、料室 （5） 与预热室的出口连接 ； 预热室的入口通过三通管 （18） 分别与进料口 （3） 和三通阀 （17） 连接， 三通阀的另外两路中一路通过空气管路 （7） 与鼓风机连接， 另一路与废气排放系统连 接 ； 冷却风机连接到冷却室的下部， 冷却室设有出料口 （14） ， 出料口与出料设备连接 ； 三通 阀的三个出口连接处设有阀板 （6） ， 进料口设有阀板。 2. 根据权利要求 1 所述的蓄热式石灰回转窑， 其特征是 ： 所述窑体 （16） 设有余热回收 器 （19） 和引风机 （20） ， 所述余热回收器为筒体结构， 位于每段窑体的外部， 余热回收器与 回转窑的窑体同轴安装 ； 所述余热

5、回收器设有空气入口 （23） 和空气出口 （26） ， 空气入口位 于余热回收器的两侧 ； 余热回收器的出口通过管路连接到引风机 （20） 的入口， 引风机的出 口连接到冷却室 （12） 的中部、 燃料预热器 （21） 或磨煤烘干炉的空气管路 ； 所述烧嘴 （10） 的 入口通过燃料预热器与燃料管路连接。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的蓄热式石灰回转窑， 其特征是 ： 所述回转窑为单压力系 统或双压力系统 ； 所述双压力系统的废气排放系统包括除尘器、 引风机和烟囱， 左右两侧的 鼓风机 （8） 分别通过空气管路与三通阀 （17） 连接 ； 所述单压力系统的废气排放系统设有除 尘器和烟囱

6、， 罗茨风机 （22） 代替鼓风机 （8） ， 所述罗茨风机的出口通过空气管路 （7） 分别连 接到两侧预热室顶部的三通阀 （17） 。 4. 根据权利要求 1 所述的蓄热式石灰回转窑， 其特征是 ： 所述烧嘴为气体燃料烧嘴或 液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴。 5. 根据权利要求 1 所述的蓄热式石灰回转窑， 其特征是 ： 所述窑尾罩 （11） 设有辅助烧 嘴 （24） ， 窑头设有助燃空气通道 （25） 。 权 利 要 求 书 CN 102875036 A 2 1/3 页 3 一种蓄热式石灰回转窑 技术领域 0001 本发明属于化工、 冶金、 建材等生产设备技术领域， 涉及一种石灰生产装置， 具

7、体 涉及一种蓄热式石灰回转窑。 背景技术 0002 石灰回转窑是一种生产石灰的设备， 相对于竖窑、 梁式窑、 套筒窑等， 具有可煅烧 小粒径石灰石、 烧制的石灰活性度高 （活性度可达 350 400ml） 、 机械化程度高、 易操作、 易 大型化生产等特点， 在我国石灰生产领域得到了大量的应用。根据 2010 年统计数据， 回转 窑生产的石灰占活性石灰 （活性度 300ml 以上） 产能的 47.84%。 0003 但回转窑的能耗较其它石灰窑大， 其电耗为 40kWh/t， 热耗为 5000 5300kJ/kg， 热效率为 55 65%。高能耗限制了回转石灰窑的发展。在节能减排的大背景下， 降

8、低回转 窑的能耗显得尤为重要。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种石灰回转窑， 通过预热室中蓄热、 预热助燃空气、 充分利 用石灰生产的余热， 降低回转窑能耗和石灰生产成本， 提高经济效益。 0005 本发明一种蓄热式石灰回转窑， 包括窑尾罩、 冷却室、 窑头、 鼓风机、 冷却风机、 上 料系统和废气排放系统， 窑头设有烧嘴。 蓄热式石灰回转窑设有两台窑体和两台预热室， 每 台窑体分为 23 段。两台窑体分别左右对称布置或非对称布置， 窑体的一头通过窑尾罩与 冷却室连接， 另一头分别通过加料室与预热室的出口连接。预热室的入口通过三通管分别 与进料口和三通阀连接。 三通阀的另外两路， 一

9、路通过空气管路与鼓风机连接， 另一路与废 气排放系统连接。 冷却风机连接到冷却室的下部， 冷却室设有出料口， 出料口与出料设备连 接。三通阀的三个出口连接处设有阀板， 进料口设有阀板。 0006 窑体设有余热回收器和引风机， 余热回收器为筒体结构， 位于每段窑体的外部， 余热回收器与回转窑的窑体同轴安装。所述余热回收器设有空气入口和空气出口， 空气入 口位于余热回收器的两侧。余热回收器的出口通过管路连接到引风机 （20） 的入口， 引风机 的出口连接到冷却室 （12） 的中部、 燃料预热器 （21） 或磨煤烘干炉的空气管路。烧嘴 （10） 的入口通过燃料预热器与燃料管路连接。 0007 回转窑

10、为单压力系统或双压力系统。双压系统的废气排放系统包括除尘器、 引风 机和烟囱， 左右两侧的鼓风机分别通过空气管路与三通阀连接。单压力系统的废气排放系 统设有除尘器和烟囱， 罗茨风机代替鼓风机， 罗茨风机的出口通过空气管路分别连接到两 侧预热室顶部的三通阀。 0008 烧嘴为气体燃料烧嘴或液体燃料烧嘴或固体燃料烧嘴。 0009 回转窑用于固体物料的煅烧或固体物料的还原。 固体物料为石灰石、 白云石、 球团 矿、 铁矿石或电石生产、 水泥生产的原料。蓄热式石灰回转窑为多功能标准平台， 用于各种 工业用途。 说 明 书 CN 102875036 A 3 2/3 页 4 0010 回转窑具有并流煅烧区

11、和逆流煅烧区， 整体左右对称布置， 中间用窑尾罩进行连 接。 两个预热室交替与烟气和助燃空气进行换热。 在窑体头部设置烧嘴， 可以采用单点或多 点布置燃烧， 对石灰石物料 进行煅烧， 同时均匀窑内温度场， 保持窑内燃烧气氛合适。 冷却 室内石灰与冷却空气逆流换热， 加热后的热空气与烟气混合经烟气侧窑体进入预热室。石 灰石物料的上料、 排放的烟气和进入的助燃空气直接通过预热室顶部， 其中石灰石物料 作 为蓄热体， 被烟气加热和预热冷却空气。 当一边预热室进入空气冷却物料同时加热空气， 热 空气与本侧烧嘴喷出的燃料混合燃烧时， 另外一边预热室通过废气排放将烟气中的余热回 收至物料中， 烧嘴喷出的燃

12、料根据工艺要求可以过剩和不足， 根据工艺的要求在窑尾罩处 可设置辅助烧嘴， 在窑头设置助燃空气通道。 0011 在窑体头部设置烧嘴， 可以单点或多点布置燃烧， 对石灰石物料进行煅烧， 同时均 匀窑内温度场， 保持窑内燃烧气氛合适。 冷却室内石灰与冷却空气逆流换热， 加热后的热空 气与烟气混合进入排烟侧回转窑内， 再经预热器进入排放系统。 石灰石物料的上料、 排放的 烟气和进入的助燃空气直接通过预热室顶部， 其中石灰石物料作为蓄热体， 被烟气加热和 预热空气。 0012 本发明蓄热式石灰回转窑通过设置左右两台预热室和两台回转窑体， 利用预热室 中物料作蓄热体， 交替吸收蓄热和预热空气放热过程。煅

13、烧时一侧窑体烧嘴燃烧煅烧窑体 中物料， 产生的烟气经另一侧窑体到预热室预热物料， 进行蓄热。另一侧窑体燃烧， 预热室 中物料放出热量预热助燃空气， 预热后的空气经窑头的烧嘴进入窑体助燃。使回转窑在煅 烧中产生的烟气余热得到充分利用， 降低了石灰生产能量消耗和石灰生产成本。烟气出口 温度可控制在 100-150， 石灰出口温度为 100。烧嘴布置在窑头处， 使得石灰石物料 先被逆流预热， 再被并流煅烧， 有效提高石灰的品质。 附图说明 0013 图 1 为本发明蓄热式石灰回转窑流程示意图 图 2 为本发明另一实施方案的流程示意图 ； 图 3 为本发明第三实施方案的流程示意图 ； 图 4 为本发明

14、第四实施方案的流程示意图。 0014 其中 1烟气管路、 2上料系统、 3进料口、 4预热室、 5加料室、 6阀板、 7空气管路、 8鼓风机、 9窑头、 10烧嘴、 11窑尾罩、 12冷却室、 13冷却风机、 14出料口、 15出 料设备、 16窑体、 17三通阀、 18三通管、 19余热回收器、 20引风机、 21燃料预热器、 22罗茨风机、 23空气入口、 24辅助烧嘴、 25助燃空气通道、 26空气出口。 具体实施方式 0015 下面结合附图对本发明进行详细说明。 0016 实施例 1 本发明蓄热式石灰回转窑如图 1 所示， 包括两台窑体 16、 两台预热室 4、 窑尾罩 11、 冷 却

15、室12、 烧嘴10、 鼓风机8、 窑头9、 冷却风机13、 上料系统2和废气排放系统， 窑头中设有烧 嘴 10。两台窑体左右对称布置， 窑体的一头通过窑尾罩 11 与冷却室连接， 另一头分别通过 说 明 书 CN 102875036 A 4 3/3 页 5 加料室 5 与预热室 4 的出口连接。预热室的入口通过三通管 18 分别与进料口 3 和三通阀 17 连接。三通阀另外两路中一路通过空气管路 7 与鼓风机相连， 另一路与废气排放系统连 接 ； 冷却风机连接到冷却室的下部， 冷却室设有出料口 14， 出料口与出料设备 15 连接。三 通阀的三个口分别设有阀板 6， 进料口设有阀板。蓄热式石灰

16、回转窑为双压力系统， 气体排 放系统包括引风机、 除尘器和烟囱。左右两侧的鼓风机 8 分别通过空气管路与三通阀 17 连 接。窑体 16 设有余热回收器 19 和引风机 20。烧嘴 10 的入口通过燃料预热器与燃料管路 连接。窑尾罩 11 设有辅助烧嘴 24， 窑头设有助燃空气通道 25。 0017 回转窑整体为左右对称布置， 由窑尾罩进行连接。预热室 4 上端与受料布料装置、 烟气排放装置和助燃风进气装置连接， 下端连接加料室 5。窑体 16 头部连接加料室 5， 尾部 连接窑尾罩 11。窑尾罩 11 连接左右两个窑体 16， 同时连接冷却室 12。 0018 石灰石物料自上料系统加入到预热

17、室顶部的受料布料装置， 进入左侧预热室4。 在 预热室内被加热后的石灰石物料 经加料室 5 进入左侧窑体 16， 在窑体内烧嘴进行多点均 布燃烧， 产生温度场均匀的烟气， 对石灰石物料煅烧。烧制的石灰经窑尾罩 11 进入竖式冷 却室 12， 废气则进入右侧窑体 16， 完成左侧石灰石预热和回转窑的煅烧过程。 0019 冷却风机 13 鼓出的冷却风进入冷却室 12， 与高温石灰逆流接触换热， 石灰被冷却 至 100后通过出料口 14 和出料设备 15 出窑。空气被加热后经窑尾罩 11 与左侧煅烧物 料后的烟气混合， 经右侧窑体 16 进入右侧预热室 4。在右侧预热室与下落的石灰石物料逆 向接触进

18、行换热， 离开预热室的烟气温度降至 100-150后通过废气排放系统排入大气， 完 成回转窑的蓄热过程。 两侧窑体16、 预热室4交替进行蓄热和预热煅烧过程， 通过各管路的 阀板动作进行切换操作， 自动化控制， 切换的间隔时间根据工艺条件确定。 0020 实施例 2 本发明另一实施方式如图 2 所示， 窑体 16 设有余热回收器 19 和引风机 20。余热回收 器 19 为筒体结构， 位于回转窑每段窑体的外部， 与窑体同轴安装。余热回收器设有空气入 口23和空气出口26， 空气入口23位于余热回收器的的两侧， 余热回收器的出口通过管路连 接到引风机20的入口， 引风机的出口连接到冷却室12的中

19、部。 用余热回收器回收窑体外壁 散发的热量， 通过余热回收器预热后的空气进入冷却室， 用冷却产品的热量继续加热空气。 在冷却室12， 经冷却风机13进入冷却风和经引风机20进入的预热后空气汇合， 一同离开冷 却室， 经窑体 16 到预热室 4 预热原料后到废气排放系统排放。 0021 实施例 3 本发明第三种实施方式如图 3 所示， 引风机出口连接到燃料预热器 21, 燃料管路经燃 料预热器到烧嘴 10， 用余热回收器回收的热量通过燃料预热器 21 预热燃料。 0022 实施例 4 本发明第四种实施方式如图 4 所示， 回转窑为单压力系统， 单压力系统中废气排放系 统设有除尘器和烟囱， 罗茨风

20、机 22 代替鼓风机鼓风。罗茨风机的出口通过空气管路 7 分别 连接到两侧预热室顶部的三通阀 17， 整个设备交替工作， 当一边预热室进入空气冷却物料 同时加热空气， 热空气与本侧烧嘴喷出的燃料混合燃烧时， 另外一边预热室通过废气排放 将烟气中的余热回收至物料中， 由于烟气侧没有引风机的抽吸作用， 因此窑内的气流全靠 罗茨风机的推动力驱动， 在设备每次进行换向过程前不进行通风， 待换向结束后再进行通 风。 说 明 书 CN 102875036 A 5 1/4 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102875036 A 6 2/4 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102875036 A 7 3/4 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102875036 A 8 4/4 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 102875036 A 9