[发明专利]一种有源煤气化生产水泥的方法和回转窑装置

说明书

技术领域

本发明属于化工材料生产技术领域，涉及一种有源煤气化生产水泥的方法和回转窑装置。 

背景技术

水泥回转窑是煅烧水泥熟料的主要设备，已被广泛用于水泥、冶金、化工等行业。该设备由筒体、传动装置、活动窑头、窑尾密封装置、燃烧装置等部件组成，回转窑具有结构简单，运转可靠，生产过程容易控制等特点。预分解技术是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。在进料口和回转窑之间增设旋风预热器，使烟气放热过程与生料中碳酸盐分解的吸热过程，在旋风预热器悬浮状态下迅速进行，入窑生料的分解率提高。将在回转窑内进行的碳酸盐分解任务部分转移到旋风预热器内进行，减轻了窑内气化和煅烧的负荷，有利于生产大型化。由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。 

煤气化是指把经过处理的煤送入反应器内，在一定的温度和压力下，通过气化剂(空气或氧气和水蒸气)以一定的流动方式转化成气体，得到粗制煤气，通过后续脱硫、脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳、氢气的过程。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤气化的气体产物煤气可作燃料或化工原料，液体产物可作煤焦油，固体产物灰渣可以用作水泥生料，与其它辅料按比例混合后一起煅烧成水泥熟料。现有技术煤气化和水泥熟料煅烧为两个独立的生产过程，尚未发现煤气化同时生产水泥熟料的技术和设备。 

发明内容

本发明的目的是提供一种有源煤气化生产水泥的方法，利用煤气化的灰渣作水泥生料，实现煤气化生产煤气、煤焦油的同时生产水泥熟料和余热发电，充分利用资源，节能降耗，降低生产成本。本发明的另一目的是提供一种有源煤气化生产水泥的回转窑装置。 

本发明有源煤气化生产水泥的方法，煤粉和石灰石粉、石灰粉、电石渣粉等经煤干馏预热单元预热至600～850℃，进入煤气化单元进行煤气化和石灰石分解，煤气化和石灰石分解的温度为850～1200℃。气化分解后的气体经干馏预热单元预热煤粉和石灰石粉后到煤气净化分离单元净化分离，净化后的气体经变换反应单元转换成CO₂和H₂。气化分解后的灰渣和水泥辅料混合后进入水泥煅烧单元煅烧成水泥熟料，水泥熟料冷却后经破碎和磨粉制成水泥，水泥用CO₂输送至水泥仓保存；水泥煅烧的温度为1200～1500℃。 

本发明有源煤气化生产水泥的回转窑装置，包括煤干馏预热单元，煤气化回转窑、气体分离净化单元、引风机和加料口。煤气化回转窑设有窑头和集气室，煤气化回转窑通过窑头和集气室与煤干馏预热单元连接，煤干馏预热单元通过引风机连接到气体分离净化单元。煤干馏预热单元为四级旋风预热器和集气室组合，加料口连接一级旋风预热器的进料口，所述一级、二级和三级级旋风预热器依次为下一级旋风预热器的气体出口连接到上一级旋风预热器的进料口，上一级旋风预热器的料腿连接到下一级旋风预热器的进料口。三级旋风预热器的料腿连接到集气室进料口，集气室气体出口连接到四级旋风预热器进料口，所述集气室作为煤粉气化反应的流化床；四级旋风预热器料腿连接窑头（12），气体出口连接三级旋风预热器进料口，与所述集气室组成循环流化床。回转窑装置设有水泥煅烧单元，水泥煅烧单元设有水泥回转窑、水泥冷却器、水泥出料设备和竖膛，煤气化回转窑通过竖膛与水泥回转窑连接，水泥回转窑连接通过水泥冷却器与水泥出料设备连接。竖膛的上部设有1号辅料加入口，侧面设有2号辅料加入口。竖膛与煤气回转窑的连接处设有喷嘴，所述喷嘴为蒸汽喷嘴、空气或氧气喷嘴，水泥冷却器与水泥回转窑的连接处设有煤粉或煤气烧嘴。