[发明专利]水泥预分解窑

说明书

技术领域

    本发明涉及水泥生产领域，具体是一种带循环分离装置的水泥预分解窑。

背景技术

水泥生产线中，干法水泥预分解窑的核心技术是窑尾预热与分解炉技术。图1是目前国内外通用的窑尾预热与分解炉系统的示意图，其中C1~C5是代表旋风预热器。分解炉1是核心技术之一，即将需要大量吸热反应的碳酸盐分解在分解炉内完成，从而大幅度地提高了窑的产量和节能。分解炉内的煤粉需要在约有6~10倍的水泥生料共存的环境下燃烧，由于碳酸盐的分解反应是吸热反应，并控制了炉内的温度，一般炉内的温度在830~880℃左右，同时，碳酸盐的分解释放出一定比例的CO₂，氧气组分较常规的纯煤粉燃烧低得多，在这样的环境下，煤粉燃烧的难度是可想而知的。

为了提高分解炉内的煤粉燃烧效率，国内外对分解炉的本体结构进行了大量的研究，重点是改善分解炉内流体与粉体颗粒的运动方式，如采用喷腾、喷腾—旋流、纯旋流等技术路线，设计出了几十套的分解炉结构。

然而，大量的工业化实践表明：无论怎样设计与改进分解炉本体，如扩大炉体的容积、如改变旋流方式等，均难以适应各种煤粉燃烧的需要。尤其是当企业的煤种质量变化幅度比较大的时候，这种现象尤为严重。如为保证在煤质差时煤粉能在分解炉内稳定燃烧，需要将煤粉在炉内喷射处相对集中，形成集中火焰，然而当煤质变好的时候，因火焰燃烧太集中，将会使得氮氧化物NOX提高，又必须要采用分级燃烧技术，即煤粉的燃烧效果好与降低氮氧化物NOX排放难以兼得，管理上非常困难。

造成上述问题的原因主要为两点：1）分解炉内的流动与煤粉燃烧的复杂性；2）分解炉的结构固定，对煤粉燃烧特性变化的适应性有限。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种水泥预分解窑，提升分解炉内的燃烧效果，降低分解炉内的燃烧温度，降低分解炉内的氮氧化物NOX的排放量。

本发明包括若干级窑尾预热器和分解炉，窑尾预热器末级和分解炉之间设有颗粒分离器，颗粒分离器下端通过锁风阀与分解炉形成分离循环回路。

进一步改进，所述的颗粒分离器和分解炉之间还设有气动旁路，根据分解炉内的燃烧状况，调节分离量，气动旁路用气动阀控制。

    本发明有益效果在于：

1、颗粒分离器分离出来的物料中未燃烬的煤、及分解率比较低的生料通过分离回路回到分解炉内重新燃烧与分解，提高了煤粉的燃烧效果，解决了分解炉结构难以适应煤粉燃烧特性改变的问题，能够适应各种煤粉燃烧的需要。

2、增加了分解炉内粉料的浓度，提高了还原气氛，抑制了NOX的生成、节能减排意义重大。

3、通过气动阀调节气动回路的漏风量可以改变颗粒器的分离效率，该颗粒分离器的分离效率可以在0~90%之间任意调节与控制，以适应煤粉燃烧特性的改变及NOX的控制要求，达到窑尾预热与分解炉系统的工况最优。

4、降低了分解炉出口的烟气温度和物料温度，提高了物料的流动性，对防止结料、结皮有积极意义，提高了窑系统的生产稳定性，生产周期加长，适当的提高了水泥线的熟料产量。

附图说明

图1为国内外通用的窑尾预热器与分解炉系统的示意图。

图2为本发明窑尾预热器与分解炉系统的示意图。

图3为颗粒分离器连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供的水泥预分解窑一种具体实施方式如下，包括依次连接的窑尾预热器C1~C5和分解炉1，窑尾预热器C5和分解炉1之间设有颗粒分离器2，颗粒分离器2下端通过锁风阀3与分解炉1形成分离回路。颗粒分离器2和分解炉1之间还设有气动旁路，气动旁路上装有气动阀4。

本发明的工作原理如下：流出分解炉1的烟气、生料粉、粉煤灰及未燃烬的煤颗粒等不像原来通用的窑尾预热器和分解炉系统那样，直接进C5分离后入窑，而是先进入颗粒分离器2中进行颗粒分离，分离出来的颗粒通过一个水泥工业常用的高温锁风阀3，全部再回到分解炉1内循环燃烧与分解，未分离出的物料进入C5，旋风分离后入窑内煅烧。在颗粒分离器3的下部留有一个与分解炉1直接连通的气体回路，通过一个通用的气动阀4，调节旁路的通风量，来改变颗粒器的分离效率，该颗粒分离器的分离效率可以在0~90%之间任意调节与控制，以适应煤粉燃烧特性的改变及NOx的控制要求，力求达到窑尾预热与分解炉系统的工况最优。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。