溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統的製作方法

2023-10-25 02:36:37

溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其從熟料冷卻機和或窯頭罩抽取的熱氣體在匯風管裡混合後進入烘乾破碎機，與餵入烘乾破碎機的鈣質原料換熱後，經過選粉機、旋風收塵器和廢氣風機後進入分解爐底部，供分解爐裡的燃料燃燒用；鈣質原料採用窯頭熱風進行烘乾、選粉後，直接單獨餵入分解爐，在分解爐裡完成分解，最終與經過預熱器系統預熱後的非鈣質原料粉在分解爐裡進行匯合，再一起進入迴轉窯燒製成水泥熟料，所述的鈣質原料全部。該系統充分結合溼電石渣與二氧化碳反應機理，用以氮氣和氧氣為主要成分的熱風作為烘乾熱源，有效避免電石渣與二氧化碳合成碳酸鈣，從而降低氫氧化鈣分解溫度和分解熱量。
【專利說明】溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種溼電石渣作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，尤其涉及一種無或少二氧化碳等酸性成分的高溫廢氣來烘乾溼電石渣的水泥熟料燒成系統。
【背景技術】
[0002]電石渣是煤化工行業用乙炔法生產PVC、PVA等樹脂的工業廢渣，主要成分為Ca (OH)2,生產過程中有幹排和溼排兩種排放方式，溼排電石渣含水率在90-92%，經過先進的壓濾等物理脫水方法，水份能降到25%左右，電石渣中CaO含量很高(60%以上)，是水泥工業替代石灰石生產水泥熟料的優質鈣質原料，電石渣中顆粒多為細微顆粒，1~50微米顆粒佔80%以上，幾乎不需要粉磨即可滿足水泥熟料生產的要求。
[0003]電石洛中主要成分Ca (OH)2分解溫度與石灰石原料主要成分CaCO3差別較大，電石渣中Ca(OH)2的分解溫度在560°C左右，低於CaCO3的分解溫度(約850°C )，Ca(OH)2分解吸熱也低於CaC03。用電石渣替代石灰石生產水泥熟料，先後經歷了溼法長窯、立窯、半溼法料餅入窯、立波爾窯、五級旋風預熱器窯、新型幹法水泥窯等多種工藝，其中新型幹法水泥窯工藝技術最為先進。
[0004]壓濾後的電石渣要先製成乾電石渣粉才能餵入水泥窯系統燒製成水泥熟料，一般往往採取窯尾廢氣進行電石渣的烘乾，將電石渣水分從約25%降到0.5%左右，然後將烘乾後的電石渣粉與其它非鈣質原料粉一起混合餵入水泥窯尾系統，經過預熱分解後煅燒成水泥熟料。這樣在窯尾廢氣烘乾溼電石渣的過程中，會發生Ca (OH) 2與煙氣中的高濃度的CO2合成CaCO3,合成CaCO3在 水泥窯系統的分解爐裡再次發生CaCO3分解，相應增加了分解爐系統的分解熱耗。
[0005]CN101723610B公開了溼式電石渣全代鈣質原料預分解技術煅燒水泥熟料方法:將壓濾後的溼式電石渣濾餅用烘乾破碎機烘乾，烘乾熱源為預熱器系統的廢氣，採用選粉機分選出滿足生料要求的細粉，與其它非鈣質物料直接進入混料機進行混合，然後入生料均化庫，生料通過分料裝置，一部分餵入第一級預熱器的換熱管，一部分直接餵入分解爐的混合室下部，來燒製成水泥熟料。該方法採用出預熱器的廢氣來烘乾電石渣，預熱器廢氣(燃料燃燒產生的煙氣)中有高濃度CO2氣體，會與電石渣的主要成分Ca (OH) 2合成CaCO3 ；一部分混合生料餵入第一級預熱器的換熱管，在預熱器裡(溫度低於600°C時)同樣會發生氫氧化鈣與二氧化碳合成碳酸鈣反應，這些合成的碳酸鈣在分解爐裡再次分解而多消耗熱量。
[0006]在電石渣烘乾和分解過程中若能避免氫氧化鈣和煙氣中的高濃度二氧化碳等酸性氣體的中和反應，是利用電石渣作為鈣質原料燒制水泥較好的選擇。另外，水泥窯系統中出窯熟料與空氣在熟料冷卻機裡發生熱交換，在將熟料冷卻至約100°c左右的同時，空氣也被加熱到幾百度以上，特別是的熟料冷卻機高溫前段，熱空氣可達800°c以上，後段也有200°C以上，這些廢氣主要成分為氮氣和氧氣，不會與電石渣中的氫氧化鈣發生合成反應，這樣的高溫氣體是烘乾電石渣的理想熱源。
【發明內容】

[0007]針對以上問題本發明提供了一種無或少二氧化碳等酸性成分的高溫熱風來烘乾溼電石渣並以電石渣作為鈣質原料來燒制水泥熟料的系統。
[0008]為了解決以上問題本發明提供了一種溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，包括熟料冷卻機、迴轉窯、窯頭罩、三次風管、分解爐、預熱器系統、分解爐燃料噴入系統，預熱器系統包含一級預熱器，其特徵在於:還包括匯風管、烘乾破碎機、選粉機、旋風收塵器和廢氣風機；從熟料冷卻機和或窯頭罩抽取的熱氣體在匯風管裡混合後進入烘乾破碎機，與餵入烘乾破碎機的鈣質原料換熱後，經過選粉機、旋風收塵器和廢氣風機後進入分解爐底部，供分解爐裡的燃料燃燒用；鈣質原料採用窯頭熱風進行烘乾、選粉後，直接單獨餵入分解爐，在分解爐裡完成分解，最終與經過預熱器系統預熱後的非鈣質原料粉在分解爐裡進行匯合，再一起進入迴轉窯燒製成水泥熟料，所述的鈣質原料全部。
[0009]該系統充分結合溼電石渣與二氧化碳反應機理，用以氮氣和氧氣為主要成分的熱風作為烘乾熱源，有效避免電石渣與二氧化碳合成碳酸鈣，從而降低氫氧化鈣分解溫度和分解熱量。
[0010]作為本發明的一種改進，廢氣風機排出的廢氣一部分進入分解爐底部，進入分解爐廢氣比例可調(0-100%)，通過調節閥進行調節，進入分解爐的氣體量供分解爐燃料燃燒用，並保證分解爐出口氣體溫度控制在700-900°C，氧含量控制在廣3%。除此以外的另一部分廢氣通過廢氣處理系統(調節閥、收塵器、風機、煙?)排入大氣。 [0011]烘乾、選粉後的電石渣粉直接餵入分解爐(爐內溫度在700°C以上)，再次避免氫氧化鈣與窯氣體出來的二氧化碳在650°C以下合成碳酸鈣。出烘乾破碎機的廢氣(約150°C )氧含量約為17%，再次通入分解爐裡，可供分解爐裡燃料燃燒用，比起冷空氣可以節省部分燃料。
[0012]當鈣質原料全部為電石渣粉時，分解爐出口氣體溫度控制在700°C以上，以保證電石渣中氫氧化鈣在分解爐中徹底分解。
[0013]該系統還適用於鈣質原料部分為電石渣粉，採用別的鈣質原料粉(如石灰石原料粉)來替代部分電石渣粉，分解爐出口氣體溫度控制在850°C以上，以保證電石渣中氫氧化鈣和別的鈣質原料中的石灰石在分解爐中徹底分解。
[0014]作為本發明的一種改進，匯風管的熱風不從窯頭罩抽取，而直接從熟料冷卻機的高溫段抽取。匯風管裡的匯合熱風均為空氣與熟料換熱後的熱風，以確保熱風中無二氧化碳等酸性氣體，有效避免電石渣中氫氧化鈣與二氧化碳等發生合成反應。
[0015]作為本發明的另一種改進，一級預熱器出口廢氣通過固體傳熱介質間接與電石渣換熱，在實現電石渣的脫水的同時，又能避免窯尾廢氣與電石渣接觸。一級預熱器可以與冷空氣通過間接換熱，冷空氣被加熱後作為補充熱源進入烘乾破碎機實現對溼電石渣的烘乾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的工藝流程圖。
[0017]圖2為本發明改進的工藝流程圖。[0018]圖1中，I為熟料冷卻機、2為迴轉窯、3為窯頭罩、4為三次風管、5為匯合風管、6為烘乾破碎機、7為選粉機、8為旋風收塵器、9為廢氣風機、10為分解爐、11為預熱器系統、12為分解爐燃料噴入系統、13為收塵器、14為排風機、15為煙囪、16調節閥、17調節閥、18三次風管的控制閥門。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0020]實施例1
如圖1，一種溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，包括熟料冷卻機
1、迴轉窯2、窯頭罩3、三次風管4、匯風管5、烘乾破碎機6、選粉機7、旋風收塵器8、廢氣風機9、分解爐10、預熱器系統11、分解爐燃料噴入系統12、收塵器13、風機14、煙囪15、調節閥16、調節閥17，從熟料冷卻機I和或窯頭罩3抽取的熱氣體在匯風管5裡混合後進入烘乾破碎機6，與餵入烘乾破碎機6的溼電石渣換熱後，經過選粉機7、旋風收塵器8和廢氣風機9後進入分解爐10底部，供分解爐10裡的燃料燃燒用；溼電石渣採用窯頭熱風進行烘乾、選粉後，直接單獨餵入分解爐10，在分解爐10裡完成氫氧化鈣分解，最終與經過預熱器系統11預熱後的非電石渣原料粉在分解爐10裡進行匯合，再一起進入迴轉窯2燒製成水泥熟料。
[0021]廢氣風機9排出的廢氣一部分進入分解爐10底部供分解爐燃料燃燒用，另一部分通過收塵器13、風機14和煙? 15排入大氣。
[0022]進入分解爐10底部的廢氣比例通過調節閥16、調節閥17進行調節，分解爐10出口的氣體溫度控制在700-900°C，氧含量控制在廣3%。
[0023]鈣質原料全部為電石渣粉，為保證電石渣中氫氧化鈣在分解爐10中徹底分解，分解爐10出口氣體溫度控制在700°C以上。
[0024]實施例2
若鈣質原料部分為電石渣，溼電石渣採用窯頭熱風進行烘乾、選粉後，直接單獨餵入分解爐10，非電石渣原料粉經過預熱器系統11預熱後進入分解爐，與乾電石渣粉在分解爐裡混合、分解後一起進入迴轉窯2燒製成水泥熟料，為保證電石渣中氫氧化鈣和其它鈣質原料(例如石灰石等)在分解爐10中徹底分解，分解爐10出口氣體溫度控制在850°C以上，其它實施過程與實施例1相同。
[0025]實施例3
三次風管4設置控制閥門18，見圖2，根據電石渣的水分和配料中摻入量的多少，通過調節控制閥門18控制電石渣烘乾熱風量和調節分解爐燃料燃燒情況，該控制閥門18調節開度為0-100%，若燃料容易燃燒，三次風管4的控制閥門18可以完全關閉，從窯頭罩3抽取的三次風全部改進入烘乾破碎機6，其它實施過程與實施例1相同。
[0026]若溼電石渣壓濾後的水分較大且配料中摻量較多，熟料冷卻機I和或窯頭罩3抽取的熱風量不夠溼電石渣烘乾用，可補充其它預熱空氣進入烘乾破碎機6，實現溼電石渣的烘乾，也可以引入少部分窯尾廢氣與窯頭廢氣相混合後進入烘乾破碎機6 (需控制烘乾氣體中CO2的濃度，減小電石渣與CO2的反應機率)。
[0027] 當生料中氯離子或鹼含量較高時，煙室(位於分解爐10錐部的下方位置)可另外增設旁路放風系統，其它實施過程同實施例1。
[0028] 本發明充分考慮溼電石渣與二氧化碳的合成反應條件，從水泥窯系統的窯頭罩和熟料冷卻機的抽取熱風對溼電石渣進行烘乾，避免溼電石渣中氫氧化鈣與煙氣中高濃度二氧化碳發生合成反應，為水泥熟料燒成系統中分解電石渣節省了能源。本發明還可以有其它實施方式，凡採用同等替換或等效變換的方式形成的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，包括熟料冷卻機(I)、迴轉窯(2)、窯頭罩(3)、三次風管(4)、分解爐(10)、預熱器系統(11)、分解爐燃料噴入系統(12)，預熱器系統(11)包括一級預熱器，其特徵在於:還包括匯風管(5)、烘乾破碎機(6)、選粉機(7)、旋風收塵器⑶和廢氣風機(9);從熟料冷卻機⑴和或窯頭罩(3)抽取的熱氣體在匯風管(5)裡混合後進入烘乾破碎機(6)，與餵入烘乾破碎機(6)的鈣質原料換熱後，經過選粉機(7)、旋風收塵器(8)和廢氣風機(9)後進入分解爐(10)底部；鈣質原料採用窯頭熱風進行烘乾、選粉後，直接單獨餵入分解爐(10)，在分解爐(10)裡完成分解，最終與經過預熱器系統(11)預熱後的非鈣質原料粉在分解爐(10)裡進行匯合，再一起進入迴轉窯(2)燒製成水泥熟料，所述的鈣質原料全部為溼電石渣。
2.根據權利要求1所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:還包括收塵器(13)、風機(14)和煙囪(15)、調節閥(16)、調節閥(17)，廢氣風機(9)排出的廢氣一部分進入分解爐(10)底部供分解爐燃料燃燒用，另一部分通過收塵器(13)、風機(14)和煙囪(15)排入大氣。
3.根據權利要求2所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:進入分解爐(10)底部的廢氣比例通過調節閥(16)、調節閥(17)進行調節，分解爐(10)出口的氣體溫度控制在700-900°C，氧含量控制在f 3%。
4.根據權利要求1所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:分解爐出口氣體溫度控制在700°C以上。
5.根據權利要求1所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:一級預熱器出口廢氣通過固體傳熱介質間接與電石渣換熱。
6.根據權利要求1所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:一級預熱器與冷空氣通過間接換熱，冷空氣被加熱後作為補充熱源進入烘乾破碎機(6 )實現對溼電石渣的烘乾。
7.根據權利要求1所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:所述的鈣質原料部分為溼電石渣。
8.根據權利要求7所述的溼電石渣烘乾、分解並作為鈣質原料燒制水泥熟料系統，其特徵在於:分解爐出口氣體溫度控制在850°C以上。
【文檔編號】C04B7/38GK103922625SQ201410154318
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月16日 優先權日:2014年4月16日
【發明者】康宇, 陳豔徵, 李安平, 羅超, 柴曉東 申請人:南京凱盛國際工程有限公司