水泥窯外預分解窯尾系統的製作方法

2023-05-30 18:07:41 2

專利名稱：水泥窯外預分解窯尾系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水泥工業用於生料預熱、生料分解和燃料燃燒的系統，特別
涉及一種水泥窯外預分解窯尾系統。
背景技術：
水泥熟料是水泥生料在預熱和分解後經高溫煅燒而產生的。水泥生料主要由石灰 質原料、粘土質原料以及校正原料經過粉磨均化形成。當前水泥熟料的生產工藝普遍採用 窯外預分解技術，這種技術也是當今最先進的水泥生產技術，其特點是帶有窯外預分解的 懸浮預熱器系統，它主要由分解爐、多級旋風預熱器及連接風管和料管等組成。煤粉在分解 爐內完全燃燒，生料在分解爐內充分分解，出分解爐的高溫氣體在預熱器系統內經過多次 熱交換，達到降低出預熱器系統廢氣溫度和提高物料入爐溫度的目的，從而提高窯尾預分 解窯尾系統的換熱效率。現有水泥窯外預分解窯尾系統在處理可燃物含量高的生料時，可 燃物進入預熱器系統的二級或一級預熱器進風管後，逐步升溫並伴隨可燃物燃燒放熱，致 使系統的一級或二級或三級預熱器因局部過熱而使物料粘附在設備邊壁，會引起預熱器錐 部或者料管堵塞，導致生產無法正常進行。因此，目前常規的窯外預分解技術不適用於處理 可燃物含量高的生料。 為滿足水泥生產工藝，目前生產水泥所需的原料是必須達到一定的要求，特別是 對於窯外預分解技術所採用的原料要限制有害組分和可燃物的含量。 帶可燃物的水泥生料是指水泥生料由於某種或幾種原料中含有一定量的可燃物， 比如殘碳、有機物等，導致水泥生料的可燃物含量超標(常規的窯外預分解技術控制生料 中殘炭燒失量不能超過0.5%)，在本文件中將殘炭燒失量超過0.5%的水泥生料定義為帶 可燃物的水泥生料；將殘炭燒失量不超過0. 5%或不含可燃物時水泥生料定義為常規水泥 生料。由於可燃物能夠在高溫氣流中氧化燃燒並釋放熱量，故帶可燃物的水泥生料不能在 常規的窯外預分解窯尾系統中得到正常使用。水泥原料選取時一般不採用帶可燃物的原 料。到目前為止，國內外還沒有專門針對帶可燃物生料的規模化處理的技術方案。然而，隨 著社會發展和工業生產的推進，資源緊縮的問題日益凸現，開發利用非常規的低品位原料 生產水泥的需求越來越緊迫。另外，由於部分地區礦山資源中普遍含有可燃物，在這些地區 建水泥廠就必須解決使用帶可燃物水泥生料的問題，開發可處理帶可燃物水泥生料的水泥 生產新技術。

實用新型內容本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種水泥窯外預分解窯尾 系統，該系統能夠處理帶可燃物的水泥生料。 本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第一技術方案是一種水 泥窯外預分解窯尾系統，包括進料裝置、多級旋風預熱器、分解爐、三次風管道、迴轉窯，該 系統還包括生料預煅燒爐，所述生料預煅燒爐的上部設置有帶料氣流出口、底部設置有氣流入口 、下部設置有物料入口 ，所述氣流入口與所述多級旋風預熱器中的第N級旋風預熱器的出風口連接，所述帶料氣流出口與第N-l級旋風預熱器的進風管連接，所述物料入口與第N-2級旋風預熱器的下料口連接，所述進料裝置與第二級旋風預熱器的進風管連接，其中，N代表某一級旋風預熱器的級數，N為大於等於4小於等於6的任意一 自然數。[0007] 所述進料裝置設有分料裝置。 所述生料預煅燒爐與所述三次風管道通過三次風分風管道連接。 所述生料預煅燒爐包括柱體，柱體下方設置有下縮口部，下縮口部下方設置有氣
流入口 ，該生料預煅燒爐下部的側壁上設置有三次風入口和物料入口 ，所述上柱體的上部
設置有帶料氣流出口。 本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第二技術方案是一種水泥窯外預分解窯尾系統，包括進料裝置、多級旋風預熱器、分解爐、三次風管道、迴轉窯，其特徵在於，該系統還包括生料預煅燒爐，所述生料預煅燒爐的上部設置有帶料氣流出口 、底部設置有氣流入口 、下部設置有物料入口 ，所述氣流入口與第二級旋風預熱器的出風口連接，所述帶料氣流出口與第一級旋風預熱器的進風管連接，所述物料入口與所述進料裝置連接。 所述進料裝置設有分料裝置。 所述生料預煅燒爐與所述三次風管道通過三次風分風管道連接。 本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的第三技術方案是一種水
泥窯外預分解窯尾系統，包括進料裝置、多級旋風預熱器、分解爐、三次風管道、迴轉窯，其
特徵在於，該系統還包括生料預煅燒爐，所述生料預煅燒爐的上部設置有帶料氣流出口 、底
部設置有氣流入口 、下部設置有物料入口 ，所述氣流入口與第三級旋風預熱器的出風口連
接，所述帶料氣流出口與第二級旋風預熱器的進風管連接，所述物料入口與所述進料裝置
或第一級旋風預熱器的下料口連接。
所述進料裝置設有分料裝置。 所述生料預煅燒爐與所述三次風管道通過三次風分風管道連接。
本實用新型具有的優點和積極效果是通過在多級預熱器之間設置生料預煅燒
爐，可有效利用帶可燃物水泥生料煅燒水泥熟料，充分考慮到可燃物燃燒的放熱特點，並有
機結合預分解技術的預熱器系統各部位的功能區劃分，實現了新型幹法預分解窯尾系統處
理帶可燃物水泥生料煅燒水泥熟料的新突破，從而有效提高系統運轉率，擴大非常規的低
品位原料資源的利用。解決了常規預分解窯尾系統無法解決的生料中可燃物燃燒放熱引起
系統堵塞的技術問題，擴大了水泥生產可利用原料的範圍，促進了資源的合理利用，實現含
有可燃物的礦山大規模資源化利用，節約優質礦山資源，降低企業生產成本，具有很強的可
操作性和實用性。

圖1是應用本實用新型的單系列水泥窯外預分解窯尾系統結構示意圖；[0018] 圖2是應用本實用新型的雙系列水泥窯外預分解窯尾系統結構示意圖；[0019] 圖3是圖1或圖2中生料預煅燒爐的結構示意圖。
圖中帶箭頭虛線為氣流方向，帶箭頭實線為料流方向；1、分料裝置，2、第一級旋風預熱器，3、第二級旋風預熱器，4、第三級旋風預熱器，5、生料預煅燒爐，6、閘板閥，7、第四 級旋風預熱器，8、分解爐，9、第五級旋風預熱器，10、三次風分風管道，11、三次風管道，12、 窯尾煙室，13、迴轉窯，14、氣流入口，15、下縮口部，16、物料入口，17、三次風入口，18、下柱 體，19 、中間縮口部，20 、上柱體、21 、帶料氣流出口 。
具體實施方式為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合 附圖詳細說明如下 實施例1 : 請參閱圖1和圖3，應用本實用新型的單系列水泥窯外預分解窯尾系統，包括進料 裝置(圖中未示出)、五級旋風預熱器、分解爐8、三次風管道11、迴轉窯13、生料預煅燒爐 5，生料預煅燒爐5的上部設置有帶料氣流出口 21、底部設置有氣流入口 14、下部設置有物 料入口 16，氣流入口 14與第四級旋風預熱器7的出風口連接，帶料氣流出口與第三級旋風 預熱器4的進風管連接，物料入口與第二級旋風預熱器的下料口連接。進料裝置設有生料 分料裝置l。生料預煅燒爐5與三次風管道11通過三次風分風管道10連接。三次風分風 管道10上設置有閘門閥6。 在本實施例中，多級旋風預熱器為由第一級旋風預熱器2、第二級旋風預熱器3、 第三級旋風預熱器4、第四級旋風預熱器7、第五級旋風預熱器8組成五級旋風預熱器。但不 限於此，預熱器級數還可以為六級、四級、三級或者二級。分解爐8可以為噴騰型、管道型、 旋流型、流態化型或多種組合型等型式。 在本實施例中，生料預煅燒爐5連接在第四級預熱器與第三級預熱器之間，但不 限於此連接位置，生料預煅燒爐5也可採用相同的方式連接在該系統中第四級旋風預熱器 和第五級旋風預熱器之間；在預熱器級數為六級時，生料預煅燒爐也可採用相同的方式連 接在系統中第五級旋風預熱器和第六級旋風預熱器之間。生料預煅燒爐的具體位置根據生 料中可燃物的成分、含量、起燃溫度等因素不同而不同。 本實用新型的關鍵在於該預分解窯尾系統是在現有常規新型幹法預分解窯尾系 統的基礎上，再增加一個生料預煅燒爐5，並將三次風部分引入生料預煅燒爐5。這樣，由生 料預煅燒爐5、分解爐8和多級旋風預熱器組成一種水泥窯外預分解窯尾系統。該預分解窯 尾系統的進料裝置設有分料裝置l，本實用新型因採用了現有技術中的分料裝置l，使生料 餵料方式較為靈活，在處理帶可燃物的水泥生料時，生料可餵入第二級旋風預熱器3的進 口風管，實現四級預熱器換熱。最上面的第一級旋風預熱器2、第二級旋風預熱器3串聯組 成一個旋風收塵系統，對帶可燃物的生料進行強化收塵。在處理常規水泥生料時，生料可餵 入第一級旋風預熱器2的進風管，實現五級預熱器換熱，從而能夠降低出預熱器系統的廢 氣溫度，進而有效降低系統熱耗。生料預煅燒爐5可以補充引入三次風，補充可燃物燃燒所 需的氧氣，通過在三次風分風管道10上增加閘門閥6控制三次風的流量。根據生料中可燃 物的成分和含量等不同，生料預煅燒爐也可以不需補充引入三次風。採用該預分解窯尾系 統可有效利用帶可燃物水泥生料煅燒水泥熟料。該預分解窯尾系統充分考慮到可燃物燃燒 的放熱特點，並有機結合預分解技術的預熱器系統各部位的功能區劃分，實現了新型幹法 預分解窯尾系統充分利用可燃物含量高的生料煅燒水泥熟料的新突破，從而有效提高系統運轉率，擴大非常規的低品位原料資源的利用。 請參見圖3，本實施例中的生料預煅燒爐5，生料預煅燒爐5為一種可燃物燃燒裝 置，包括通過中間縮口部19連通的上柱體20、下柱體18，或者為沒有中部縮口的柱體，柱體 下方設置有下縮口部15，下縮口部15下方設置有與第四級旋風預熱器7的出風口相通的氣 流入口 14，生料預煅燒爐5下部的側壁上設置有與三次風分風管道10連接的三次風入口 17和與第二級旋風預熱器3的下料口連接的物料入口 16，上柱體20的上部設置有與第三 級旋風預熱器4的進風管連接的帶料氣流出口 21。 上述生料預煅燒爐5的工作原理 生料從物料入口 16進入生料預煅燒爐5，與入爐氣流接觸換熱，溫度迅速上升至 大部分可燃物的燃點。入爐氣流中帶有少量的含氧量，能夠引起可燃物的燃燒，當入爐氣流 中氧含量不足以保證可燃物完成燃燒時，可以從三次風入口 17導入三次風，三次風為從窯 頭冷卻機抽取的高溫氣體，其含氧量與空氣接近，約21%。氣流通過中部縮口部19時出現 回流區，即噴騰效應，延長了固氣停留時間比，有利於可燃物在預煅燒爐內完全燃燒。如果 生料預煅燒爐沒有中部縮口 ，也可以通過適當增加生料預煅燒爐的容積，來保證可燃物在 預煅燒爐內完全燃燒。燃燒完全的生料隨氣流一起從帶料氣流出口 21排出，進入第三級旋 風預熱器4進行氣固分離。預煅燒爐5起到完全煅燒生料中可燃物的目的。 如本領域的技術人員所知的，上述生料預煅燒爐5為噴騰型。生料預煅燒爐5還 可以採用管道型、旋流型、流態化型或多種組合型等型式，對本領域的技術人員來講，是顯 而易見的，在此不再累述。 本實施例的工作原理 帶可燃物的水泥生料經過粉磨、均化後通過提升設備輸送至窯尾，分料裝置1可 以靈活控制帶可燃物的水泥生料進入該預分解窯尾系統的位置。在處理帶可燃物的水泥生 料時，生料餵入第二級旋風預熱器3的進口風管，實現四級預熱器換熱；在處理常規水泥生 料時，生料可餵入第一級旋風預熱器2的進口風管，實現五級預熱器換熱。 在處理帶可燃物的水泥生料時，帶可燃物的水泥生料進入第二級旋風預熱器3的 進口風管後經過充分分散，並與廢氣進行熱交換實現預熱升溫，然後含塵氣流進入第二級 旋風預熱器3進行氣固分離，分離出的物料餵入生料預煅燒爐5，分離後的氣流進入第一級 旋風預熱器2進行再次強化分離除塵。生料預煅燒爐5內氣流溫度在700°C 90(TC之間， 生料中的可燃物在該溫度下迅速燃燒。燃燒所需的氧氣主要由出第四級旋風預熱器7的廢 氣中過剩空氣提供，同時也可以通過在三次風管11上引一部分三次風進入生料預煅燒爐5 作為補充。入生料預煅燒爐的三次風管道10上設有閘板閥6可調節入生料預煅燒爐的三 次風流量，以確保可燃物在生料預煅燒爐內的完全燃燒。生料中的可燃物在生料預煅燒爐 內完全燃燒後，依次經過第三級旋風預熱器4，第四級旋風預熱器7，分解爐8、第五級旋風 預熱器9，窯尾煙室12後進入迴轉窯13煅燒製得水泥熟料。 在處理常規水泥生料時，生料進入第一級旋風預熱器2的進口風管，此時與常規 的窯尾預分解窯尾系統工作過程類似，生料經過第一級旋風預熱器2，第二級旋風預熱器3 進行氣固分離，分離出的物料餵入生料預煅燒爐5，此時生料預煅燒爐5隻是起到一個連接 風管的換熱作用。 實施例2 :[0036] —種水泥窯外預分解窯尾系統，生料預煅燒爐氣流入口與第二級旋風預熱器的出 風口連接，生料預煅燒爐的帶料氣流出口與第一級旋風預熱器的進風管連接，生料預煅燒 爐的物料入口與進料裝置連接。在處理帶可燃物的水泥生料時，生料直接餵入生料預煅燒 爐，與來自第二級旋風預熱器的氣流換熱，生料中的可燃物充分燃燒後，進入第一級旋風預 熱器，之後採用與常規窯尾系統相同的結構處理水泥生料。其他結構與實施例1相同，工作 原理與實施例亦相同。
實施例3 : —種水泥窯外預分解窯尾系統，生料預煅燒爐氣流入口與第三級旋風預熱器的出 風口連接，生料預煅燒爐的帶料氣流出口與第二級旋風預熱器的進風管連接，進料裝置與 生料預煅燒爐的物料入口或第一級旋風預熱器的進風管連接。進料裝置與生料預煅燒爐的 物料入口連接時，進料裝置將帶可燃物的水泥生料直接送到生料預煅燒爐中，生料中的可 燃物充分燃燒後，進入第二級旋風預熱器，進行氣固分離，其他結構與實施例1相同，工作 原理與實施例亦相同。進料裝置與第一旋風預熱器的進風管連接時，帶可燃物的水泥生料 經一級換熱及氣固分離後，出第一級旋風預熱器的物料進入生料預煅燒爐，使生料中的可 燃物充分燃燒。其他結構與實施例l相同，工作原理與實施例亦相同。 請參見圖2，應用本實用新型的雙系列水泥窯尾預分解窯尾系統，在此不再累述。 本實用新型的原理是，帶可燃物的水泥生料在系統可能造成堵塞之前進入生料預 煅燒爐，生料中的可燃物在生料預煅燒爐內完全燃燒，從而避免可燃物在該系統的其它部 位局部燃燒放熱造成堵塞之危害。同時，帶可燃物的生料進入該系統後，可能出現系統的 收塵效率急劇降低，本實用新型在技術上考慮可以採用二級預熱器串聯收塵的方式進行處 理。 儘管上面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型並不 局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領 域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的 範圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬於本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種水泥窯外預分解窯尾系統，包括進料裝置、多級旋風預熱器、分解爐、三次風管道、迴轉窯，其特徵在於，該系統還包括生料預煅燒爐，所述生料預煅燒爐的上部設置有帶料氣流出口、底部設置有氣流入口、下部設置有物料入口，所述氣流入口與所述多級旋風預熱器中的第N級旋風預熱器的出風口連接，所述帶料氣流出口與第N-1級旋風預熱器的進風管連接，所述物料入口與第N-2級旋風預熱器的下料口連接，所述進料裝置與第二級旋風預熱器的進風管連接，其中，N代表某一級旋風預熱器的級數，N為大於等於4小於等於6的任意一自然數。
2. 根據權利要求1所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述進料裝置設有 分料裝置。
3. 根據權利要求1或2所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述生料預煅 燒爐與所述三次風管道通過三次風分風管道連接。
4. 根據權利要求1所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述生料預煅燒爐 包括柱體，所述柱體下方設置有下縮口部，下縮口部下方設置有氣流入口 ，該生料預煅燒爐 下部的側壁上設置有三次風入口和物料入口 ，所述上柱體的上部設置有帶料氣流出口 。
5. —種水泥窯外預分解窯尾系統，包括進料裝置、多級旋風預熱器、分解爐、三次風管 道、迴轉窯，其特徵在於，該系統還包括生料預煅燒爐，所述生料預煅燒爐的上部設置有帶 料氣流出口 、底部設置有氣流入口 、下部設置有物料入口 ，所述氣流入口與第二級旋風預熱 器的出風口連接，所述帶料氣流出口與第一級旋風預熱器的進風管連接，所述物料入口與 所述進料裝置連接。
6. 根據權利要求5所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述進料裝置設有 分料裝置。
7. 根據權利要求5或6所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述生料預煅 燒爐與所述三次風管道通過三次風分風管道連接。
8. —種水泥窯外預分解窯尾系統，包括進料裝置、多級旋風預熱器、分解爐、三次風管 道、迴轉窯，其特徵在於，該系統還包括生料預煅燒爐，所述生料預煅燒爐的上部設置有帶 料氣流出口 、底部設置有氣流入口 、下部設置有物料入口 ，所述氣流入口與第三級旋風預熱 器的出風口連接，所述帶料氣流出口與第二級旋風預熱器的進風管連接，所述物料入口與 所述進料裝置或第一級旋風預熱器的下料口連接。
9. 根據權利要求8所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述進料裝置設有 分料裝置。
10. 根據權利要求8或9所述的水泥窯外預分解窯尾系統，其特徵在於所述生料預煅燒爐與所述三次風管道通過三次風分風管道連接。
專利摘要本實用新型公開了一種水泥窯外預分解窯尾系統，包括多級旋風預熱器，該系統還包括生料預煅燒爐，生料預煅燒爐的上部設置有帶料氣流出口、底部設置有氣流入口、下部設置有物料入口，氣流入口與所述多級旋風預熱器中的第N級旋風預熱器的出風口連接，帶料氣流出口與第N-1級旋風預熱器連接，物料入口與第N-2級旋風預熱器或直接與進料裝置連接。本實用新型可有效利用帶可燃物水泥生料煅燒水泥熟料，充分考慮到可燃物燃燒的放熱特點，並有機結合預分解技術的預熱器系統各部位的功能區劃分，實現了新型幹法預分解窯尾系統處理帶可燃物水泥生料煅燒水泥熟料的新突破，提高系統運轉率，擴大非常規的低品位原料資源的利用。
文檔編號C04B7/36GK201497351SQ200920306840
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月24日 優先權日2009年7月24日
發明者俞為民, 劉繼開, 彭學平, 李振華, 肖秋菊, 陳昌華, 陶從喜 申請人:天津水泥工業設計研究院有限公司