一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置及方法
2023-08-04 21:02:06
一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置及方法
【專利摘要】本發明提供了一種利用石灰石鍛燒石灰生產乾冰的裝置及方法，用於將礦山生產的20mm-40mm小粒度石灰石。本發明在通過鍛燒間內由燃燒室通過輻射傳遞的熱量進行鍛燒，鍛燒後的石灰石分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣通過冷卻後由出灰裝置排出進入灰倉儲存，二氧化碳通過連接的廢氣管道經乾燥裝置、加壓裝置、二氧化碳液化裝置和乾冰裝置生產乾冰，燃燒室內煤氣或煤粉燃燒後，通過風機排出進行餘熱回收後，經煙囪排放。本發明不但能得到較高品質的活性石灰，而且能有效回收純淨的二氧化碳，加工製造為食品級乾冰，同時能將餘熱回收二次使用，為國內活性石灰的生產以及資源的綜合應用開闢了新的更有市場前景的一種途徑。
【專利說明】 一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金、化工【技術領域】，尤其是冶金行業生產高性能活性石灰，利用廢氣生產乾冰的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]2009年哥本哈根氣候變化研討，使低碳經濟成為全球焦點。低碳經濟以低能耗、低汙染、低排放為基礎的經濟發展模式，是對現行消耗大量化石能源、大量排放二氧化碳的生產方式的根本變革，我國政府承諾2020年，單位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降40-45%,並作為約束性指標被納入國民經濟和社會發展中長期規劃。
[0003]二氧化碳做為一種重要的資源，用途廣泛，同時二氧化碳的排放也是造成全球變暖的主要原因之一，所以有效的回收二氧化碳既可以節省資源，也可以減少大氣汙染和溫室效應。
[0004]對於冶金行業，石灰是鹼性煉鋼的造渣材料。主要成分是CaO。它是脫硫、脫磷、脫氧提高鋼液純淨度和減少熱損失不可缺少的材料一。為使石灰快速熔化、快速成渣，石灰應具有較高的反應能力。目前國內外用於鍛燒細粒石灰的主要窯型為瑞士麥爾茲窯爐公司設計建造的並流蓄熱式雙膛豎窯以及迴轉窯等，此類窯用於鍛燒20-40 _小粒度石灰石，可以充分利用目前我國石灰石礦許多丟棄的細粒石灰石，採用煤氣與石灰石一起鍛燒生產活性石灰，為我國石灰石礦的資源綜合利用開闢了新途徑。針對雙膛豎窯、迴轉窯系統投資高、設備複雜、維護麻煩，更主要的是建設成本高、成品噸灰成本較高，特別強調的是由於分解產生的二氧化碳含有殘留的煤氣，無法回收排放的二氧化碳，燃燒產生的高溫煙氣由於含有大量粉塵，無法回收只能排放，造成汙染環境和能源浪費。與國家要求的循環經濟、節能減排不想適應。
[0005]而目前國內乾冰的製造方式主要是通過石化行業生產的氣體通過淨化和催化氧化後得到二氧化碳，再經脫除有害物質，降溫、加壓生產成液態二氧化碳，通過乾冰裝置製造乾冰。該方法無論從原料成本、還是生產運行成本都比較高。
【發明內容】
[0006]針對現有的石灰以及乾冰生產存在的上述問題，本發明提供的技術方案的主要目的是:
提供一種間接利用輻射熱煅燒石灰石生產二氧化碳製造乾冰和活性石灰的裝置及方法。
[0007]為了實現上述目的，本發明採用了如下的技術方案:
一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其中，包括:
複數個燃燒室；
設置於複數個所述燃燒室之間的複數個料道，用以放置待煅燒石灰石，並通過隔熱牆與所述燃燒室分隔； 集氣管，連接複數個所述料道，用以採集複數個料道中煅燒產生的氣體；
乾冰裝置，與所述集氣管連接，用以將所述集氣管採集的所述氣體製成乾冰。
[0008]本發明的另一方面，還包括設置於所述燃燒室上方的預熱室，以及設置於所述燃燒室下方的冷卻室，所述預熱室通過空洞與所述燃燒室聯通，所述冷卻室與所述燃燒室不連通。
[0009]本發明的另一方面，還包括廢氣管道及餘熱鍋爐，所述廢氣管道與複數個所述燃燒室連接用以採集複數個燃燒室產生的帶有熱量的廢氣，並將所述廢氣傳遞至所述餘熱鍋爐。
[0010]本發明的另一方面，所述料道上方設置有運送石灰石的皮帶，所述皮帶上設置有一卸料裝置，用以向所述料道頂部的卸料口卸載石灰石，所述卸料口設置有可封閉的蓋板。
[0011]本發明的另一方面，每個所述料道底部設置有振灰機，用以將煅燒產生的石灰由所述料道振落至一成品灰皮帶上。
[0012]本發明的另一方面，所述燃燒室的燃料為煤粉和/或煤氣。
[0013]本發明的另一方面，所述隔熱牆為合金鋼或者燃火材料製成。
[0014]本發明的另一方面，所述集氣管與所述乾冰裝置之間還順序設置有用以淨化氣體的淨化裝置，用以乾燥氣體的乾燥裝置，以及用以將氣體液化的加壓裝置。
[0015]一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的方法，其中，包括如下步驟:
步驟I，提供一加熱源；
步驟2，利用所述加熱源產生的輻射熱量預熱、煅燒放置於與所述加熱源隔離的一腔體內的石灰石產生石灰；
步驟3，收集煅燒腔體內的石灰石產生的二氧化碳；
步驟4，將收集的二氧化碳淨化、乾燥、加壓液化並製成乾冰。
[0016]通過對本發明技術方案的實施，可以獲得以下技術效果:
1、廣品質量聞，廣品純度提聞，特別適合冶煉不鎊鋼和聞強度、聞品質鋼鐵品種的添加造洛;
2、石灰鍛燒均勻，易於控制，活性度好。在供給合格石灰石和燃料的前提下，活性石灰的活性度達到360ml，正常生產不產生過燒石灰；
3、熱效率高，分解溫度易於控制，避免能源浪費，用於石灰石分解耗熱量佔總耗熱量的百分比在各類窯形中為最高，單位產品耗熱量低，而且可充分利用煤粉燃燒，或高爐、轉爐、焦爐以及混合煤氣作為燃料進行鍛燒；
4、相比迴轉窯，佔地面積小，基建投資低；
5、排出的煙道煙氣溫度高，可回收利用，轉換為蒸汽進行發電；
6、排出的二氧化碳易於淨化，得到純淨二氧化碳，經加工處理得到食品級乾冰，使工業廢品得到有效利用，有利於解決環境汙染問題；
7、能夠鍛燒20-40_小粒度石灰石，可充分利用我國現有廢棄的石灰石資源。
[0017]8、對比其它迴轉窯型，新型間接利用輻射熱鍛燒活性窯，整個系統設備簡單、操作容易，維護方便，成本較低，而且環保，符合循環經濟。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置的結構示意圖；
圖2為本發明的利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0019]以下通過具體的實施例對本發明的技術方案進行說明，在與本發明的發明目的無衝突的前提下，下文中提到的實施例以及實施例中的技術特徵可以相互組合。
[0020]如圖1所示，本發明所採用的技術方案是:利用煤粉或煤氣在燃燒室5內燃燒產生熱量通過傳熱牆9，使石灰石加熱到1000-1050度分解溫度進行間接鍛燒，生產合格高性能活性石灰和純淨的二氧化碳，廢氣餘熱產生蒸汽得到回收利用。
[0021]本發明的利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置的一種實施例包括:複數個燃燒室5，設置於複數個燃燒室5之間的複數個料道6，用以放置待煅燒石灰石，並通過隔熱牆9與燃燒室5分隔；集氣管14，連接複數個料道6，用以採集複數個料道6中煅燒產生的氣體；乾冰裝置23，與集氣管14連接，用以將集氣管14採集的氣體製成乾冰。
[0022]本發明實施方式涉及利用輻射熱鍛燒石灰石產生二氧化碳製作乾冰的方法，如圖1所示，主要包括料倉I內石灰石通過皮帶2運輸至石灰倉上，料倉I上卸料裝置3將石灰石通過卸料口 4添加到料道6內，卸料口 4上有蓋板，在卸料時通過卸料小車打開，卸料完畢後進行封閉。煤氣管道7或煤粉噴吹管道7通過火槍8與各燃燒室5相連，燃燒室5產生的熱量通過傳熱牆9將熱量傳遞到料道6內，通過當石灰石落入料道6時，上部石灰石通過燃燒室5燃燒後產生的熱量進入預熱室25，通過傳熱牆9進行石灰石預熱，當預熱後的石灰石到達鍛燒帶時進行快速分解，分解後進入冷卻室26對應的料道冷卻帶13進行冷卻，之後進入料道成品倉11等待振動出灰機12按順序將各料道內冷卻好的成品灰通過成品灰皮帶10連續輸送到石灰成品倉24，燃燒室5產生的廢氣通過廢氣管道15與排風機16相連，送給餘熱鍋爐17，餘熱鍋爐17產生的蒸汽送給蒸汽包18，蒸汽包18送全廠蒸汽管網供全廠使用或進行餘熱發電。
[0023]各料道6鍛燒分解的二氧化碳通過連接的集氣管14，進入風機19送給淨化裝置20進行淨化處理，之後進入乾燥裝置21進行乾燥處理，乾燥處理後通過加壓裝置22把二氧化碳冷凝成液態，乾冰裝置23在低壓下迅速蒸發，凝結成一塊塊壓緊的冰雪狀固體物質形成乾冰。
[0024]需要說明的是上述實施方式中，每條上料皮帶和出灰皮帶有4座爐子，每座爐子有9個料道，當然，料道和爐子數量可根據實際生產進行設計組合。
[0025]本發明的一種實施例中隔熱牆9可採用合金鋼或者耐火傳熱材料製成。
[0026]不難發現，本發明通過利用輻射熱鍛燒活性石灰，將燃燒室和鍛燒間完全隔離分開，不但能得到較高品質的活性石灰，而且也能回收到純淨的二氧化碳，加工製造為食品級乾冰，燃燒產生的高溫廢氣還可直接回收生產蒸汽，進行二次使用。與其他鍛燒石灰石方法相比避免了石灰石與煤粉、煤氣的直接接觸，使活性石灰、二氧化碳更乾淨，含S、P等雜質更低，為國內活性石灰、乾冰的生產以及資源的綜合應用開闢了新的更有市場前景的一種途徑，真正響應了國家政策，實現了循環經濟和節能減排。
[0027]本發明的技術方案中還包括一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的方法，其中，如圖2所示，包括如下步驟: 步驟I，提供一加熱源；
步驟2，利用加熱源產生的輻射熱量預熱、煅燒放置於與加熱源隔離的一腔體內的石灰石產生石灰；
步驟3，收集煅燒腔體內的石灰石產生的二氧化碳；
步驟4，將收集的二氧化碳淨化、乾燥、加壓液化並製成乾冰。
[0028]上述的實施例僅是本發明的部分體現，並不能涵蓋本發明的全部，在上述實施例以及附圖的基礎上，本領域技術人員在不付出創造性勞動的前提下可獲得更多的實施方式，因此這些不付出創造性勞動的前提下獲得的實施方式均應包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，包括: 複數個燃燒室； 設置於複數個所述燃燒室之間的複數個料道，用以放置待煅燒石灰石，並通過隔熱牆與所述燃燒室分隔； 集氣管，連接複數個所述料道，用以採集複數個料道中煅燒產生的氣體； 乾冰裝置，與所述集氣管連接，用以將所述集氣管採集的所述氣體製成乾冰。
2.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，還包括設置於所述燃燒室上方的預熱室，以及設置於所述燃燒室下方的冷卻室，所述預熱室通過空洞與所述燃燒室聯通，所述冷卻室與所述燃燒室不連通。
3.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，還包括廢氣管道及餘熱鍋爐，所述廢氣管道與複數個所述燃燒室連接用以採集複數個燃燒室產生的帶有熱量的廢氣，並將所述廢氣傳遞至所述餘熱鍋爐。
4.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，所述料道上方設置有運送石灰石的皮帶，所述皮帶上設置有一卸料裝置，用以向所述料道頂部的卸料口卸載石灰石，所述卸料口設置有可封閉的蓋板。
5.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，每個所述料道底部設置有振灰機，用以將煅燒產生的石灰由所述料道振落至一成品灰皮帶上。
6.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，所述燃燒室的燃料為煤粉和/或煤氣。
7.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，所述隔熱牆為合金鋼或者耐火傳熱材料製成。
8.如權利要求1所述利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的裝置，其特徵在於，所述集氣管與所述乾冰裝置之間還順序設置有用以淨化氣體的淨化裝置，用以乾燥氣體的乾燥裝置，以及用以將氣體液化的加壓裝置。
9.一種利用輻射熱生產活性石灰製作乾冰的方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟I，提供一加熱源； 步驟2，利用所述加熱源產生的輻射熱量預熱、煅燒放置於與所述加熱源隔離的一腔體內的石灰石產生石灰； 步驟3，收集煅燒腔體內的石灰石產生的二氧化碳； 步驟4，將收集的二氧化碳淨化、乾燥、加壓液化並製成乾冰。
【文檔編號】C01B31/22GK104261700SQ201410559938
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】李正福 申請人:李正福