[发明专利]水泥窑烟气余热用于生料预热加湿的工艺方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种将水泥窑排出的烟气余热回收后转化成蒸汽并反馈用于水泥生料预热加温和加湿的系统工艺，特别是一种水泥窑烟气余热回收用于生料预热加湿的工艺方法。

背景技术：

现有的水泥窑在入窑煅烧前全部是用常温水加湿生料，新型干法回转窑用水加湿生料后进悬浮预热器，立窑或其他需要成球的回转窑用水加湿生料后进成球盘。加湿用的水全部需要消耗热量蒸发成水蒸汽，以加湿用水为生料重量的12％、生料煅烧成水泥熟料的烧失量为34％、排烟温度200℃计算，加湿用的水蒸发成水蒸汽需要消耗133kcal/1kg熟料热量。目前煅烧水泥消耗煤的热量是850kcal/1kg熟料左右，以水泥立窑为例其中的23％(195 kcal/1kg熟料)被烟和水蒸汽消耗；新型干法窑排出悬浮预热器的烟气温度在250℃左右、也使大量的热量被消耗。目前的水泥立窑为降低排烟温度达到节省燃料的目的，往往采用深达70cm左右的湿料层形式以形成暗火燃烧，而采用水加湿生料的原因，一是水泥工业发展初期和逐渐进步过程中水泥行业的科学家和专家主要注重提高水泥质量和单条生产线台时产量；二是能源价格过低；三是蒸汽预热加湿生料设备投资回收期长并存在防蒸汽泄漏和湿料堵的技术难题。归结起来，现有的水泥立窑和新型干法窑在加湿生料及生料预热工艺都普遍存在着燃烧工况差，成本高，燃料用量多和热效率低等突出缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，设计一种使用新型生料蒸汽预热加湿器、低温余热回收式热管蒸汽发生器或低温余热蒸汽锅炉和吸汽冷凝器组合成系统工艺装置，将水泥煅烧过程中排出的烟气余热回收后反馈用于水泥生料加温加湿的工艺方法。

为了实现上述发明目的，本发明先在水泥立窑的原安装两个烟囱处或水泥新型干法回转窑的悬浮预热器附近适当处安装低温余热回收式热管蒸汽发生器或余热蒸汽锅炉吸收采集水泥窑排出的烟气余热并产生蒸汽(放热后的烟气进入除尘器)；再将蒸汽通过蒸汽上升管反馈到生料蒸汽预热加湿器给水泥生料预热加湿，预热加湿后的生料进入成球盘或悬浮预热器；园盘喂料机与生料蒸汽预热加湿器对蒸汽密封，生料蒸汽预热加湿器出料口排出的少量蒸汽由吸汽冷凝器经吸汽冷凝成水落入成球盘。

本发明所述的低温余热回收式热管蒸汽发生器(或余热蒸汽锅炉)由热管、上联管、下联管、立管和排烟烟道箱组合而成，由供水设备将锅水注入锅水加热器加热，被加热的水由锅水加热器通过配水管注入蒸汽发生器，蒸汽通过蒸汽上升管进入蒸汽预热加湿器，作为生料预热加湿的蒸汽源。或利用余热蒸汽锅炉实现其相同功能。

本发明所述的水泥生料预热加湿步骤由四个部件构成，分别为园盘喂料机、碎料棒或搅拌机、壳体、湿料下降管组成的生料预热加湿器完成，由电机联动蜗杆、蜗杆联动蜗轮、蜗轮联动承料盘，由刮刀将承料盘上的生料刮到生料预热加湿器壳体内；通过调节刮刀、调节筒及承料盘的转数调节控制喂料量。

本发明所述的吸汽冷凝工艺步骤由吸汽筒、集汽罩、冷凝管组成的吸汽冷凝器完成，从湿料出口排出的蒸汽在吸汽筒的抽力作用下进入集汽罩后被冷凝管冷凝成热水落入成球盘预热加湿生料，冷凝管内的水被预热后进入低温余热回收式热管蒸汽发生器或余热蒸汽锅炉。

本发明方法的实现所使用的系统工艺装置，其主体结构包括部件：①低温余热回收式热管蒸汽发生器或余热蒸汽锅炉、②蒸汽上升管、③蜗杆、④蜗轮、⑤蜗杆蜗轮箱、⑥承料盘、⑦调节筒、⑧刮刀、⑨吊支架、⑩碎料棒或搅拌机、壳体、湿热生料下降管、吸汽筒、集汽罩和冷凝管，这些部件设备采用常规技术加工制成，并用现有的常规工艺组装成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：一是增加了生料蒸汽预热加湿工段并可实现降低加湿用水量、节能110kcal/1kg熟料；二是水泥立窑由深达70cm左右的湿料层的暗火燃烧变为湿料层变浅的浅暗火或半明火燃烧，相对增加窑体高度，降低窑用风机风阻，可增加入窑风量并降低燃料的不完全燃烧和提高熟料质量，10万t/a的水泥立窑台时产量可由13.5-14t/h增加到15.5-16t/h；三是因烟气余热被回收可使进除尘器的风量降低达25％。除尘器用风机电负荷也降低25％。使用袋式除尘器除尘可将排烟温度自动控制在75-120℃之间，可使袋式除尘器不烧袋、不湖袋地全天运行，不需为袋式除尘器的安全运行而将高温烟气直接排空。使用水除尘器可减少喷水量和倒烟次数及倒烟时间；四是由于除尘器易操作、工况稳定、不将烟气直接排空，因此更环保。

附图说明：