[发明专利]半离线型分解炉及生产工艺

说明书

 

技术领域

    本专利涉及水泥生产分解炉及工艺技术，具体为一种半离线型分解炉及生产工艺。

 

背景技术

由于全球优质煤炭资源的不断减少，水泥工业利用劣质煤作为燃料生产水泥熟料已经成为水泥工业重要发展趋势之一。为提高劣质煤粉的燃烧速度和燃尽率，应提高煤粉周围环境O₂浓度是，但传统的线型分解炉进分解炉的气体为三次风与窑尾烟室废气的混合气体，而窑尾废气含氧量为2%～3%，分解炉中气体总含氧量为5%～6%，传统的线型分解炉的燃烧速度和燃尽率差。

煤颗粒在空气中发生燃烧反应时，炭的燃烧速度不仅取决于化学反应速度，也取决于气体的扩散速度，如果扩散速度较慢，煤粒上包裹的反应产物较厚或浓度较高，阻碍了氧与炭粒的进一步接触，会使反应减慢。在分解炉中，煤粒悬浮于空气中，一面燃烧，一面随气体同向远动。在煤颗粒在刚进入分解炉时，气流对粒子的浮力大于粒子的重力与阻力之和，粒子被加速，在这一阶段，粒子与气体的相对速度差较大，有利于反应产物向气体中扩散，随着粒子速度的加快，其受到的阻力也会加大，最后粒子所受浮力与重力、阻力之和相等时，粒子处于等速状态，气体与粒子等速运行，相对速度差减少，扩散速度减慢。现有设备在煅烧劣质煤时，难以实现富氧燃烧，空气过剩系数小。

煤粉作为分解炉的燃料，必须在分解炉内充分燃尽，才能产生足够的热量，满足生料分解的要求，并保证最低一级旋风筒不至于温度过高和预热器的正常运行。煤粉颗粒从着火到燃烧至燃尽，需要一定的时间，这一燃烧的时间长度除与煤粉粒径大小有关外，还与煤粉本身的性能、反应温度、氧含量有关。劣质煤的发热量低、挥发份低，一般燃烧速度慢。现有设备缺乏有效解决方案。

分解炉内的生料与劣质煤粉的比例越高，生料分解吸燃越大，就越不利劣质煤的燃烧。特别是在分解炉底部，若生料浓度较大，由于劣质煤燃烧速度较慢，使炉底部的温度不能迅速提高，从而大大削减了煤粉进一步燃烧的速度，易造成煤粉燃烧不完全，因此在煤粉燃烧初期时，适量的减少生料量，以提高分解炉底部温度（即煤粉初期燃烧环境），保证煤粉的充分燃烧。

总结现有设备存在以下技术问题：分解炉对煤粉的适应性差，煤粉的出分解炉时还未完全燃烧；进气的氧气含量低，不适合劣质煤；不能适应劣质煤、烟煤，受限于燃料质量。

 

发明内容

本专利的目的在于针对以上技术问题，提供一种半离线型分解炉及生产工艺，以解决燃烧质量、燃料适应性、生产效率等问题。

本专利的具体技术方案如下：

半离线型分解炉，由分解炉主体、三次风管、窑头罩、篦冷机、喷煤管、出料管、缩口、进风口组成，分解炉主体设置在回转窑一侧，三次风管设置在分解炉主体下部，三次风管另连接窑头罩，窑头罩设置在回转窑与篦冷机的连接处，分解炉主体与三次风管连接处设置喷煤管，出料管的一出口连接分解炉主体下部，出料管的另一出口连接分解炉主体中部，分解炉主体中部设置缩口，炉顶与进风口连接。

半离线型分解炉及生产工艺，其生产工艺包括以下步骤：

Ａ、从大气中将空气抽入进风口到窑头罩通过篦冷机；

Ｂ、通过篦冷机的预热空气炉底部缩口进入炉内；

Ｃ、生料粉从分解炉下部和分解炉中部的下料管进入分解炉；

Ｄ、空气与生料粉在分解炉中部的缩口进行2次喷腾；

Ｅ、熟料与冷空气在篦冷机内进行热交换。

半离线型分解炉属于半离线型布置，即分解炉布置在回转窑一侧，分解炉内燃料在纯三次风内燃烧，炉气在上升烟道下部与窑尾气体汇合。半离线型分解炉含氧气体完全从三次分管中抽入，而三次风是窑头罩中抽取，是篦冷机所配置风机从大气中抽取，然后因冷却炽热水泥熟料被加热的空气，和大气中的含氧量相同，这样布置的特点是燃料在纯3次风内燃烧燃烧，O₂含量可达22%，相比传统在线型分解炉进分解炉的气体为三次风与窑尾烟室废气的混合气体，而窑尾废气含氧量为2%～3%，分解炉中气体总含氧量为5%～6%，这样半离线型分解炉相比于传统的分解炉氧含量提高了4倍左右。分解炉底部缩口直接连接在三次风管上，炉顶与进风口连接，这种布置的优点是解炉内燃料在纯3次风内燃烧。