[实用新型]回转窑燃烧器富氧燃烧的供氧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种为回转窑多通道燃烧器富氧燃烧提供氧气的装置，尤其是一种利用真空变压吸附装置提供富氧气体以及利用回转窑后端的篦冷机对富氧气体进行加热，以供回转窑进行富氧燃烧所用的装置。

背景技术

水泥行业是我国国民经济建设的重要基础材料产业，近年来随着我国经济建设的快速发展，水泥行业得到了快速的扩张，业内虽进行了多次整合和兼并，目前仍有规模以上企业近3000家。同时水泥是一种低技术附加值的产品，生产过程中必须消耗大量的燃料及电能，整个行业受原材料供给及价格的影响极大，在目前严峻的能源与环境形势下，国家加大了对各行各业节能减排的力度，作为高能耗的水泥生产行业，被迫使用较多的劣质煤、无烟煤等燃料煅烧熟料，由于较难达到硅酸盐反应需要的温度，严重影响水泥熟料的质量，增加了生产成本，同时对环境造成了巨大的污染。

富氧燃烧即采用比空气中含氧量更高的空气进行助燃。采用富氧空气助燃有以下优点：降低着火温度，有利于燃料的点燃，降低燃煤品质；加快燃烧速率，促进燃料完全燃烧；降低过量空气系数，减少排烟量和排烟热损失；提高炉膛温度，强化炉内传热。将富氧燃烧技术应用于水泥回转窑劣质煤煅烧水泥熟料工艺过程中，能够保证煤粉燃烧火焰温度达到1700℃以上，满足熟料烧成温度；能够形成完整有力、适当缩短并易于调节控制的火焰；促进燃料燃烧完全，减少不完全燃烧热损失。通过水泥回转窑煤富氧燃烧技术最终实现劣质煤、无烟煤等低品位或难于燃烧燃料的使用，并且保证工艺要求合理的温度带及流场，在节能降耗的前提下，实现水泥熟料产量和质量的提高。

现有的为富氧燃烧供氧的方法主要有以下几种：

公开号为102434890A，名称为“一种为水泥回转窑多通道燃烧器富氧助燃提供富氧气体的方法”的发明专利申请，公开了一种利用膜分离技术分离获得高纯度氧气进行助燃。其技术方案主要是：利用膜分离技术，将自空气中分离的两种不同的纯度的富氧气体分别送入燃烧器的不同部位，进行富氧助燃。该技术方案存在以下的技术缺陷：尽管膜分离设备后的富氧空气温度较高，但是其中含水量较大，需要除水后用于助燃，增大了能源的消耗；其次富氧气体从膜分离设备的渗透端升压后直接进入燃烧器，一般干法水泥工艺产量都比较大，用气量也比较大，仅靠膜分离设备所得的富氧气体直接进行助燃，膜设备往往体积非常庞大；同时，膜设备的寿命周期较短，出现问题就需要更换膜组件，维修成本较高。

真空变压吸附技术（VPSA）利用制氧分子筛对气体混合物中各组分的吸附能力的差异，吸附容量随压力的变化而变化的特性，在平衡状态下制氧分子筛优先吸附氮气组分，在提高压力状态下氮的吸附高于低压时的吸附容量；制氧分子筛的脱附再生是靠改变操作压力来实现的，即加压吸附减压脱附从而达到O₂/N₂分离的目的。

变压吸附法制氧较其他方法制氧（低温精馏法、薄膜渗透法和化学吸收法等）具有如下优点：

（1）装置启动迅速，随时开机即可制氧，启动后几分钟至几十分钟便可获得合格产品氧；

（2）装置体积小，操作简单，自动化程度高，不需人工操作；

（3）投资和管理费用比较低，单位产品能耗低（尤其是中小型），气体生产成本低；

（4）产品纯度可以在一定范围内任意调节。吸附装置在常温下运行，不涉及绝热问题；氧气纯度在50％～95％之问可以任意调整。

公开号为102913939A，名称为“一种用于干法回转窑水泥生产的富氧供应工艺”的发明专利申请，公开了一种与干法回转窑水泥生产过程相适应的富氧供应工艺，其主要提供了一种采用空气经VPSA处理后，所得的富氧气体由回转窑及分解炉的煤风风机和净风风机吸入，作为富氧煤风和富氧净风送至回转窑和分解炉各自的多风道煤粉燃烧器。该技术方案仅仅提供了一种富氧燃烧的工艺，同时VPSA制氧设备产出的空气温度较低，并未充分利用后期篦冷机产出的废热空气对富氧空气进行换热，造成了热量的浪费。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种利用真空变压吸附产生氧气，并利用篦冷机的废热加热氧气的效率高、成本低的水泥回转窑燃烧器富氧燃烧的供氧装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种回转窑燃烧器富氧燃烧的供氧装置，其由上游至下游依次包括对空气进行过滤的空气处理单元、利用过滤后的空气制取纯度较高的氧气的真空变压吸附制氧单元、氧气缓冲罐、加热所述的纯度较高的氧气的换热单元和将所述的纯度较高的氧气与空气混合成具有合适含氧量的富氧气体的混合单元；