[发明专利]水泥物料处理装置和水泥物料处理方法

说明书

本发明涉及一种水泥物料处理装置及方法，该装置包括：预分解部；预烧成部，预分解部的物料出口与预烧成部的物料入口相通，预烧成部包括第一循环入口和第一循环出口；烧成部，包括第二循环出口；第二分离器，第二分离器的物料出口与预分解部的物料入口相通，第二分离器的物料入口与第一循环出口相通；第一分离器，第一分离器的物料入口与第二分离器的烟气出口相通，第一分离器的物料出口与烧成部的物料入口相通。所述装置包括第一循环回路，所述第一循环回路包括顺次布置的预分解部、预烧成部和第二分离器，所述装置包括第二循环回路，所述第二循环回路包括顺次布置的预烧成部、第二分离器、第一分离器、烧成部。

技术领域

本发明的实施例涉及水泥生产领域，尤其涉及一种水泥物料处理装置和一种水泥物料处理方法。

背景技术

水泥熟料煅烧主要包括以下过程：1)生料预热及CaCO₃分解(800～900℃)；2)2CaO·SiO₂(C₂S)生成(900～1200℃)；3)3CaO·SiO₂(C₃S)生成(1300℃)。

目前，传统的水泥熟料煅烧中效率较高的生产系统主要是新型干法预分解窑，该系统具有热耗低、单窑生产能力大、自动化过程易于操作等优点，是当前一项比较成熟的技术。在新型干法预分解窑中，生料预热及分解过程(900℃)主要在各级旋风及分解炉设备中完成，而C₂S(硅酸二钙)和C₃S(硅酸三钙)烧成主要在回转窑设备中完成(1000～1800℃)。

但是，回转窑设备庞大，窑中的物料成堆积态，气、液、固换热效率低，窑内传热速度慢、温度不均匀。目前回转窑的热耗、成本等指标已经无法进一步下降，最高热效率只能达到60％左右，一直无法突破工艺瓶颈。

此外，水泥窑炉回转窑窑头高达1800℃的温度使得回转窑贡献了80％的热力型和40％的燃料型NOx，这也是造成水泥窑炉是化石能源消耗和环境污染的重要源头的原因之一。

流态化水泥煅烧技术有望克服上述回转窑技术缺陷，成为新一代水泥熟料煅烧技术。中国专利CN1073054C和日本专利JP01148737A公开了一种水泥熟料的烧成方法和烧成装置，将经四级旋风预热和分解炉分解后(900～1100℃)的水泥原料粉在流化床中造粒并烧成(1450℃)，然后将烧成的熟料送入冷却器中，该方法以较低的热损失高效率地烧成水泥熟料。

美国专利US4402754A公开了一种利用循环流化床进行水泥熟料烧成的装置，将旋风预热后的水泥原料粉在两级串联的循环流化床装置中进行(950～1150℃)及熟料烧成(1400℃)，然后进行冷却后排出，该方法进行熟料烧成的热效率较高。

中国专利CN1171066C公开了一种大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置，装置由预热室、流态化预煅烧室、流态化煅烧室和冷却室组成，将移动床技术和流态化技术结合在一起，改善了移动床立窑水泥熟料质量差的问题。

新型干法水泥生产工艺采用回转窑烧成，设备体积庞大、热耗大，C₂S和C₃S均在回转窑中烧成，回转窑窑头温度过高(1800℃)、燃烧温度不均匀，导致NOx排放高、环境污染严重，能量利用率低。

现有的水泥熟料流态化烧成方法保留了干法预分解窑的预分解设备，而简单地将回转窑替代为鼓泡流化床，整个烧成设备仍然庞大与复杂，热耗降低有限；整体反应仍分为生料分解及熟料煅烧，未将C₂S烧成这一过程从熟料煅烧过程中分离出来。

此外，烧成/造粒炉内温度分布不均匀，温度较高，物料与高温烟气逆向流动，熟料烧成区烟气量大，NOx排放水平高且不稳定，设备大型化困难。

而且，水泥流态化烧成各系统内物料逐级发生反应，各系统间不存在物料循环过程，无法保证细物料颗粒的烧成质量。

发明内容