[实用新型]立式预热器-回转窑-立式冷却器块粒状物料煅烧系统

说明书

本专利提供一种烟气中NO_X含量低，减少对烟气NO_X的处理量和处理成本，可使用SNCR脱硝工艺脱硝，降低工程投资和生产运行成本，高效率的甚至还具有预热器烧嘴和/或SNCR脱硝装置的立式预热器‑回转窑‑立式冷却器块粒状物料煅烧系统，按照气体流向，冷却器、回转窑、烟室、预热器、除尘器、引风机依次串联；按照物料流向，预热器、高温物料喂料装置、回转窑、冷却器依次串联；回转窑筒体的进料端伸入到烟室内，烟室通过高温烟气管道与立式预热器的预热器腔体相通；在烟室上或者在高温烟气管道上，安装以脱NO_X为目的的选择性非催化还原即SNCR法的还原剂喷头，或者安装干法高分子还原剂喷头，将还原剂分散喷入烟气中，还原剂喷头通过管道与还原剂输送系统联接。

技术领域

本专利涉及带脱硝装置的立式预热器、回转窑、立式冷却器的块粒状物料煅烧系统。

背景技术

一种“预热器-回转窑-冷却器”煅烧块粒状物料系统，特别是适应物料粒度15mm-40mm 的矿石比如石灰石、白云石、铝土矿、球团矿、金属矿、建筑陶粒等回转窑煅烧系统，具有物料受热比较均匀、出窑产品质量均匀的特点，其生产工艺线一般由原料加料系统、预热器系统、回转窑、冷却器系统和回转窑燃烧器系统、烟气引风机等主要设备构成，按照气体流向，冷却器-回转窑-立式预热器-除尘器-烟气引风机-烟囱依次串联；按照物料流向，原料加料系统-预热器-高温物料喂料装置-回转窑-冷却器依次串联；回转窑筒体轴线与水平呈夹角，一般夹角的正弦值sinɑ或者正切值tanɑ为3.5％，进料端高，出料端低，燃料自回转窑出料端喷入窑内燃烧。预热器的主要功能是利用高温烟气余热对物料预加热，使物料进回转窑时温度得到提高，减少回转窑的热负荷量，并回收部分热量，是个物理过程；对于煅烧石灰石/ 白云石一般采用立式预热器，对于煅烧球团一般采用链篦式预热机，对于煅烧陶粒一般采用回转式预热机，对于超高温重烧小颗粒状的菱镁矿和白云石则没有预热装置。回转窑的功能是对物料在比预热器内更高的温度下进行煅烧，发生物理和化学反应，生产出产品；冷却器的功能是将回转窑生产出的产品降温，达到便于输送、储存、回收热量，通常是风冷的方式，热交换后的风进入回转窑助燃，有的还为了煅烧物料晶型控制采取急冷，比如直接水池浴的方式。但所公知的，回转窑内物料热交换效率低，单位容积产量低、回转窑筒体散热损失大、单位重量产品能耗高，燃烧产生烟气中的NO_X浓度高，超过环保控制标准。存在的主要问题综合分析如下：

1.以块状石灰石煅烧石灰为例，石灰石煅烧成石灰，是在高温下碳酸钙分解为氧化钙的过程，在回转窑内，石灰石矿石煅烧成石灰分为五个过程：

(1)热气流向矿石表面的传热过程；

(2)由物料表面以传导方式向分解面传递热量的过程；

(3)碳酸钙在一定的温度下，吸收热量，发生分解反应，放出CO2的过程；

(4)分解放出的CO2，穿过CaO层向表面扩散的传质过程；

(5)表面的CO2向周围介质气流扩散的过程。

由于各个过程的阻力不同，碳酸钙的分解速度受控于其中最慢的一个过程。在回转窑内，高温气流对物料和耐火砖以热辐射和对流方式热交换，高温耐火砖再以热辐射和热传导对物料进行热交换。对于块状物料，单位重量的表面积小，并且物料呈堆积状态，使得气流和耐火材料对物料的传热面积非常小，因此碳酸钙在回转窑内以传热过程决定了分解速度。

物料在回转窑内主要受重力、摩擦力、离心力的作用，当回转窑转动时，物料在摩擦力和离心力的作用下被带到一定的高度，由于重力和倾斜角度的分力作用，使得物料下滑并向回转窑低位方向按之字形位移，位移量与物料的休止角、物料块度、回转窑倾斜角度有关。在下滑过程中，如果堆积于中间部位的物料不能翻滚暴露出来与气流接触，则它接受到的热量的机会就很困难。