[发明专利]细颗粒物料加热处理的方法

说明书

本发明涉及一种对细颗粒物料进行加热处理，尤其是制造水泥的方法，它具有一个最好是多级的旋流预热器、一个管状转炉、一个冷却器和一个位于管状转炉和旋流预热器之间的炉气管道。管状转炉的废气基本上从下向上流过该炉气管道，而为了燃烧辅助燃料将来自安装在管状转炉排料端后冷却器的三次空气分成两股引入炉气管道不同的高度。

前面所述的这种应用各种不同的设备加热处理细颗粒物料，例如水泥、石灰、石膏、白云石、镁石和其它要进行热处理的矿石的方法是已知的。其中有一种情况，使要处理的物料顺着管状转炉排出的废气的流动方向，从下向上流过由炉气管道构成的预焙烧区全部长度，这使得热处理区非常长。而在另一种设备中，要处理的物料经过由炉气管道所构成的短的预焙烧区逆流导入管状转炉。在这种情况下，炉气管道作成具有较大直径的竖筒，从炉气管道的上部排出的仅仅是炉子的废气，废气进一步流往旋流预热器。

为了进行预焙烧，还要在管状转炉的炉气中供入附加的热气体，该热气来源于辅助燃料在三次空气协助下所进行的燃料，而三次空气是来自安装在管状转炉排料端后面的冷却器。按现有的方法已知要么与辅助燃料分开将三次空气送入构成预焙烧区的炉气管道的下端或者辅助燃料在三次空气协助下紧挨着它们共同进入炉气管道的入口前进行燃烧，这时可以使多路三次空气导管在不同的高度与炉气管道相连接，而且针对每一根三次空气导管输入相应数量的辅助燃料。

现有的以顺流方向进行辅助燃料燃烧和预焙烧的方法存在着各种缺点。因为焙烧的时间比燃料烧尽所需的时间短得多，而且由于三次空气和炉气相混合使氧气的分压显著下降并因此又延长了燃料烧尽所需的时间，所以在同期进行的燃烧过程和预焙烧过程之间产生很大的矛盾。这一矛盾由于下述原因更加加剧了，即由于同时进行燃烧和预焙烧，经热分解释放出CO₂而使氧气的浓度再次降低，从而进一步加长了燃料烧尽所需要的时间。

顺流法的另一缺点还在于，释放出来的碱和卤素被废气带入旋流预热器，由于它们在那里的凝聚及矿化作用会使旋流器堵塞，虽然可以通过将相当大量的平行于预热器流动的气体排出以防止产生这一故障，但由此会造成很大的热损失。

上述的这些缺点在现有的逆流法中可以避免。特别是在现有的这种方法中，碱和卤素保留在炉子的回路中，它们凝聚在供入管状转炉中的已经预焙烧过的物料上。因此在有害物质浓度很高的情况下要求设有炉气的旁路系统。

不论是顺流法还是逆流法都存在下述缺点，即在管状转炉和旋流预热器之间的炉气管道中辅助燃料利用从冷却器供入的三次空气进行所要求的完全燃烧受同一时间、同一地点进行的焙烧所干扰，因为有焙烧过程所以不会产生高于820至840℃以上的温度。如果在现有的方法中将焙烧与辅助燃料的燃烧分开，则会产生高于1600℃的高温。在这种温度下废气中会产生NO，NO在后继的气体冷却过程中与为了辅助燃料的完全燃烧而存在的过量氧气起反应会产生有害的氮化物。这种进入周围环境中去的氮化物（NOx）只能通过耗资巨大的废气纯化装置才能消除。

本发明的目的在于，在保留逆流法优点的条件下改进在本文一开始所描述的细颗粒物料加热处理的方法，使预焙烧消耗的能量尽可能少，即使在添加劣质的燃料情况下也没有产生有害物质，特别是有毒的氮化物的危险，因此在具有高热效率的条件下，可以不必耗资对炉气进行后处理。

通过本发明实现该目的的特征为：辅助燃料仅以下述方式供入三次空气的下部气流中，即在三次空气的第二部分气流进入之前进行不完全燃烧，而三次空气的第二部分气流在炉气管道的上部起到使燃料完全燃烧的作用，并且要处理的物料在辅助燃料完全燃烧结束后供入三次空气的第二部分气流上部的炉气管道中。

在本发明的方法中，辅助燃料的燃烧与预焙烧过程分开，使这两个过程能分别在相应于它们的热动力和化学、矿物学的要求条件下进行。焙烧过程不受辅助燃料燃烧的影响在炉气管道上部，即在其自己的预焙烧区进行。因为焙烧时间比辅助燃料完全烧尽所需要的时间短得多，所以在炉气管道中为焙烧所提供的空间可以减小。而辅助燃料燃烧完所需的时间也由于将燃烧过程与焙烧过程分开而缩短，这里按本发明首先进行不完全燃烧。由于辅助燃料首先仅进行不完全燃烧，所以在炉气管道中不产生氮化物（NOx），这样防止了以后产生有害的氮化物（NOx）。因为为了完全燃烧所要求的剩余三次空气是在炉气管道上部，然而是在要进行处理的物料的输入口的下部输入的。所以辅助燃料的全部能量都能在炉气管道的上部被利用。因此与燃烧过程完全分开的这一目标明确的预焙烧过程能在很短时间内进行。