[其他]水泥熟料烧成方法及设备

说明书

一种水泥熟料煅烧设备，适用多种水泥的生产，特别适用于硅酸盐水泥的生产。

水泥生产中，熟料的煅烧通常用回转窑进行，目前为提高煅烧热效率，减少热能消耗，一般干法回转窑窑尾加上预热分解系统。这些带预热分解系统的回转窑虽具有比较好的性能;热耗在3100～4000KJ/kg-Cli，产量也较高，但仍存在许多缺点，如设备庞大，日产2000吨预分解系统高达50余米，漏风严重，废气温度高（350℃左右），表面散热大（100-300KJ/kg-Cli），自动控制困难等。目前，典型的预分解回转窑有两大部分构成，回转窑和预热分解系统。回转窑为有一定斜度的，能转动的卧式长形窑体，一般长度在40米以上。预热分解系统有多种形式，最普遍的为旋风式预热器，一般为四级，高度40-70米之间，旋风预热器采用旋风筒式结构，使欲煅烧的生料以稀相分散于从回转窑窑尾出来的热气流中，再分离出来进入下一级，从而达到预热目的，预热后的生料进入回转窑;在高达1450℃左右的温度下煅烧成熟料。另一种是立筒预热器，如Krupp立筒是一种内部具有各种缩口的立式预热系统，它采用改变气流上升速度的方法，使生料分散于热气流中，达到预热目的。另外还有改变气流方向的立筒预热器，如使气流产生旋转，如ZAB和捷克型等;日本国特许厅1983年3月9日公开的流动层装置（公开号：昭58-40141），也可作为一种预热器，它是采用密相悬浮，四级多孔板使生料预热，但仅为实验装置。这些预热系统都不能单独生产水泥熟料，而必须和回转窑一起才能完成水泥熟料的煅烧。

另一类煅烧方法是采用立式设备，如立窑、沸腾炉等，立窑煅烧前必须经加煤成球，在固定床上烧成。沸腾炉煅烧大多采用沸腾炉加旋风预热器结构，日本特许厅1982年8月21日公开的昭57-135750就是一例，该专利发明了一种利用沸腾煅烧炉和多级旋风预热器组合的设备，其特点主要有：（1）生料预热采用多级旋风预热器。（2）经预热后的生料从沸腾炉的侧面进该炉，沸腾炉上升的热气流不能和末级预热器或分解炉分离出来的物料直接相遇，参见日本专利昭57-135750。

本发明的目的是改进现有的水泥熟料煅烧设备，采用新的结构和烧成步骤。

本发明所采用的方案是采用一立式筒体结构，筒体内装有多种布风板、燃料喷嘴、溢流管和分散装置，该筒体配以加料管或加料装置，以及卸料装置构成一完整的设备，该设备生料从筒体顶端送入后经物料分散装置（如分料锥体等）分散，然后进入第一级布风板，在第一级布风板上形成沸腾床。该沸腾床由于物料剧烈运动的不断冲击，生料即从布风板的孔中直接落入下级布风板，在下级布风板上形成稳定的沸腾层，从上方落下的物料在沸腾层停留一段时间又落入下级沸腾层。达到多级预热目的，经过多级（多层、如四层、五层、六层等）预热后的生料可达800℃以上，然后进入装有喷嘴的沸腾床。在该级沸腾床进行分解烧成反应，反应后熟料经溢流装置进入下一级沸腾床进行冷却。经多次冷却后熟料卸出窑体。由于能快速进入烧成区域，并且有良好的分散，因此能达到快速烧成的目的，烧成温度较低（一般不超过1300℃）。空气从下部进入，经熟料冷却层，预热为热空气作为二次空气入烧成区域帮助燃料煅烧，然后依次进入上一级生料预热沸腾床。烧成后的熟料也可经该级沸腾床的中心落下。然后进入冷却段。

本发明的方法从生料的预热、分解、烧成到熟料的冷却，均采用多层密相流化床，可以通过溢流式或筛板直接通过式使物料多次分散于不同温度气流中，又多次分离出来的方法，获得高质量熟料的目的。一般情况下，生料预热可采用筛板式，分解、烧成段可采用溢流式，冷却段也可采用溢流式，也可用筛板式;也可全部采用溢流式。

本发明的设备是立式筒体内根据不同区域设计不同的布风装置，布风板可以是多孔筛，可以是风管式或风帽式结构，各布风板中心上下可以是在同一垂线上，布风板在低温区可以是普通钢材，在高温区可以是各种耐热材料，如耐热钢、不锈钢、陶瓷耐火物以及耐火混凝土作成。厚度为2-80mm，最好在5-40mm之间，多孔板的开孔率一般为2-30%，最佳开孔率为2-20%，根据水泥生料预热，熟料煅烧、冷却的不同特点，筒体内气流速度为0.1～8m/S，熟料煅烧每级沸腾床周围安装有一组或多组燃料喷嘴，喷嘴径向分布或切向布置，各喷嘴相互成一定角度，并按沸腾床大小选择喷嘴组数及喷速。燃料可以是液体、气体或煤粉。进入烧成区的燃料可以是单独送入，也可以和生料混合送入。

该设备可分为预热区域（或预热段）、烧成区域（或烧成段）以及冷却区域（或冷却段）;一般不同区域的面积、风速、布风板开孔率是不一致的。