[发明专利]用于制造水泥的窑设备和方法

说明书

本发明涉及一种制造水泥的窑设备和方法。窑设备包括用于燃烧熟料的大窑、冷却器、焙烧炉、在焙烧炉的后方设有旋风分离器，并且沿着切线方向向燃烧室供给来自冷却器的三次空气。完全或部分经过焙烧的材料从燃烧室的底部进入焙烧炉，来自大窑的废气体也进入焙烧炉。

已经认识到的一个事实是，通过建立一个装备有特殊的燃烧室的焙烧区域，能够获得许多优点，特别是只从冷却器向燃烧室供给三次空气。

这种类型的设备已经公开在本申请人的欧洲专利EP-A-103423中。从上述专利中可以得知，为了解决固有的完全烧尽焙烧炉中使用的燃料的困难，可以在窑设备中，采用焙烧水泥原材料的焙烧炉。在这种设备中，在预热之后，向燃烧室4供给原材料，其中采用来自冷却器2的热空气进行焙烧。来自冷却器的三次空气流动通过燃烧室4的底部从中央向上流动，这意味着在燃烧室中，具有中央向上的气流，以及沿着燃烧室的侧壁向下流动的气流。在燃烧室的下端供给原材料，在湍流的作用下，原材料分布在燃烧室的整个长度。

通过美国专利US-A-4014641可以得知一种用于焙烧水泥原材料的设备，其中在大窑卸料管道设置减少气体供给的区域，使得在大窑的废气气体中氧化氮数量减少。分别通过管道5和管道13的，来自冷却器的热空气和来自大窑的热气体进入旋风预热器14、15、16、和17，其中原材料在来自冷却器和大窑的热气体的逆向气流中被预热。在大窑的卸料管道区域，所述卸料管道位于来自冷却器的供给管道5的下方，借助管道12，通过引入减少的气体，使供给的气体减少。由于供给焙烧炉的空气体积足以引起焙烧炉中的燃料气化，但是，不足以导致焙烧炉中的燃料完全燃尽(参照说明书第4栏，第1～5行)，在焙烧炉8中形成减少的气体。在这种设备中存在的缺点是燃料很难被点燃，并且燃烧缓慢，例如对于具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤，这种燃料不能用于焙烧炉中，因为它们将产生相当大数量的未燃烧焦炭剩余物，这将导致在回转窑中产生非常严重的有关排出硫和形成结块问题。

从美国专利US-A-5364265中还可以得知另一种焙烧系统，其中在燃烧室20中，通过减少气体形成，即，CO和h₂，限制氧化氮(NO_X)的形成。在这种方法中，在燃烧室中形成的焦炭具有非常特殊的反应特性。但是选择这种方法，在操作过程中，很难在控制非常少的参数条件下，保证使氧化氮(NO_X)的排出。在燃烧室中的烧结过程完全依赖于需要的原料粉末焙烧的程度。与此同时，这种设备结构的复杂性相当高。

从本申请人的国际专利申请PCT/DK97/00029中可以得知一种用于从设备中减少氧化氮产生比例的方法。本发明的目的是提供一种操纵窑设备的方法，其中减少氧化氮(NO_X)产生的比例，与此同时，选择使用具有低反应程度的燃料，例如，在相当低温度的区域、使用具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤。为了实现本发明目的，调整在三个不同区域送入燃料的速率，以来自另外两个区域的废气供给一个区域，从而保证被供以来自这另外两个区域的废气的上述一个区域排出的废气中的NO含量降低到最低。

本发明的目的是提供一种制造水泥的窑设备和方法。窑设备具有相当简单的结构，并且能够以比较低的反应性有利地燃烧燃料，例如在焙烧区域中，在此处通常温度比较低，采用具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤。

按照本发明，提供一种用于制造水泥的窑设备，其包括：大窑、冷却器、焙烧炉，在焙烧炉的后面设有旋风分离器，燃烧室，在燃烧室的上部设有中央燃烧器，在燃烧器的下方，沿着切线方向设有入口，通过切线方向的入口，借助管道，向燃烧室供给来自冷却器的热气体。所述管道设有用于供给原料粉末的入口，在燃烧室的下部设有与焙烧炉连接的装置，第二连接装置将来自大窑的废气体供给焙烧炉，其特征是：在燃烧器顶部和沿切线方向设置的入口或称切向入口的上边缘之间，燃烧室内部体积的上部的高度h₁-h₂至少为1/3D，切口入口的上边缘是来自冷却器的热空气进入的最高点，其中D表示具有高度h₁-h₂的圆柱体的直径，所述圆柱体具有与燃烧室内部体积上部相同的体积；所述燃烧室内部体积下部的高度是h₃-h₄，其位于沿切线方向设置的入口或称切向入口的下边缘，即来自冷却器的热空气进入燃烧室的最低点和燃烧室出口之间，其距离至少为D。