流态化预热分解并用余热发电的水泥生产系统及生料煅烧工艺

摘要

本发明提供了一种采用窑外预分解技术的流态化预热分解并用余热发电的水泥生产系统及其生料煅烧工艺的技术方案。该方案的特点是将预热分解炉置于回转窑的窑尾，并使炉、窑内腔相通，构成在线操作。用风机将窑内热风引入炉内形成负压，再用旋风管引入三次风，使炉内生料构成喷腾旋流的稀相流化形式。故要求炉底的喷腾风速为30-60M/S，旋风管的旋流风速为19-21M/S，炉中部风速为6-10M/S，炉顶出口风速为18-22M/S。

说明书

本发明涉及的是水泥生产系统和其工艺，尤其是流态化预热分解并用余热发电的水泥生产系统及在该系统中生料的煅烧工艺。

目前，在水泥生产中，采用生料流态化窑外预分解和利用余热发电技术已被广泛使用。中国专利局在1986年8月6日公开的85100898号专利，就是一种较好地采用独立的流化分解炉将生料在窑外分解，又将过去需要4、5级旋风筒减少到两级，使建厂投资和施工周期都明显降低，而水泥的生产量却能增加一倍，发电量也大幅度提高可满足水泥生产用电的80％，其效果是极其显著的。但是，该技术中分解炉是在正压下操作，就必须有独立的提供加压的风机，其流化形式是浓相流化床悬浮型，因此，炉的结构要比较复杂，生料在炉中分解停留的时间也需要增加，一般约需十分多钟，而回收熟料还得需要两级旋风筒。由此可见，在现有技术中仍存在分解炉尚不能置于水泥生产的流程之中形成在线操作，设备也比较复杂，水泥产量也没有达到应有的水平等问题。    

本发明的目的，就是针对现有技术所有在的问题，而提供一种预热分解炉是在线操作，结构简单而产量大幅度提高的流态化预热分解并利用余热发电的水泥生产系统和在该系统中生料煅烧工艺的技术方案。

本方案中水泥生产系统是通过如下技术措施来实现的。窑外流态化预分解生料，并利用余热发电的水泥生产系统包括有带喷煤装置的回转窑、冷却机、预热分解炉、旋风筒、降尘室、余热锅炉及发电装置、风机、收尘器、烟囱和连接管道所组成，本方案的特点在于所述的预热分解炉是安装在回转窑的窑尾且窑、炉的内腔相通，预热分解炉的顶端有输料管连接一级旋风筒，该旋风筒的底端有输料管与回转窑的尾部连接，旋风筒的顶端有输气管与降尘室连接，而降尘室则与余热锅炉及发电装置中的余热锅炉入口连接；在所述的冷却机上有三次风管与预热分解炉上的旋风管连接。

在本方案的水泥生产系统中，生料的煅烧工艺是由风机将回转窑内的热风引入到预热分解炉内形成负压状态，生料投入在炉中喷腾并自下而上形成生料升温区、生料水分蒸发区、高岭土脱水区和分解区，旋风管引入三次热风使喷腾的物料产生旋流，生料在炉内的流化形式为喷腾旋流的稀相流化；预热分解炉从炉底引入窑内热风的喷腾风速为30-60M/S，旋风管的旋流风速为19-21M/S，炉中部风速为6-10M/S，炉顶出口风速为18-22M/S。

由于本方案将预热分解炉置在回转窑的窑尾，窑内热风直接吸入到炉内，再加有旋风管，使生料在炉内喷腾、旋流稀相流化而不构成浓相流化床，故其热交换快，预热分解的效率也高，因此，生料入炉预热分解到出炉，在炉内的时间也要短，一般约在4.5-5.5秒钟。出炉的熟料进入只有唯一的一级旋风筒沉降回窑，而热风进入降尘室降尘后输给余热锅炉。由此可以看出，预热分解炉在本系统中不是独立的分支设备，而是在整个生产系统流程中的在线设备，所以，预热分解炉在本方案中是在线操作。在生产过程中控制好本方案煅烧工艺所要求的风速，就可以使本生产系统的产量比现有技术提高至少一倍，余热发电还可满足自身生产的需要，其效果是极其显著的。下面通过对相同规格，都是Ф3.2×52M的回转窑，用现有技术和本发明的数据比较来看本发明的效果。

项    目       现有技术     本发明  每小时产量        25吨         60吨  每小时发电       4000度       8100度  每公斤熟料热耗  1650千卡     1223千卡  分解炉结构        复杂        简单  需旋风筒量        二级        一级  出料平均分解率    ≤80％      ≈90％

附图说明：

图1为本发明实施例的水泥生产系统构成示意图。

下面通过一具体实施例，并结合其附图，对本发明作进一步详细阐述。流态化预热分解并用余热发电的水泥生产系统是带回转窑喷煤装置1的回转窑11其侧有冷却机12，在回转窑11的尾端与一预热分解炉4的底部连接，且使窑、炉的内腔相通。该预热分解炉4在其中下部装有投料装置3，其下部装有投煤装置13，在投料装置3的下方装有旋风管15，而该旋风管15是沿预热分解炉4横截面的内壁切线方向插入到炉内的，另在预热分解炉4的顶部还有在点火时才用的点火烟囱14。由冷却机12上接出的三次风管2与预热分解炉4上的旋风管15连接。在预热分解炉4的顶端有输料管连接一级旋风筒5，该旋风筒5的底端有输料管与回转窑11的尾部连接，旋风筒5的顶端有输气管与降尘室6连接，而降尘室6则与余热锅炉及发电装置7中的余热锅炉入口连接，将850℃的热风送入余热锅炉用来发电。用后的热风由风级8吸入输到收尘器9再经烟囱10排空。    

在本实施例的水泥生产系统中，其生料的煅烧工艺是由风机8将回转窑11内的热风引入到预热分解炉4内使炉内形成负压状态，生料投入在炉中喷腾并自下而上形成生料升温区、生料水分蒸发区、高岭土脱水区和分解区。因此，要求预热分解炉4从炉底引入窑内热风的喷腾风速为31M/S。旋风管15引入温度在600-800℃的三次热风使喷腾的物料产生旋流，使生料在炉内形成喷腾旋流的稀相流化形式，故在此要求旋风管15输出的旋流风速为20M/S。在正常生产过程炉中部风速在7M/S左右，平衡炉温在950℃，而炉顶出口风速保持在18M/S风温在850℃。

除本方案所公开的技术内容以外，本发明所涉及到的其它技术问题，均为本专业普通技术人员所公知的内容。