专利名称：水泥熟料烧成工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种煅烧水泥熟料的窑炉工艺及装置，特别是关于一种煅烧水泥熟料的机械立窑烧成工艺及装置。
目前煅烧水泥熟料的窑炉分旋窑和立窑二种，旋窑具有传热效率低，体积大，设备投资大，生产周期长的弱点。立窑具有投资少，见效快的特点，但由于目前立窑中部通风不良，热工制度不稳定，造成产品质量低，污染大，从国家建材局统计的数据看，立窑生产的水泥，强度大部分处于325#，部分425#，而525#水泥仅占全国525#水泥总量的3％。
本发明的目的是提供一种水泥熟料烧成工艺及装置，它使窑炉内燃烧充分，提高煅烧水泥质量，有效降低能耗；提高热力强度，大幅度提高产量，减少环境污染。
本发明技术方案为设计一种水泥熟料烧成工艺及装置，它包括风机、卸料装置、筒体、窑罩、加料装置、烟囱所组成，其特征是它在原有高温烧成环节与废气排出环节之间设置加压环节；即在机械立窑设备中连接加压装置，加压装置连接在预热腔至气体排出口之前。
所述的加压装置，可以是在烧成腔体上连接有预热加压腔体，预热加压腔体横截面积小于或等于烧成腔体横截面积，大于进风口横截面积。在窑罩上可以连接有气流导通管和密封加料装置；气流导通管的另一端连接有加压装置。所述的气流导通管连接的加压装置，是在气体流通时能产生一定压力的装置，它可以是装有小粒子的筒子；有一定水位的容器；带小孔的阻力板；细长管子或窄缝；带重力阀或弹力阀的容器；布袋除尘器；旋风除尘器；气轮机；上述的加压装置可单独使用，也可以组合使用，增加效果。所述的加压装置，可以是在烧成腔体上连接的预热加压腔体；也可以是气流导通管连接的加压装置；还可以是烧成腔体上连接的预热加压腔体和气流导通管连接的加压装置同时使用以增加效果。在高温烧成环节与料球预热环节之间，设置二次燃烧环节；即在烧成腔体到预热腔体之间通入助燃气体，形成二次燃烧室，将未燃烧的CO、挥发成份、硫等充分燃烧。所述的装有小粒子的筒子，在小粒子层上面表至排气口下端之间装有喷水机构，在小粒子层下端有带封气机构的出水口，以增加除尘效果。所述的有一定水位的容器，它包括带水位调节机构的溢流管、进水管、进气管、出气管；进气管将气排入水中，进行水气混合，除尘增压后的气体，经排气管排出。所述的窄缝加压装置，气路可为曲线形，增加除尘作用。所述的有一定水位的容器，其进气管可以是一端与进气口相连通，另一端与水相连通；还可以是进气管一端与进气口相连通，另一端在水面上端与反气罩的气室相连通，反气罩套在进气管的出气端口上方，在水里装有带孔的水气混合板。
本发明特点如下在机械立窑设备中连接加压装置，加压装置连接在预热腔至气体排出口之间，既从根本上解决了立窑中部通风不良的弊端，有效地消除边壁效应，又充分提高鼓入空气的有效利用率，加大炉内的热力强度，使熟料煅烧火力集中，热工制度稳定，既不会有偏火现象出现，也不会有喷窑事故发生；而且加压后提高了饱和蒸气压，所以不会产生料球暴破现象，始终保持炉内通风良好，并大大降低粒尘的排放量，再加上水洗除尘，使粉尘排放量达到国家一级排放标准。本发明为水泥熟料的形成创造了良好通风燃烧条件，实现了大风大料，快烧急冷的操作方法提高生产量。而且煅烧出的熟料活性好，强度高。
中试结果表明，本发明设计的水泥熟料燃烧炉，烧出的熟料质量可达600#以上；与原有的立窑相比，煤耗降低20％以上，电耗降低40％以上，产量提高1倍以上，粉尘排放量小于或等于150mg/m3。
立窑煅烧水泥属半干法生产，将配制好的原料磨成生料细粉，加入适量煤粉和水制成小球，从加料器加入窑内进行煅烧的。工艺过程是鼓风机将风从炉底鼓入筒体，进入冷却带，将煅烧好的熟料冷却，而自身得以预热热风上行，进入高温带，助煤碳燃烧，温度急剧上升到1450℃左右，熟料就在此带烧成，所以也称高温带或烧成带；经过高温带空气里O2与C化合生成CO2，放出大量的热，这时的空气成为废气，废气上行到预热带，高温废气与新加入料球进行热交换，回收了热量，将生料球烘干预热最后废气经过烟囱排入大气。而物料从上部由加料装置加入窑内，经预热带干燥加热，下行到高温带进行熟料烧成，在冷却带冷却后，卸料装置从窑底卸出。整个工艺过程中，气流与物流逆向运行，形成对流传热，传热效率高，只要有几十公分厚的湿料层，就可将千余度的废气温度降到百十度甚至几十度。但这种工艺由于边壁效应，即料球在高温带中部烧结成块，造成中部通风不良，边部通风过剩的不良现象。造成立窑煅烧熟料质量不稳，强度偏低的后果。
本发明根据流体力学原理，在气流通道的下游，增加压力，就可以加强气体的横向流动，从而提高气体通过通道横截面的均匀性。在预热腔至气体排出口之间连接加压装置就是根据这一原理设计的。本发明不仅提高了气流通过炉筒体横截面的均匀性，而且提高了气体向料球内部的渗透力，扩大了气和煤的接触面积，提高了窑炉的热强度，本发明是通过如下装置来实现增加压力的1、缩小预热带横截面积，尤其是缩小湿料层的横截面积，从而提高了气流速度，增大了该部位的气流通过阻力。
2、为了减少气体外泄而削弱增加压力的效果，本发明还在窑罩上连接气流导通管和密封加料装置；气流导通管的另一端连接有加压装置如装有小粒的筒子；有一定水位压力的容器；带小孔的阻力板；带小眼的阻力管带重力阀或弹力阀的容器；有一定阻力的设备，如旋风除尘器、布袋除尘器、气轮机等；或是这些装置互相组合的加压装置。
3、以上的加压装置可以单独使用，也可以相互组合使用。
为了加强熟料煅烧效果，本发明可以在预热带和高温带之间设置二次燃烧室，通入助燃气体，将未燃烧的CO、挥发成份、硫等充分燃烧，降低了能耗，提高了产品质量。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
附
图1为实施例水泥熟料烧成装置结构示意图。
附图2为实施例1水位增压除尘器结构示意图。
附图3为实施例2水位增压除尘器结构示意图。
附图4为实施例带小孔的阻力板增压器结构示意图。
附图5为实施例重力增压器结构示意图。
附图6为实施例弹力增压器结构示意图。
图中1、风机2、卸料装置3、烧成腔；4、二次燃烧室5、料球预热腔6、湿料层；7、通气管；8、窄缝增压除尘器；9、粒子水膜增压除尘器；10、水位增压除尘器；11、烟囱；12、水封桨水箱；13、水箱；14、进水管；15、密封加料机；16、助燃气体管；17、进气管；18、出气管；19、溢水管；20、水位调节器；21、气室；22、返气罩；23、带孔水气混合板；24、带小孔的阻力板；25、弹力棒；26、压架；27、空隙；28、出气口；29、进气口；30、粒子层；31、喷水机构；32、重力阀；33、弹力阀。
如图1所示，水泥熟料烧成装置中料球预热腔5和湿料层6的横截面积小于烧成腔3横截面积，湿料层6的横截面积小于料球预热腔5的横截面积。在二次燃烧室4上装有助燃气体管16。本实施例中加压装置有加压预热腔、窄缝增压除尘器8、粒子水膜增压除尘器9、水洗增压除尘器10联合使用，以提高产品质量和除尘效果。窄缝增压除尘器8装在粒子水膜增压除尘器9的粒子层30下端的腔体内，窄缝增压除尘器8的进气管17与窄缝增压除尘器8的出气口28成90度夹角，气流在流通过程中，由于窄缝加速与气路转弯，使气尘分离，达到除尘加压目的。在烟囱11内装有水洗增压除尘器10，粒子层30上表面和水洗增压除尘器10下端之间装有喷水机构31，在烟囱11出口上装有水箱13，水箱13与水洗增压除尘器10和喷水机构31的进水管相连通。在粒子水膜增压除尘器9的下端有水封桨水箱12。
如图2所示，废气由进气管17进入气室21经进气管17喷入水中，经水洗后从出气管18排走。气流流通时克服水阻力，产生一定压力。水从进水管14进入，由溢水管19排出，水位调节器20调节水位的高低，来实现调节增减压力的大小。
如图3所示，废气由进气管17进入反气罩22内腔，在反气罩22的作用下进入水中，废气在水里通过带孔水气混合板23的作用，使水气充分混合，到气室21水气分离，废气由出气管18排走。水由进水管进入，由溢水管19排出，水位调节器20调节水位的高低，来实现增加压力的大小。在运行过程中由于水、气相互混合冲洗，起到除尘效果。
如图4所示，增压装置为带小孔的阻力板24，连接有弹力棒25，每个带小孔阻力板24之间间隔有空隙27，废气由进气管17进入气室21，废气在流过带小孔阻力板24时产生一定压力。由弹力棒25，压架26和带小孔阻力板24间的空隙27组成了压力调节装置，当压架26加压的时候，就缩小了带小孔阻力板24之间的空隙27，从而加大了通过气流的压力。
如图5所示，在容器上有排气孔，容器的气室上装有重力阀。
如图6所示，在容器上有排气孔，容器的气室上装有弹力阀。
如图5和图6所示，废气由进气口29进入气室21，推动重力阀32或弹力阀33，使排气口28开通，从排气口18排出，在开启重力阀32或弹力阀33流通时产生一定压力。
权利要求
1.水泥熟料烧成工艺及装置，它包括风机、卸料装置、筒体、窑罩、加料装置、烟囱所组成，其特征是它在原有高温烧成环节与废气排出环节之间设置加压环节；即在机械立窑设备中连接加压装置，加压装置连接在预热腔至气体排出口之间。
2.根据权利要求1所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的加压装置，可以是在烧成腔体上连接有预热加压腔体，预热加压腔体横截面积小于或等于烧成腔体横截面积，大于进风口横截面积。
3.根据权利要求1所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是在窑罩上可以连接有气流导通管和密封加料装置气流导通管的另一端连接有加压装置。
4.根据权利要求3所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的气流导通管连接的加压装置，是在气体流通时能产生一定压力的装置，它可以是装有小粒子的筒子；有一定水位的容器；带小孔的阻力板；细长管子或窄缝；带重力阀或弹力阀的容器；布袋除尘器；旋风除尘器气轮机上述的加压装置可单独使用，也可以组合使用，增加效果。
5.根据权利要求1所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的加压装置，可以是在烧成腔体上连接的预热加压腔体；也可以是气流导通管连接的加压装置；还可以是烧成腔体上连接的预热加压腔体和气流导通管连接的加压装置同时使用以增加效果。
6.根据权利要求1所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是在高温烧成环节与料球预热环节之间，设置二次燃烧环节；即在烧成腔体到预热腔体之间通入助燃气体，形成二次燃烧室，将未燃烧的CO、挥发成份、硫等充分燃烧。
7.根据权利要求4所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的装有小粒子的筒子，在小粒子层上面表至排气口下端之间装有喷水机构，在小粒子层下端有带封气机构的出水口，以增加除尘效果。
8.根据权利要求4所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的有一定水位的容器，它包括带水位调节机构的溢流管、进水管、进气管、出气管；进气管将气排入水中，进行水气混合，除尘增压后的气体，经排气管排出。
9.根据权利要求4所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的窄缝加压装置，气路可为曲线形，增加除尘作用。
10.根据权利要求8所述的水泥熟料烧成工艺及装置，其特征是所述的有一定水位的容器，其进气管可以是一端与进气口相连通，另一端与水相连通；还可以是进气管一端与进气口相连通，另一端在水面上端与反气罩的气室相连通，反气罩套在进气管的出气端口上方，在水里装有带孔的水气混合板。
全文摘要
本发明属于一种煅烧水泥熟料的窑炉,特别是关于一种煅烧水泥熟料的机械立窑的水泥熟料烧成工艺及装置,它包括风机、卸料装置、筒体、窑罩、加料装置、烟囱所组成,其特征是:它在原有高温烧成环节与废气排出环节之间设置加压环节;即在机械立窑设备中连接加压装置,加压装置连接在预热腔至气体排出口之前。本发明的目的是:提供一种水泥熟料烧成工艺及装置,它使窑炉内燃烧充分,提高煅烧水泥质量。
文档编号C04B7/44GK1275543SQ9911578
公开日2000年12月6日 申请日期1999年5月28日 优先权日1999年5月28日
发明者王志章 申请人:王志章