专利名称：一种甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种石灰生产装置，特别是涉及ー种甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置。
背景技术：
石灰是多用途的材料，在建筑、制糖和钢铁行业都大量应用。在小規模的生产中多使用立式窑，能耗高。在水泥行业100t/d以上大規模的水泥生产中，多采用窑外分解装置、五级旋流预热器与回转窑配套。在其窑外分解装置中，碳酸钙与高温烟气逆流旋转运动，碳酸钙粉体在悬浮状态下分解成石灰，所需时间仅约10秒。此装置中因生产规模大，要求高 效和结构简洁，采用了物料与热气逆流运动的的石灰分解炉，逆流分解炉对运行控制要求很高，需配套精密的控制系统。在规模小生产时，逆流分解炉工作的稳定性差。制糖企业ー般需石灰量在300t/d以下，要求生产石灰的过程稳定、控制简单、投资省。直接采用水泥生产使用的逆流分解炉用于糖厂生产石灰不适合。糖厂要快速地生产石灰，仍需研究新结构和原理的分解炉。专利申请号101010264386. 9采用公知的水泥生产配套使用逆流分解炉和五级旋流预热器，用煤气生产石灰，缺乏新颖性。而且糖厂无煤气，此技术也不适合用于糖厂。专利申请号101010264386. 9的另ー不足是，需配套篦式冷却机用于石灰冷却。篦式冷却机设于高温筒内，活动的炉篦在筒内工作，易出故障，维护也不方便。
发明内容
本发明的目的是为制糖企业利用自有蔗渣为燃料，提供一种可靠、节能、投资省的石灰粉生产方法和装置。本发明解决上述技术问题的技术方案如下。I. ー种甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，主要由甘蔗渣燃烧炉、并流分解炉、石灰粉冷却机和原料预热器组成。I)所述甘蔗渣燃烧炉主要由甘蔗渣燃烧器、内燃烧筒、外燃烧筒、高温烟气管和出灰机构组成；其中内燃烧筒与外燃烧筒同轴线，甘蔗渣燃烧器连接于内燃烧筒上部，内燃烧筒的下部与外燃烧筒连通，外燃烧筒下部接出灰机构，外燃烧筒的顶部接高温烟气管，高温烟气管连接并流分解炉。生产时，甘蔗渣由甘蔗渣燃烧器进入内燃烧筒燃烧，并隨产生的高温烟气下降至内燃烧筒下部，甘蔗渣炉灰进入出灰机构，高温烟气进入外燃烧筒上升并与烟尘分离，至外燃烧筒顶部通过高温烟气管排出，完成甘蔗渣燃烧炉燃烧甘蔗渣制高温烟气的过程。2)所述并流分解炉主要由混合管、旋流分解段、气固分离段、石灰粉仓和中心排烟管组成。其中混合管为三通管，三通管水平的一端与甘蔗渣燃烧炉的高温烟气管连接，三通管水平的另一端切向伸入并流分解炉的旋流分解段，三通管垂直端与原料预热器的碳酸钙粉出口连接；旋流分解段下部与气固分离段连接，气固分离段下端接石灰粉仓；
生产时，高温烟气与原料碳酸钙粉在混合管混合进入并流分解炉的旋流分解段，在旋流分解段将原料碳酸钙粉分解成石灰粉，下降进入气固分离段石灰粉与烟气分离，烟气由中心排烟管排出，石灰粉进入石灰粉仓，完成碳酸钙粉反应生成石灰粉的全过程。3)所述石灰粉冷却机进ロ连接并流分解炉的石灰粉仓的石灰粉出ロ ；石灰粉冷却机可为任何ー种粉体物料冷却机，优选回转冷却机。生产时，石灰粉仓中的高温石灰粉进入石灰粉冷却机，在石灰粉冷却机中冷却至常温，完成石灰粉冷却的过程。4)所述原料预热器，进ロ分别接碳酸钙粉输送设备及并流分解炉的中心排烟管，预热后的碳酸钙粉经原料预热器的出ロ锁风闸接混合管，换热后的烟气经原料预热器的出ロ接废气处理。原料预热器可为任何ー种粉体物料预热器，优选多级原料预热器，多级原料 预热器由单个原料预热器串连而成。生产时，共同进入多级原料预热器的低温原料碳酸钙粉与高温烟气，在多级原料预热器中热量交换后气固分离，原料碳酸钙粉得到预热，烟气得到降温，完成原料碳酸钙粉预热的全过程。上述甘蔗渣燃烧炉制备的高温烟气温度为880°C 960°C，更优选为940°C 950 °C。上述甘蔗渣燃烧炉的内燃烧筒的高度由甘蔗渣燃烧器入ロ至下部出灰机构的距离宜大于6m ;内燃烧筒的热容负荷宜取350 550kw/m3，优选450kw/m3。上述并流分解炉的旋流分解段内的断面气体流速宜为3m/s 6m/s，高温烟气与碳酸钙并流接触的时间宜为5S 8S，进入并流分解炉原料碳酸钙粉的粒度宜为80 μ m 120 μ m0上述并流分解炉的气固分离段为倒园锥体、上端与旋流分解段直径相同，高度为旋流分解段直径2倍，倒园锥体底部设石灰粉出ロ。上述并流分解炉的气固分离段为上端与旋流分解段直径相同，下端直径扩大为扩散式筒体，筒体的高度为上端直径的2 3倍，筒体斜面与垂直轴线的夹角为6度。气固分离段与石灰粉仓间设上锥角为45 60°锥形反射屏，锥形反射屏外周与气固分离段下筒体之间的间隙为石灰粉进入石灰粉仓的通道，锥形反射屏顶端留ー直径为旋流分解段直径的O. 04 O. 05倍的透气孔。上述多级原料预热器中每级原料预热器的结构与通用旋风除尘器相同。每级原料预热器的联接为下ー级原料预热器气固分离后的气体，接入上ー级的原料预热器的气体进ロ ；上ー级原料预热器的固体出口，经锁风闸接下ー级原料预热器的固体进ロ。最高ー级原料预热器分离后的气体排出原料预热器后，接引风机至进废气处理系统。最下级原料预热器气体进ロ，接并流分解炉的中心排烟管。从最下级原料预热器下部出口排出的碳酸钙粉体，接并流分解炉的混合管的三通管垂直端碳酸钙粉体进ロ。其中原料预热器进气管和排气管气体流速为16m/s 22m/s，断面气速为3m/s 6m/s ;原料预热器的级数为2级 6级,优选3级 5级。本发明的有益效果I、可利用糖厂的废料甘蔗渣生产石灰粉；2、本发明的方法生产石灰粉能耗低；
3、本发明的石灰粉生产装置简单，生产稳定性好，投资省；
图I本发明以甘蔗渣为燃料的石灰粉生产流程图；图2甘蔗渣燃烧炉I结构示意图；图3并流分解炉2结构I示意图。图4并流分解炉2结构2示意图。其中甘蔗渣燃烧炉1，并流分解炉2，石灰冷却机3，原料预热4，甘蔗渣燃烧器5、内燃烧筒6、外燃烧筒7、高温烟气管8和出灰机构9，混合管10、旋流分解段11、气固分离 段12、石灰粉仓13和中心排烟管14，锥形反射屏15，甘蔗渣给料机16，原料碳酸钙粉输送设备17，锁风闸18，引风机19，废气处理系统20，透气孔21。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步的说明。本发明甘蔗渣为燃料的石灰粉生产方法及装置结构如图I、图2和图3所示，ー种甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，由甘蔗渣燃烧炉I、并流分解炉2、石灰粉冷却机3和原料预热器4组成。I)所述甘蔗渣燃烧炉I由甘蔗渣燃烧器5、内燃烧筒6、外燃烧筒7、高温烟气管8和出灰机构9组成。其中内燃烧筒6与外燃烧筒7同轴线，甘蔗渣燃烧器5连接于内燃烧筒6上部，内燃烧筒6的下部连通外燃烧筒7，外燃烧筒7下部接出灰机构9，外燃烧筒7的顶部接高温烟气管8，高温烟气管8连接并流分解炉2 ；甘蔗渣由甘蔗渣给料机16输入甘蔗渣燃烧器5进入内燃烧筒6燃烧，并隨产生的高温烟气下降，至内燃烧筒6下部，炉灰进入出灰机构9，高温烟气进入外燃烧筒7上升并与烟尘分离，至外燃烧筒顶7部通过高温烟气管8排出，完成甘蔗渣燃烧炉燃烧甘蔗渣制高温烟气的过程。2)所述并流分解炉2由混合管10、旋流分解段11、气固分离段12、石灰粉仓13和中心排烟管14组成；其中混合管10 —端连接甘蔗渣燃烧炉I的高温烟气管8，一端连接原料预热器4的原料碳酸钙粉出口，另一端切向申入并流分解炉2的旋流分解段11 ;旋流分解段11下部连接气固分离段12，气固分离段12下端接石灰粉仓13，高温烟气与碳酸钙粉在混合管10混合进入并流分解炉2的旋流分解段11，在旋流分解段11分解成石灰粉，下降进入气固分离段12石灰粉与烟气分离，烟气由中心排烟管12排出，石灰粉进入石灰粉仓13，完成碳酸钙粉反应生成石灰粉的全过程；3)所述石灰粉冷却机3连接石灰粉仓13石灰粉出ロ。石灰粉冷却机3可为任何ー种粉体物料冷却机，优选回转冷却机；石灰粉仓13中的高温石灰粉进入石灰粉冷却机3，在石灰粉冷却机3中冷却至常温，完成石灰粉冷却的过程；4)所述原料预热器4，进ロ接低温碳酸钙粉输送设备17及高温烟管(如并流分解炉2的中心排烟管14)，经预热的碳酸钙粉出ロ接并流分解炉的混合管10，换热后低温烟气的出ロ接废气处理。原料预热器4可为任何ー种粉体物料预热器，优选多级原料预热器；共同进入原料预热器4的低温原料碳酸钙粉与高温烟气，在原料预热器4中热量交换后气固分离，原料碳酸钙粉得到预热，烟气得到降温，完成原料碳酸钙粉预热的全过程。多级原料预热器为多个原料预热器4串连。上述甘蔗渣燃烧炉I制备的高温烟气温度为880°C 960°C，更优选为940°C 950 0C ；上述的内燃烧筒6的高度一甘蔗渣燃烧器5入口至下部出灰机构9的距离宜大于6m ；内燃烧筒6热容负荷宜取350 550kw/m3，优选450kw/m3 ； 上述旋流分解段11内的断面气体流速宜为3m/s 6m/s，高温烟气与碳酸钙并流接触的时间宜为5S 8S ;进入并流分解炉2的原料碳酸钙粉粒度宜为80 μ m 120 μ m ;上述气固分离段12为上端与旋流分解段11直径相同，高度为旋流分解段11直径2倍的园锥体。园锥体顶部设石灰粉出口；上述气固分离段12为上端与旋流分解段直径相同，下端直径扩大的扩散式筒体。扩散式筒体的高度为进ロ直径的2 3倍，扩散角(斜面与垂直轴线的夹角)为6度。气固分离段12与石灰粉仓13间设上锥角为45 60°锥形反射屏15，锥形反射屏15外周与气固分离段12下筒体之间的间隙为石灰粉进入石灰粉仓13的通道，锥形反射屏15顶端留一直径为旋流分解段11直径的O. 04 O. 05倍的透气孔21 ；上述多级原料预热器中每级原料预热器4的结构与通用旋风除尘器相同。每级原料预热器4的联接为下ー级原料预热器4气固分离后的气体，接入上ー级的原料预热器4的气体进ロ ；上ー级原料预热器4的固体出口，经锁风闸18接下ー级原料预热器4的气体进ロ。最高ー级原料预热器4分离后的气体排出原料预热器4后，接引风机19至进废气处理系统20。最下级原料预热器4气体进ロ接并流分解炉2的中心排烟管14。从最下级原料预热器4下部出ロ排出的碳酸钙粉接并流分解炉2的混合管10的三通管垂直端碳酸钙粉进ロ。其中原料预热器4的进气管和排气管气体流速为16m/s 22m/s，断面气速为3m/s 6m/s ;原料预热器4的级数为2级 6级,优选3级 5级。实施例本发明以甘蔗渣为燃料生产石灰粉的方法，具体步骤如下I)将碳酸钙处理成细度80 μ m 120 μ m的碳酸钙粉。2)将甘蔗渣通过给料机送入蔗渣燃烧器，与风机喷入的空气混合，喷入甘蔗渣燃烧炉，调整入炉的空气量和压力，使用甘蔗渣充分燃烧，控制炉出口烟气温度于880°C 950 °C。3)将880°C 950°C的烟气，与经原料预热器预热约350°C的原料碳酸钙粉送入混合管混合后进入并流分解炉的旋转分解段，在旋转分解段内并流旋转下降，经5 8s，碳酸钙粉分解成石灰。石灰粉与烟气在分离段分离后，石灰粉排至石灰粉仓，温度降低至约500°C的烟气从分解炉的上部排出至原料预热器。4)从并流分解炉石灰粉仓排出的石灰粉，进入石灰粉冷却机冷却至常温后得产品石灰粉。
5)从并流分解炉上部排出约500°C的烟气，与从原料碳酸钙粉输送设备输入的冷碳酸钙粉，在原料预热器内并流旋转接触换热，将原料碳酸钙粉预热。气固分离后，气体上升至多级原料预热器的顶部成为约100°C的气体，经净化后排放或回收。经预热的原料碳酸钙粉进入步骤3。实施例2以生产65t/d石灰的装置为例，需粒度80 120 μ的碳酸钙粉量为120t/d。I、甘蔗渣燃烧炉分解Ikg碳酸钙需要1777千焦的热量，以分解炉的热效率50%计，需消耗热值为 7961KJ/kg的甘蔗渣约55t/d。热容负荷按450kw/m3，计算得需内燃烧筒容积约11. 26m3。甘蔗渣燃烧炉的高度取6 8m，计算得内燃烧筒直径约为I. 34 I. 54m。2、并流分解炉按燃烧甘蔗渣2291kgh计，产生ニ氧化碳浓度为10. 77%的烟气4048Hm3/h。1000°C高温的体积(忽略压カ)为18872m3/h，进并流分解炉的流速取12m/s，计算得混合管内径为 750mm。并流分解炉分解5000kg/h碳酸钙，释放出ニ氧化碳1120Hm3/d。出并流分解炉碳酸钙分解后的炉气总体积为5068Hm3/h，温度降为500°C，实际体积为14350m3/h。取中心排烟管内径为750mm，中心排烟管气速为9m/s。取中心排烟管外径为1050mm，旋流分解段的气速5m/s，计得旋流分解段的内径为3. 85m，气流旋转圈的中间直径为2. 45m，每转ー圈的时间约I. 5s，旋转5圈分解7. 5s，旋流分解段高度取3. 75m。3、回转冷却机采用内径为800mm，长度5m筒体。机的倾角取10度，填充率取17%，机的转速取
O.43 O. 46r/min。机内物料停留时间约79分钟。
权利要求
1.一种甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，主要由甘蔗渣燃烧炉、并流分解炉、石灰粉冷却机和原料预热器组成； 1)所述甘蔗渣燃烧炉主要由甘蔗渣燃烧器、内燃烧筒、外燃烧筒、高温烟气管和出灰机构组成；其中内燃烧筒与外燃烧筒同轴线，甘蔗渣燃烧器连接于内燃烧筒上部，内燃烧筒的下部与外燃烧筒连通，外燃烧筒下部接出灰机构，外燃烧筒的顶部接高温烟气管，高温烟气管连接并流分解炉； 生产时，甘蔗渣由甘蔗渣燃烧器进入内燃烧筒燃烧，并隨产生的高温烟气下降至内燃烧筒下部，甘蔗渣炉灰进入出灰机构，高温烟气进入外燃烧筒上升并与烟尘分离，至外燃烧筒顶部通过高温烟气管排出，完成甘蔗渣燃烧炉燃烧甘蔗渣制高温烟气的过程； 2)所述并流分解炉主要由混合管、旋流分解段、气固分离段、石灰粉仓和中心排烟管组成；其中混合管为三通管，三通管水平的一端与甘蔗渣燃烧炉的高温烟气管连接，三通管水平的另一端切向伸入并流分解炉的旋流分解段，三通管垂直端与原料预热器4的碳酸钙粉出口连接；旋流分解段下部与气固分离段连接，气固分离段下端接石灰粉仓； 生产时，高温烟气与原料碳酸钙粉在混合管混合进入并流分解炉的旋流分解段，在旋流分解段将原料碳酸钙粉分解成石灰粉，下降进入气固分离段石灰粉与烟气分离，烟气由中心排烟管排出，石灰粉进入石灰粉仓，完成碳酸钙粉反应生成石灰粉的全过程。
3)所述石灰粉冷却机进口连接并流分解炉的石灰粉仓的石灰粉出口；石灰粉冷却机为任何一种粉体物料冷却机，本发明选回转冷却机； 生产时，石灰粉仓中的高温石灰粉进入石灰粉冷却机，在石灰粉冷却机中冷却至常温，完成石灰粉冷却的过程； 4)所述原料预热器，进口分别接碳酸钙粉输送设备及并流分解炉的中心排烟管，预热后的碳酸钙粉经原料预热器的出口锁风闸接混合管，换热后的烟气经原料预热器的出口接废气处理系统；原料预热器为任何一种粉体物料预热器，本发明选多级原料预热器，多级原料预热器由单个原料预热器串连而成； 生产时，共同进入多级原料预热器的低温原料碳酸钙粉与高温烟气，在多级原料预热器中热量交换后气固分离，原料碳酸钙粉得到预热，烟气得到降温，完成原料碳酸钙粉预热的全过程。
2.权利要求I所述的甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，其特征在于，上述甘蔗渣燃烧炉制备的高温烟气温度为880°C 960°C，本发明选为940°C 950°C。
3.权利要求I所述的甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，其特征在于，上述甘蔗渣燃烧炉的内燃烧筒的高度由甘蔗渣燃烧器入口至下部出灰机构的距离大于6m;内燃烧筒的热容负荷取350 550kw/m3,本发明选450kw/m3。
4.权利要求I所述的甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，其特征在于，上述并流分解炉的旋流分解段内的断面气体流速为3m/s 6m/s，高温烟气与碳酸钙并流接触的时间为5S 8S，进入并流分解炉原料碳酸钙粉的粒度为80 ii m 120 ii m。
5.权利要求I所述的甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，其特征在于，上述并流分解炉的气固分离段为倒园锥体、上端与旋流分解段直径相同，高度为旋流分解段直径2倍，倒园锥体底部设石灰粉出口。
6.权利要求I所述的甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，其特征在于，上述并流分解炉的气固分离段为上端与旋流分解段直径相同，下端直径扩大为扩散式筒体，筒体的高度为上端直径的2 3倍，筒体斜面与垂直轴线的夹角为6度。气固分离段与石灰粉仓间设上锥角为45 60°锥形反射屏，锥形反射屏外周与气固分离段下筒体之间的间隙为石灰粉进入石灰粉仓的通道，锥形反射屏顶端留一直径为旋流分解段直径的0. 04 0. 05倍的透气孔。
7.权利要求I所述的甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，其特征在于，上述多级原料预热器中每级原料预热器的结构与通用旋风除尘器相同，每级原料预热器的联接为下一级原料预热器气固分离后的气体，接入上一级的原料预热器的气体进口 ；上一级原料预热器的固体出口，经锁风闸接下一级原料预热器的固体进口，最高一级原料预热器分离后的气体排出原料预热器后，接引风机至进废气处理系统；最下级原料预热器气体进口接并流分解炉的中心排烟管，从最下级原料预热器下部出口排出的碳酸钙粉接并流分解炉的混合管的三通管垂直端碳酸钙粉进口 ； 其中原料预热器进气管和排气管气体流速为16m/s 22m/s，断面气速为3m/s 6m/s ;原料预热器的级数为2级 6级,本发明选3级 5级。
全文摘要
本发明公开一种甘蔗渣为燃料的石灰粉生产装置，本套装置主要由甘蔗渣燃烧炉、并流分解炉、石灰粉冷却机和原料预热器组成。本装置以甘蔗糖厂的废物甘蔗渣为燃料，以粒度宜为80-120微米的碳酸钙为原料。本装置烧制石灰粉所需的时间极短，效率高，并回收了分解炉窑气的余热，节能。
文档编号C01F11/06GK102730731SQ20121025767
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者扈胜禄, 李坚斌 申请人:广西大学