一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置的制作方法

本发明涉及石灰生产装置领域，具体是一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置。
背景技术：
：活性石灰是钢铁工业的基本原料，也广泛用于电石、电力、玻纤、建材、造纸、污水处理等行业，年用量近十亿吨，其中钢铁工业和电石行业主要使用块状，而电力脱硫、玻纤、建材、造纸、污水处理等行业主要使用粉状。目前石灰生产主要是采用煅烧块状石灰石获得，生产企业小而散，且技术落后环境差。常用的石灰石煅烧装置如下表：煅烧装置入料形态热耗（kcal/kg）备注普通竖窑块状50-300mm900-1300机械化竖窑块状40-80mm1000-1300梁式石灰窑块状40-80mm900-1050双膛窑块状30-80mm900-1050单机可达600t/d套筒窑块状50-90mm900-1050中空回转窑块状20-60mm1400-1800竖式预热器回转窑块状10-50mm1150-1600单机可达1000t/d由于煅烧块状石灰石，上述装置换热效率低、煅烧热耗高，产品质量以及均匀性难以保证，不同程度存在外表过烧内心欠烧等现象。目前粉状石灰是通过挑选、破碎、粉磨块状石灰获得，但块状石灰易磨性远比石灰石差，粉磨电耗高。随着粉状石灰需求的日益增加，尤其是高品质（活性钙含量大于90%）粉石灰出现较大需求，寻求绿色节能环保的粉石灰煅烧装置更加迫切。技术实现要素：本发明的目的是提供一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，以便将粉石灰的生产工艺由煅烧块状石灰石-磨制成粉，变成粉磨块状石灰石-粉状悬浮预热煅烧冷却，减少粉石灰生产过程的能耗，提高和稳定产品质量。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：包括多级悬浮预热器、一级悬浮煅烧炉、一级旋风分离器、二级悬浮煅烧炉、二级旋风分离器、多级悬浮冷却器、流态化冷却器，其中：作为原料的石灰石粉从多级悬浮预热器上端进入多级悬浮预热器，多级悬浮预热器下端通过排料管与一级悬浮煅烧炉侧部的石灰石粉入口连通，石灰石粉经多级悬浮预热器预热后通过排料管进入一级悬浮煅烧炉；一级悬浮煅烧炉侧部有燃料入口供燃料通入、燃烧空气入口供燃烧空气通入，一级悬浮煅烧炉侧部还有废气入口，一级悬浮煅烧炉上端通过一级鹅颈管与一级旋风分离器顶部连通，一级悬浮煅烧炉下端通过卸灰管与流态化冷却器连通，经预热后的石灰石粉通过石灰石粉入口进入一级悬浮煅烧炉内，在一级悬浮煅烧炉内利用燃料在燃烧空气环境下对石灰石粉进行煅烧，煅烧后初步得到的粉石灰和废气通过一级鹅颈管进入一级旋风分离器，煅烧异常时形成的落料通过卸灰管进入流态化冷却器；一级旋风分离器上端有废气出口与多级悬浮预热器下端连通，一级旋风分离器下端通过排料管与二级悬浮煅烧炉侧部的粉石灰入口连通，由一级旋风分离器将废气与初步得到的粉石灰分离，其中废气通过废气出口回收至多级悬浮预热器，利用废气对多级悬浮预热器中的石灰石粉进行预热，一级旋风分离器分离出的粉石灰通过排料管通向二级悬浮煅烧炉；二级悬浮煅烧炉侧部有燃料入口供燃料通入、燃烧空气入口供燃烧空气通入，二级悬浮煅烧炉侧部还有排气入口，二级悬浮煅烧炉下端通过卸灰管与流态化冷却器连通，二级悬浮煅烧炉上端一侧与二级旋风分离器一侧连通，经一级旋风分离器分离出的粉石灰经粉石灰入口进入二级悬浮煅烧炉内，在二级悬浮煅烧炉内利用燃料在燃烧空气环境下对粉石灰进行煅烧，煅烧后得到的成品粉石灰和废气通向二级旋风分离器，煅烧异常时形成的落料通过卸灰管进入流态化冷却器；二级旋风分离器上端有废气出口与一级悬浮煅烧炉的废气入口连通，二级旋风分离器下端通过排料管与多级悬浮冷却器上端连通，由二级旋风分离器将废气和成品粉石灰分离，其中废气通过废气出口回收通向一级悬浮煅烧炉，利用废气为一级悬浮煅烧炉中煅烧石灰石粉提供助热，二级旋风分离器分离出的成品粉石灰通过排料管通向多级悬浮冷却器；多级悬浮冷却器上端有高温空气出口，多级悬浮冷却器下端有粉石灰排料管、进风管，多级悬浮冷却器的高温空气出口通过高温风机和燃烧空气管道分别与一级悬浮煅烧炉的燃烧空气入口、二级悬浮煅烧炉的燃烧空气入口连通，多级悬浮冷却器的进风管通过风机通入空气，空气在多级悬浮冷却器中对成品粉石灰进行冷却，冷却后的成品粉石灰通过粉石灰排料管排出，空气与成品粉石灰进行热交换后形成高温空气作为燃烧空气，燃烧空气由高温风机分别通向一级悬浮煅烧炉、二级悬浮煅烧炉；流态化冷却器中通过风机通入空气，流态化冷却器一端具有落料出口，流态化冷却器上还具有排气出口，流态化冷却器上的排气出口与二级悬浮煅烧炉的排气入口连通，一级悬浮煅烧炉、二级悬浮煅烧炉燃烧异常时形成的落料分别进入流态化冷却器，在流态化冷却器中与空气热交换并冷却后，落料通过落料出口排出，经过热交换后形成的高温空气通过排气出口回收至二级悬浮煅烧炉，利用高温空气为二级悬浮煅烧炉中煅烧粉石灰提供助热。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：一级悬浮煅烧炉包括：一级进风室，一级缩口，一级锥体，一级柱体，其中一级柱体上端通过一级鹅颈管与一级旋风分离器顶部连通，一级柱体下端依次通过一级锥体、一级缩口与一级进风室上端连通，一级进风室下端通过卸灰管与流态化冷却器连通；一级柱体下部一侧设石灰石粉入口，且石灰石粉入口使石灰石粉向下径向进入一级柱体；一级锥体侧部设燃烧空气入口，且燃烧空气入口使燃烧空气水平割向或向下割向进入一级锥体；一级锥体侧部位于燃烧空气入口的前上方及前上方对向分别布置有燃料入口，两燃料入口相对，且燃料入口使燃料向下割向进入一级锥体；一级进风室上部一侧设废气入口。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：石灰石粉入口内设有物料分散装置。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：二级悬浮煅烧炉包括：二级进风室，二级缩口，二级锥体，二级柱体，其中二级柱体上端一侧通过出口与二级旋风分离器一侧连通，二级柱体下端依次通过二级锥体、二级缩口与二级进风室上端连通，二级进风室下端通过卸灰管与流态化冷却器连通；二级柱体下部一侧设粉石灰入口，且粉石灰入口使粉石灰向下径向进入二级柱体；二级锥体侧部设燃烧空气入口，且燃烧空气入口使燃烧空气水平割向或向下割向进入二级锥体；二级锥体侧部位于燃烧空气入口的前上方及前上方对向分别布置燃料入口，两燃料入口相对，且燃料入口使燃料向下割向进入二级锥体；二级进风室侧部设燃烧空气入口，且燃烧空气入口使燃烧空气向下或水平割向或径向进入二级进风室；二级进风室侧部还设排气入口、点火辅燃燃料入口，其中点火辅燃燃料入口使点火辅燃燃料向下割向进入二级进风室。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：粉石灰入口内设有物料分散装置。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：一级旋风分离器可以是单个或者是二个并列。相应的多级悬浮预热器是单列或者是二列并列。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：二级旋风分离器可以是单个或者是二个并列。相应的多级悬浮冷却器是单列或者是二列并列。所述的一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，其特征在于：一级悬浮煅烧炉的一级柱体内不同高度设置多个中间缩口，二级悬浮煅烧炉的二级柱体内不同高度设置多个中间缩口。石灰生产有三个重要环节：石灰石煅烧、煅烧炉废气热回收、高温石灰热回收，其中核心是石灰石煅烧分解，关键点是提高石灰石煅烧的碳酸钙分解比率，有必要使其达到95%以上以适应高端用户的需求。本发明设计的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，包含了二级串联布置的悬浮煅烧炉，一级悬浮煅烧炉烧制的粉石灰经一级旋风分离器收集后进入二级悬浮煅烧炉再分解，经二级悬浮煅烧炉再烧制的粉石灰由二级旋风分离器收集后作为成品粉石灰，二级旋风分离器出口的废气进入一级悬浮煅烧炉。二级悬浮煅烧炉初始是纯空气环境，其中二氧化碳分压比烟气低而氧分压比烟气高，有利于燃料燃烧和粉石灰中未分解的碳酸钙进一步分解；一、二级悬浮煅烧炉内都采用旋流与喷腾运动相结合，提高了燃烧、换热和分解反应的效果。本发明的一、二级悬浮煅烧炉的底部都设有进风室引入喷腾空气，并排出炉内异常时的落料，保证石灰品质不受炉的运行影响。其中二级进风室也作为点火室点火，以及作为辅燃室提高进入二级悬浮煅烧炉底部的燃烧空气温度。本发明的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置使用煤粉、石油焦粉等固体燃料，也可以使用燃油和天然气。点火时使用燃油或天然气作燃料。本发明采用多级悬浮预热器回收出一级悬浮煅烧炉废气的热量，即预热石灰石粉降低废气温度，一级悬浮煅烧炉出口旋风分离器的废气进入多级悬浮预热器逐步加热喂入的石灰石粉，经预热的石灰石粉入一级悬浮煅烧炉内煅烧。本发明采用多级悬浮冷却器回收出二级悬浮煅烧炉成品粉石灰的热量，即预热燃烧空气降低成品温度，二级旋风分离器分离收集获得的成品粉石灰进入多级悬浮冷却器，逐步冷却至120℃以下。本发明采用流态化冷却器冷却一、二级悬浮煅烧炉异常时的落料，流态化冷却器的排气进入二级悬浮煅烧炉下部的进风室。经多级悬浮冷却器预热的空气作为燃料的燃烧空气，由多级悬浮冷却器出口高温风机分三路引入一、二级悬浮煅烧炉，分别为进二级进风室经二级缩口喷腾、二级锥体旋流、一级锥体旋流，其比例可以调节。根据所需粉石灰产能的大小确定一、二级悬浮煅烧炉出口旋风分离器是单个或者是二个并列，相应的多级悬浮预热器、多级悬浮冷却器是单列或者是二列并列。根据多级悬浮预热器废气排放温度的要求确定多级悬浮预热器串联的级数，根据出多级悬浮冷却器成品粉石灰温度的要求确定多级悬浮冷却器串联的级数。本发明的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，将串联的二级悬浮煅烧炉、旋风分离器、多级悬浮预热器、多级悬浮冷却器等结合在一起，在悬浮状态下完成石灰石粉预热、分解和粉石灰冷却全过程。相比目前的块状石灰煅烧装置，本发明优势在于：1、悬浮状态下预热、分解、冷却，热交换效率高，系统热耗低。2、caco3粉状下分解，反应速度快，分解程度高；悬浮煅烧炉温度分布均匀且可控，分解反应均匀，大大提高产品质量的稳定性和均匀性。3、高温的预热、分解、冷却过程在不运转的静止装置中进行，运行稳定可靠，运转率高。4、生产规模易大型化，单位产品占地小、投资省、综合能耗和成本低。5、各种粒径的石灰石均可磨制成粉作为原料，提高优质资源利用率。6、尤为特别的是石灰石粉经串联的二级悬浮煅烧炉烧制，可进一步提高成品石灰的粉活性氧化钙的含量。附图说明图1为活性粉石灰二级悬浮煅烧装置图图2为一级悬浮煅烧炉的结构图。图3为二级悬浮煅烧炉的结构图。图4为一、二级悬浮煅烧炉柱体中间缩口结构图。图5为石灰石粉和粉石灰入口结构剖面图。图6为石灰石粉和粉石灰入口结构俯视图。具体实施方式如图1-图6所示，一种活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，包括多级悬浮预热器1、一级悬浮煅烧炉3、一级旋风分离器4、二级悬浮煅烧炉6、二级旋风分离器7、多级悬浮冷却器9、流态化冷却器13，其中：作为原料的石灰石粉a从多级悬浮预热器1上端进入多级悬浮预热器1，多级悬浮预热器1下端通过排料管与一级悬浮煅烧炉3侧部的石灰石粉入口36连通，石灰石粉a经多级悬浮预热器1预热后通过排料管进入一级悬浮煅烧炉3；一级悬浮煅烧炉3侧部有燃料入口37供燃料d通入、燃烧空气入口38供燃烧空气通入，一级悬浮煅烧炉3侧部还有废气入口39，一级悬浮煅烧炉3上端通过一级鹅颈管35与一级旋风分离器4顶部连通，一级悬浮煅烧炉3下端通过卸灰管与流态化冷却器13连通，经预热后的石灰石粉a通过石灰石粉入口36进入一级悬浮煅烧炉3内，在一级悬浮煅烧炉3内利用燃料在燃烧空气环境下对石灰石粉进行煅烧，煅烧后初步得到的粉石灰和废气通过一级鹅颈管35进入一级旋风分离器4，煅烧异常时形成的落料通过卸灰管进入流态化冷却器13；一级旋风分离器4上端有废气出口与多级悬浮预热器1下端连通，一级旋风分离器4下端通过排料管与二级悬浮煅烧炉6侧部的粉石灰入口66连通，由一级旋风分离器4将废气与初步得到的粉石灰分离，其中废气通过废气出口回收至多级悬浮预热器1，利用废气对多级悬浮预热器1中的石灰石粉a进行预热，一级旋风分离器4分离出的粉石灰通过排料管通向二级悬浮煅烧炉6；二级悬浮煅烧炉6侧部有燃料入口67供燃料d通入、燃烧空气入口68、69供燃烧空气通入，二级悬浮煅烧炉6侧部还有排气入口611，二级悬浮煅烧炉6下端通过卸灰管与流态化冷却器13连通，二级悬浮煅烧炉6上端一侧与二级旋风分离器7一侧连通，经一级旋风分离器4分离出的粉石灰经粉石灰入口66进入二级悬浮煅烧炉6内，在二级悬浮煅烧炉6内利用燃料在燃烧空气环境下对粉石灰进行煅烧，煅烧后得到的成品粉石灰和废气通向二级旋风分离器7，煅烧异常时形成的落料通过卸灰管进入流态化冷却器13；二级旋风分离器7上端有废气出口与一级悬浮煅烧炉3的废气入口39连通，二级旋风分离器7下端通过排料管与多级悬浮冷却器9上端连通，由二级旋风分离器7将废气和成品粉石灰分离，其中废气通过废气出口回收通向一级悬浮煅烧炉3，利用废气为一级悬浮煅烧炉3中煅烧石灰石粉提供助热，二级旋风分离器7分离出的成品粉石灰通过排料管通向多级悬浮冷却器9；多级悬浮冷却器9上端有高温空气出口，多级悬浮冷却器9下端有粉石灰排料管、进风管，多级悬浮冷却器9的高温空气出口通过高温风机17和燃烧空气管道10分别与一级悬浮煅烧炉3的燃烧空气入口38、二级悬浮煅烧炉6的燃烧空气入口68、69连通，多级悬浮冷却器9的进风管通过风机通入空气，空气在多级悬浮冷却器9中对成品粉石灰进行冷却，冷却后的成品粉石灰b通过粉石灰排料管排出，空气与成品粉石灰进行热交换后形成高温空气作为燃烧空气，燃烧空气由高温风机17分别通向一级悬浮煅烧炉3、二级悬浮煅烧炉6；流态化冷却器13中通过风机通入空气，流态化冷却器13一端具有落料出口，流态化冷却器13上还具有排气出口，流态化冷却器13上的排气出口与二级悬浮煅烧炉6的排气入口611连通，一级悬浮煅烧炉3、二级悬浮煅烧炉6燃烧异常时形成的落料分别进入流态化冷却器13，在流态化冷却器13中与空气热交换并冷却后，落料c通过落料出口排出，经过热交换后形成的高温空气通过排气出口回收至二级悬浮煅烧炉6，利用高温空气为二级悬浮煅烧炉6中煅烧粉石灰提供助热。如图2、图5、图6所示，一级悬浮煅烧炉3包括：一级进风室31，一级缩口32，一级锥体33，一级柱体34，其中一级柱体34上端通过一级鹅颈管35与一级旋风分离器4顶部连通，一级柱体34下端依次通过一级锥体33、一级缩口32与一级进风室31上端连通，一级进风室31下端通过卸灰管与流态化冷却器13连通；一级柱体34下部一侧设石灰石粉入口36，且石灰石粉入口36使石灰石粉向下径向进入一级柱体34；一级锥体33侧部设燃烧空气入口38，且燃烧空气入口38使燃烧空气水平割向或向下割向进入一级锥体33；一级锥体33侧部位于燃烧空气入口38的前上方及前上方对向分别布置有燃料入口37，两燃料入口相对，且燃料入口使燃料向下割向进入一级锥体33；一级进风室31上部一侧设废气入口39。石灰石粉入口36内设有物料分散装置311。如图3、图5、图6所示，二级悬浮煅烧炉6包括：二级进风室61，二级缩口62，二级锥体63，二级柱体64，其中二级柱体64上端一侧通过出口与二级旋风分离器7一侧连通，二级柱体64下端依次通过二级锥体63、二级缩口62与二级进风室61上端连通，二级进风室61下端通过卸灰管与流态化冷却器13连通；二级柱体64下部一侧设粉石灰入口66，且粉石灰入口66使粉石灰向下径向进入二级柱体64；二级锥体63侧部设燃烧空气入口68，且燃烧空气入口68使燃烧空气水平割向或向下割向进入二级锥体63；二级锥体63侧部位于燃烧空气入口68的前上方及前上方对向分别布置燃料入口67，两燃料入口相对，且燃料入口使燃料向下割向进入二级锥体63；二级进风室61侧部设燃烧空气入口69，且燃烧空气入口69使燃烧空气向下（或水平）割向（或径向）进入二级进风室61；二级进风室61侧部还设排气入口611、点火辅燃燃料入口610，其中点火辅燃燃料入口610使点火辅燃燃料e向下割向进入二级进风室61。粉石灰入口66内设有物料分散装置613。一级旋风分离器4可以是单个或者是二个并列，相应的多级悬浮预热器1是单列或者是二列并列。二级旋风分离器7可以是单个或者是二个并列，相应的多级悬浮冷却器9是单列或者是二列并列。如图4所示，一级悬浮煅烧炉3的一级柱体34内不同高度设置多个中间缩口310，二级悬浮煅烧炉6的二级柱体64内不同高度设置多个中间缩口612。参见图1，本发明的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置，包括：多级悬浮预热器1，多级悬浮预热器1的排料管翻板阀2，一级悬浮煅烧炉3，一级旋风分离器4，一级旋风分离器4的排料管翻板阀5，二级悬浮煅烧炉6，二级旋风分离器7，二级旋风分离器7的排料管翻板阀8，多级悬浮冷却器9，多级悬浮冷却器9至一级悬浮煅烧炉3和二级悬浮煅烧炉6的燃烧空气管道10，一级悬浮煅烧炉3底部的卸灰管翻板阀11，二级悬浮煅烧炉6底部的卸灰管翻板阀12，流态化冷却器13，多级悬浮冷却器9的粉石灰排料管电动翻板阀14，多级悬浮冷却器9进风管底部的电动闸板阀15，燃烧空气管道10上的自动调节阀16，多级悬浮冷却器9出口高温风机17。参见图2，本发明的粉石灰二级悬浮煅烧装置，包含的一级悬浮煅烧炉3，包括：一级进风室31，一级缩口32，一级锥体33，一级柱体34，一级鹅颈管35，石灰石粉入口36，一级锥体燃料入口37，一级锥体燃烧空气入口38，二级旋风分离器7的废气入口39。一级悬浮煅烧炉3下部的一级进风室31的作用是将二级悬浮煅烧炉6的出口废气引入炉下部一级缩口32喷腾，并排出一级悬浮煅烧炉3异常时的落料。在一级进风室31的上部，二级旋风分离器7的废气入口39向下（或水平）割向（或径向）进入。一级悬浮煅烧炉3下部的一级进风室31经一级缩口32连接一级锥体33，在一级锥体33上部，设有一级锥体燃烧空气入口38水平割向（或向下割向）进入，在一级锥体燃烧空气入口38前上方及对向，布置二只相对的一级锥体燃料入口37向下割向进入。一级悬浮煅烧炉3的一级锥体33上端接一级柱体34，一级柱体34下部设石灰石粉入口36向下径向进入。一级悬浮煅烧炉3的一级柱体34上端出口接一级鹅颈管35，一级鹅颈管35接一级旋风分离器4。参见图3，本发明的粉石灰二级悬浮煅烧装置，包含的二级悬浮煅烧炉6，包括：二级进风室61，二级缩口62，二级锥体63，二级柱体64，上端出口65，粉石灰入口66，二级锥体燃料入口67，二级锥体燃烧空气入口68，二级进风室燃烧空气入口69，点火辅燃燃料入口610，流态化冷却器排气的入口611。二级悬浮煅烧炉6下部的二级进风室61的作用是将经预热的燃烧空气引入炉下部二级缩口62喷腾，也作为点火室及辅燃室，并排出二级悬浮煅烧炉6异常时的落料。在二级进风室61的下部，二级进风室燃烧空气入口69向下（或水平）割向（或径向）进入，点火辅燃燃料入口610向下割向进入。二级悬浮煅烧炉6下部的二级进风室61经二级缩口62连接二级锥体63，在二级锥体63上部，设有二级锥体燃烧空气入口68水平割向（或向下割向）进入，在二级锥体燃烧空气入口68前上方及对向，布置二只相对的二级燃料入口67向下割向进入。二级悬浮煅烧炉6的二级锥体63上端接二级柱体64，二级柱体64下部设粉石灰入口66向下径向进入。二级悬浮煅烧炉6的二级柱体64上端出口接二级旋风分离器7。二级柱体64上端出口也可以加入一个二级鹅颈管与二级旋风分离器7连接。一级悬浮煅烧炉3的柱体34内不同高度设置2~3个中间缩口310；二级悬浮煅烧炉6的柱体64内不同高度设置1~2个中间缩口612。图4是其结构特征。一级悬浮煅烧炉3的石灰石粉进料口36装有撒料装置311，二级悬浮煅烧炉6的粉石灰进料口66装有撒料装置613，使入料均匀地分布到炉内横断面。图5和图6是其结构特征。实施本发明配套的主要环节，石灰石粉制备储存计量输送：将含水分小于4%的块状石灰石破碎（粒度一般小于60mm），经粉磨制得含水分小于1%的石灰石细粉（细度r0.08筛余5~25%），石灰石细粉经旋风收尘器收集后由斗式提升机等输送设备送入粉料均化库。均化后的石灰石粉经稳流计量后由斗式提升机送入图1所示的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置。废气处理：图1所示的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置多级悬浮预热器出口的废气经高温风机排至袋收尘器净化后排放，袋收尘器收下的粉尘由输送设备送入石灰石粉均化库。粉石灰储存：设置粉料库分别储存图1所示的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置获得的粉石灰成品以及积灰落料等次品。燃料储存粉磨计量输送：煤、石油焦等固体燃料进入堆棚储存，经粉磨制得含水分小于1%的细粉（细度r0.08筛余1~6%），细粉经收尘器收集后进入仓内储存。仓内的粉状燃料通过粉体计量装置计量后经气力输送进入图1所示的活性粉石灰二级悬浮煅烧装置。固体燃料粉磨制的细度根据其品种、质量和特性调整。当前第1页12