一种套筒窑局部增氧系统的制作方法

本实用新型涉及套筒窑技术领域，具体为一种套筒窑局部增氧系统。

背景技术：

环形套筒窑广泛应用于冶金、化工和建材领域的石灰生产企业，成为一项关注度极高的石灰煅烧技术。当燃料的热值较低时，燃料在窑内燃烧的强度不足，生石灰会出现烧不透的现象，燃气热值低导致可燃成分占比少，无用气体占比多，在能耗不变的条件下，燃气输入量和助燃风量均较高，煅烧带容易出现向窑顶预热带、窑底冷却带延伸的现象，燃气、助燃风输入量大，导致烟气量增大，带出的粉尘量大，对套筒窑的持续稳定运行以及设备运行成本管控都造成了影响。同时为了解决采用低热值燃料时确保生石灰品质的问题，往往需要加大燃料供应，这造成环形套筒窑在生产中遇到的主要问题是燃料消耗量大，燃尽率低，烟气中一氧化碳(co)含量偏高等问题。最终导致套筒窑能耗增加，同时影响套筒窑生产的稳定性以及成品熟料的质量稳定性。

富氧燃烧是采用比普通空气含氧量高的富氧空气来进行助燃。燃料在富氧空气中燃烧时，火焰温度大幅度提高，燃烧所需的进风量和排烟量减少，大幅度地降低无谓的能源消耗，烟气中三原子气体增加，促进炉内的热辐射传热，富氧燃烧降低燃料的着火温度和燃尽温度，强化火焰的燃烧速度，提高燃料的完全燃烧效率，富氧燃烧是节能、环保的一项重要技术。通过控制助燃空气的含氧浓度来改变燃烧特性和火焰形状、温度，确保合理燃烧。

但目前套筒窑采用的富氧燃烧为整体富氧燃烧，富氧空气消耗量大，易造成套筒窑整体燃烧温度过高，形成过烧，同时难以控制nox的生成及排放。低热值煤气燃烧的强度弱，燃烧的温度相对较低，不利于石灰石在窑内的正常分解，对套筒窑的产量以及成品的质量都有一定的影响。加大燃料供应造成环形套筒窑燃料消耗量大，燃尽率低，烟气中一氧化碳(co)含量偏高。低热值煤气成分中非可燃气体含量高，可燃气体含量低，实际需求的空气量增加，煤气在窑内燃烧后，导致产生的废气量增加，排烟热损失增加。整体富氧燃烧，富氧空气消耗量大，易造成套筒窑整体燃烧温度过高，难以控制nox的生成及排放。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种套筒窑局部增氧系统，解决了采用低热值燃料时燃料消耗量大，烟气中一氧化碳(co)含量偏高，热效率偏低的问题，同时也避免了整体富氧燃烧温度过高，nox生成量大的问题，通过增设增氧空气管实现增氧空气参与套筒窑燃料燃烧利用氧气含量高的增氧空气局部代替助燃气，在燃烧过程中可实现兑入更少气体，解决了低热值燃料消耗量大，烟气体积增大，热损失增加的问题，同时提高了燃料的燃烧强度，增强了换热，控制nox的生成及排放。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种套筒窑局部增氧系统，包括：

制氧单元，用于制造纯氧；

引射单元，其入口端与所述制氧单元连接；

换热单元，其入口端与所述引射单元的出口端连接，所述换热单元设置在套筒窑的上内套筒出口烟道至换热器的热气体管道上；以及

增氧单元，其入口端与所述换热单元的出口端连接，所述增氧单元设置在所述燃烧室外部，所述增氧单元包括增氧环管，所述增氧环管沿周向设置有多个增氧喷枪和多个增氧喷管，所述增氧喷枪设置在燃烧室面板处，所述增氧喷管设置在拱桥下。

进一步地，还包括空气调节单元，所述空气调节单元与所述引射单元的入口端连接。

进一步地，所述引射单元为纯氧-空气引射混合器。

进一步地，所述换热单元包括换热管束。

进一步地，所述增氧单元包括上燃烧室增氧单元和下燃烧室增氧单元，所述上燃烧室增氧单元和下燃烧室增氧单元的入口端分别与所述换热单元的出口端连接，所述上燃烧室增氧单元和下燃烧室增氧单元分别设置在所述上燃烧室和下燃烧室的外部。

进一步地，所述增氧喷枪和增氧喷管的数量与所述燃烧室的数量一一对应。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型局部富氧燃烧后提高了燃烧效率，助燃风量及燃料的使用量可适当减少，可获得较好的节能效果，燃料在富氧状态下不仅能降低着火温度，而且使燃烧速度加快，燃烧过程剧烈，燃烧反应充分、完全，获得较好的换热效果。

(2)本实用新型降低了窑顶温度，由于采用富氧燃烧，燃烧相对完全，火焰长度相对缩短，火焰上部温度较低，减轻了窑顶的热负荷。

(3)本实用新型局部富氧助燃，耗氧量大幅降低，局部富氧助燃气流冷却了火焰高温区，抑制局部高温中nox的形成。

(4)本实用新型通过常规套筒窑上增设增氧环管、增氧喷管和增氧喷头，以实现局部增氧燃料高效燃烧，减少了燃烧所需的进风量和烟气排放量，降低烟气中一氧化碳(co)的含量，同时利用局部增氧，提高了燃烧强度，增强换热，提高热效率，控制nox的生成及排放。

(5)本实用新型的增氧喷枪及增氧喷管伸入燃烧室面板内，以利于最佳增氧区域的选择及火焰形状的组织，对换热管束后的所有增氧空气进行保温，局部增氧可以改善套筒窑燃烧，降低烟气中co含量，减少烟气排放量，减少热量损失，富氧空气参与燃烧节能与环保效果明显。

附图说明

图1为本实用新型的套筒窑局部增氧系统的结构示意图；

图2为本实用新型的增氧环管的结构示意图；

图3为本实用新型的套筒窑的结构示意图；

图4为图3中a处的局部放大图；

图5为图3中b处的局部放大图。

图中：1、制氧单元；2、空气调节单元；3、引射单元；4、换热单元；5、上燃烧室增氧单元；6、下燃烧室增氧单元；7、上燃烧室；8、下燃烧室；9、增氧环管；10、增氧喷枪；11、增氧喷管；12、窑体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

图1至图5示出了本实施例的套筒窑局部增氧系统的结构示意图，包括制氧单元1、空气调节单元2、引射单元3、换热单元4和增氧单元；其中，

制氧单元1，用于制造纯氧；

空气调节单元2，用于调节进入引射单元2的空气流量；

引射单元3，其入口端分别与制氧单元1和空气调节单元2连接，引射单元3为纯氧-空气引射混合器，外界的新鲜空气由于纯氧-空气引射混合器的引射抽吸，作为被引射气体进入纯氧-空气引射混合器；纯氧气体与新鲜空气按一定体积比进行混合，混合气体中的氧含量较高，称之为增氧空气；

换热单元4，其入口端与纯氧-空气引射混合器的出口端连接，换热单元4为换热管束，换热管束设置在套筒窑的上内套筒出口烟道至换热器的热气体管道上，换热管束内流经增氧空气，其作用是利用热气体管道上烟气热量，将换热管束内的增氧空气加热；

增氧单元，包括上燃烧室增氧单元5和下燃烧室增氧单元6，上燃烧室增氧单元5和下燃烧室增氧单元6的入口端分别与换热单元4的出口端连接，上燃烧室增氧单元5和下燃烧室增氧单元6分别设置在上燃烧室7和下燃烧室8的外部；上燃烧室增氧单元5和下燃烧室增氧单元6分别具有一增氧环管9，增氧环管9沿周向设置有多个增氧喷枪10和多个增氧喷管11，所述增氧喷枪10设置在燃烧室面板处，所述增氧喷管11设置在拱桥下。

在一较佳地实施例中，增氧喷枪10及增氧喷管11伸入燃烧室面板的长度可调。

在一较佳地实施例中，上燃烧室增氧单元5的增氧喷枪10和增氧喷管11的数量与上燃烧室7的数量一一对应；下燃烧室增氧单元6的增氧喷枪10和增氧喷管11的数量与下燃烧室8的数量一一对应。

石灰石在套筒窑内煅烧过程的一个显著特点是逆流煅烧和并流煅烧同时进行。套筒窑外壳上分布的两层燃烧室将窑体12分成两个逆流操作的煅烧带和一个并流操作的煅烧带。上燃烧室7为不完全燃烧，助燃空气供给不足，只有50％左右。在废气引风机的作用下，不完全燃烧烟气进入上部料层与来自下方含过剩空气的气流相遇，使不完全燃烧产物得到完全燃烧。这个区域(从上燃烧室7到上部内套筒下口平面)即为上部煅烧带。在此区域内其气流方向与物料流动方向相反，煅烧过程称为逆流煅烧。在下燃烧室8供给燃料燃烧所需的助燃空气是过量的，这样保证了煅烧温度均匀。下燃烧室8燃烧产生的高温烟气一部分经过中部逆流煅烧带、上部逆流煅烧带流向窑顶；另一部分则会在喷射管高速气流所产生的负压抽力作用下向下流动，在下燃烧室8与下内套筒的循环气体入口之间形成并流煅烧带，石灰石最终是在这一区域内煅烧完成。

本实用新型通过常规套筒窑上增设增氧环管、增氧喷管和增氧喷头，以实现局部增氧燃料高效燃烧，减少了燃烧所需的进风量和烟气排放量，降低烟气中一氧化碳(co)的含量，同时利用局部增氧，提高了燃烧强度，增强换热，提高热效率，控制nox的生成及排放。

本实用新型的增氧喷枪及增氧喷管伸入燃烧室面板内，以利于最佳增氧区域的选择及火焰形状的组织，对换热管束后的所有增氧空气进行保温，局部增氧可以改善套筒窑燃烧，降低烟气中co含量，减少烟气排放量，减少热量损失，富氧空气参与燃烧节能与环保效果明显。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。