一种具有独立冷却装置的石灰竖窑的制作方法

1.本实用新型涉及石灰工业技术领域，具体涉及一种具有独立冷却装置的石灰竖窑。


背景技术：

2.石灰是许多工业的重要原料，广泛应用于建筑、钢铁、电石、医药、皮革和纺织等行业；其中，活性度是衡量石灰品质、影响性能和价格的主要指标。高活性石灰不仅可以提高下游产品的质量、生产效率，还可以减少下游产品对石灰的用量，因此，开发新工艺、生产高活性石灰已成为石灰从业者努力获得的主要目标之一。
3.高活性石灰的特点是气孔率高达40％以上，成海绵状，体积密度低为1.7～2.0克/立方厘米，比表面积大，可达到0.5～1.3平方米/克，石灰晶粒细小，在用于造渣过程中，熔解能力很高。为获得上述特点，防止生烧和过烧，均匀煅烧和充足的热量是石灰加工工艺需要把握的关键点。
4.在实现本实用新型过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：在已经应用的普通竖窑，其煅烧段和冷却段是上下相连的，冷却风上行到煅烧段，因此降低了煅烧效率并且石灰质量也很难稳定，难以得到高活性石灰。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种具有独立冷却装置的石灰竖窑，在竖窑的窑体之外采用独立的冷却装置，在生产石灰时，将煅烧后的高温石灰转移到独立的冷却装置内，冷却风就不会进入煅烧段，有利于生成高质量的高活性石灰。
6.为达上述目的，一方面，本实用新型实施例提供一种具有独立冷却装置的石灰竖窑，包括：
7.包括窑体、以及设于所述窑体之外用于冷却高温石灰的冷却装置；
8.所述窑体顶端设有用于输送石灰石矿料的入口，所述窑体内设有用于预热石灰石矿料的预热段和煅烧石灰石矿料的煅烧段，所述煅烧段设于所述预热段的下方；
9.所述冷却装置用于冷却煅烧段煅烧石灰石矿料生成的高温石灰，其中，高温石灰在与二氧化碳发生逆反应重新结合成碳酸钙之前就被输送到冷却装置内；
10.所述石灰竖窑还包括用于将煅烧段内的高温石灰输送到所述冷却装置的排料机构，所述排料机构的一端设于煅烧段内、另一端连接于所述冷却装置。
11.优选地，所述冷却装置具有冷却室和冷却风机；所述冷却风机管路连接于所述冷却室，冷却风机通过管路将空气鼓入到冷却室内；
12.所述冷却室具有高温石灰入口和石灰排出出口；
13.所述冷却室还具有废冷却风排出管路，所述废冷却风排出管路分别连接可燃性气体和助燃空气的换热器，和/或，所述废冷却风排出管路连接到助燃空气管道、在废冷却风排出管路排出废冷却空气经过除尘后直接用作助燃空气。
14.优选地，所述窑体具有设于其顶端的排烟口，所述石灰竖窑还包括用于对煅烧石灰石矿料产生的废烟气进行除尘的除尘装置，所述除尘装置连接所述窑体的排烟口。
15.优选地，所述冷却装置可以采用竖式冷却机、。
16.另一方面，本实用新型实施例提供一种通过具有独立冷却装置的石灰竖窑生产石灰的方法，所述石灰竖窑包括窑体，所述窑体内设有预热段和煅烧段，所述煅烧段设于所述预热段的下方；
17.将石灰石矿料自窑体顶端的入口输送到窑体内的预热段；石灰石矿料在预热段内被预热；
18.预热后的石灰石矿料进入到设于预热段下方的煅烧段，预热后的石灰石矿料在煅烧段进行煅烧分解，石灰石矿料煅烧生成成品石灰以及附带产物二氧化碳，煅烧生成的石灰温度很高，高温的石灰会被输送到设于窑体外的冷却装置内进行冷却；
19.在高温的成品石灰与二氧化碳发生逆反应重新结合成碳酸钙之前，通过排料机构将高温石灰输送到冷却装置内，通过冷却装置将高温石灰冷却至预设温度，将冷却至预设温度的石灰输送到指定地点。
20.优选地，所述冷却装置具有冷却室和冷却风机；
21.所述在二氧化碳与高温石灰发生逆反应重新结合成碳酸钙之前，将高温石灰输送到冷却装置内，通过冷却装置将高温石灰冷却至预设温度，包括：
22.在高温的成品石灰发生逆反应重新结合成碳酸钙之前，通过排料机构将高温石灰输送到冷却室内；
23.当冷却装置工作时，通过冷却风机向冷却室内鼓入空气，冷却室内的大量空气形成急冷冷却气流，急冷冷却气流穿过高温石灰之间的缝隙时将高温石灰冷却到预设温度。
24.优选地，还包括：
25.石灰竖窑设置有上料机构，通过上料机构将石灰石矿料自窑体顶端的入口输送到窑体内的预热段。
26.优选地，包括：
27.在冷却室内完成对高温石灰进行冷却之后的废冷却空气可以用于对可燃性气体和助燃空气进行预热，和/或，在冷却室内完成对高温石灰进行冷却之后的废冷却空气也可以经过除尘后当做助燃空气。
28.优选地，还包括：
29.在煅烧段煅烧石灰石矿料时会产生热烟气，热烟气向上进入到预热段，用于对预热段的石灰石矿料预热，其中，所述热烟气包括煅烧石灰石矿料生成的附带产物二氧化碳。
30.优选地，还包括：
31.热烟气在预热段对石灰石矿料预热后，变成废烟气，废烟气自窑体顶端的排烟口排出窑体并进入到除尘装置，除尘装置对废烟气进行除尘处理使得废烟气达到排放标准。
32.上述技术方案具有如下有益效果：在竖窑的窑体之外采用独立的冷却装置对石灰进行冷却，在生产石灰时，在竖窑内完成预热和煅烧在煅烧段将石灰石矿料煅烧得到石灰，石灰为高温。将煅烧后的高温石灰转移到独立的冷却装置内，则能够采用独立的冷却装置对石灰成品进行冷却，那么冷却风就不会进入煅烧段，因此可以不用考虑冷却风对煅烧段温度的影响，可以充分利用冷却风快速冷却石灰，从而可以提高石灰的气孔率、形成的石灰
晶粒细小、体积密度低、比表面积大的高质量高活性石灰。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本实用新型实施例的具有独立冷却装置的石灰竖窑的结构示意图。
35.附图标记表示为：
36.1、上料机构；2、窑体；3、排料机构；4、冷却装置；5、冷却风机；6、成品输送装置。
具体实施方式
37.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。
38.如图1所示，结合本实用新型的实施例，提供一种具有独立冷却装置的石灰竖窑(或者竖窑系统)，包括：
39.包括窑体2、以及设于所述窑体2之外用于冷却高温石灰的冷却装置4。
40.所述窑体2顶端设有用于输送石灰石矿料的入口，所述窑体2内设有用于预热石灰石矿料的预热段和煅烧石灰石矿料的煅烧段，所述煅烧段设于所述预热段的下方。
41.所述冷却装置4用于冷却煅烧段煅烧石灰石矿料生成的高温石灰，其中，在与二氧化碳发生逆反应重新结合成碳酸钙之前，高温石灰被输送到冷却装置4内。冷却装置4设于窑体外面并紧挨着窑体，保证高温石灰及时地被输送到冷却装置4内，能够及时将高温石灰进行冷却，避免发生二氧化碳与氧化钙逆反应重新结合成碳酸钙的问题。
42.所述石灰竖窑还包括用于将煅烧段内的高温石灰输送到所述冷却装置4的排料机构3，所述排料机构3的一端设于煅烧段内、另一端连接于所述冷却装置4。
43.采用在竖窑的窑体2之外采用独立的冷却装置4对石灰进行冷却的石灰窑装置，在生产石灰时，在竖窑内完成预热和煅烧在煅烧段将石灰石矿料煅烧得到高温石灰。将煅烧后的高温石灰转移到独立的冷却装置4内，采用独立的冷却装置4对石灰成品进行冷却，因此冷却风不会进入煅烧段，避免了冷却风对煅烧段的不利影响，所以可以充分利用高速冷却风对高温石灰快速冷却，提高石灰的气孔率、形成的石灰晶粒细小、体积密度低、比表面积大，生成高质量高活性的石灰。独立的冷却装置4可以采用多种冷却形式和余热回收技术，不受窑体2结构限制，同时，只有预热段和煅烧段的窑体2结构更加简单，窑底设有热石灰排出装置(排料机构)，完成煅烧分解的石灰可以均温地在窑底排出。
44.有独立冷却装置的石灰竖窑可以是单膛竖窑系统、外燃式石灰竖窑和直燃式(在煅烧段布置空煤气烧嘴)石灰竖窑等形式。
45.其中，在窑体2的上部布置上料机构1，石灰石矿料经过上料机构1送进窑体2，从上到下经过窑体2的预热段和煅烧段，再经排料机构3排出窑体2，进入到冷却装置4，冷却风机
5向冷却装置4的冷却室内里鼓入冷却空气，冷却后的成品石灰落入成品输送装置6。
46.优选地，所述冷却装置4具有冷却室和冷却风机5；所述冷却风机5管路连接于所述冷却室，冷却风机5通过管路将空气鼓入到冷却室内。在冷却装置4工作时，通过冷却风机5向冷却室内鼓入空气，冷却室内的大量空气形成急冷冷却气流，急冷冷却气流穿过高温石灰之间的缝隙时将高温石灰冷却到预设温度，因此通过急冷方式获得高活性石灰。原理如下：石灰石矿料经过高温煅烧分解成石灰(氧化钙)和二氧化碳，二氧化碳从石灰石 (碳酸钙)里析出，剩下的氧化钙就有了很多缝隙，这个过程是由高温热交换推动的，冷却室内的大量急冷冷却气流在流动过程中快速固定了这些缝隙，这些缝隙实际上是增加了氧化钙的表面积，氧化钙表面积越大活性度越高，因此在煅烧段生成的石灰经过急冷有利于提高活性度。相比于在石灰窑里从底部吹冷却风对高温石灰冷却，所谓急冷(方式)就是通过冷却风机从高温石灰的底部、侧面多角度同时鼓入冷却风，则有大量的冷却气流(冷却空气)对高温石灰进行冷却，通过增加冷却面积来提高冷却效果，提高冷却效率。
47.同时，避免了冷却段与煅烧段相通带来的另外一个问题，即“低温冷却风穿过煅烧段进入预热段，导致预热段热量过剩，从而提高了窑顶温度”。
48.所述冷却室具有高温石灰入口和石灰排出出口。所述冷却室还具有废冷却风排出管路，所述废冷却风排出管路分别连接可燃性气体和助燃空气的换热器，和/或，所述废冷却风排出管路连接用于助燃空气通道，自废冷却风排出管路排出的高温冷却空气经过除尘后用作助燃空气；其中，所述高温的助燃气体有利于降低可燃性气体燃烧消耗。
49.优选地，所述窑体具有设于其顶端的排烟口，所述石灰竖窑系统还包括对废烟气进行除尘的除尘装置，所述除尘装置连接所述窑体的排烟口。预热后的石灰石矿料被输入到煅烧段，高温热载体(如高温烟气、热空气或者其它的高温气体介质)也被输入到煅烧段，高温热载体用于煅烧石灰石矿料，煅烧后石灰石矿料生成石灰，同时还生成了热烟气(包括石灰石分解生成的co2)，热烟气进入预热段预热石灰石矿料。热烟气与石灰石矿料热交换后降低温度排出窑体2，再进入到除尘装置，除尘装置对废烟气进行除尘处理使得废烟气达到排放标准，便从排烟烟囱排出到大气中。或者，还可以在进入除尘装置之前通过余热回收系统回收余热，再进行除尘。
50.优选地，所述冷却装置可以是竖式冷却机、带式冷却机或者环形冷却机，或者采用其它冷却方法的装置。
51.其中，环形冷却机，热料铺在辊道上从下部吹风冷却，能够加大冷却量；冷却塔是石灰回转窑的标配设备，从底部、侧面鼓风冷却，也能够加大冷却量。
52.石灰竖窑系统还包括现有技术中必要的供热装置、换热装置(余热回收系统)、除尘装置和排烟烟囱等，以能够正常生产高活性石灰。
53.根据本实用新型的一种具有独立冷却装置的石灰竖窑(或者竖窑系统)，与其相应的方法为：一种通过具有独立冷却装置的石灰竖窑生产石灰的方法。一种通过具有独立冷却装置的石灰竖窑生产石灰的方法，所述石灰竖窑包括窑体2，所述窑体2内设有预热段和煅烧段，所述煅烧段设于所述预热段的下方。
54.将石灰石矿料自窑体2顶端的入口输送到窑体2内的预热段；在预热段内对石灰石矿料进行预热。
55.预热后的石灰石矿料进入到设于预热段下方的煅烧段，石灰石矿料在煅烧段完成
煅烧分解(对石灰石矿料进行煅烧直至分解完成)，石灰石矿料煅烧生成成品石灰以及附带产物二氧化碳，煅烧生成的石灰具有很高的温度，即高温成品石灰(所述高温为本领域公知常识，一般高于1000℃，高温的成品石灰会被输送到设于窑体2外的冷却装置4内进行冷却。
56.在高温的成品石灰与二氧化碳发生逆反应重新结合成碳酸钙之前，高温石灰通过排料机构3被输送到冷却装置4内，通过冷却装置4将高温石灰冷却至预设温度，将冷却至预设温度的石灰通过成品输送装置6输送到指定地点。
57.优选地，冷却装置4设于窑体外面并紧挨着窑体，保证高温的成品石灰自煅烧段及时排出到冷却装置4内，因此不会发生二氧化碳与氧化钙逆反应重新结合成碳酸钙的问题。
58.采用在竖窑的窑体2之外采用独立的冷却装置4对石灰进行冷却的石灰窑装置，石灰石矿料在竖窑内完成预热和煅烧，煅烧后得到高温的成品石灰。煅烧后的高温石灰被输送到独立的冷却装置4内，采用独立的冷却装置4对石灰成品进行冷却，那么冷却风就不会进入煅烧段，因此可以不用考虑冷却风对煅烧段温度的影响，可以充分利用冷却风对石灰进行快速冷却，能够提高石灰的气孔率，形成的石灰晶粒细小、体积密度低、比表面积大，生成高质量高活性石灰。独立的冷却装置4可以采用多种冷却形式和余热回收技术，不受窑体2结构限制，同时，只有预热段和煅烧段的窑体2结构更加简单，窑底设有热石灰排出装置(排料机构)，完成煅烧分解的石灰均温地在窑底排出。
59.优选地于，所述冷却装置4具有冷却室和冷却风机5。
60.所述在二氧化碳与高温石灰发生逆反应重新结合成碳酸钙之前保证将高温石灰输送到冷却装置4内，通过冷却装置4将高温石灰冷却至预设温度，包括：
61.在二氧化碳与高温石灰发生逆反应重新结合成碳酸钙之前保证通过排料机构3将高温石灰输送到冷却室内；在冷却装置4工作时，通过冷却风机5向冷却室内鼓入空气，在冷却室内，大量空气形成高速急冷冷却气流，高速急冷冷却空气快速地将高温石灰冷却到预设温度，从而获得高活性石灰。原理如下：石灰石矿料经过高温煅烧分解成石灰(氧化钙) 和二氧化碳，二氧化碳从石灰石(碳酸钙)里析出，剩下的氧化钙就有了很多缝隙，这个过程是由高温热交换推动的，冷却室内的大量高速急冷冷却气流在流动过程快速固定了这些缝隙，这些缝隙实际上是增加了氧化钙的表面积，氧化钙表面积越大活性度越高，因此，煅烧后的高温石灰经过急冷有利于提高活性度。相比于在石灰窑里从底部吹冷却风对高温石灰冷却，所谓急冷(方式)就是通过冷却风机从高温石灰的底部、侧面多角度同时鼓入冷却风，通过高速的冷却气流(冷却空气)对高温石灰进行冷却，从而提高冷却效率。
62.同时，避免了冷却段与煅烧段相通带来的另外一个问题，即“低温冷却风穿过煅烧段进入预热段，导致预热段热量过剩，从而提高了窑顶温度”。
63.其中冷却装置可以是竖式冷却机、带式冷却机或者环形冷却机，或者采用其它冷却方法的装置
64.优选地，还包括：石灰竖窑设置有上料机构1，通过上料机构1将石灰石矿料自窑体 2顶端的入口输送到窑体2内的预热段。
65.优选地，石灰竖窑还包括其他装置，比如供热装置，为石灰石矿料分解提供热量。所述通过具有独立冷却装置的石灰竖窑生产石灰的方法还包括：
66.所述冷却室还具有废冷却风排出管路，所述废冷却风排出管路分别连接可燃性气体/助燃空气的换热器，在冷却室内完成对高温石灰进行冷却之后的废冷却空气被输送到
可燃性气体换热器或被输送到助燃空气换热器，以用于对可燃性气体和助燃空气进行预热。和/或，所述废冷却风排出管路连接助燃空气管道，在废冷却风排出管路排出的废冷却空气经除尘后被输送到供热装置，以当做助燃空气；其中，所述高温的废冷却空气用作助燃空气，可以节省可燃性气体消耗量。煅烧石灰矿料会产生热烟气(包括石灰石分解生成的co2)，热烟气进入预热段对石灰石矿料进行预热。热烟气与石灰石矿料热交换后降低温度(此时就成了废烟气)排出窑体2，再进入到除尘装置，除尘装置对废烟气进行除尘处理使得废烟气达到排放标准，便从排烟烟囱排出到大气中。或者，还可以在进入除尘装置之前通过余热回收系统回收余热，再进行除尘。
67.优选地，还包括：
68.在煅烧段煅烧石灰石矿料时会产生热烟气，热烟气向上进入到预热段，用于对预热段的石灰石矿料预热，其中，所述热烟气包括煅烧石灰石矿料生成的附带产物二氧化碳。预热后的石灰石矿料被输入到煅烧段，高温热载体(如高温烟气、热空气或者其它的高温气体介质)被输入到煅烧段，高温热载体用于煅烧石灰石矿料，煅烧后石灰石矿料生成石灰，同时还生成了热烟气(包括石灰石分解生成的co2)，热烟气进入预热段余热石灰石矿料。热烟气与石灰石矿料热交换后降低温度后排出窑体2，再进入到除尘装置，除尘装置对废烟气进行除尘处理使得废烟气达到排放标准，从排烟烟囱排出到大气中。或者，还可以在进入除尘装置之前通过余热回收系统回收余热，再进行除尘。
69.优选地，还包括：
70.热烟气在预热段对石灰石矿料预热后，变成废烟气，废烟气自窑体2顶端的排烟口排出窑体2并进入到除尘装置，除尘装置对废烟气进行除尘处理使得废烟气达到排放标准，从排烟烟囱排出到大气中。
71.综上，本实用新型的石灰竖窑(比如单膛竖窑系统)，具备生产高活性石灰的制备工艺，采用独立冷却装置取代现有技术中的常规石灰竖窑冷却段，包括窑体和冷却装置，所述窑体内设置有预热段和煅烧段，有供热系统和排烟系统，有上料机构和排料机构，冷却装置与窑体相对独立，采用冷却空气对煅烧后的高温石灰进行冷却，降温后的石灰经输送皮带送往成品筛分段，窑顶烟气和废冷却风都可以配置余热利用系统，废冷却风或可以经过除尘后作为助燃空气参与燃烧，或采用其它的余热回收工艺。所取得的有益效果为：
72.1、所述石灰窑使用独立冷却装置对石灰成品进行冷却；窑体取消了冷却段，煅烧后的石灰排到独立冷却装置里，采用冷却风对石灰进行冷却。
73.2、工艺简单、灵活，便于实现快速冷却，提高石灰活性度，也有利于提高产量。
74.3、实质性地简化了窑体结构，便于维护，降低了系统维护成本；
75.4、窑体煅烧段供热与冷却风隔离，从而避免了冷却风与热载体混合，提高了煅烧段生产效率。
76.5、使用的独立冷却装置，例如竖冷机、带式冷却机或者环形冷却机，相比现在石灰竖窑技术，如果采用带式冷却机或者环形冷却机可以直接与输送皮带连接，不会另外占用场地。
77.6、简化了单膛石灰竖窑结构，因此可以提高竖窑效率，提高竖窑产能；独立冷却装置有利于提高石灰活性度。
78.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不
应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
79.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
80.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
81.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。