专利名称：直燃式石灰石焙烧方法
技术领域：
本发明涉及一种烧制石灰石的方法，尤其是直燃式石灰石焙烧方法。
技术背景石灰石主要成分是碳酸钙CaC03，而生石灰主要成分是CaO，熟石 灰主要成分是氢氧化钙Ca(OH)2。经化学分析石灰石还含有二氧化硅 0.07°/。、三氧化二铝0.02%、三氧化二铁0.03%、氧化钙55.22%、氧化镁 0.08%，烧失量40.79%。石灰石是生产玻璃的主要原料。另外，石灰和 石灰石大量用做建筑材料，也是许多工业的重要原料。石灰石加热焙烧 释放C02后烧制成生石灰。生石灰一般呈块状，纯的为白色，含有杂质 时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟 石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石 灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合， 经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱等混合，经高温熔融制 得。炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去 硫、磷等有害杂质。电石，主要成分是CaC2，是生石灰与焦碳在电炉里 反应制得。索尔维法制得纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反 应。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱称为苛化法。利用纯净的消石灰和 氯气反应制得漂白的。利用石灰石的化学加工制成氯化钙、硝酸钙、亚 硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性，用作硬水软化剂。石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化 妆品等的填充料。石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。 生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上，用生石灰配制石灰硫黄合剂、波 尔多液等农药。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、 供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。石灰石烧制成生石灰即一般俗称烧石灰。人类从会砌房造屋始，就 有了烧石灰的行当。烧石灰首先建一座石灰窑，石灰窑用石头堆砌而成。 窑分满窑和漏窑，满窑较小，装满大小石料后用碎石封顶，然后在窑底 火堂口，不停地用山柴，或煤炭焚烧六、七天后， 一窑石灰烧成，冷却后即可出窑。漏窑比较高大，装石灰石也多，首先将石灰石敲成40-50 公分大小，从窑底铺起， 一层石灰石一层煤直至窑顶，然后从底部火堂 口点火焚烧，几天后窑底出料口就可以出石灰，这种窑可以不停地从顶 部加石料和煤，底部出料口也可以不停地出石灰，不需要熄火连续烧。 窑工的劳动强度大，是十分辛苦的工作，添石料、添煤都得抬到窑顶， 最下一层是约15公分稻草层，稻草层上是约15公分的块煤煤层，块煤 煤层上是约20公分含碳酸钙石灰石，石灰石上是煤层，块煤上是石灰石， 就这样把窑体装满，另外，用稻草编好的绳直径约20公分，分几条从最 底层排到最顶层，因为它燃烧后就可以成为上下通气的气孔。从下面点 火，燃烧完成后石灰就烧成了。混烧石灰竖窑一般是指用固体燃料烧石灰的石灰窑，包括:焦炭、煤、 等作燃料的竖窑。所谓现代环保节能混烧石灰竖窑，是指有合理的高径 比，能实现窑内三段热工工艺即有预热带、煅烧带、冷却带。使燃料热且窑顶上料，窑下卸灰在全部运行过程中都是封 闭的，烟气由管道排出并经过除尘达到无污染排放。它从上料、布料、 料位、温度检测、卸灰都是机械化或自动化操作和控制，既能节约能源又 能实现对环境的保护现代环保混烧石灰竖窑的基本工艺是原料石灰石 和燃料如焦或煤，均有储备料仓，在储备料仓下部有自动称量斗，入窑 原燃料按要求数量经称量后在向窑内装运过程中进行混合，经混合后的 原燃料由料车经斜桥提升至窑顶，再经窑顶具有交替密封性能的窑顶装 料设备和布料设备将原燃料装入窑内。原燃料在窑内在自重作用下下行， 燃料由窑外的助燃风机供风燃烧，石灰石经过预热带、煅烧带、冷却带 在燃料燃烧的热作用下完成石灰石即碳酸钙的脱炭酸反应，分解成氧化 韩即生石灰。后由窑底部的具有交替密封性能的卸灰装置卸出窑外，完 成石灰煅烧全过程。现代混烧石灰窑主要结构为窑壳、窑耐火内衬、窑顶装料设备一 布料器、巻杨上料斜桥，上料小车、供风装置包括风机、风箱、风梁、 风帽等，以及卸灰装置、除尘器和引风机等。现代混烧石灰竖窑的燃料很广泛，焦炭、煤、煤矸石等都可以，固 定炭要在85%以上，灰分和挥发分最好在5%以下,而且越少越好。 一般 使用焦碳和白煤的灰焦(煤)比为l: 0.15-0.2当然焦和煤的质量不同消 耗自然也不同。但对粒度有一定要求，燃料粒度应是石灰石粒度的二分 之一左右，不能有粉末，因为粉末会影响窑的透气性。无论混烧窑还是气烧窑都是需要的合理供风，因为任何燃料燃烧都 必须具备三个条件，即燃料、空气一氧气、和明火，缺少任何一项条件都是不会燃烧的。但风的用量是根据燃料的可燃成分的需氧量来计算，不 可太多，也不可太少。现代环保节能混烧石灰窑卸灰都是在密封状态下运行的，常用的卸 灰设备有螺fi卸灰机、园盘卸灰机、托板卸灰机等同时在卸灰机下边 又装有二道或三道密封卸灰箱交替开闭以保证在整个卸灰过程中石灰窑 始终保持密封状态正常运行。又如中国专利93102466. 8用于焙烧块状矿料的竖炉，按照顺流蓄热 方法工作的竖妒具有两个炉身(2 ， 3 )，它们在由焙烧区(1 4 )向冷 却区(1 5 )的过渡部位展宽形成内部凸缘(38)，在该处燃烧气体被 输送到邻接的炉身(2， 3)。这一展宽的炉身以至少近似圆筒形延续达 到由排料装置(34)封闭的炉身(2 ， 3 )的底部开口 ( 3 5 )。这种 设计使得可能焙烧迄今尚不能在竖炉中焙烧的，具有颗粒尺寸范围l 0 一3 0mm的石灰石，同时具有改进的燃料分布和装料装置以及令人满 意的产品质量。石灰在煅烧时排放的烟尘中含有大量的有害气体和10微米以下的粉 尘，粉尘中又包含S02;F203;AI03等。这些有害气体和粉尘对人体的危 害很大，如果人们长期吸入会引起支气管和肺部等呼吸性疾病，幼儿更 为严重，而且飘浮在空中的粉尘中还含有致癌物质，若24小时呼吸平均 浓度超过150毫克/立方的有害粉尘对人体会造成致命危害。常规石灰窑的上口是敞开的，烧石灰的做法是 一层石头一层煤炭， 反复重叠的添加石头和煤炭；燃料在燃烧时间靠自然通风燃烧，燃烧的 煤炭和石灰石直接接触，石灰石受热分解成石灰。这种烧石灰的现象存在如下不利因素窑内的燃料是多层燃烧，不能充分给氧；下层燃料在 燃烧时释放的一氧化碳、二氧化碳进入上层时，上层燃料燃烧处入无氧 状态，抑制上层燃料的燃烧；窑内释放的一氧化碳和二氧化碳上行排出 时， 一氧化碳得不到温度和氧气的补充，不能参加燃烧而排放，加大了 烟尘的排放浓烟；燃料不能充分燃烧而释放，浪费了燃料且导致了环境 的污染。 发明内容本发明的目的在于，提出一种燃料单独燃烧，改善燃烧状况，并有效 减排烟尘的石灰石烧制方法，即直燃式石灰石焙烧方法。本发明的技术方案是在窑体内下部固定旋风燃烧室，窑体内旋风 燃烧室外形成焙料室，将石灰石原料对方在焙料室，旋风燃烧室内固定 喷射燃烧器，采用喷粉旋风燃烧方式使燃料充分的燃烧，旋风燃烧室的 旋风燃烧的高温火焰从旋风燃烧室周壁上均布的风孔喷出，在窑体顶部 排烟引风作用下，由下向上进入焙料室内原料层，燃烧烟气从窑体上部 通过烟囱连接引风机和烟尘除尘器引出并净化处理，焙烧完成后，生石灰 经窑体下部冷却卸出。本发明在使用过程中，采用喷粉旋风燃烧方式使燃料充分的燃烧， 给予了燃料充分燃烧相匹配的氧气，燃料在高温旋风燃烧室内得到了充 分的燃烧，石灰石与燃烧隔离，燃烧的热量由下向上加热焙料室的石灰 石原料，由引风机辅助排放烟尘，把烟尘送入除尘器，经过除尘器处理 之后排出，不但能快速而较高效的进行热能转换，同时排出的烟气和燃 烧灰尘等污染物也明显减少，燃烧室及焙料室换热工作效率高，节省燃料，符合环保要求，相应窑体结构节能、环保、高效、实用。 附困说明图l是本发明实施例中窑体的结构示意图附图
标记包括加料口l、焙料室2、旋风燃烧室3、燃烧器4、出灰 漏斗5、出料漏斗6、出料口7、窑体封头8、烟囱9、引风机IO、烟尘除尘 器ll、灰尘除尘器12、风孔13。
具体实施方式
实施例在窑体内下部固定旋风燃烧室3，窑体内旋风燃烧室3外形 成焙料室2，将石灰石原料对方在焙料室2，旋风燃烧室3内固定喷射燃烧 器4，采用喷粉旋风燃烧方式使燃料充分的燃烧，旋风燃烧室3的旋风燃 烧的高温火焰从旋风燃烧室3周壁上均布的风孔13喷出，在窑体顶部排烟 引风作用下，由下向上进入焙料室2内原料层，燃烧烟气从窑体上部通过 烟囱9连接引风机10和烟尘除尘器11引出并净化处理，焙烧完成后，生石 灰经窑体下部冷却卸出。窑体为立式窑炉，内壁敷设保温层。窑体内固定旋风燃烧室3，窑体 内旋风燃烧室3外形成焙料室2，窑体顶部固定窑体封头8，窑体封头8 上设置加料口 1，窑体上部通过烟囱9连接引风机10和烟尘除尘器11， 窑体下部固定出料漏斗6，出料漏斗6与焙料室2连通，出料漏斗6底部 固定出料口7，旋风燃烧室3内固定喷射燃烧器4，旋风燃烧室3底部连 接出灰漏斗5。窑体封头8呈上凸形状，顶部连通烟囱9。出灰漏斗5下部与灰尘除 尘器12连接。旋风燃烧室3顶部及壁上均布风孔13。喷射燃烧器4使用燃料包括煤粉、液态水煤浆、燃油、燃气等。石灰石矿原料经初步破碎后，由加料口 l添加入焙料室2，旋风燃烧 室3只完成燃料燃烧，喷射燃烧器4在旋风燃烧室3内采用喷粉燃烧技 术，确保了燃料的充分燃烧，在引风机的牵引作用下把燃烧室内的热量 由下向上拉动，燃烧的热量由下向上加热焙料室2的石灰石矿原料，燃 烧室3外周是加热熟制区，燃烧室3的顶部是预热区，充分利用加热区 的热量。烟尘由引风机10经烟囱9辅助排放，把烟尘送入烟尘除尘器11。 石灰石原料在焙料室2加热焙好后由出料漏斗6经出料口 7排出。由于 粉尘、烟尘都分别密闭在烟尘除尘器11和灰尘除尘器12内，实现了无 烟尘排放，符合节能环保的要求。本发明实施例采用喷粉旋风燃烧方式使燃料充分的燃烧，给予了燃 料充分燃烧相匹配的氧气，燃料在高温旋风燃烧室内得到了充分的燃烧， 石灰石与燃烧隔离，燃烧的热量由下向上加热焙料室的石灰石原料，由 引风机辅助排放烟尘，把烟尘送入除尘器，经过除尘器处理之后排出， 不但能快速而较高效的进行热能转换，同时排出的烟气和燃烧灰尘等污 染物也明显减少，燃烧室及焙料室换热工作效率高，节省燃料，符合环 保要求，把以前石灰原料和燃料混合燃烧的方式改为直接燃烧、间接受 热，提高燃料的利用率，减少污染物的排放，实现节能减排的目的，相 应窑体结构节能、环保、高效、实用。
权利要求
1、直燃式石灰石焙烧方法，其特征在于，在窑体内下部固定旋风燃烧室(3)，窑体内旋风燃烧室(3)外形成焙料室(2)，将石灰石原料对方在焙料室(2)，旋风燃烧室(3)内固定喷射燃烧器(4)，采用喷粉旋风燃烧方式使燃料充分的燃烧，旋风燃烧室(3)的旋风燃烧的高温火焰从旋风燃烧室(3)周壁上均布的风孔(13)喷出，在窑体顶部排烟引风作用下，由下向上进入焙料室(2)内原料层，燃烧烟气从窑体上部通过烟囱(9)连接引风机(10)和烟尘除尘器(11)引出并净化处理，焙烧完成后，生石灰经窑体下部冷却卸出。
2、 如权利要求1所述的直燃式石灰石焙烧方法，其特征在于，窑 体为立式窑炉，内壁敷设保温层，窑体内固定旋风燃烧室(3)，窑体内旋风 燃烧室(3)外形成焙料室(2)，窑体顶部固定窑体封头(8)，窑体封头(8)上设 置加料口(l)，窑体上部通过烟囱(9)连接引风机(10)和烟尘除尘器(11)，窑 体下部固定出料漏斗(6)，出料漏斗(6)与焙料室(2)连通，出料漏斗(6)底部 固定出料口(7)，旋风燃烧室(3)内固定喷射燃烧器(4)，旋风燃烧室(3)底部 连接出灰漏斗(5)，窑体封头(8)呈上凸形状，顶部连通烟囱(9)，出灰漏斗 (5)下部与灰尘除尘器(12)连接，旋风燃烧室(3)顶部及壁上均布风孔(13)。
3、 如权利要求1所述的直燃式石灰石焙烧方法，其特征在于，喷 射燃烧器(4)使用燃料包括煤粉、液态水煤浆、燃油、燃气等。
全文摘要
直燃式石灰石焙烧方法，在窑体内下部固定旋风燃烧室3，窑体内旋风燃烧室3外形成焙料室2，将石灰石原料对方在焙料室2，旋风燃烧室3内固定喷射燃烧器4，采用喷粉旋风燃烧方式使燃料充分的燃烧，旋风燃烧室3的旋风燃烧的高温火焰从旋风燃烧室3周壁上均布的风孔13喷出，在窑体顶部排烟引风作用下，由下向上进入焙料室2内原料层，燃烧烟气从窑体上部通过烟囱9连接引风机10和烟尘除尘器11引出并净化处理，焙烧完成后，生石灰经窑体下部冷却卸出。燃料可以充分燃烧，石灰石与燃烧隔离，不但能快速而较高效的进行热能转换，同时排出的烟气和燃烧灰尘等污染物也明显减少，节省燃料，符合环保要求。
文档编号C04B2/12GK101323505SQ20071011069
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月11日 优先权日2007年6月11日
发明者余经炎 申请人:余经炎