专利名称：一种星型石灰窑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煅烧物料装置，具体来说涉及一种星形石灰窑装置。
技术背景石灰及轻质白云石等是重要的建筑材料，也是冶金、化工领域的重要原料， 现有技术是以白云石、石灰石为原料，采用带燃烧梁的竖窑煅烧石灰。这样过 程的不足是竖窑内炉气^动的方向与石料流动的方向相反，即石料从上向下 运行，炉气自下而上流动，石料的气体阻力大，炉内压力高，容易出现气体偏 析现象，造成石灰石受热不均匀，影响产品质量。本申请人在专利号为ZL200320111077.3的实用新型专利公开了一种内外加热式石灰炉，该石灰炉的 燃烧系统设有炉筋燃烧管和周边烧嘴，炉筋燃烧管上设有燃烧器(烧嘴)，有效 解决了煅烧带火焰和热量的分布，提高了燃烧效率，但是炉筋燃烧管在工作过 程中需要用冷却介质冷却梁体，不仅浪费掉一些热量，而且增加了设备成本和 操作费用。吉林电子出版社出版的《最新石灰生产工艺技术管理及防污染措施操作实 务全书》 一书介绍了一种横流式竖炉C142 150页)。该竖炉由原料供给设备、 炉体、燃烧装置、热交换装置、废气除尘装置组成。该工艺的特点是加热室和 煅烧分开，燃料在燃烧室燃烧后产生的烟气进入煅烧带对石料层进行煅烧；在 冷却带冷却石灰的高温热空气通过换热器与助燃空气换热。该工艺及其装置由 于石灰石与火焰不接触，能够煅烧较小的石灰石物料，不易产生过烧，提高了 产品质量。但该工艺仍有其不足:①需有专门的燃烧室，不易操作；②通过换热器换热来利用冷却石灰后的余热，增加了设备投资和操作费用。本申请人申请号为200910073908.4的发明专利申请披露了一种烧制石灰的 方法和星形窑炉装置，所述装置的煅烧带装有高温蓄热式烧嘴，在煅烧带燃料 气和助燃空气从窑一侧的烧嘴进入窑体燃烧，煅烧石灰石后从另一侧离开窑体， 两侧烧嘴交替运行。冷却带冷却石灰后的热空气通往预热带预热石灰石物料。 该技术方案可以适于加工粒度较小的石灰石物料。但是，由于煅烧带温度高， 容易出现过烧现象，影响石灰产品质量。 发明内容为克服现有技术的不足，本发明提供一种星型石灰窑装置，釆用煅烧区和 均质区相间设置，在煅烧带进行多段煅烧和均质过程，改善煅烧效果，使石灰 石的煅烧在缓和的气氛下充分进行，提高煅烧产品的质量。本发明提供的星型石i窑装置，包括有窑体、进料装置、出料装置、燃料 系统、供风系统和废气排放系统，窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形，窑 体内分预热带、煅烧带和冷却带。煅烧带相对的两侧窑壁装有高温蓄热式烧嘴， 预热带和冷却带两侧相对的窑壁分别设置有气孔，每侧的气孔与集气装置连接。 所述冷却带的集气装置通过气体输送管与预热带的集气装置连通。所述高温蓄 热式烧嘴为2 6排，每排设有1 20个高温蓄热式烧嘴，每排高温蓄热式烧嘴 的下部设有均质区。所述预热带分为高温预热带和低温预热带或只设高温预热带，冷却带分为 高温冷却带和低温冷却带。所述高温预热带的一侧的集气装置通过高温气体输 送管、引射器连接到高温冷却带的集气装置，另一侧的集气装置通过高温气体 输送管与同侧高温冷却带的集气装置连通，形成循环回路；所述低温冷却带一 侧的集气装置通过低温气体输送管与低温预热带两侧的集气装置连通，另一侧的集气装置与鼓风机的出口连接。本发明选择方案为所述高温预热带两侧的集气装置分别通过高温气体输 送管、引射器与高温冷却带的集气装置连接，形成循环回路；或高温冷却带一 侧的集气装置通过高温气体输送管连接到高温预热带两侧的集气装置，另一侧 与鼓风机的出口连通。所述低温预热带两侧的集气装置通过低温气体输送管、 三通阀连接到低温冷却带两侧的集气装置或连接到高温蓄热式烧嘴的空气入 口 ，鼓风机通过三通阀连接到低温冷却带两侧的集气装置。所述引射器的支路与高温蓄热式烧嘴的烟气管路连接。所述高温气体输送- 一管设置在石灰窑炉体内的两端。也可设置在窑体两端的窑壁内。为避免灰尘和凝结物质堵高温塞蓄热式烧嘴，高温蓄热式烧嘴可选择活塞 推进式烧嘴，所述活塞推进式烧嘴的上部与下料管连接，下料管与料斗连接， 下料管装有进料锁，气体管路连接到下料管的进料锁与活塞推进式烧嘴之间。 煅烧带两侧设有进料口，进料口位于活塞推进式烧嘴的出口处，进料口处有物 料流动的空间，燃料喷入口设置在进料口处。活塞推进式烧嘴的出口设有挡板。 喷入的燃料为固体燃料、气体燃料、液体燃料、或上述两种或三种燃料混合使 用。所述料斗可选择为共用料斗，共用料斗与2 20下料管连接，通过下料管 与活塞推进式烧嘴连接。所述活塞推进式烧嘴为并排连接状态或同一排的活塞 推进式烧嘴成一个整体状态，共用一个推进机构。并排连接时活塞推进式烧嘴 的活塞杆固定连接在一起。高温预热带、低温预热带、高温冷却带、低温冷却带的窑壁上分别设有l 16排气孔，每排1 30个气孔，所述气孔为竖长形气孔或横长形气孔，不排除 其它形状的气孔。预热带的上部选择设有废气抽吸梁或废气抽吸孔，废气抽吸孔与集气装置连接，所述集气装置可以是钢板焊接的圆柱型或者长方型箱体， 箱体上面焊接多个支管与窑体上的气孔相连接，集气装置可以根据需要做成内 保温或者外保温结构。高温蓄热式烧嘴内装有蓄热体，所述蓄热体为莫来石小 球，陶瓷小球，或被加工的块状物料。本发明所述的星型石灰窑装置由于煅烧带设有两排或两排以上，温蓄热式 烧嘴，每排高温蓄热式烧嘴的下部设有均质区，采用多层煅烧和多层均质，石 灰石在煅烧带煅烧和均质过程相间进行，即煅烧一均质一煅烧一均质……，煅 烧温度可适当降低，煅烧更加缓和充分，避免生烧或过烧，改善煅烧效果，提 高产品质量。预热带和冷却带分别分为两段，利用低温冷却带的热空气预热低 温预热带的石灰石，高温冷却带的热空气为高温预热带提供热源，同时利用高 温蓄热式烧嘴排出的废烟气进行循环，使余热得到充分利用。高温预热带与高 温冷却带之间的连通管路ft用引射器，既可以有效地利用风机为预热气体循环 提供动力，又可避免高温烧坏设备。用被煅烧的石灰石作蓄热体，选择活塞推 进式烧嘴，便于经常更换高温蓄热式烧嘴中的蓄热体，避免堵塞高温蓄热式烧 嘴，增加操作的灵活性和经济性。
图1为本发明星型石灰窑流程示意图； 图2为本发明另一实施方式流程示意图； 图3为煅烧带示意图；图4本发明第三实施方式的中间进料口及活塞推进式烧嘴示意图；图5石灰窑装置共用料斗俯视图；图6高温气体输送管安装位置示意图；图7并排安装活塞推进式烧嘴示意图；图8整体式活塞推进式烧嘴示意图。图9为本发明第四实施方式流程示意图； 图10为本发明第五实施方式流程示意图；图11为高温蓄热式烧嘴气路示意图。 其中1—原料输送机、2—进料装置、3—废气抽吸梁、4 (4a、 4b、 4c、) 一三通 阀、5—窑体、6—低温预热带、7—高温预热带、8—集气装置、9—高温蓄热式 烧嘴、10~煅烧区、ll一均质区、12 (12a、 12b、)一引射器、13 (13a、 13b) 一鼓风机、14—除尘器、i5—引风机、16—烟囱、17—高温冷却^v 18—低温 冷却带、19一出料口、 20—出料装置、21—助燃空气管路、22—烟气管路、23 一料斗；24—气体管路、25—活塞推进式烧嘴、26—活塞杆、27—进料口、 28 _挡板、29—石灰流动空间、30—下料管、31—进料锁、32—共用料斗、33— 燃料管路、(34、 37)—高温气体输送管、38—低温气体输送管、40—燃料喷入 □。
具体实施方式
实施例1本发明提供的一种星型石灰窑装置如图1所示，包括有窑体5、原料输送 机l、进料装置2、出料口 19，出料装置20、燃料系统、供风系统和废气排放 系统，窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形，窑体内分预热带、'煅烧带和冷 却带。所述预热带的上部设有3根废气抽吸梁3。所述预热带分为低温预热带6 和高温预热带7。高温预热带和低温预热带窑壁相对两侧开有气孔，低温预热 带和高温预热带每侧窑壁分别有三排气孔，每排6个气孔，气孔为横长形气孔。 气孔与外部的集气装置8连接。集气装置是由钢板焊接成的柱形或箱型结构，上面焊接有多个支管与窑体的气孔连接，集气装置可以依据气体温度进行内保 温或外保温。煅烧带设有三排高温蓄热式烧嘴9，每排设有5组哮嘴。高温蓄热式烧嘴装有莫来石小球作蓄热体。如图3所示，煅烧带分为煅烧区10和均质区ll，每排高温蓄热式烧嘴的下部的空间为均质区。所述冷却带分为高温冷却带17和低温冷却带18，高温冷却带和低温冷却带相对的两侧分别设有三排气 孔，每排6个气孔，气孔^/横长形气孔，气孔与外部的集气装置f连接。高温 预热带一侧的集气装置通通过高温气体输送管37、引射器12a连接到高温冷却 带同一侧的集气装置。所述引射器的支路与高温气体输送管37连接，出口连接 到高温冷却带一侧的集气装置，入口连接到鼓风机13a的出口；高温预热带另 一侧的集气装置通过高温气体输送管34与同侧高温冷却带的集气装置连通，形 成循环回路。所述低温冷却带18 —侧的集气装置通过低温气体输送管38与低 温预热带6两侧的集气装置连通，另一侧的集气装置与鼓风机13b的出口连接。 低温冷却带和高温冷却带气体流动的方向相反。高温蓄热式烧嘴f"l燃料线和 空气线连接，烟气出口汇集到一起连接到废气排放系统。预热带上部的废气抽 吸梁3连接到废气排放系统，废气排放系统包括除尘器14、引风机15和烟囱 16。所述星型石灰窑烧制石灰的过程为石灰石物料经原料输送机1、进料装 置2进入石灰窑的窑体5内，在低温预热带6和高温预热带7预热，经高温预 热后物料温度达800 900;C 。预热后到煅烧带煅烧，所使用燃料为高炉煤气， 也可选用液化气，在煅烧带经三排烧嘴即三个煅烧区10煅烧，每个煅烧区煅烧 后要在均质区ll均质，然后再进行下一煅烧区的煅烧，依次进行煅烧一均质一 煅烧一均质一煅烧一均质。上煅烧区的温度为1000 110(TC，中煅烧区的温度 为U00 120(TC，下煅烧区的温度为1000 1100°C。煅烧完成后石灰产品向下运行，进入高温冷却带17和低温冷却带18冷却。冷却后的石灰产品经出料口 19和出料装置20离开石灰窑装置。在煅烧带气体燃料(高炉煤气)和助燃空 气从一侧的高温蓄热式烧嘴进入煅烧带的煅烧区，在煅烧区混合B燃烧加热， 烟气横向流动，从对面的高温蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后经 排放系统排放。由烟气出口温度控制换向，当烟气达到20(TC时换向，燃料气 和助燃空气从另一侧高温蓄热式烧嘴进入，经高温蓄热式烧嘴中蓄热体预热后 进入煅烧区煅烧，烟气从对面的高温蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热， 然后离开窑体经排放系统排放，三排高温蓄热式烧嘴相同的原理运行。在高温 冷却带，鼓风机13a鼓风绿引射器12a，由支路吸动从高温预热带秀|]气体一起 进入高温冷却带17的一侧，在高温冷却带横向流动，冷却石灰后的热空气从对 面一侧气孔离开窑体，经高温气体输送管34到高温预热带7的一侧，高温气体 在高温预热带7内横向流动，继续预热石灰石物料，放出热量后的气体从另一 侧离开窑体，经高温气体输送管37返回到引射器12a的支路，形成循环。在低 温预热带，冷却风由鼓风机Bb鼓风从一侧的气孔进入窑体，在窑体内横向流 动继续冷却石灰产品，气体从对面一侧的气孔出去，经低温气体输送管路38到 达低温预热带6，从两侧《孔进入窑体5，预热刚进入的石灰石物茅净，预热石灰 石后的废气经上部的废气抽吸梁3离开窑体。废气经除尘器14、引风机15到 烟囱16排放。 实施例2本发明的另一实施方式如图2所示，所述高温预热带7的两侧分别通过高温 气体输送管(34、 37)、弓l射器(12a、 12b)与高温冷却带17连接，形成循环 回路。连接方式为，所述引射器12a的支路经高温气体输送管34与高温预热带 的集气装置连接，出口连接到高温冷却带一侧的集气装置，入口ife三通阀4a连接到鼓风机13a的出口，三通阀4a的另一端连接到引射器12b的入口，所述 引射器12b支路通过高温气体输送管37连接到高温预热带7的集气装置，出口 连接到高温冷却带17另一侧的集气装置。低温预热带通过鼓风机13b、三通阀 (4b、 4c)、低温气体输送管38与低温冷却带18连通。所述鼓风机13b通过三 通阀4b连接到低温冷却带两侧的集气装置，低温冷却带的集气装置通过三通阀 4c、低温气体输送管38连接到低预热却带6两侧的集气装置。所逸富温蓄热式 烧嘴9的烟气管路22通过三通阀分别连接到引射器12a、 12b的支路。低温预 热带、高温预热带、高温冷却带和低温冷却带两侧分别设有三排气孔，每排6 个气孔，气孔为竖长形气孔。为避免热损失，节省能源，如图6所余，所述高 温气体输送管34、 37设置石灰窑炉体5内的两端。所述低温气体输送管38可 设置在窑体外采用内保温通道。本实施例预热带和冷考卩带的运行方式为高温预热带7预热石灰石物料后 的气体从一侧气孔离开窑体，经高温气体输送管34和从高温蓄热式烧嘴9排出 的烟气一起通过引射器12a进入高温冷却带的一侧，气体横向流动，穿过高温 冷却带冷却石灰，冷却石灰后从另一侧离开窑体，经引射器12b、高温气体输 送管37到高温预热带7的另一侧，鼓风机13a通过三通阀4a为引射器13a、 13b 供风提供动力。通过自动控制三通阀4a，引射器12a、 12b自动控制交替运行， 气体在高温冷却带17和高温预热带7交替按相反的方向流动。在低温冷却带 18，冷却风经鼓风机13b、'三通阀4b分别从两侧进入窑体，交替fH向流动继续 冷却石灰产品，离开窑体的气体分别经三通阀4c、低温气体输送管38到低温预 热带6的两侧的集气装置，从两侧的气孔进入窑体。通过控制三通阀4b、 4c的 动作自动改变气体在低温冷却带18流动方向。废气经预热带上部废气抽吸梁3 到排放系统排放。其它过程与实施例1相同。实施例3本发明第三实施方式如图4所示，装置除顶部进料之外，还通过窑体5两侧的高温蓄热式烧嘴9进料。所述高温蓄热式烧嘴采用活塞推进 嘴25，所 用蓄热体是粒度为10 30mm的石灰石物料颗粒。所述活塞推进式烧嘴通过活 塞杆26与驱动设备连接，活塞推进式烧嘴的上部与下料管30连接，下料管与 料斗23连接，下料管装有进料锁31，气体管路24连接到下料管的进料锁与活 塞推进式烧嘴之间。气体管路24通过三通阀与助燃空气管路21、烟气管路22 连接，烟气管路出口处设有温度测定设备。所述煅烧带较窑体5其它部位外凸， 内有石灰石流动的空间29，进料口 27位于活塞推进式烧嘴的出口处，进料口 处设有燃料喷入口 40，所用燃料为煤粉，燃料喷入口与燃料管路3'3连接，烧 嘴的出口设有挡板28。如图5所示，所述料斗为共用料斗32，共用料斗与3个 下料管30连接，通过下料管与活塞推进式烧嘴25连接。其它的设备和连接状 态与实施例2相同。本实施例采用固体燃料混合锻烧，石灰石和块状煤燃料一同从顶部进入窑 体，经低温预热带和高温预热带预热后，进入煅烧带煅烧，助燃风经A侧的气 体管路24进入活塞推进式烧嘴25,并经活塞推进式烧嘴进入煅烧带助燃，燃 烧后的烟气经B侧的活塞推进式烧嘴25、下料管30和气体管路24出去，预热 活塞推进式烧嘴中的石灰石物料。待烟气出口温度达到15(TC时，自动换向， 助燃空气从B侧进入煅烧带，B侧活塞推进式烧嘴中的石灰石物料将热量传给 助燃空气，空气在煅烧带助燃后，烟气经A侧的活塞推进式烧嘴、下料管和气 体管路出去，预热A侧预热活塞推进式烧嘴中的石灰石物料。为避免烟气中的 凝结物质堵塞蓄热式烧嘴和管路，定期推动活塞杆26，将活塞推进式烧嘴中的 石灰石物料推入窑体，作为原料煅烧。通过燃料喷入口40喷入煤粉丄乍为补充燃料。作为选择，如图7所示，本发明为两个以上所述活塞推进式烧嘴25并排连 接，并排连接时活塞推进式烧嘴的活塞杆26固定连接在一起，共用^个推进机 构。可数个活塞推进式烧嘴连在一起，也可整排活塞推进式烧嘴连接在一起， 本实施例采用4个活塞推进式烧嘴25固定在一起。另一个选择如图8所示，同一排多个活塞推进式烧嘴成一个整体。可以数 个活塞推进式烧嘴连成一个整体，也可整排活塞推进式烧嘴连成^体。实施例4本发明第四实施方式如图9所示，是在实施例2的基础上的改进。与实施 例2不同的是预热带只设高温预热带7，预热带的上部不设废气抽咴梁，低温 冷却带18的集气装置通过三通阀4c、低温气体输送管38连接到高温蓄热烧嘴 9的助燃空气入口，使经过低温冷却带预热的气体通过高温蓄热式烧嘴进入煅 烧带作助燃空气。高温蓄,式烧嘴的烟气管路，既通过三通阀连接到两台引射 器12a、 12b的支路，又与排放系统连接，使高温蓄热式烧嘴排出的烟气一部 分进入高温冷却带进行循环， 一部分废烟气由烟囱排放，具体排放的量，根据 实际情况控制。低温气体输送管38与高温蓄热式烧嘴的连接一种方式是连接到助燃空气 管路，另一种如图ll所示，所述高温蓄热式烧嘴中的蓄热体分为高温段和低温 段，所述低温气体输送管38连接到高温蓄热烧嘴9蓄热体的高温段。实施例5本发明第五实施方式如图IO所示，其特点是高温冷却带17的经高温气体 输送管37连接到高温预热带两侧的集气室。经高温预热带7预热石灰石物料后 废气不再返回高温冷却带，而经废气抽吸梁3到排放系统。同实施例4一样，低温预热带18通过三通阀4c、低温气体输送管38连接到高温蓄热烧嘴9的助 燃空气入口，高温蓄热式烧嘴的烟气线既通过三通阀连接到两台引射器12a、 12b ，又与排放系统连接，使一部分烟气循环回到高温冷却带，其余部分烟气 经烟囱排放。
权利要求
1、一种星型石灰窑装置，包括有窑体(5)、进料装置(2)、出料装置(20)、燃料系统、供风系统和废气排放系统，窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形，窑体内分预热带、煅烧带和冷却带；所述煅烧带相对的两侧窑壁装有高温蓄热式烧嘴(9)，所述预热带和冷却带两侧相对的窑壁分别设置有气孔，每侧的气孔与集气装置(8)连接；所述冷却带的集气装置通过气体输送管与预热带的集气装置连通，其特征是所述高温蓄热式烧嘴(9)为2～6排，每排设有1～20个高温蓄热式烧嘴，每排高温蓄热式烧嘴的下部设有均质区(11)。
2、 根据权利要求1所述的星型石灰窑装置，其特征是所述预热带分为高 温预热带(7)和低温预热带(6)或只设高温预热带(7)，所述冷却带分为高 温冷却带(17)和低温冷却带(18)。
3、 根据权利要求2所述的星型石灰窑装置，其特征是所述高温预热带的 一侧的集气装置通过高温气体输送管(37)、引射器(12a)连接到高温冷却带(17)的集气装置，另一侧的集气装置通过高温气体输送管(34)与同侧高温 冷却带的集气装置连通，形成循环回路；所述低温冷却带(18) —侧的集气装 置通过低温气体输送管(38)与低温预热带(6)两侧的集气装置连通，另一侧 的集气装置与鼓风机(13b)的出口连接。
4、 根据权利要求2所述的星型石灰窑装置，其特征是所述高温预热带(7) 两侧的集气装置分别通过高温气体输送管(34、 37)、引射器(12a、 12b)与高 温冷却带(17)的集气装置连接，形成循环回路；或高温冷却带(17) —侧的 集气装置通过高温气体输送管(37)连接到高温预热带(7)两侧的集气装置， 另一侧的集气装置与鼓风机(13a)的出口连通。
5、根据权利要求4所述的星型石灰窑装置，其特征是所述低温预热带两侧的集气装置通过低温气体输送管(38)、三通阀(4c)连接到低温冷却带(18) 两侧的集气装置或连接到高温蓄热式烧嘴9的空气入口，鼓风机通过三通阀连 接到低温冷却带两侧的集气装置。
6、 根据权利要求3 5中任一项所述的星型石灰窑装置，其特征是所述引 射器的支路与高温蓄热式烧嘴的烟气管路(22)连接；所述高温气体输送管设 置在石灰窑炉体(5)内的两端。
7、 根据权利要求1所述的星型石灰窑装置，其特征是所述高温蓄热式烧 嘴为活塞推进式烧嘴(25)，所述活塞推进式烧嘴的上部与下料管(30)连接， 下料管与料斗(23)连接，下料管装有进料锁(31)，气体管路(24)连接到下 料管的进料锁与活塞推进式烧嘴之间。
8、 根据权利要求7所述的星型石灰窑装置，其特征是所述煅烧带两侧设 有进料口 (27)，进料口位于活塞推进式烧嘴的出口处，所述进料口处有物料流 动的空间(29)，燃料喷入口 (40)设置在进料口 (27)处，所述活塞推进式烧 嘴的出口处设有挡板(28)。
9、 根据权利要求7所述的星型石灰窑装置，其特征是所述料斗为共用料 斗(32)，共用料斗与2 20下料管(30)连接，通过下料管(30)与活塞推进 式烧嘴(25)连接。
10、 根据权利要求7 9中任一项所述的星型石灰窑装置，其特征是所述 活塞推进式烧嘴(25)为升排连接状态或同一排的活塞推进式烧嘴成一个整体 状态，共用一个推进机构；并排连接时活塞推进式烧嘴的活塞杆(26)固定连 接在一起。
全文摘要
本发明涉及一种星型石灰窑装置，包括有窑体、进料装置、出料装置、燃料系统、供风系统和废气排放系统。窑体内分预热带、煅烧带和冷却带。所述煅烧带相对的两侧窑壁装有2～6排高温蓄热式烧嘴，每排设有1～20个高温蓄热式烧嘴，每排高温蓄热式烧嘴的下部设有均质区，所述冷却带的集气装置通过气体输送管与预热带的集气装置连通。使用本发明，煅烧温度可适当降低，煅烧更加缓和充分，避免生烧或过烧，改善煅烧效果，提高产品质量。预热带与冷却带之间的连通管路上使用引射器，既可以有效地利用风机为预热气体提供动力，又可避免高温烧坏设备。
文档编号C04B2/00GK101628790SQ20091007458
公开日2010年1月20日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者贾会平 申请人:贾会平