专利名称：一种在悬浮态预热分解炉利用煤气煅烧石灰石生产活性石灰粉的方法
技术领域：
本发明涉及一种以钢铁生产中富余煤气为燃料，利用生产水泥的悬浮态预分解炉煅烧石灰石生产活性生石灰的方法，属于建筑材料的环保生产领域。
背景技术：
目前我国石灰石煅烧生产活性石灰粉的工艺主要是回转窑和竖窑回转窑作为一 种成熟的煅烧工艺在生石灰生产中应用很广，但前期投资大，对操作人员、检修人员和技术 人员素质要求较高，对原料和燃料的质量、粒度要求较严，且电耗较高，导致生石灰的生产 成本较高；竖窑是煅烧石灰石工艺中最传统的工艺，但其缺点在于1、石灰石在块状下加 热及分解，传热及传质速度慢，加热及分解时间长，生产效率低；2、生产温度高，保温时间 长，热效率低，热耗高；3、生成的SO2和NOx量大，环境污染严重；4、燃料不完全燃烧严重，产 生大量的C0，造成燃料浪费；5、生成温度高，生石灰结构紧密，活性差，质量稳定性差。在冶金过程中伴随着产生大量的煤气，包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气，它们 大部份被用于加热冶金过程中的各种炉(窑)及锅炉，但随着钢铁生产规模的不断扩大以 及节能技术的进步，多数钢厂均存在煤气富余问题，不少企业由于受区域环境制约，富余煤 气没有更好的利用方向，均进行放散，这既浪费了能源，也对环境造成了污染。因此寻求有 效途径充分利用煤气已经成为行业亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种在悬浮态预热分解炉利用煤气煅烧石灰石 生产活性石灰石粉的方法。发明概述悬浮态预热预分解炉主要用于生产水泥，它包括悬浮预热器和分解炉，所述的悬 浮预热器包括多级旋风筒，分解炉包括燃烧分解室和混合室。物料在预热器内与热气流悬 浮接触，传热面积较在回转窑内增加千倍，传热速度大大增加，因此在窑内约需1小时的预 热升温及分解过程，在悬浮预热器内约30秒左右即可完成。燃料燃烧的放热过程与石灰石 分解的吸热过程同时在悬浮状态下极其迅速进行，使石灰石煅烧的生产效率大幅提高。石灰石粉经过悬浮预热系统加热后进入分解炉，并在分解炉中的燃烧分解室中以 旋流状态沿燃烧室向下运动；在燃烧分解室内，煤气燃烧产生高温火焰加热煅烧石灰石粉， 使其分解，分解后的原料沿斜烟道进入混合室。加热后的热空气沿斜烟道进入混合室，对分 散和未完全分解的石灰石粉料进一步分解，混合室内的石灰石粉分解温度控制在合适范围 内；分解后的生石灰粉通过五级旋风筒进入篦式冷却机工序，最终完成活性石灰粉的制备。发明详述一种利用煤气煅烧石灰石生产活性石灰粉的方法，步骤如下1)将石灰石磨成石灰石粉；
2)启动一级旋风筒出口处的高压风机作为石灰石粉的的悬浮动力源，将钢铁生产 过程中压力波动较大的煤气通过煤气管道输送至煤气稳压柜，煤气经煤气稳压柜稳压、经 控制阀门调整煤气流量后，通过煤气管道送入燃烧分解室燃烧，燃烧形成高温火焰对石灰 石进行煅烧分解；3)将石灰石粉从二级旋风筒的入料口加入，石灰石粉形成的物料流随二级旋风筒 的气流进入一级旋风筒；4)石灰石粉在一级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入三级旋风筒，石灰石粉随三 级旋风筒的气流进入二级旋风筒；5)石灰石粉在二级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入四级旋风筒，石灰石粉随四 级旋风筒的气流进入三级旋风筒；6)石灰石粉在三级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入五级旋风筒，石灰石粉随五 级旋风筒的气流进入四级旋风筒；7)石灰石粉在四级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入燃烧分解室，以旋流状态沿 燃烧分解室向下运动，燃烧煤气的高温火焰对石灰石粉进行煅烧和部分分解，未完全分解 的石灰石粉沿斜烟道进入混合室；吹过篦式冷却机的冷却空气变成热空气，所述的热空气 进入混合室，对未完全分解的石灰石粉进一步分解；8)石灰石粉随气流进入五级旋风筒内，在五级旋风筒内完全分解成活性石灰粉， 活性石灰粉落入篦式冷却机冷却，得活性石灰粉成品。优选的，步骤1)中所述的石灰石粉是细度为75-85 μ m筛余为11-13%的石灰石 粉。优选的，步骤2)中所述的煤气为钢铁生产过程中副产的高炉煤气、转炉煤气、焦 炉煤气和高焦混合煤气。优选的，步骤2)中所述的经控制阀门调整煤气流量为29000 30000kJ/s相当热
量的煤气流量。优选的，步骤2)中所述的煤气稳压柜流量为2500Nm3/h，压力为1. 5MPa。优选的，步骤7)中所述的混合室内的温度为900-1100°C。优选的，步骤1)_8)中，所述的各级旋风筒的断面风速分别是，一级旋风筒3 4m/s ；二级旋风筒4. 8 5. 5m/s ；三级旋风筒4. 8 5. 5m/s ；四级旋风筒5 6m/s ’五 级旋风筒5 6m/s。优选的，步骤2)中所述的高压风机所形成的气流量为3000-3500m7min。优选的，步骤8)中所述的活性石灰粉的活性为320_380ml。优选的，步骤1)_8)中，所述的物料在1 5级旋风筒中共停留25 35s，在燃烧 分解室和混合室中共停留8-lOs。本发明的技术特点是用煤气替代煤粉作为热源，增设煤气稳压柜、流量调节阀、 煤气燃烧器以及相应的煤气管道，煤气通过上述装置进入燃烧室内充分燃烧产生高热，通 过加热空气使石灰石粉体颗粒在悬浮状态下进行煅烧分解。与现有的以煤粉为燃料的石灰石煅烧工艺相比，本发明的显著效果在于1、可以将钢铁生产过程中富余的煤气资源充分应用到煅烧石灰石生产活性生石 灰粉的工艺中，替代了煤粉，一方面减少煤气排放，提高能源利用率，另一方面解决了燃煤造成的环境污染问题，达到节能、减排和环保的目的。2、煤气燃烧充分，对石灰石粉体在悬浮态下进行煅烧分解，传热迅速，热效率高， 能耗低。3、生成的活性生石灰粉活性高，具有较强的SO2吸附能力，有利于降低SO2的排放 浓度，减少对环境的污染。4、悬浮态预热分解系统自动化程度高，生产效率高，便于扩大生产规模。5、煅烧、分解均在负压下进行，无粉尘排放，污染小，生产损耗低。6、可以在篦式冷却机安装余热发电系统，以进一步降低能耗。
图1为本发明的工艺流程图。其中，1、一级旋风筒；2、二级旋风筒；3、三级旋风筒；4、四级旋风筒；5、五级旋风 筒；6、混合室；7、燃烧分解室；8、煤气调节阀；9、煤气稳压柜；10、篦式冷却机；11、热空气； 12、活性石灰粉；13、煤气管道；14、气流；15、物料流；16、高压风机；17、冷却空气。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做详细描述，但不限于此。实施例1，一种在悬浮态预热分解炉利用煤气煅烧石灰石生产活性石灰粉的方法， 具体步骤如下以高焦混合煤气作为燃料在1000t/d水泥悬浮态预分解炉的应用为例，所述的高 焦混合煤气是高炉煤气和焦炉煤气的混合气。1)将石灰石磨成细度为80 μ m筛余为12%的石灰石粉；2)启动一级旋风筒1出口处的高压风机16作为石灰石粉的的悬浮动力源，将钢铁 生产过程中压力波动较大的煤气通过煤气管道13输送至煤气稳压柜9，煤气经煤气稳压柜 9稳压、经控制阀门8调整煤气流量后，通过煤气管道13送入燃烧分解室7燃烧，燃烧形成 高温火焰对石灰石进行煅烧分解；所述的煤气稳压柜9的流量为2500Nm3，压力为1. 5MPa ； 所述的高压风机16所形成的气流量为3200m7min ；3)将石灰石粉从二级旋风筒2的入料口加入，石灰石粉形成的物料流15随二级旋 风筒2的气流进入一级旋风筒1 ；4)石灰石粉在一级旋风筒1内悬浮并被加热，同时落入三级旋风筒3，石灰石粉随 三级旋风筒3的气流进入二级旋风筒2 ；5)石灰石粉在二级旋风筒2内悬浮并被加热，同时落入四级旋风筒4，石灰石粉随 四级旋风筒4的气流进入三级旋风筒3 ；6)石灰石粉在三级旋风筒3内悬浮并被加热，同时落入五级旋风筒5，石灰石粉随 五级旋风筒5的气流进入四级旋风筒4 ；7)石灰石粉在四级旋风筒4内悬浮并被加热，同时落入燃烧分解室7，以旋流状态 沿燃烧分解室7向下运动，燃烧煤气的高温火焰对石灰石粉进行煅烧和部分分解，未完全 分解的石灰石粉沿斜烟道进入混合室6 ；吹过篦式冷却机10的冷却空气17变成热空气11， 所述的热空气11进入混合室6，对未完全分解的石灰石粉进一步分解；混合室6内的温度为 900-1050°C ；8)石灰石粉随气流进入五级旋风筒5内，在五级旋风筒5内完全分解成活性石灰 粉，活性石灰粉12落入篦式冷却机10冷却，得活性石灰粉12成品，活性石灰粉12的活性 为 350ml ο步骤1)-8)中，所述的各级旋风筒的断面风速分别是，一级旋风筒3 4m/s ’二 级旋风筒4. 8 5. 5m/s ；三级旋风筒4. 8 5. 5m/s ；四级旋风筒5 6m/s ；五级旋风筒 5 6m/ s ο步骤1)-8)中，所述的物料在1 5级旋风筒中共停留25s，在燃烧分解室7和混 合室6中共停留8-10s。混合煤气中高炉煤气与焦炉煤气的体积比为2 1，混合煤气的热值为 8046. 88KJ/Nm3，高焦混合煤气的耗量为12937. 47Nm3/h，理论空气需要量为23636. 76Nm3/h, 烟气量为31149. OONmVh,不改变预分解炉大小，则烟气流速0. 54m/s，在预分解炉燃烧按高 炉煤气与焦炉煤气混合比为21的混合煤气所产生的烟气量和烟气流速与燃烧煤粉时的 烟气量和烟气流速比较接近，基本上不会对预分解系统造成影响。各级旋风筒的压损分别是，一级800-900Pa ；二级520_580Pa ；三级500_550Pa ； 四级550-600Pa ；五级450_500Pa ；总压损2820-3130Pa ；分解炉、管道等其它压损 1400-2000Pa ；即系统总压损 4220_5130Pa。其中三 五级旋风筒内悬浮的石灰石粉的温度分别为513°C、645°C、和844°C。实施例2，工艺步骤如实施例1所述，所不同的是，所述的煤气选用高炉煤气或焦炉煤气。实施例3，工艺步骤如实施例1所述，所不同的是，所述的煤气选用转炉煤气。
权利要求
一种在悬浮态预热分解炉利用煤气煅烧石灰石生产活性石灰粉的方法，步骤如下1)将石灰石磨成石灰石粉；2)启动一级旋风筒出口处的高压风机作为石灰石粉的的悬浮动力源，将钢铁生产过程中压力波动较大的煤气通过煤气管道输送至煤气稳压柜，煤气经煤气稳压柜稳压、经控制阀门调整煤气流量后，通过煤气管道送入燃烧分解室燃烧，燃烧形成高温火焰对石灰石进行煅烧分解；3)将石灰石粉从二级旋风筒的入料口加入，石灰石粉形成的物料流随二级旋风筒的气流进入一级旋风筒；4)石灰石粉在一级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入三级旋风筒，石灰石粉随三级旋风筒的气流进入二级旋风筒；5)石灰石粉在二级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入四级旋风筒，石灰石粉随四级旋风筒的气流进入三级旋风筒；6)石灰石粉在三级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入五级旋风筒，石灰石粉随五级旋风筒的气流进入四级旋风筒；7)石灰石粉在四级旋风筒内悬浮并被加热，同时落入燃烧分解室，以旋流状态沿燃烧分解室向下运动，燃烧煤气的高温火焰对石灰石粉进行煅烧和部分分解，未完全分解的石灰石粉沿斜烟道进入混合室；吹过篦式冷却机的冷却空气变成热空气，所述的热空气进入混合室，对未完全分解的石灰石粉进一步分解；8)石灰粉随气流进入五级旋风筒内，在五级旋风筒内完全分解成活性石灰粉，活性石灰粉落入篦式冷却机冷却，得活性石灰粉成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的石灰石粉是细度为 75-85 μ m筛余为11-13%的石灰石粉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的煤气为钢铁生产过程中 副产的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和高焦混合煤气。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的经控制阀门调整煤气流 量为29000 30000kJ/s相当热量的煤气流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的煤气稳压柜流量为 2500Nm3/h，压力为 1. 5MPa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤7)中所述的混合室内的温度为 900-1100°C。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)_8)中，所述的各级旋风筒的断面 风速分别是，一级旋风筒3 4m/s ；二级旋风筒4. 8 5. 5m/s ；三级旋风筒4. 8 5. 5m/ s ；四级旋风筒5 6m/s ；五级旋风筒5 6m/s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的高压风机所形成的气流 量为3000-3500m3/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤8)中所述的活性石灰粉的活性为 320-380ml。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)_8)中，所述的物料在1 5级旋 风筒中共停留25 30s，在燃烧分解室和混合室中共停留8-lOs。
全文摘要
一种在悬浮态预热分解炉利用煤气煅烧石灰石生产活性石灰粉的方法，属于建筑材料的环保生产领域，该方法包括煤气的稳压、输送工艺和煤气在分解炉内的燃烧加热工艺，将煤气在悬浮态预分解炉内充分燃烧用于石灰石的煅烧生产用作烧结熔剂的活性生石灰粉，以及利用篦式冷却机冷却生石灰的工艺。分别采用冶金生产过程中富余的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气作为燃料替代传统工艺中的煤粉对石灰石粉进行煅烧分解。本发明既解决了燃煤所造成的环境污染问题，又提高了炼钢所产生富余煤气的利用率，减少煤气的外排，同时提高石灰石煅烧的生产效率和热效率，改善生石灰的活性。
文档编号C04B2/10GK101987783SQ20101026438
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者刘智伟, 刘永恒, 吕新锋, 孙庆亮, 李志峰, 王庆福, 种振宇, 管山吉 申请人:莱芜钢铁股份有限公司