专利名称：窑外分解简易水泥生产线及工艺方法
技术领域：
本发明属于建材行业水泥业中的水泥生产线及工艺方法。
目前，水泥业的窑外分解是较先进技术，只有旋风预热器预热生料的窑外法，碳酸钙的分解率才能达到85%-95%，由于旋风预热器需要一座高50-100米高大钢制框架，管道内又易于结皮堵塞，操作复杂，并需要预均化堆埸、生料预均化堆埸、生料均化库、生料库、熟料库、包装机房等复杂高大构筑物和相应设备。生料、煤粉、水泥制备需要三台球磨机系统和三座高大框架构筑物及除尘设备，出篦式冷却机以及一台单元单筒冷却机，熟料温度高不能直接配上混合材和石膏直接进入水泥磨。更做不到自发电满足生产所需，投资高、收益低，生产一吨水泥电耗一般在130度电左右。
本发明的目的是提供一种简易水泥生产线及工艺方法，它可克服现有技术所存在的不足，使整个水泥厂投资较建同类水泥厂节省50%左右，投资、能耗及产品各项指标达到机立窑水泥厂的水平。
本发明的目的通过以下技术方案来实现，由MAMMUT破碎机、节能终粉磨机、立筒预热炉外循环生产熟料系统，高低温预热中温发电窑外熟料系统，两单元高低温熟料单筒冷却机系统，碎石灰石均化和在线原料配料控制系统，碎煤均化系统，熟料、混合料、石膏配比系统，水泥倒库均化系统和包装及散装出厂系统等组成生产线。
其生产工艺方法为1.石灰石、铁矿石、黄砂等原料由自卸汽车卸至破碎机，破碎后经斗式提升机分别进入碎石灰石圆筒仓、铁矿石圆筒仓、黄砂圆筒仓，根据生料在线成份分析仪控制微机皮带电子称自动配料;
2.进节能终粉磨机的生料粉磨仓粉磨后，生料进入第1级旋风预热器，生料粉预热后进入立筒逆式分解炉;
3.分解后的物料通过分解炉底钢性给料机分料，一路大量料经循环风管、高温预热炉循环提升入分解炉顶部，另一路进入回转窑锻烧成熟料，经两单元高低温熟料单筒冷却机冷却后，配上石膏、混合材入节能终粉磨机制备;
4.制备后的产品入成品库。
本发明的技术方案，还可以通过以下技术特征来描述在碎石灰石圆筒仓库下安装有微机配料称，可按平均所需量由五个库计量卸出;碎煤圆筒仓库下也安装有微机配料称，可按平均所需量由三个库计量卸出，并与在线生料成份分析仪反控原料配比;
采用节能终粉磨机同机分仓完成生料、煤粉、水泥制备;
节能终粉磨机、生料粉磨仓出风管经第一级细粉分离器和第二级旋风除尘器所得生料，全部由集粉管加入第一级旋风预热器;
熟料冷却机分离熟料加上混合材和石膏后可直接入节能终粉磨机的水泥粉磨仓;
生料卸出节能终粉磨机水泥仓是由粗粉分离器和细粉分离器完成，成品水泥由细粉分离器卸出后，经螺旋输送机直接入成品库;
节能终粉磨机的煤粉粉磨仓进风管，抽进冷却机中温风，在煤粉粉磨仓出风除尘后，纳入冷却机低温风管送来的低温风进水泥粉磨仓进风管，在水泥粉磨仓内出风除尘后一部份风经循环风机进风管、出风管循环入水泥粉磨仓进风管、煤粉粉磨仓进风管，另一部份纳入中温风管，中温风进生料粉磨仓烘干生料;
采用第二级旋风预热器与第三级旋风预热器通过风管提升物料达到二单元预热;
采用总排风机作负压源，用各小径管道以斜度大于60°抽取污染源，集中至四埸卧式收尘器集中收尘;
生产线中所涉及的锁风、下料、分料给料机均采用轴中空水冷却的分格轮结构，取代冷却阀和翻板翻。
图1是本发明生产线及工艺过程示意图，也是摘要附图;
图2是本发明采用自发电系统的工艺过程示意图。
下面依照附图对本发明作进一步的描述如图1图2所示，组成本发明的各系统在图中的标号分别为MAMMUT破碎机5，节能终粉磨机68，立筒预热炉外循环生产熟料系统29、30、31、32、33、34、35、39、40、41、43、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、91、92、103、105;高低温预热中温发电窑外熟料系统29、74、108、109、110、111、112、113、114、115、116、120、121、123、124、125、126、127、140、143;两单元高低温熟料单筒冷却机系统90、100、101、102、104、141、142、134、135、136;碎石灰石均化和原料配料系统3、7、8、9、10、11、12、13、21、22、45;碎煤均化系统15、16、17、18、19、23、24、25、26、27、106、107;熟料和混合材及石膏配料系统75、76、77、78、89、94、95、97、98、132、133;水泥倒库均化系统62、63、64、81、83、生料粉磨仓系统28、36、37、38、45、59、60、68、85、99、117、119、146;煤粉粉磨仓系统68、70、71、72、73、79、80、93、144;水泥粉磨仓系统65、66、67、86、87、88、90、137、138;包装机82;散装机84。
生产的工艺过程如图1所示，最大直径达0.9-1.9米的石灰石、铁矿石、砂岩等原料由自卸汽车1卸至PB板式喂料机4上部料仓147，根据MAMMUT破碎机5负荷量自控向破碎机给料，破碎机5进行破碎，破碎后的物料一是可直接用斜度达55度的溜槽送入高效斗式提升机2，二是可通过BAB皮带输送机6水平送至高效斗式提升机2，而由破碎机产生的污染源则由高效斗式提升机2的机体作通道，通过负压抽取进1＃石灰石圆筒仓7。由斗式提升机提升至原料库顶，再经振动输送机8密封送到各库之中。石灰石库7、9、10、11、12各库底装有电磁振动给料机21，根据皮带电子称22所需量平均卸料至皮带输送机3达到均化目的。铁矿石库13、砂岩库14所设电磁振动给料机21，根据皮带电子称22指令将铁矿石、砂岩与碎石灰石配比后卸至皮带输送机3上，而三种原料的配合重量和所需量又受生料在线分析仪45和入窑量控制调节。配好的原料被皮带输送机送入溜槽20，进入节能终粉磨机6的生料粉磨仓，经搓压粉碎后落至搅拌微介质磨内，边研磨边在该仓进风管85、99中温热风烘干，并经出风管28、69带至粗粉分离器146，分离出的粗粉返回进风管，分离出的细粉被送至第一级细粉分离器36，经出风管37进入第二级旋风除尘器38，未被除完风料则经风管60与第三级旋风预热器58出风管中温风混合后进入四埸电除尘39，经除尘符合国家排放标准后，经总排风机40由烟囱41排入大气之中。被分离出的生料由集粉管59汇集，经锁风排进第三级旋风预热器58的进风管57下部，被送入第三级旋风预热器，同流预热后收集至底部，再由溜槽54锁风后排入第二级旋风预热器53的进风管34下部(沉积料锁风后排入立筒预热器32的出风管50、34)，被送入第二级旋风预热器53第二次同流预热后被收集至底部，锁风后排入立筒预热器32的出风管50、34和第三级旋风预热器33的进风管35所构成的两单元泵92经风管74送入立筒逆式分解炉下部;另一路煤粉被单相螺旋泵91经风管103从三通道喷煤管105喷出，煤粉燃烧产生高温火焰，对来自回转窑55尾部已分解物料进行高温锻烧而成熟料，熟料经回转窑55落至窑头56的溜槽104上，受煤粉磨除尘后经风管79从两侧向下吹出的部份气体的急冷后，滚入高温熟料冷却机102，经滚动逆向风料热交换，至冷却机102尾后半部又受到洒水管142洒下高温水急冷后从中温联接室溜槽101滚入低温熟料冷却机100，经扬料板扬起物料进行逆向风料热交换，行至冷却机100尾部中段受低温风更加剧热交换过程作用，至尾部后段，又受到洒水管141洒下冷却水急冷后，以不高于环境温度60%排入料斗136，经耐高温链板计量称95计量后卸到耐高温皮带输送机89上。
石膏和混合材由自卸汽车98倒入TPC锤式石膏破碎机97破碎后，由高效斗式提升机78提至振动输送机76密封卸至石膏库75、混合材库77之中，由库底电磁振动给料机96，根据微机配料皮带电子称94和在线称量冷却机熟料量配比后，从耐高温皮带输送机89进入节能终粉磨机68的水泥粉磨仓，经搓压粉碎后落至搅拌微介质磨内，边研磨边在该仓进风管79、90低温来风冷却状态下被出风管67带至粗粉分离器138，分离下粗粉返回进风管79、90，粗粉分离器出来料风进入细粉分离器66，分离出合格水泥通过双列螺旋输送机65密封卸入成品库62、83。出细粉分离器风料则从风管85、99进入生料粉磨仓进风管。
为使入成品库合格水泥质量更好，强度均匀，安定性更稳定，须经倒库螺旋输送机81，倒库高效斗式提升机63，倒库库顶螺旋输送机64进行倒库均化。均化好的水泥一是经库底包装机82包装出厂，二是经库底散装机系统84计量后散装出厂。
图2是采用自发电系统的工艺示意图，也是对图1的补充。
预热物料提升管下部(底部沉积料被沸腾床44冲散带走)，送入第三级旋风预热器33，生料在此被再一次同流预热，被收集至底部锁风后，经锁风、下料、撒料阀61均匀进入立筒预热器32的上部，经逆向旋风快速换热并产生少量碳酸钙分解后，经底部锁风、排料给料机锁风后由溜槽49排入炉外循环风料提升管30，与来自炉外循环物料溜槽47的炉外循环料混合分散预热，又产生少量碳酸钙分解后切向进入立筒逆式分解炉29上部，其中大部份未分离料随立筒逆式分解炉29的出风管31重复切向进入立筒预热器32下部进行另一路炉外循环。
在立筒逆式分解炉上部被分离下来的物料，受下部燃烧喷煤管74所加入煤粉与切向进入三次风管52所带来的高温三次风产生旋风燃烧所产生大量热量逆式旋风换热后快速产生大量碳酸钙分解，碳酸钙分解率达96%左右时由下部锁风、下料、分料给料机43排出。一路物料从溜槽47排入从窑尾来的近1200℃高温废气体之中，分散后被炉外循环风料提升管30，产生炉外物料大循环，以提高分解率。另一路少量物料(相当于喂入生料量减去分解产生的二氧化碳量和未除掉尘量)通过溜槽46从窑尾斜烟道排入两档支承回转窑55的尾部。烟煤由自卸汽车27卸入，经HS环锤式碎煤机26破碎后，经高效斗式提升机19提入振动输送机16密封卸入碎煤库15、17、18之中，库下部电磁振动给料机23，根据节能终粉量负荷量平均给料卸至微机皮带电子称24，计量后通过皮带输送机25送至溜槽42进入节能终粉磨机68的煤粉粉磨仓，经提压粉碎后落至搅拌微介质磨内，边研磨边在该仓进风管99中温来风烘干状态下被出风管70送至粗粉分离器144，被分离下的粗粉返回进风管99，风料被带进第一级细粉分离器71和第二级旋风除尘器73，分离除尘后进入节能终粉磨机的水泥粉磨仓进风管85、90。分离下煤粉锁风后排入煤粉仓93，其中一路煤粉被单相螺旋在电力缺乏或建厂地址离供电线路太远的情况下，可将图1中所示的炉外循环物料提升管30改为图2中的从高温预热炉109的喷嘴143从底部高速喷出，由中温风管99所来热风并带煤粉从炉下部切向进风口110切向进入产生过盈燃烧热量，由高效链式双列斗式提升机145锁风，低温生料从炉中部下段喂入;在旋风效应和喷腾效应下分散于旋风之中进行快速传热，整个过程从分散好至出炉只需2秒钟，就可使生料预热至750℃-800℃左右，并产生少量碳酸钙分解，经切向联接方管108，切向进入立筒逆式分解炉29上部，分离下少部份物料后从风管31送进旋风除尘器33，分离下物料锁风后撒料泻落入高温预热炉进入另一路物料炉外大循环，出旋风除尘器33温度达近1000℃，中温风从风管34进入鲁奇余热锅炉112，经气、管热交换出达4.0MPA水蒸汽，进气包分离后进气轮机113推动发电机116发电，满足生产所需有余。
废水蒸汽经废气管115排入鲁奇锅炉112尾部与炉内气体混合后，在出气管120内预热生料，冷生料从集粉管59锁风后喂入鲁奇锅炉出气管120始端，分散后边预热边从进风管120带进低温旋风预热器121，在同流预热并有水蒸汽参与情况下，收集到的物料经锁风后排列螺旋输送机124上，螺旋输送机纳入鲁奇余热锅炉112沉积锁风排出料后，送至高效链式双列斗式提升机145。通过低温旋风预热器121的出风管122纳入节能终粉磨机68的生料粉磨仓，用高压抽风机117的出风管119送出含水蒸汽的低温风，从风管125进入四埸卧式电收尘器39。除尘所得物料经螺旋输送机127送至高效链式双列斗提机145之中。从四埸卧式电除尘器39经除尘已符合国家排放标准的气体经出风管126抽入总排风机40，从烟囱41排入大气中。
锁风、下料、分料给料机43和其它锁风、下料、分料给料机均采用轴中空水冷却的分格轮结构取代闪动阀和翻板翻，达到了不高空垮料造成重大工伤事故和设备事故。
本发明采用立筒预热、高低温预热生料以及立筒逆式分解炉带炉外循环分解碳酸钙的窑外法、两单元高低温熟料单筒冷却机冷却熟料、全部粉料制备由一台磨机完成而构成的窑外分解简易水泥生产线。该生产线及配套的工艺方法，与现有技术相比，取消了预均化堆埸;生料磨机房屋;生料均化库;生料库;五级旋风预热器高达50-100米的钢框架结构;煤磨机房屋;熟料库;水泥磨机房屋;包装机房屋。自发电时用高温预热炉109和鲁奇余热锅炉取代了五级旋风预热器中的第二、三、四、五级，以及相应的构筑物、设备、附属设备。从而使整个工艺路线简单，技术先进，易于操作，产品质量稳定，投资低(与建国内同规模、同质量窑外分解水泥厂相比，可节省投资50%)，能耗低(热耗低，电耗相比减少1/3以上)，效益高，建设周期短，适合于大、中、小型水泥厂的建设。
权利要求
1.一种窑外分解简易水泥生产线，其特征是由破碎机、节能终粉磨机、立筒预热炉外循环生产熟料系统，高低温预热中温发电窑外熟料系统，两单元高低温熟料单筒冷却机系统，碎石灰石均化和在线原料配料控制系统，碎煤均化系统，熟料、混合材、石膏配比系统，水泥倒库均化系统和包装及散装出厂系统组成生产线。
2.如权利要求1所述的窑外分解简易水泥生产线，其生产的工艺方法为①.石灰石、铁矿石、黄砂原料由自卸汽车(1)卸至破碎机(5)破碎后经斗提机(2)分别进入碎石灰石圆筒仓(7)、(9)、(10)、(11)、(12)，铁矿石圆筒仓(13)，黄砂圆筒仓(14)，根据生料在线成份分析仪(45)控制微机皮带电子称(22)自动配料;②.进节能终粉磨机(68)的生料粉磨仓粉磨后，生料进入第1级旋风预热器(58)、(121)，生料粉预热后进入立筒逆式分解炉(29);③.分解后的物料通过分解炉底锁风、下料、分料给料机(43)分料，一路大量料经循环风管(30)、高温预热炉(109)循环提升入分解炉顶部，另一路进入回转窑(55)锻烧成熟料后，经两单元高低温熟料单筒冷却机(100)、(102)冷却后，配上石膏、混合材入节能终粉磨机(68)制备;④制备后的产品入成品库(63)、(83)。
3.如权利要求2所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是碎石灰石圆筒仓库(7)、(9)、(10)、(11)、(12)可按平均所需量由五个库计量卸出，碎煤圆筒仓库(15)、(17)、(18)可按平均所需量由三个库计量卸出，并与在线生料成份分析仪(45)反控原料配比。
4.如权利要求3所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是采用节能终粉磨机(68)同机分仓完成生料、煤粉、水泥制备。
5.如权利要求4所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是节能终粉磨机(68)、生料粉磨仓出风管(28)经第一级细粉分离器(36)和第二级旋风除尘器(38)所得生料，全部由集粉管(59)加入第一级旋风预热器(58)。
6.如权利要求5所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是熟料冷却机分离熟料加上混合材和石膏后可直接入节能终粉磨机(68)的水泥粉磨仓。
7.如权利要求6所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是生料卸出节能终粉磨机水泥仓是由粗粉分离器(138)和细粉分离器(66)完成，成品水泥由细粉分离器卸出后，经螺旋输送机(65)直接入成品库。
8.如权利要求7所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是节能终粉磨机(68)的煤粉粉磨仓进风管(99)，抽进冷却机(100)中温风，出风除尘后纳入冷却机低温风管(90)送来的低温风进水泥粉磨仓进风管，出风除尘后一部份风经循环风机(86)由进风管(87)、出风管(88)循环入进风管(90)、(79)，另一部份风纳入中温风管(99)，中温风进生料粉磨仓烘干生料。
9.如权利要求8所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是采用第二级旋风预热器(53)与第三级旋风预热器(33)通过风管(35)、(44)、(50)提升物料达到两单元预热。
10.如权利要求9所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是采用总排风机(40)作负压源，用各小径管道以斜度大于60°抽取污染源，集中至四埸卧式电收尘器(39)集中收尘。
11.如权利要求10所述的简易水泥生产线工艺方法，其特征是锁风、下料、分料给料机(43)和其它锁风、下料、分料给料机均采用轴中空水冷却的分格轮结构。
全文摘要
本发明是一种窑外分解简易水泥生产线及工艺方法，它采用立筒预热、高低温预热生料、中温发电及立筒逆式分解炉带炉外循环的窑外法，两单元高低温熟料单筒冷却机冷却熟料，粉料制备由一台磨机完成。取消了现有的预均化堆场，生料磨机房、均化库，生料库，煤磨机房，熟料库等相应的构筑物和设备，使工艺路线简单，易于操作，质量稳定，投资低(较建同类厂节省投资50％左右)，尤其适合缺电地区大、中、小型水泥厂的建设。
文档编号C04B7/36GK1096278SQ9311184
公开日1994年12月14日 申请日期1993年6月8日 优先权日1993年6月8日
发明者陈茂林 申请人:陈茂林