大颗粒旋流沸腾循环快速煅烧水泥熟料的新方法与流程

本发明涉及水泥熟料煅烧技术领域，具体涉及大颗粒旋流沸腾循环快速煅烧水泥熟料的新方法。

背景技术

水泥行业自二百多年前形成以来对人类工业文明带来了巨大帮助和促进，今后很长一段时间依然会存在下去。水泥有是一个高耗能高污染的行业，目前广泛采用的窑外分解窑水泥熟料煅烧技术生产一吨水泥熟料需要消耗电58～70度，其中生料电耗17～21度，标煤90～80kg，同时产生占全球工业总排放量30%的氮氧化物，消耗了15%的化石能源，当前采用的工业有以下特点：原料破碎配料后入研磨系统常温下或者低温烘干细磨至80微米以下占比大于80%的生料，生料制备完成后入窑外分解窑尾部预热分解系统共同预热共同分解造成预热分解设备体积庞大效率低下，化石能源消耗占世界全部化石能源消耗的15%，对物料颗粒在高温下物理化学反应过程中自然特性考虑较少。

技术实现要素：

1.针对现有技术的不足本发明提供大颗粒旋流沸腾循环快速煅烧水泥熟料的新方法，其特征在于：备料→颗粒石灰石加入→石灰石预热器→废气一→大颗粒煅烧炉→冷却器→冷却机；大颗粒煅烧炉废气二辅材预热器→废气锅炉→收尘器。其中：

第一步：1、备料工序的工艺条件为：将石灰质原料70～80％常温常压破碎至5mm以下备用。2、硅、铝质替代原料15～25％，硅、铝质校正原料2～5％，铁质2～5％在常温常压下破碎至8mm以下混合备用；

第二步：预热工序的工艺条件为：通过提升机加入废气一系统，一级预热器入风管道内，二级或者三级预热器60s内常温加热到650～750℃，分解率10～20%的大颗粒生料；

第三步：煅烧工序的工艺条件为：分为主要煅烧区三部分：一、中部大小颗粒混合煅烧区，二、上部细粉煅烧区，三、底部大颗粒煅烧区；

次要煅烧区三部分：一、辅助原料大颗粒入炉上部煅烧区出口充分煅烧区，二、冷却器入口煅烧区，三、冷却机上升热风管煅烧区；

大颗粒粒径要求：石灰石小于5mm；入煅烧炉大小颗粒比例为：1：1以1mm为标准，辅助原料小于8mm，大小颗粒比例为2：1以1mm为标准；燃料小于10mm，采用生活垃圾粒径小于60mm。

主要煅烧区：（一）中部大小颗粒混合煅烧区：预热备用的大颗粒生料风选分级，大颗粒石灰石通过冷却器上升风管分离入下料管，同时加入颗粒燃料占燃料总量30～50%，混合入煅烧炉中部燃爆区，在风、物料、温度如下条件下：1、水平切向进入的冷却机热风，温度800～1100℃，风速20～25m/s；2、形成旋流推动大颗粒石灰石燃料颗粒旋转；3、底部未燃尽碳、加温分解粉碎的石灰、粉碎沉降下来大颗粒辅助原料细粉，温度1050～1200℃；4、废气二预热器加热的辅助原料细粉，温度750～850℃；5、切向旋流风速10～15m/s，上升风速6～8m/s；共同混合形成燃爆，爆燃温度为1250～1450℃；细小颗粒快速矿化时间2～8s，矿化完成细小熟料在上升风的作用下进入上部煅烧区直径小于80um，高温下发育大的熟料颗粒沉降到下部煅烧区，直径大于80um；同时新加入的颗粒燃料追随大颗粒石灰石，燃料中的挥发分同时燃爆，温度为1250～1450℃，大颗粒石灰石和大颗粒燃料表面在短时间2秒内从500～600℃，加热至1150～1300℃，在快速升温、燃爆形成的冲击波、旋流带来的碰幢、摩擦共同作用下，少部分大颗粒石灰石自爆粉碎矿化占大颗粒石灰石15～25%，大部分大颗粒石灰石沉降入下部大颗粒煅烧区占大颗粒石灰石75～85%；

（二）上部细粉煅烧区：大颗粒煅烧炉上部细粉煅烧区在风、物料、温度条件如下：1、水平切向进入的冷却机热风，温度800～1000℃，风速20～25m/s；2、中部旋流废气夹带未燃尽碳粉和已分解的石灰细粉，温度为1100～1300℃，切向旋流风速8～13m/s，上升风速为7～10m/s；4、物料停留时间为3～8s；2、与废气二预热器加热后的辅助原料细粉，温度为800～1100℃，5、与废气一预热器加热后的石灰石细粉熟料细粉共同混合燃爆，温度1300～1450℃，形成快速矿化，时间30～60s，持续矿化分解通过入冷却器管道降温，温度为1150～1250℃，未燃尽碳持续还原氮氧化物。进入冷却器前加入锅炉排出的低温废气，温度为180～220℃，混合后温度为750～850℃。没有被煅烧完全质量较轻的熟料颗粒和熟料细粉经过冷却器过程如下，1、风选细粉熟料通过冷却器上升风管入底部预热器，汇同石灰石细粉一起入上部煅烧区；2、相对较大的粗颗粒通过熟料下料管进入冷却机入煅烧炉上升风道再次风选，并加热入炉空气风选出小于1.5mm熟料随加热入炉空气重新入炉煅烧，3、两次风选熟料比例为20～30%，同时作为矿化计激化细粉矿化过程，矿化过程中基本没有了熟料矿物晶核形成过程只是发育过程，细粉熟料煅烧温度下降了100～250℃，矿化时间30～60s，发育较大的穿过中部混合煅烧区沉降入下部大颗粒煅烧区粒径大于2mm，细小的重复1、2、3部过程；4、粗颗粒大于1.5mm熟料，进入冷却机冷却加热入炉空气；废气过程如下：废气一：入冷却器含有少量的碳和一氧化碳浓度1000mg/m³，占废气总量的35～50%经锅炉废气降温入冷却器温度750～850℃通过冷却器上部出风管道接入石灰石预热器温度为700～800℃。废气二辅助原料预热器煅烧炉出口温度为1200～1300℃，同时加入大颗粒辅助原料1.5mm以下占辅助原料30～50%被带走入辅助原料预热器，废气降温辅助原料预热器入口温度为850～950℃，1.5mm以上占辅助原料50～70%直接沉降进入煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区在上述高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下一部分大颗粒粉碎并且矿化占辅助原料20～40%，剩余20～50%沉降至底部大颗粒煅烧区。

（三）底部大颗粒煅烧区：大颗粒煅烧炉下部大颗粒煅烧区在风、物料、温度条件如下：1、大颗粒煅烧炉中部进入的大颗粒石灰石混合颗粒燃料持续预热加温沉降至中部混合煅烧区底部锥体，底部锥体废气温度为1150～1300℃，旋流风速10～15m/s，上升风速8～15m/s，物料停留时间为0.5～1s,在持续高温、底部燃爆形成的冲击波、旋流和上升风作用下自爆、摩擦、碰幢形成细粉进入中部混合煅烧区占大颗粒石灰石10～20%，大颗粒石灰石沉降至下部大颗粒煅烧区占大颗粒石灰石80～90%，沉降过程中在底部大颗粒煅烧区燃爆升温、形成的冲击波、旋流风带动产生的物料碰幢、摩擦和上升风的共同作用下形成的大量细粉，进入中部混合煅烧区占大颗粒石灰石20～30%，进入大颗粒煅烧区底部的大颗粒石灰占大颗粒石灰石50～70%，占石灰石总量的25～35%；2、来自石灰石预热器的顶部废气，温度300～350℃，通过高温风机到大颗粒煅烧炉底部熟料出口，废气冷却大颗粒熟料同时投入大颗粒燃料并加热蓄能共同进入煅烧炉底部，温度为950～1150℃，3、在水平切向进入的冷却机热风，温度900～1100℃，风速20～25m/s，通过风分离颗粒燃料破碎随废气进入煅烧炉底部，大颗粒熟料沉降至熟料下料管道中；4、废气二：大颗粒煅烧炉上升烟道一路联通辅助原料预热器入风管道入口、风速14～20m/s,温度1200～1300℃；在管道中间加入大颗粒辅助原料，其中1.5mm以下辅助原料细粉，占辅助原料30～50%被废气带进入辅助原料预热器，同时降低了辅助原料预热器入口废气的温度，温度为850～950℃，1.5mm以上占辅助原料50～70%直接沉降进入煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区，在上述过程中高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下，一部分大颗粒辅助原料被粉碎，同时被中部、上部煅烧区矿化，占辅助原料20～40%，剩余20～50%沉降至大颗粒煅烧区底部，5、由废气一石灰石预热器顶部带出含5～10%的石灰石粉尘的废气通过高温风机管道，温度为300～350℃，风速20～30m/s，进入煅烧炉底部熟料出料口，在管道中部燃料，冷却熟料的同时加热废气、燃料蓄能入煅烧炉底部，温度为950～1150℃，上述五种情况汇合在煅烧炉底部0.5～1m处形成燃爆，风速加快，旋流风速为15～20m/s，上升风速为25～45m/s，温度为1300～1450℃，大颗粒石灰石，大颗粒辅助原料，大颗粒燃料，已经煅烧好的小颗粒熟料在煅烧炉底部锥体上下翻滚，在燃爆形成的冲击波，旋流风形成的碰幢摩擦共同作用下大颗粒石灰石，大颗粒辅助原料，大颗粒燃料被彻底粉碎，同时被矿化或者废气带入中部混合煅烧区矿化，形成的小颗粒熟料发育长大沉降到煅烧炉底部废气风管中通过废气，风速20～30m/s，与加入的颗粒燃料分离，加入的颗粒燃料被废气带起入煅烧炉底部，颗粒熟料进入冷却机熟料下料管，大颗粒熟料通过熟料下料管道进入冷却机上升风管冷却，进一步加热来自冷却机的热空气，分三路入煅烧炉。底部大颗粒煅烧区没有燃尽的碳通过废气带入中部混合煅烧区同时还原氮氧化物；上述过程上部、中部、底部来自冷却机入煅烧炉形成旋流风的旋转方向均为同一方向，形成旋风加速大颗粒粉碎。

次要煅烧区:（一）辅助原料大颗粒入炉上部煅烧区出口细粉充分煅烧区:整个煅烧炉内部整体采用微还原煅烧，中间三个煅烧区内部氧化还原交替，进入两路预热器的废气中含有极少量的碳和一氧化碳控制浓度为800～1000mg/m³，温度为1200～1300℃，在煅烧炉出口进入辅助原料预热器管道中加入辅助原料的同时带入氧气极少量氧气碳和一氧化碳燃烧，温度为1250～1350℃，一氧化碳浓度下降为10～50mg/m³，在加热辅助原料的同时形成少量的矿化反应将进入辅助原料预热器的废气中极少量的碳一氧化碳燃烧氧化，随后快速降温入辅助原料预热器入口，温度为800～900℃。

（二）冷却器入口煅烧区：煅烧炉内部整体采用微还原煅烧，废气当中含有极少量的碳和一氧化碳控制浓度为800～1000mg/m³，温度为1150～1300℃，冷却器入口管道8m处，加入15～30%的出锅炉的低温废气，温度为180～220℃废气当中带着少量氧气和熟料粉尘，在冷却细粉熟料的同时废气中的碳和一氧化碳首先燃烧，少量的熟料粉尘和细粉熟料结合矿化发育变大，温度1150～1300℃，之后与锅炉的低温废气混合降温进入冷却器入口温度为800～900℃。

（三）冷却机上升热风管煅烧区：煅烧炉顶部、底部排出的熟料当中在煅烧和加热燃料的同时混合有少量的未燃尽的碳和熟料粉尘、石灰石粉尘，通过下料管道进入冷却机热风管道少量的未燃尽的碳燃烧熟料煅烧完成，熟料表面温度为1150～1250℃。

第四步：冷却器入料前加入锅炉排出180～220℃的废气，将1150～1300℃的熟料冷却至800～900℃，冷却器排出废气，温度为750～850入废气一石灰石预热器，煅烧炉底部大颗粒熟料出口经过废气加热颗粒燃料加热，大颗粒熟料冷却至900～1000℃，两部分同时进入冷却机入煅烧炉热风管持续冷却。

第五步：冷却工序的工艺条件为：熟料入料温度750～800℃，冷却时间为8～15min，冷却后物料的温度为高于环境温度65℃，熟料颗粒均匀细小，粒径为1.5～8mm没有熟料粉尘，温度低、冷却时间短、空气用量少，冷却机无废气排放；

（二）第六步：大颗粒煅烧炉废气二辅助原料预热器：大颗粒煅烧炉顶部充分分解带通过风管连接辅助原料预热器，风速14～20m/s，温度1200～1300℃,同时加入大颗粒辅助原料预热，带来废气二辅助原料预热器入口废气温度下降，温度为850～950℃，大颗粒辅助原料1.5mm以下占辅助原料30～50%被带走入辅助原料预热器，加热至750～850℃通过下料管进入中部混合煅烧区；1.5mm以上占辅助原料50～70%直接沉降进入大颗粒煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区在上述高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下一部分大颗粒粉碎并且矿化占辅助原料25～40%，同时被中部、上部煅烧区矿化，剩余15～40%沉降至下部大颗粒煅烧区底部。

第七部：废气锅炉：大颗粒煅烧炉顶部高温废气二温度1200～1300℃经过辅助原料预热器降温，温度为850～950℃，进入废气锅炉同时加入来自冷却机的高温含氧热空气，温度为800～1000℃，占冷却空气量的10～30%，将极少量的碳和一氧化碳燃烧氧化，废气温度从850～950℃降至180～220℃，冷却后的废气，一部分入熟料冷却器占锅炉废气的15～30%，大部分进入收尘器。

第八部：收尘器:废气收尘净化排出，熟料粉尘回收利用。

第九部：燃料分两部分加入，分别在煅烧炉底部废气一冷却大颗粒熟料管道中部和大颗粒石灰石混合加入煅烧炉。

如上所述大颗粒高温燃爆旋流沸腾循环煅烧水泥熟料的方法：是充分依据高温物料物理化学反应过程中的自然属性，采用了高温燃爆冷却机入炉热风形成的强力旋流在沸腾状态下，不同的原料燃料入炉条件下多级化高温燃爆沸腾循环煅烧机制，充分依据了生料在高温状态下物理化学反应过程中细微变化，根据不同的状况物理性能化学性能的不同采用不同的方法，早期科技人员对立窑做个测试，其中中部热消耗85kg/t，熟料强度65mpo，边缘热消耗115kg/t，熟料强度54mpo，中部向边缘依次分布，这是由于其结构缺陷带来的煅烧不平衡，如果按照上述情况分别计算标煤耗中部热消耗76kg/t，边缘热消耗124kg/t。并且立窑熟料冷却热回收效率比较低，成球需要加水预热消耗热高。如果我们假设将立窑的煅烧模式移植到目前使用的窑外分解窑当中其热消耗应该在76kg/t或者更低，熟料强度65mpo。此方法完全依据了立窑中部的煅烧机制，并且结合在悬浮状态下水泥熟料的煅烧特性，相互融合取长补短，形成一种全新高效的水泥熟料煅烧方法，在新方法当中：新旧颗粒在旋流风带动下高速旋转，物理化学性能发生变化，加之自身分解时形成的不规则移动和急剧升温颗粒内部产生的裂隙，燃爆形成的冲击波，旋流形成的碰幢摩擦共同作用下经过成千上万次的往复循环自爆粉碎，在高温煅烧炉内部形成针对不同温度不同时间不同状况采用不同的处理方法。煅烧炉内部整体采用微还有煅烧，煅烧区内部氧化还有交替，温度、生料交替循环加速了煅烧过程，原料加入到出炉2～6分钟煅烧完成，煅烧炉底部加入燃料的50～70%，中部与大颗粒石灰石混合加入燃料的30～50%，三级燃爆都有活性碳存在形成高温活性碳，温度为900～1300℃三级还原氮氧化物，还原效率高达90%以上，同时没有燃尽的高温活性碳汇同熟料进入冷却机热风管道与高温富氧热风混合爆燃，温度为1150～1200℃，配合风选大剂量循环煅烧，熟料煅烧充分完全。物料在2～60s内从650～750℃升高至1250～1350℃高达500～700℃的短时升温过程，形成级高的温度梯度差，热力活化被充分激发和利用。冲击波在工业煅烧在首次使用改变了煅烧必须粉磨的模式，预热、分解、矿化反应高度重叠化，晶格破坏与物质的无定型化，使分解产物中间相具有很大的活性，降低反应活化能，大大提高了反应速度，使液相生成、贝里特、阿里特几乎同时出现。形成了沸腾快速煅烧的方法，极大提高了单位容积产量，降低煅烧温度，同时可以大大地降低煅烧工艺能耗。

本发明的有益效果在于：

本发明提供了全新的大颗粒水泥熟料煅烧技术，并且适用于化工、冶炼、建材等多个领域用于不同的行业选取不同的参数，在煅烧炉内部整体微还原，过程中氧化还有交替状态下，大颗粒高温旋流沸腾循环煅烧技术，可以有效地提高煅烧物料颗粒直径消除物料煅烧前的研磨电耗，同时消除氮氧化物、还原六价铬，旁路装置产生蒸汽可以用于发电或其他需要蒸汽的地方使用，沉积的熟料粉尘含有高浓度的氯、硫、钾、钠等化学物质可以富集回收再利用。本发明用于水泥熟料煅烧可以使现有装置单位产能提升100%～300%，能源消耗下降30%～50%，电能消耗下降60～75%，单位熟料废气发电提高1～1.5倍，二氧化碳排放下降20～30%。形成的熟料颗粒细小均匀，不含粉尘，冷却快速、高效，熟料质量提升明显，单位熟料冷却、煅烧空气用量下降30%～50%，有害气体二氧化碳和粉尘排放下降20%～30%，三级煅烧都存在高温活性碳900～1100℃，同时还原氮氧化物，还原效率高达90%以上，本发明煅烧排出的是高温废气，温度为：850～950℃；冷却机热风，温度为：800～1000℃，通过锅炉高效回收后排放温度迅速下降，温度为180～220℃之间，发电量发电效率大幅度提升，本发明高温物料自身研磨技术是充分依据物料在高温状态下自然属性是独创的专属理论技术，冲击波在煅烧中的应用为上首次创新。旋流沸腾燃爆循环煅烧自窑外分解窑以来的重大创新技术，本发明可以大量使用生活垃圾，作为燃料过程简单方便无害化程度是目前所有处理方法无法对比的，本发明对低品位化石资源利用方便高效，多品种水泥生产稳定可靠。本发明是即窑外分解窑之后水泥熟料煅烧技术新的突破性创新技术，必然会对水泥工业的煅烧技术产生新的变化，同时对其他采用高温熔炼、煅烧方式生产的行业起到很好的示范和借鉴，本发明可以将熔炼、煅烧、发电等相互组合形成更加高效的联合体。他是对绿色循环经济发展很好的诠释和解读，创新引领人类的进步与发展。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

2.实施例1，大颗粒旋流沸腾循环快速煅烧水泥熟料的新方法，其特征在于：备料→颗粒石灰石加入→石灰石预热器→废气一→大颗粒煅烧炉→冷却器→冷却机；大颗粒煅烧炉废气二辅材预热器→废气锅炉→收尘器。其中：

第一步：1、备料工序的工艺条件为：将石灰质原料70％常温常压破碎至5mm以下备用。2、硅、铝质替代原料15％，硅、铝质校正原料2～5％，铁质2～5％在常温常压下破碎至8mm以下混合备用；

第二步：预热工序的工艺条件为：通过提升机加入废气一系统，一级预热器入风管道内，二级或者三级预热器60s内常温加热到650℃，分解率10%的大颗粒生料；

第三步：煅烧工序的工艺条件为：分为主要煅烧区三部分：一、中部大小颗粒混合煅烧区，二、上部细粉煅烧区，三、底部大颗粒煅烧区；

次要煅烧区三部分：一、辅助原料大颗粒入炉上部煅烧区出口充分煅烧区，二、冷却器入口煅烧区，三、冷却机上升热风管煅烧区；

大颗粒粒径要求：石灰石小于5mm；入煅烧炉大小颗粒比例为：1：1以1mm为标准，辅助原料小于8mm，大小颗粒比例为2：1以1mm为标准；燃料小于10mm，采用生活垃圾粒径小于60mm。

主要煅烧区：（一）中部大小颗粒混合煅烧区：预热备用的大颗粒生料风选分级，大颗粒石灰石通过冷却器上升风管分离入下料管，同时加入颗粒燃料占燃料总量30%，混合入煅烧炉中部燃爆区，在风、物料、温度如下条件下：1、水平切向进入的冷却机热风，温度800℃，风速20m/s；2、形成旋流推动大颗粒石灰石燃料颗粒旋转；3、底部未燃尽碳、加温分解粉碎的石灰、粉碎沉降下来大颗粒辅助原料细粉，温度1050℃；4、废气二预热器加热的辅助原料细粉，温度750℃；5、切向旋流风速10～15m/s，上升风速6m/s；共同混合形成燃爆，爆燃温度为1250℃；细小颗粒快速矿化时间2s，矿化完成细小熟料在上升风的作用下进入上部煅烧区直径小于80um，高温下发育大的熟料颗粒沉降到下部煅烧区，直径大于80um；同时新加入的颗粒燃料追随大颗粒石灰石，燃料中的挥发分同时燃爆，温度为1250℃，大颗粒石灰石和大颗粒燃料表面在短时间2秒内从500℃，加热至1150℃，在快速升温、燃爆形成的冲击波、旋流带来的碰幢、摩擦共同作用下，少部分大颗粒石灰石自爆粉碎矿化占大颗粒石灰石15%，大部分大颗粒石灰石沉降入下部大颗粒煅烧区占大颗粒石灰石75%；

（二）上部细粉煅烧区：大颗粒煅烧炉上部细粉煅烧区在风、物料、温度条件如下：1、水平切向进入的冷却机热风，温度800℃，风速20m/s；2、中部旋流废气夹带未燃尽碳粉和已分解的石灰细粉，温度为1100℃，切向旋流风速8m/s，上升风速为7m/s；4、物料停留时间为3s；2、与废气二预热器加热后的辅助原料细粉，温度为800～1100℃，5、与废气一预热器加热后的石灰石细粉熟料细粉共同混合燃爆，温度1300℃，形成快速矿化，时间30s，持续矿化分解通过入冷却器管道降温，温度为1150℃，未燃尽碳持续还原氮氧化物。进入冷却器前加入锅炉排出的低温废气，温度为180℃，混合后温度为750℃。没有被煅烧完全质量较轻的熟料颗粒和熟料细粉经过冷却器过程如下，1、风选细粉熟料通过冷却器上升风管入底部预热器，汇同石灰石细粉一起入上部煅烧区；2、相对较大的粗颗粒通过熟料下料管进入冷却机入煅烧炉上升风道再次风选，并加热入炉空气风选出小于1.5mm熟料随加热入炉空气重新入炉煅烧，3、两次风选熟料比例为20%，同时作为矿化计激化细粉矿化过程，矿化过程中基本没有了熟料矿物晶核形成过程只是发育过程，细粉熟料煅烧温度下降了100℃，矿化时间30s，发育较大的穿过中部混合煅烧区沉降入下部大颗粒煅烧区粒径大于2mm，细小的重复1、2、3部过程；4、粗颗粒大于1.5mm熟料，进入冷却机冷却加热入炉空气；废气过程如下：废气一：入冷却器含有少量的碳和一氧化碳浓度1000mg/m³，占废气总量的35%经锅炉废气降温入冷却器温度750℃通过冷却器上部出风管道接入石灰石预热器温度为700℃。废气二：入废气二辅助原料预热器煅烧炉出口温度为1200℃，同时加入大颗粒辅助原料1.5mm以下占辅助原料30%被带走入辅助原料预热器，废气降温辅助原料预热器入口温度为850℃，1.5mm以上占辅助原料50%直接沉降进入煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区在上述高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下一部分大颗粒粉碎并且矿化占辅助原料20%，剩余20%沉降至底部大颗粒煅烧区。

（三）底部大颗粒煅烧区：大颗粒煅烧炉下部大颗粒煅烧区在风、物料、温度条件如下：1、大颗粒煅烧炉中部进入的大颗粒石灰石混合颗粒燃料持续预热加温沉降至中部混合煅烧区底部锥体，底部锥体废气温度为1150℃，旋流风速10m/s，上升风速8m/s，物料停留时间为0.5s,在持续高温、底部燃爆形成的冲击波、旋流和上升风作用下自爆、摩擦、碰幢形成细粉进入中部混合煅烧区占大颗粒石灰石10%，大颗粒石灰石沉降至下部大颗粒煅烧区占大颗粒石灰石80%，沉降过程中在底部大颗粒煅烧区燃爆升温、形成的冲击波、旋流风带动产生的物料碰幢、摩擦和上升风的共同作用下形成的大量细粉，进入中部混合煅烧区占大颗粒石灰石20%，进入大颗粒煅烧区底部的大颗粒石灰占大颗粒石灰石50%，占石灰石总量的25～35%；2、来自石灰石预热器的顶部废气，温度300℃，通过高温风机到大颗粒煅烧炉底部熟料出口，废气冷却大颗粒熟料同时投入大颗粒燃料并加热蓄能共同进入煅烧炉底部，温度为950℃，3、在水平切向进入的冷却机热风，温度900℃，风速20m/s，通过风分离颗粒燃料破碎随废气进入煅烧炉底部，大颗粒熟料沉降至熟料下料管道中；4、废气二：大颗粒煅烧炉上升烟道一路联通辅助原料预热器入风管道入口、风速14m/s,温度1200℃；在管道中间加入大颗粒辅助原料，其中1.5mm以下辅助原料细粉，占辅助原料30%被废气带进入辅助原料预热器，同时降低了辅助原料预热器入口废气的温度，温度为850℃，1.5mm以上占辅助原料50%直接沉降进入煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区，在上述过程中高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下，一部分大颗粒辅助原料被粉碎，同时被中部、上部煅烧区矿化，占辅助原料20%，剩余20%沉降至大颗粒煅烧区底部，5、由废气一石灰石预热器顶部带出含5%的石灰石粉尘的废气通过高温风机管道，温度为300℃，风速20m/s，进入煅烧炉底部熟料出料口，在管道中部燃料，冷却熟料的同时加热废气、燃料蓄能入煅烧炉底部，温度为950℃，上述五种情况汇合在煅烧炉底部0.5m处形成燃爆，风速加快，旋流风速为15m/s，上升风速为25m/s，温度为1300℃，大颗粒石灰石，大颗粒辅助原料，大颗粒燃料，已经煅烧好的小颗粒熟料在煅烧炉底部锥体上下翻滚，在燃爆形成的冲击波，旋流风形成的碰幢摩擦共同作用下大颗粒石灰石，大颗粒辅助原料，大颗粒燃料被彻底粉碎，同时被矿化或者废气带入中部混合煅烧区矿化，形成的小颗粒熟料发育长大沉降到煅烧炉底部废气风管中通过废气，风速20m/s，与加入的颗粒燃料分离，加入的颗粒燃料被废气带起入煅烧炉底部，颗粒熟料进入冷却机熟料下料管，大颗粒熟料通过熟料下料管道进入冷却机上升风管冷却，进一步加热来自冷却机的热空气，分三路入煅烧炉。底部大颗粒煅烧区没有燃尽的碳通过废气带入中部混合煅烧区同时还原氮氧化物；上述过程上部、中部、底部来自冷却机入煅烧炉形成旋流风的旋转方向均为同一方向，形成旋风加速大颗粒粉碎。

次要煅烧区:（一）辅助原料大颗粒入炉上部煅烧区出口细粉充分煅烧区:整个煅烧炉内部整体采用微还原煅烧，中间三个煅烧区内部氧化还原交替，进入两路预热器的废气中含有极少量的碳和一氧化碳控制浓度为800mg/m³，温度为1200～1300℃，在煅烧炉出口进入辅助原料预热器管道中加入辅助原料的同时带入氧气极少量氧气碳和一氧化碳燃烧，温度为1250℃，一氧化碳浓度下降为10mg/m³，在加热辅助原料的同时形成少量的矿化反应将进入辅助原料预热器的废气中极少量的碳一氧化碳燃烧氧化，随后快速降温入辅助原料预热器入口，温度为800℃。

（二）冷却器入口煅烧区：煅烧炉内部整体采用微还原煅烧，废气当中含有极少量的碳和一氧化碳控制浓度为800mg/m³，温度为1150℃，冷却器入口管道8m处，加入15%的出锅炉的低温废气，温度为180℃废气当中带着少量氧气和熟料粉尘，在冷却细粉熟料的同时废气中的碳和一氧化碳首先燃烧，少量的熟料粉尘和细粉熟料结合矿化发育变大，温度1150℃，之后与锅炉的低温废气混合降温进入冷却器入口温度为800℃。

（三）冷却机上升热风管煅烧区：煅烧炉顶部、底部排出的熟料当中在煅烧和加热燃料的同时混合有少量的未燃尽的碳和熟料粉尘、石灰石粉尘，通过下料管道进入冷却机热风管道少量的未燃尽的碳燃烧熟料煅烧完成，熟料表面温度为1150℃。

第四步：冷却器入料前加入锅炉排出180℃的废气，将1150℃的熟料冷却至800℃，冷却器排出废气，温度为750℃入废气一石灰石预热器，煅烧炉底部大颗粒熟料出口经过废气加热颗粒燃料加热，大颗粒熟料冷却至900℃，两部分同时进入冷却机入煅烧炉热风管持续冷却。

第五步：冷却工序的工艺条件为：熟料入料温度750℃，冷却时间为8min，冷却后物料的温度为高于环境温度65℃，熟料颗粒均匀细小，粒径为1.5没有熟料粉尘，温度低、冷却时间短、空气用量少，冷却机无废气排放；

（三）第六步：大颗粒煅烧炉废气二辅助原料预热器：大颗粒煅烧炉顶部充分分解带通过风管连接辅助原料预热器，风速14m/s，温度1200℃,同时加入大颗粒辅助原料预热，带来废气二辅助原料预热器入口废气温度下降，温度为850℃，大颗粒辅助原料1.5mm以下占辅助原料30%被带走入辅助原料预热器，加热至750℃通过下料管进入中部混合煅烧区；1.5mm以上占辅助原料50%直接沉降进入大颗粒煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区在上述高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下一部分大颗粒粉碎并且矿化占辅助原料25%，同时被中部、上部煅烧区矿化，剩余15%沉降至下部大颗粒煅烧区底部。

第七部：废气锅炉：大颗粒煅烧炉顶部高温废气二温度1200℃经过辅助原料预热器降温，温度为850℃，进入废气锅炉同时加入来自冷却机的高温含氧热空气，温度为800℃，占冷却空气量的10%，将极少量的碳和一氧化碳燃烧氧化，废气温度从850℃降至180℃，冷却后的废气，一部分入熟料冷却器占锅炉废气的15%，大部分进入收尘器。

第八部：收尘器:废气收尘净化排出，熟料粉尘回收利用。

第九部：燃料分两部分加入，分别在煅烧炉底部废气一冷却大颗粒熟料管道中部和大颗粒石灰石混合加入煅烧炉。

实施例2，大颗粒旋流沸腾循环快速煅烧水泥熟料的新方法，其特征在于：备料→颗粒石灰石加入→石灰石预热器→废气一→大颗粒煅烧炉→冷却器→冷却机；大颗粒煅烧炉废气二辅材预热器→废气锅炉→收尘器。其中：

第一步：1、备料工序的工艺条件为：将石灰质原料80％常温常压破碎至5mm以下备用。2、硅、铝质替代原料25％，硅、铝质校正原料5％，铁质5％在常温常压下破碎至8mm以下混合备用；

第二步：预热工序的工艺条件为：通过提升机加入废气一系统，一级预热器入风管道内，二级或者三级预热器60s内常温加热到750℃，分解率20%的大颗粒生料；

第三步：煅烧工序的工艺条件为：分为主要煅烧区三部分：一、中部大小颗粒混合煅烧区，二、上部细粉煅烧区，三、底部大颗粒煅烧区；

次要煅烧区三部分：一、辅助原料大颗粒入炉上部煅烧区出口充分煅烧区，二、冷却器入口煅烧区，三、冷却机上升热风管煅烧区；

大颗粒粒径要求：石灰石小于5mm；入煅烧炉大小颗粒比例为：1：1以1mm为标准，辅助原料小于8mm，大小颗粒比例为2：1以1mm为标准；燃料小于10mm，采用生活垃圾粒径小于60mm。

主要煅烧区：（一）中部大小颗粒混合煅烧区：预热备用的大颗粒生料风选分级，大颗粒石灰石通过冷却器上升风管分离入下料管，同时加入颗粒燃料占燃料总量50%，混合入煅烧炉中部燃爆区，在风、物料、温度如下条件下：1、水平切向进入的冷却机热风，温度1100℃，风速25m/s；2、形成旋流推动大颗粒石灰石燃料颗粒旋转；3、底部未燃尽碳、加温分解粉碎的石灰、粉碎沉降下来大颗粒辅助原料细粉，温度1200℃；4、废气二预热器加热的辅助原料细粉，温度850℃；5、切向旋流风速15m/s，上升风速8m/s；共同混合形成燃爆，爆燃温度为1450℃；细小颗粒快速矿化时间8s，矿化完成细小熟料在上升风的作用下进入上部煅烧区直径小于80um，高温下发育大的熟料颗粒沉降到下部煅烧区，直径大于80um；同时新加入的颗粒燃料追随大颗粒石灰石，燃料中的挥发分同时燃爆，温度为1450℃，大颗粒石灰石和大颗粒燃料表面在短时间2秒内从600℃，加热至1300℃，在快速升温、燃爆形成的冲击波、旋流带来的碰幢、摩擦共同作用下，少部分大颗粒石灰石自爆粉碎矿化占大颗粒石灰石25%，大部分大颗粒石灰石沉降入下部大颗粒煅烧区占大颗粒石灰石85%；

（二）上部细粉煅烧区：大颗粒煅烧炉上部细粉煅烧区在风、物料、温度条件如下：1、水平切向进入的冷却机热风，温度1000℃，风速25m/s；2、中部旋流废气夹带未燃尽碳粉和已分解的石灰细粉，温度为1300℃，切向旋流风速13m/s，上升风速为10m/s；4、物料停留时间为8s；2、与废气二分钟原料预热器加热后的辅助原料细粉，温度为1100℃，5、与废气一预热器加热后的石灰石细粉熟料细粉共同混合燃爆，温度1450℃，形成快速矿化，时间60s，持续矿化分解通过入冷却器管道降温，温度为1250℃，未燃尽碳持续还原氮氧化物。进入冷却器前加入锅炉排出的低温废气，温度为220℃，混合后温度为850℃。没有被煅烧完全质量较轻的熟料颗粒和熟料细粉经过冷却器过程如下，1、风选细粉熟料通过冷却器上升风管入底部预热器，汇同石灰石细粉一起入上部煅烧区；2、相对较大的粗颗粒通过熟料下料管进入冷却机入煅烧炉上升风道再次风选，并加热入炉空气风选出小于1.5mm熟料随加热入炉空气重新入炉煅烧，3、两次风选熟料比例为30%，同时作为矿化计激化细粉矿化过程，矿化过程中基本没有了熟料矿物晶核形成过程只是发育过程，细粉熟料煅烧温度下降了250℃，矿化时间60s，发育较大的穿过中部混合煅烧区沉降入下部大颗粒煅烧区粒径大于2mm，细小的重复1、2、3部过程；4、粗颗粒大于1.5mm熟料，进入冷却机冷却加热入炉空气；废气过程如下：废气一：入冷却器含有少量的碳和一氧化碳浓度1000mg/m³，占废气总量的50%经锅炉废气降温入冷却器温度850℃通过冷却器上部出风管道接入石灰石预热器温度为800℃。废气二：入废气二辅助原料预热器煅烧炉出口温度为1300℃，同时加入大颗粒辅助原料1.5mm以下占辅助原料30～50%被带走入辅助原料预热器，废气降温辅助原料预热器入口温度为950℃，1.5mm以上占辅助原料70%直接沉降进入煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区在上述高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下一部分大颗粒粉碎并且矿化占辅助原料40%，剩余50%沉降至底部大颗粒煅烧区。

（三）底部大颗粒煅烧区：大颗粒煅烧炉下部大颗粒煅烧区在风、物料、温度条件如下：1、大颗粒煅烧炉中部进入的大颗粒石灰石混合颗粒燃料持续预热加温沉降至中部混合煅烧区底部锥体，底部锥体废气温度为1300℃，旋流风速15m/s，上升风速15m/s，物料停留时间为1s,在持续高温、底部燃爆形成的冲击波、旋流和上升风作用下自爆、摩擦、碰幢形成细粉进入中部混合煅烧区占大颗粒石灰石20%，大颗粒石灰石沉降至下部大颗粒煅烧区占大颗粒石灰石90%，沉降过程中在底部大颗粒煅烧区燃爆升温、形成的冲击波、旋流风带动产生的物料碰幢、摩擦和上升风的共同作用下形成的大量细粉，进入中部混合煅烧区占大颗粒石灰石30%，进入大颗粒煅烧区底部的大颗粒石灰占大颗粒石灰石70%，占石灰石总量的25～35%；2、来自石灰石预热器的顶部废气，温度350℃，通过高温风机到大颗粒煅烧炉底部熟料出口，废气冷却大颗粒熟料同时投入大颗粒燃料并加热蓄能共同进入煅烧炉底部，温度为1150℃，3、在水平切向进入的冷却机热风，温度1100℃，风速25m/s，通过风分离颗粒燃料破碎随废气进入煅烧炉底部，大颗粒熟料沉降至熟料下料管道中；4、废气二：大颗粒煅烧炉上升烟道一路联通辅助原料预热器入风管道入口、风速20m/s,温度1300℃；在管道中间加入大颗粒辅助原料，其中1.5mm以下辅助原料细粉，占辅助原料50%被废气带进入辅助原料预热器，同时降低了辅助原料预热器入口废气的温度，温度为950℃，1.5mm以上占辅助原料70%直接沉降进入煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区，在上述过程中高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下，一部分大颗粒辅助原料被粉碎，同时被中部、上部煅烧区矿化，占辅助原料40%，剩余50%沉降至大颗粒煅烧区底部，5、由废气一石灰石预热器顶部带出含10%的石灰石粉尘的废气通过高温风机管道，温度为350℃，风速30m/s，进入煅烧炉底部熟料出料口，在管道中部燃料，冷却熟料的同时加热废气、燃料蓄能入煅烧炉底部，温度为1150℃，上述五种情况汇合在煅烧炉底部0.5～1m处形成燃爆，风速加快，旋流风速为20m/s，上升风速为245m/s，温度为1450℃，大颗粒石灰石，大颗粒辅助原料，大颗粒燃料，已经煅烧好的小颗粒熟料在煅烧炉底部锥体上下翻滚，在燃爆形成的冲击波，旋流风形成的碰幢摩擦共同作用下大颗粒石灰石，大颗粒辅助原料，大颗粒燃料被彻底粉碎，同时被矿化或者废气带入中部混合煅烧区矿化，形成的小颗粒熟料发育长大沉降到煅烧炉底部废气风管中通过废气，风速30m/s，与加入的颗粒燃料分离，加入的颗粒燃料被废气带起入煅烧炉底部，颗粒熟料进入冷却机熟料下料管，大颗粒熟料通过熟料下料管道进入冷却机上升风管冷却，进一步加热来自冷却机的热空气，分三路入煅烧炉。底部大颗粒煅烧区没有燃尽的碳通过废气带入中部混合煅烧区同时还原氮氧化物；上述过程上部、中部、底部来自冷却机入煅烧炉形成旋流风的旋转方向均为同一方向，形成旋风加速大颗粒粉碎。

次要煅烧区:（一）辅助原料大颗粒入炉上部煅烧区出口细粉充分煅烧区:整个煅烧炉内部整体采用微还原煅烧，中间三个煅烧区内部氧化还原交替，进入两路预热器的废气中含有极少量的碳和一氧化碳控制浓度为1000mg/m³，温度为1300℃，在煅烧炉出口进入辅助原料预热器管道中加入辅助原料的同时带入氧气极少量氧气碳和一氧化碳燃烧，温度为1350℃，一氧化碳浓度下降为50mg/m³，在加热辅助原料的同时形成少量的矿化反应将进入辅助原料预热器的废气中极少量的碳一氧化碳燃烧氧化，随后快速降温入辅助原料预热器入口，温度为900℃。

（二）冷却器入口煅烧区：煅烧炉内部整体采用微还原煅烧，废气当中含有极少量的碳和一氧化碳控制浓度为1000mg/m³，温度为1300℃，冷却器入口管道8m处，加入30%的出锅炉的低温废气，温度为180℃废气当中带着少量氧气和熟料粉尘，在冷却细粉熟料的同时废气中的碳和一氧化碳首先燃烧，少量的熟料粉尘和细粉熟料结合矿化发育变大，温度1300℃，之后与锅炉的低温废气混合降温进入冷却器入口温度为900℃。

（三）冷却机上升热风管煅烧区：煅烧炉顶部、底部排出的熟料当中在煅烧和加热燃料的同时混合有少量的未燃尽的碳和熟料粉尘、石灰石粉尘，通过下料管道进入冷却机热风管道少量的未燃尽的碳燃烧熟料煅烧完成，熟料表面温度为1250℃。

第四步：冷却器入料前加入锅炉排出220℃的废气，将1300℃的熟料冷却至900℃，冷却器排出废气，温度为850入废气一石灰石预热器，煅烧炉底部大颗粒熟料出口经过废气加热颗粒燃料加热，大颗粒熟料冷却至1000℃，两部分同时进入冷却机入煅烧炉热风管持续冷却。

第五步：冷却工序的工艺条件为：熟料入料温度800℃，冷却时间为15min，冷却后物料的温度为高于环境温度65℃，熟料颗粒均匀细小，粒径为8mm没有熟料粉尘，温度低、冷却时间短、空气用量少，冷却机无废气排放；

（四）第六步：大颗粒煅烧炉废气二辅助原料预热器：大颗粒煅烧炉顶部充分分解带通过风管连接辅助原料预热器，风速20m/s，温度1300℃,同时加入大颗粒辅助原料预热，带来废气二辅助原料预热器入口废气温度下降，温度为950℃，大颗粒辅助原料1.5mm以下占辅助原料50%被带走入辅助原料预热器，加热至850℃通过下料管进入中部混合煅烧区；1.5mm以上占辅助原料70%直接沉降进入大颗粒煅烧炉当中，穿过上部细粉煅烧区，中部混合煅烧区在上述高温、燃爆形成的冲击波、旋流形成的摩擦、碰幢共同作用下一部分大颗粒粉碎并且矿化占辅助原料40%，同时被中部、上部煅烧区矿化，剩余40%沉降至下部大颗粒煅烧区底部。

第七部：废气锅炉：大颗粒煅烧炉顶部高温废气二温度1300℃经过辅助原料预热器降温，温度为950℃，进入废气锅炉同时加入来自冷却机的高温含氧热空气，温度为1000℃，占冷却空气量的30%，将极少量的碳和一氧化碳燃烧氧化，废气温度从950℃降至220℃，冷却后的废气，一部分入熟料冷却器占锅炉废气的30%，大部分进入收尘器。

第八部：收尘器:废气收尘净化排出，熟料粉尘回收利用。

第九部：燃料分两部分加入，分别在煅烧炉底部废气一冷却大颗粒熟料管道中部和大颗粒石灰石混合加入煅烧炉。