一种陶瓷原料车间干法微煤粉直喷燃烧系统的制作方法

[0001]
本发明涉及陶瓷原料干法微煤燃烧技术领域，尤其涉及一种陶瓷原料车间干法微煤粉直喷燃烧系统。


背景技术：

[0002]
我国陶瓷行业发展非常迅速，陶瓷喷雾塔燃烧系统是陶瓷生产工艺的重要耗能环节，开展陶瓷喷雾塔先进燃烧技术研究及工程应用对陶瓷生产行业的发展具有重要意义。
[0003]
在传统水煤浆或者链排炉燃烧系统中，以往的微煤由于流动性差，容易出现堵塞问题，且环境污染较为严重，所以在推广方面一直有较大困难，而且整个系统能耗大、燃烧不完全、排放高和操作复杂，同时生产线具有噪声大以及人员相互配合多的缺点，从而导致效率较低，无法满足生产需求。


技术实现要素：

[0004]
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种陶瓷原料车间干法微煤粉直喷燃烧系统，达到了提高微煤粉燃烧效率以及降低污染的目的，能够提高煤燃烧的利用效率，同时整个燃烧系统全程智能控制，操作简便，精确供热，因此具有显著的社会效益和经济效益。
[0005]
（二）技术方案为实现上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种陶瓷原料车间干法微煤粉直喷燃烧系统，包括微煤加工系统、微煤远程输送系统和微煤直喷燃烧系统，在微煤加工系统中，原煤经喂料系统设备通过皮带输送机进入风扫连续磨煤机内，风扫连续磨煤机采用全封闭制粉技术将原煤研磨成细度为100-120目的干微煤粉，干微煤粉随热风被抽出磨机后进入储煤粉罐。
[0006]
储煤粉罐中的干微煤粉通过微煤远程输送系统进行输送至微煤直喷燃烧系统中，把干微煤粉送到原料车间燃烧储罐内，经气力输送泵和罗茨风机作用后，把干微煤混合助燃风直喷到高温干法微煤燃烧炉中，随着火旋转燃烧，在离心旋转与重力的作用下煤渣与粉尘旋转于炉膛下锥排渣口，最后由排渣机排出炉外，而燃烧室中心较洁净的热烟气经再次除尘净化后输送至干燥喷雾塔中使用，为干燥喷雾塔的稳定持续供热提供条件，实现陶瓷原料喷雾干燥塔制粉工序。
[0007]
所述微煤直喷燃烧系统包括干法微煤燃烧炉、微煤热旋风除尘器、干燥喷雾塔、布袋除尘器、引风机和脱硫塔，所述干法微煤燃烧炉与微煤热旋风除尘器固定连通，所述微煤热旋风除尘器位于干法微煤燃烧炉的左侧，所述干燥喷雾塔位于微煤热旋风除尘器的左侧，所述干燥喷雾塔与微煤热旋风除尘器处于连通状态，所述干燥喷雾塔的输出端与其左侧的布袋除尘器固定连通，所述布袋除尘器的输出端通过引风机与脱硫塔固定连通。
[0008]
进一步地，所述微煤加工系统包括自动计量喂料机、皮带输送机、风扫连续磨煤机、分选机、脉冲布袋收集器、第一罗茨风机、第一输送泵、抽风机、第一微煤输送管道、储煤
粉罐和第一搅拌下料器，所述自动计量喂料机的出料端与皮带输送机的进料端固定连通，所述皮带输送机的出料端与风扫连续磨煤机的进料端固定连通。
[0009]
进一步地，所述分选机位于风扫连续磨煤机的正上方，所述风扫连续磨煤机的出料端与分选机的进料端固定连通，所述分选机的出料端与脉冲布袋收集器的进料端固定连通，所述第一罗茨风机固定安装在脉冲布袋收集器底部下方的右侧。
[0010]
进一步地，所述第一输送泵固定安装在脉冲布袋收集器底部的正下方，所述第一输送泵与脉冲布袋收集器固定连通，所述第一输送泵与第一罗茨风机连通，所述抽风机固定安装在脉冲布袋收集器的左侧，所述抽风机与脉冲布袋收集器的出料端固定连通。
[0011]
进一步地，所述抽风机的出料端与第一微煤输送管道的一端固定连通，所述第一微煤输送管道的另一端与储煤粉罐的进料端固定连通，所述第一搅拌下料器固定安装在储煤粉罐底部的正下方，所述第一搅拌下料器的进料端与储煤粉罐的出料端固定连通。
[0012]
进一步地，所述微煤远程输送系统包括第二输送泵、第二罗茨风机、第二微煤输送管道、微煤燃烧储罐、螺旋输送机、第二搅拌下料器、气力螺旋输送机和第三罗茨风机，所述第二输送泵固定安装在储煤粉罐底部的正下方，所述第二罗茨风机固定安装在第二输送泵的右侧，所述第二罗茨风机与第二输送泵连通，所述第二输送泵与储煤粉罐的出料端固定连通。
[0013]
进一步地，所述第二输送泵的出料端与第二微煤输送管道的一端固定连通，所述第二微煤输送管道的另一端与微煤燃烧储罐的进料端固定连通，所述微煤燃烧储罐的出料端与螺旋输送机的进料端固定连通，所述螺旋输送机固定安装在微煤燃烧储罐的正下方，所述第二搅拌下料器固定安装在螺旋输送机的正下方，所述第二搅拌下料器与螺旋输送机连通。
[0014]
进一步地，所气力螺旋输送机固定安装在第二搅拌下料器的正下方，所述气力螺旋输送机的进料端与第二搅拌下料器的出料端固定连通，所述第三罗茨风机固定安装在气力螺旋输送机的右侧，所述第三罗茨风机与气力螺旋输送机连通。
[0015]
（三）有益效果本发明提供了一种陶瓷原料车间干法微煤粉直喷燃烧系统，具备以下有益效果：1、本发明由于微煤直喷燃烧系统的设置，在燃烧时水煤浆里面的水分蒸发会消耗极大的热量，同时水煤浆的燃烧率也只能达到85%-88%，而微煤干粉的燃烧率则高达98%以上，与此同时，微煤直喷燃烧系统在热风炉的燃烧方式是四角切入自旋涡流方式，微煤直喷雾化气流45度切向炉内，自旋涡流微煤随着旋风的旋转运动在炉内形成涡流分散燃烧，该方式促使微细煤粉充分燃烧，炉内温度稳定在
±
3℃，因炉膛内壁不断有自旋转涡流风扫运动，保证炉壁表层不易结焦，同时由于微煤含水率极低，相对于水煤浆微煤的点火温度也比较低，因此降低了每次点火成本。
[0016]
2、本发明由于微煤远程输送系统的设置，通过采用密封管道低压气力输送，由于使用管道密封输送，解决了微煤在输送过程中的扬尘问题，有效避免环境污染，保证车间绿色洁净，而由于煤粉的混合温度高，易自燃自爆，低于一定温度则无爆炸危险，因此煤粉制备设备在运行过程中温度会升高，存在一定安全隐患，通过采用换风开路的管道系统，温度控制在40℃左右，煤粉丧失自燃的温度条件，保证设备运行环境安全可靠。
[0017]
3、本发明通过采用煤粉全密闭制粉技术、低压连续气力远程输送输送，配合恒温
均匀搅拌、高效除尘、智能控制系统、防静电装置、高温防爆保护装置的增设，实现制粉供热过程的高效稳定和安全环保，全密闭，负压制粉技术，全过程不见烟尘，采用特有的低温燃烧技术(炉温900度左右)，使热风炉生产的氮氧化物降低50％以上，无烟气使热风炉生产的二氧化硫降低40％以上，通过净化设备排放指标基本达到天燃气喷雾塔的水平。
[0018]
4、本发明通过将原煤经过研磨成150-200目细度，具备着火点更底、燃烧更充分的优点，同时煤炭燃烧的热效率能够达到90％，燃烧率能够达到99％，比传统水煤浆、链排炉可以节煤30％以上，节水100％，节省人力60％以上，而且全程智能控制，操作简便，精确供热，保证喷雾干燥塔塔顶温差
±
3℃。
[0019]
5、本发明提供的干法微煤粉直喷燃烧系统与水煤浆相比，使用干法微煤直喷燃烧系统后，每1000kg陶瓷粉料的水用量可减少45%，煤粉用量可减少32%，废气排放量可减少45%，制粉设备每小时产量可以提高16吨，电费成本降低8元，化工剂成本降低20元，同时干法微煤燃烧技术平均生产1吨粉料节省的煤粉量为16.10kg/t，相比水煤浆链排炉燃烧技术平均节能率达22.98%，节能效果显著每生产1吨粉料二氧化碳的排放量降低36.71kg/t，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
[0020]
图1为本发明干法微煤粉直喷燃烧系统的正面示意图；图2为本发明干法微煤粉直喷燃烧系统的俯视图。
[0021]
图中：1、微煤加工系统；2、微煤远程输送系统；3、微煤直喷燃烧系统；11、自动计量喂料机；12、皮带输送机；13、风扫连续磨煤机；14、分选机；15、脉冲布袋收集器；16、第一罗茨风机；17、第一输送泵；18、抽风机；19、第一微煤输送管道；110、储煤粉罐；111、第一搅拌下料器；21、第二输送泵；22、第二罗茨风机；23、第二微煤输送管道；24、微煤燃烧储罐；25、螺旋输送机；26、第二搅拌下料器；27、气力螺旋输送机；28、第三罗茨风机；31、干法微煤燃烧炉；32、微煤热旋风除尘器；33、干燥喷雾塔；34、布袋除尘器；35、引风机；36、脱硫塔。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]
请参阅图1-2，本发明提供了一种技术方案：一种陶瓷原料车间干法微煤粉直喷燃烧系统，包括微煤加工系统1、微煤远程输送系统2和微煤直喷燃烧系统3，在微煤加工系统1中，原煤经喂料系统设备通过皮带输送机12进入风扫连续磨煤机13内，风扫连续磨煤机13采用全封闭制粉技术将原煤研磨成细度为100-120目的干微煤粉，干微煤粉随热风被抽出磨机后进入储煤粉罐。
[0024]
储煤粉罐中的干微煤粉通过微煤远程输送系统2进行输送至微煤直喷燃烧系统3中，把干微煤粉送到原料车间燃烧储罐内，经气力输送泵和罗茨风机作用后，把干微煤混合助燃风直喷到高温干法微煤燃烧炉31中，随着火旋转燃烧，在离心旋转与重力的作用下煤渣与粉尘旋转于炉膛下锥排渣口，最后由排渣机排出炉外，而燃烧室中心较洁净的热烟气
经再次除尘净化后输送至干燥喷雾塔33中使用，为干燥喷雾塔33的稳定持续供热提供条件，实现陶瓷原料喷雾干燥塔制粉工序。
[0025]
微煤直喷燃烧系统3包括干法微煤燃烧炉31、微煤热旋风除尘器32、干燥喷雾塔33、布袋除尘器34、引风机35和脱硫塔36，干法微煤燃烧炉31与微煤热旋风除尘器32固定连通，微煤热旋风除尘器32位于干法微煤燃烧炉31的左侧，干燥喷雾塔33位于微煤热旋风除尘器32的左侧，干燥喷雾塔33与微煤热旋风除尘器32处于连通状态，干燥喷雾塔33的输出端与其左侧的布袋除尘器34固定连通，布袋除尘器34的输出端通过引风机35与脱硫塔36固定连通。
[0026]
微煤加工系统1包括自动计量喂料机11、皮带输送机12、风扫连续磨煤机13、分选机14、脉冲布袋收集器15、第一罗茨风机16、第一输送泵17、抽风机18、第一微煤输送管道19、储煤粉罐110和第一搅拌下料器111，自动计量喂料机11的出料端与皮带输送机12的进料端固定连通，皮带输送机12的出料端与风扫连续磨煤机13的进料端固定连通，分选机14位于风扫连续磨煤机13的正上方，风扫连续磨煤机13的出料端与分选机14的进料端固定连通，分选机14的出料端与脉冲布袋收集器15的进料端固定连通，第一罗茨风机16固定安装在脉冲布袋收集器15底部下方的右侧，第一输送泵17固定安装在脉冲布袋收集器15底部的正下方，第一输送泵17与脉冲布袋收集器15固定连通，第一输送泵17与第一罗茨风机16连通，抽风机18固定安装在脉冲布袋收集器15的左侧，抽风机18与脉冲布袋收集器15的出料端固定连通，抽风机18的出料端与第一微煤输送管道19的一端固定连通，第一微煤输送管道19的另一端与储煤粉罐110的进料端固定连通，第一搅拌下料器111固定安装在储煤粉罐110底部的正下方，第一搅拌下料器111的进料端与储煤粉罐110的出料端固定连通，原煤经过磨煤设备研磨，研磨成细度为150-200目的微煤，微煤通过低压连续气力远程输送输系统进行输送，微煤混合助燃风，直喷到燃烧炉里进行燃烧，热气经过除尘设备后，送至喷雾干燥塔进行供热，原煤经过研磨成150-200目细度，着火点更底、燃烧更充分，通过改变传统喷雾塔热风炉的燃烧方式，达到减排和降耗的目的。
[0027]
微煤远程输送系统2包括第二输送泵21、第二罗茨风机22、第二微煤输送管道23、微煤燃烧储罐24、螺旋输送机25、第二搅拌下料器26、气力螺旋输送机27和第三罗茨风机28，第二输送泵21固定安装在储煤粉罐110底部的正下方，第二罗茨风机22固定安装在第二输送泵21的右侧，第二罗茨风机22与第二输送泵21连通，第二输送泵21与储煤粉罐110的出料端固定连通，第二输送泵21的出料端与第二微煤输送管道23的一端固定连通，第二微煤输送管道23的另一端与微煤燃烧储罐24的进料端固定连通，微煤燃烧储罐24的出料端与螺旋输送机25的进料端固定连通，螺旋输送机25固定安装在微煤燃烧储罐24的正下方，第二搅拌下料器26固定安装在螺旋输送机25的正下方，第二搅拌下料器26与螺旋输送机25连通，气力螺旋输送机27固定安装在第二搅拌下料器26的正下方，气力螺旋输送机27的进料端与第二搅拌下料器26的出料端固定连通，第三罗茨风机28固定安装在气力螺旋输送机27的右侧，第三罗茨风机28与气力螺旋输送机27连通。
[0028]
燃烧方式对比：微煤直烧：研磨成细度为150-200目的微煤，微煤混合助燃风，直接喷到燃烧炉里进行燃烧，使煤的燃烧更加充分，以空气为助燃物，没有水份带走热量，单从这一点来讲，热风炉的炉温可以比水煤浆降低至少100℃-200℃。
[0029]
水煤浆：对于微煤直烧而言，区别在于水煤浆燃烧炉与链排炉的燃烧方式，而非燃料本身，坦白地说，如果有了合理的磨煤方式，燃烧率也可以达到98％，但是，水煤浆所含的大量水份，带走了很大一部分的热量，水煤浆的煤粒子在爆炸时同时被水份子包围住，得不到更充分的燃烧。
[0030]
因此，相对比煤的燃烧更加充分，并且没有水份带走热量，极大降低了喷雾塔热风炉供热煤耗，氮氧化物的产生来自于燃烧过程的高温，干法微煤燃烧炉的炉膛温度可以比水煤浆燃烧炉降低至少100℃-200℃，所释放的氮氧化物要比水煤浆燃烧炉大量减少。
[0031]
燃烧炉的点火阶段：微煤直烧：由于没有大量水份的吸热，使得炉膛启动非常迅速，从冷炉开始启动，10-15分钟就可以进入工作状态，燃烧过程中也不需要过高炉温就能保持平稳的燃烧状态，尤其是优质煤粉，900℃左右都可以完全燃尽，对煤的灰熔点要求低。
[0032]
水煤浆：由于水煤浆中含有大量水份，使炉膛升温困难，要耗时30分钟以上，即使在燃烧炉完成启动后的工作状态下，也必须保证炉膛温度在1000℃至1200℃的高温状态下工作，否则极易熄火，所以，要求水煤浆颗粒度足够细小，以增加燃料颗粒与火焰的接触面积，若炉膛一味高温就很容易造成结渣。
[0033]
喷雾干燥塔内：水煤浆中被热风炉加热气化了的水份在进入干燥塔后，增加了干燥塔的内部空间水份，使本来以烘干泥浆水份为目的的干燥塔空间内，除了泥浆的水份以外，又额外增加了水煤浆的水份，降低了干燥塔的干燥效率，正是这部分的效率损失与水煤浆水份造成的热量损失叠加，造成了总的热量消耗比微煤直烧多出31％的惊人结果。
[0034]
数据分析：假设：制备“水煤浆”的粉煤热值是5500kca/kg,粉煤含水份15％，制备成水份为45％的“水煤浆”后，“水煤浆”的试验热值为5500
×
(1-45％)=3025kcal/kg，燃烧时，1kg“水煤浆”中，其外加水从室温加热到饱和蒸汽，再继续升温到炉膛温度1100℃所吸收的热量，简化计算如下：(45％-15％)
×
(3300+1500)=1440kj=344kcal与原始热值相比：(344
÷
3025)
×
100％=11.4％，也就是说，有大于10％的热量被“水煤浆”的水份所消耗。
[0035]
根据某陶瓷厂5000型喷雾塔的实际统计，假设采用同样的粉煤，“水煤浆”和“微煤直烧”在同样的燃烧炉上生产同样的粉料，“水煤浆”平均热值为3164kcal/kg，“微煤直烧”平均热值为5840kcal/kg，“水煤浆”制粉：109.3kg煤/t粉料，每吨粉料热量消耗为：109.3
×
3164=345825.2kcal。
[0036]“微煤直烧”制粉：45.2kg煤/t粉料，每吨粉料热量消耗为45.2
×
5840=263968kcal，每吨粉料煤耗相差：((345825.2-263968)/263968)
×
100％=31％。
[0037]
在现有热风炉不做改动的情况下，仅仅将以“水煤浆”燃料改为“微煤直烧”，就可节约至少31％的煤粉，假设一个喷雾塔平均每天生产粉料500t的话，就可以节省约7.5t煤，假设一年一个塔有300个工作日，就可以节省约2250t煤，国内有3000多个塔就节省约675万吨煤，减少二氧化碳排放2430万吨，减排二氧化硫57375吨，减排氮氧化物49950吨，按一吨煤粉600元计算，每一个喷雾塔一年就能节约135万元的燃料，国内喷雾塔一年就能节约40.5亿元的燃料，相当于每年有一个大型煤炭企业的产量随水蒸汽挥发掉，因此节约的燃料成本显著，同时环保方面更显著。
[0038]
结合水煤浆供热与微煤直烧供热的能耗进行了较详细的计算比较，发现水煤浆的能耗和二氧化硫、碳排放都远远高于微煤直烧，与水煤浆相比，微煤直烧的节能环保优势明显，微煤直烧拥有煤耗降低，废气排放减少，零用水等优势，微煤直烧不仅大大降低企业生产成本，而且有效的解决了生产中节能环保问题。
[0039]
本发明的有益效果为：本发明由于微煤直喷燃烧系统的设置，在燃烧时水煤浆里面的水分蒸发会消耗极大的热量，同时水煤浆的燃烧率也只能达到85%-88%，而微煤干粉的燃烧率则高达98%以上，与此同时，微煤直喷燃烧系统在热风炉的燃烧方式是四角切入自旋涡流方式，微煤直喷雾化气流45度切向炉内，自旋涡流微煤随着旋风的旋转运动在炉内形成涡流分散燃烧，该方式促使微细煤粉充分燃烧，炉内温度稳定在
±
3℃，因炉膛内壁不断有自旋转涡流风扫运动，保证炉壁表层不易结焦，同时由于微煤含水率极低，相对于水煤浆微煤的点火温度也比较低，因此降低了每次点火成本。
[0040]
本发明由于微煤远程输送系统的设置，通过采用密封管道低压气力输送，由于使用管道密封输送，解决了微煤在输送过程中的扬尘问题，有效避免环境污染，保证车间绿色洁净，而由于煤粉的混合温度高，易自燃自爆，低于一定温度则无爆炸危险，因此煤粉制备设备在运行过程中温度会升高，存在一定安全隐患，通过采用换风开路的管道系统，温度控制在40℃左右，煤粉丧失自燃的温度条件，保证设备运行环境安全可靠。
[0041]
本发明通过采用煤粉全密闭制粉技术、低压连续气力远程输送输送，恒温均匀搅拌技术、高效除尘、智能控制系统、防静电装置、高温防爆保护装置，实现制粉供热过程的高效稳定和安全环保，全密闭，负压制粉技术，全过程不见烟尘，采用特有的低温燃烧技术(炉温900度左右)，使热风炉生产的氮氧化物降低50％以上，无烟气使热风炉生产的二氧化硫降低40％以上，通过净化设备排放指标基本达到天燃气喷雾塔的水平。
[0042]
本发明通过将原煤经过研磨成150-200目细度，具备着火点更底、燃烧更充分的优点，同时煤炭燃烧的热效率能够达到90％，燃烧率能够达到99％，比传统水煤浆、链排炉可以节煤30％以上，节水100％，节省人力60％以上，而且全程智能控制，操作简便，精确供热，保证喷雾干燥塔塔顶温差
±
3℃。
[0043]
本发明提供的干法微煤粉直喷燃烧系统与水煤浆相比，使用干法微煤直喷燃烧系统后，每1000kg陶瓷粉料的水用量可减少45%，煤粉用量可减少32%，废气排放量可减少45%，制粉设备每小时产量可以提高16吨，电费成本降低8元，化工剂成本降低20元，同时干法微煤燃烧技术平均生产1吨粉料节省的煤粉量为16.10kg/t，相比水煤浆链排炉燃烧技术平均节能率达22.98%，节能效果显著每生产1吨粉料二氧化碳的排放量降低36.71kg/t，具有显著的社会效益和经济效益。
[0044]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0045]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。