悬浮煅烧粘土的处理方法和系统与流程

本发明涉及水泥煅烧，尤其涉及一种悬浮煅烧粘土的处理方法和系统。

背景技术：

1、水泥制造业是全球基础设施发展的核心，与每一个能源密集型行业一样。硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序。水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法(包括半干法)与湿法(包括半湿法)两种。

2、其中，粘土在煅烧时若处于还原气氛，其成品为灰色，掺入熟料磨成水泥后，不影响水泥的颜色；若粘土煅烧时处于氧化气氛，其成品一般为红褐色，掺入熟料磨成水泥后，会影响水泥的颜色。

3、在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

4、采用干法生产水泥时，一般是将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料。其中，在干法窑内煅烧原料(粘土)是通过加入燃料，同时引入空气燃烧来提供热量。空气作为自然界中最易获得的气体，其与燃料直接混合后燃烧并不能保证还原气氛，因此目前要实现粘土在煅烧时处于还原气氛，通常是额外注入还原性气体，这无疑需增加其他设备，导致结构更复杂，又提高成本。并且，原料(粘土)通过煅烧生成的熟料需要进行降温，以便后续制成水泥。若熟料降温时接触氧气，则熟料会重新着色，影响水泥最终的颜色。

5、因此需要一种悬浮煅烧粘土的处理方法和系统，以至少部分地解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种悬浮煅烧粘土的处理方法和系统，结构简单，直接利用自然界中最易获得的空气，在同时完成煅烧熟料和冷却熟料时保持熟料颜色为灰色。

2、第一方面，本发明提供一种悬浮煅烧粘土的处理系统，包括：

3、分解炉，用于煅烧粘土，所述分解炉连接至设置有气体入口和燃料入口的燃烧器；

4、膜分离制氧装置，用于将空气分离成纯氧和剩余气体，所分离出的纯氧和剩余气体分别输送至氧气储罐和副产物储罐；其中，所述氧气储罐经由氧气管道连通至所述气体入口，所述副产物储罐连通至副产物管道；

5、连通至所述分解炉的预热装置，用于粘土和所述分解炉煅烧粘土所产生的烟气进行换热，所述预热装置包括用于引入粘土的粘土入口、用于将换热后的粘土引出至所述分解炉的粘土出口和用于将所述分解炉煅烧粘土所产生的熟料导出的第一熟料出口；

6、分别连通至所述副产物管道和所述第一熟料出口的冷却装置，用于熟料和所述副产物管道输送来的剩余气体进行换热，所述冷却装置包括用于将换热后的剩余气体引出至所述分解炉的气体出口和用于将换热后的熟料导出的第二熟料出口；

7、第一支路，所述第一支路的一端连通至所述副产物管道，所述第一支路的另一端连通至所述氧气管道，所述第一支路设置第一阀门，所述氧气管道在与所述第一支路的连接处的前段管道上设置第二阀门；

8、其中，所述第一阀门和所述第二阀门通过各自开度重新混合纯氧和剩余气体，以使所述分解炉内处于还原气氛煅烧，其中所重新混合的纯氧和剩余气体中纯氧占比17％-18％。

9、根据本发明的处理系统，利用膜分离制氧装置将空气分离成纯氧和剩余气体，剩余气体的一部分与纯氧又重新调配混合量并输送至燃烧器燃烧，使分解炉内处于还原气氛煅烧；剩余气体的另一部分作为冷却风输送进冷却装置，对分解炉煅烧粘土生成的熟料进行换热，以保证熟料在无氧环境下降温，防止熟料因氧气的存在重新着色；并且，冷却装置内与熟料换热后的剩余气体最后进入分解炉，进一步确保分解炉处于还原气氛；同时，粘土进入分解炉之前，在预热装置内与分解炉煅烧粘土产生的烟气进行热交换。整个处理系统直接利用自然界中最易获得的空气，在同时完成煅烧熟料和冷却熟料时能保持熟料颜色为灰色，结构简单，能耗低。

10、可选地，所述预热装置包括从上往下布置的多个旋风筒，位于最下方的旋风筒的底部物料出口连通至所述冷却装置，位于最下方的旋风筒的气体入口连通至所述分解炉，位于最上方的旋风筒的顶部气体出口连通至废气管道，与所述最下方的旋风筒位置相邻的位于上方的旋风筒的底部物料出口连通至所述分解炉；其中，位于下方的旋风筒的气体出口通过连接管道连通至位于上方的旋风筒，位于上方的旋风筒的底部物料出口连通至下方的所述连接管道；

11、其中，生料投入至位于最上方的所述连接管道。

12、可选地，所述冷却装置也包括从上往下布置的多个旋风筒，位于最下方的旋风筒的底部物料出口连通至拉链机或其他设备，位于最下方的旋风筒的气体入口连通至所述副产物管道，位于最上方的旋风筒的顶部气体出口连通至所述分解炉；其中，位于下方的旋风筒的气体出口通过连接管道连通至位于上方的旋风筒，位于上方的旋风筒的底部物料出口连通至下方的所述连接管道；

13、其中，所述预热装置导出的熟料投入至位于最上方的所述连接管道。

14、可选地，所述废气管道还设置连通至所述氧气管道与所述第一支路的连接处的后段管道上的第二支路，所述第二支路设置相应阀门。

15、可选地，所述废气管道还设置连通至所述副产物管道的第三支路，所述第三支路设置相应阀门。

16、可选地，所述处理系统还包括：设置在氧气管道与所述第一支路的连接处的后段管道上的第四支路，所述第四支路设置相应阀门，用于引入空气。

17、可选地，所述分解炉还设置替代燃料入口。

18、第二方面，本发明还提供一种悬浮煅烧粘土的处理方法，基于上述技术方案的处理系统，具体包括以下步骤：

19、膜分离制氧装置将空气分离成纯氧和剩余气体，所分离出的纯氧和剩余气体分别输送至氧气储罐和副产物储罐；

20、副产物储罐内的剩余气体，其中一部分与氧气储罐内的纯氧通过第一阀门和第二阀门各自的开度重新调配混合量并输送至燃烧器，与燃料混合燃烧，使分解炉内处于还原气氛煅烧；

21、副产物储罐内的剩余气体，其中另一部分作为冷却风输送进冷却装置，对分解炉煅烧粘土生成的熟料进行换热，以保证熟料在无氧环境下降温，防止熟料因氧气的存在重新着色；并且，冷却装置内与熟料换热后的剩余气体最后进入分解炉，进一步确保分解炉处于还原气氛；

22、粘土进入分解炉煅烧之前，在预热装置内与分解炉煅烧粘土产生的烟气进行热交换，实现预热。

23、发明通过利用根据本发明实施例的技术方案，可以获得的有益效果至少在于：

24、1、利用膜分离制氧装置将空气分离成纯氧和剩余气体，剩余气体的一部分与纯氧又重新调配混合量并输送至燃烧器燃烧，使分解炉内处于还原气氛煅烧；剩余气体的另一部分作为冷却风输送进冷却装置，对分解炉煅烧粘土生成的熟料进行换热，以保证熟料在无氧环境下降温，防止熟料因氧气的存在重新着色；并且，冷却装置内与熟料换热后的剩余气体最后进入分解炉，进一步确保分解炉处于还原气氛；整个处理系统直接利用自然界中最易获得的空气，可以同时完成煅烧熟料和冷却熟料时能保持熟料颜色为灰色；

25、2、粘土进入分解炉之前，在预热装置内与分解炉煅烧粘土产生的烟气进行热交换。整个处理系统结构简单，能耗低。

26、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

27、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。