专利名称:生产白水泥熟料的方法和装置的制作方法
本发明主题是有关生产白水泥熟料的方法和装置。
在白水泥熟料生产中，不仅要求成品的强度，而且还要求成品有较高的白度，为了提高白度，很显然，原料成分应该含有尽可能少的铁和镁。此外，不论是在还原气氛中煅烧的熟料，还是先在氧化气氛中煅烧，随后靠喷入诸如重油类的燃料进行还原所烧成的熟料，均需进行快速冷却。众所周知，要使熟料急冷至700℃以下的工艺处理，必须在阻止熟料与空气接触的条件下才有效，否则熟料将被空气中所含的氧气重新氧化。
迄今为止，一直用回转窑来生产的水泥。为了阻止熟料与空气接触，从回转窑卸出的熟料立即被浸在水中进行冷却。由于在回转窑内烧成的熟料颗粒大小有很大差别，所以它们的冷却不可能均匀。要是大颗粒的熟料，需长时间浸在水中，使温度降到700℃以下，那就需要更多的冷却水，并会使细颗粒的熟料过分冷却。再则，熟料总温度降得太低，会使熟料的显热不足以预热燃烧空气。而且当熟料从水中取出时，水吸附在熟料上，结果会产生水泥强度下降的问题。此外，由于高温熟料和水之间的热交换，产生大量的蒸汽，进入窑内，就使窑的热耗大大增加。另一方面，水量减少时，细颗粒的熟料可以得到满意的冷却，但是大颗粒熟料就不能得到满意的冷却，以至与空气接触时被重新氧化，造成白度下降。为了解决上述问题，熟料必须烧成均匀的颗粒，但在回转窑内煅烧熟料是不可能做到这一点的。根据已公开的日本专利申请-No.26057/1983的先有技术，让细颗粒的熟料从回转窑内通过离窑的排料端有一段距离的环形间隙中排出(这段距离实际上等于窑的半径)，落到倾斜度为水流角的传送带上。从排料端卸下的大颗粒熟料通过一个分级筛子进行筛分，使熟料颗粒愈粗，就愈先掉入传送带上。换句话说，细颗粒熟粒浸在水中时间较短，大颗粒熟料浸在水中时间较长。这样熟料就能得到均匀冷却。然而熟料的颗粒并不能完全借助环形间隙排料和筛分得到满意的分级，这就留下许多有待改进的问题。
本发明的目的就是解决在先有技术中，因烧成熟料的颗粒大小有很大差别而不能均匀冷却的问题。同时还要解决窑内热耗增加和白度降低的问题。根据本发明，可在煅烧中获得均匀度很高的、比较细的熟料颗粒。所以本发明最根本的目的是提供一种能完全克服先有技术所遇到的上述困难和其他问题的生产白水泥熟料的方法和装置。
附图表示实施本发明方法的一台装置。数字1表示把白水泥原料粉末转变为熟料的沸腾式煅烧炉，2为还原室，对在炉1内煅烧的熟料进行还原;3为联结在还原室顶部和煅烧炉底部中间的喷射管，从而使还原室2所产生的还原气体，以喷气流形式射入煅烧炉1∶4为初级冷却室，在此把水喷雾到来自还原室2的已还原的高温熟料，使之冷却;5为联结还原室2底部和初级冷却室4中间的溜槽;6为2次冷却室，从初级冷却室来的已冷却的熟料再次在这里被空气冷却;7为传送预定量熟料的装置，诸如加在冷却室4和6之间的回转式喂料机;8为原料喂料管;9为煅烧炉1的喷枪;10为燃气排气管，它的上端未示出;11为还原室2的喷枪;12为把空气输送到还原室2进行部分燃烧的风扇;13、14为2次冷却水喷雾装置，例如喷嘴;15为蒸汽排气管，用于排出水喷到生产系统外表面所产生的蒸汽;16为把冷却空气输到二级冷却室6的风扇;17、18为二次冷却室6伸出的排气管，排气管17上端与煅烧炉1相通，而排气管18上端与分解炉相连。但图上未示出;19、20分别为通过排气管17和18调节排气量的风挡(气流调节器)。
下面介绍上述结构装置的操作实例。
已在分解炉(图中未示出)中分解的白水泥生料粉末通过原料喂料管8送入沸腾式煅烧炉1的稠密层22。生料粉一般含有适量的能变为熟料晶体的晶籽。送入的颗粒掉进稠密层22，在这里，气体的流速高于原料颗粒产生沸腾所需的最小沸腾速度，结果原料颗粒在稠密层22处于沸腾状态，这就形成了一稠密沸腾层。在沸腾床内，中心处的气体流速比园周处快。这就形成了喷腾层。向上的气流把生料粉从中心向上吹起，而沿园周方向往下掉，使生料粉在炉内不断循环。
晶籽颗粒要比生料颗粒大，所以在与生料颗粒接触的同时，它们穿过稠密层22而到达稀薄层23。
和稠密层一样，稀薄层23也形成一个喷腾层，可是稀薄层23的气体流速比稠密层气体流速要快，所以晶籽颗粒被上升的气流往上吹到稠密层22中心。在稠密层22内，晶籽颗粒和生料颗粒碰撞接触再回到稀薄层23。在沸腾式煅烧炉1内，从喷嘴9喷入的燃料气二次冷却室6伸出的排气管17送来的空气相混合而燃烧。故而稠密层22和稀薄层23经常维持在约1400℃的温度。这样生料颗粒就在稠稀二层之间循环，在晶粒周围的生料颗粒就转变为熟料颗粒。而且逐渐变成直径为3-5毫米的颗粒。这样形成的熟料颗粒，其临界速度要比来自喷射管3的还原气体高。于是通过喷射管3掉落下来。通过调节经过喷射管3的还原气体流速，就可以获得所期望的熟料粒度。
当熟料颗粒通过喷射管3落下时，它们受到还原气体的还原，并落入还原室2。还原室2有一圆柱形上部和截锥形下部及内圆柱24。圆内柱24的直径比喷射管3的直径要大。喷枪11通过还原室2顶部伸入。风扇12把空气送到还原室2，所进的空气量不足以完全燃烧从喷嘴和喷枪11所喷入的燃烧。结果形成不完全燃烧，因而产生还原气体，通过喷射管3和内圆柱24喷入煅烧炉1内。通过调节经由溜槽5进入二次冷却室的熟料强制排出量，使熟料层位保持在还原室2内圆柱24的上下端面之间。这样流过内园柱24的气流速度等于最小沸腾速度，在此速度下，符合要求粒度的熟料颗粒开始沸腾。结果它们被园柱体内的还原气体所沸腾而被还原。这里形成的熟料粒度比预期的还小，而依附在熟料颗粒上的生料粉，则由于熟料之间强烈碰撞而分离并落下，被还原气体往上吹到煅烧炉1的沸腾层内。因此经过煅烧炉1下部和还原室2的还原气体分级，就能获得粒度大小很均匀的较细熟料颗粒。这些在沸腾状态下的熟料颗粒使与还原气体接触，从而得到均匀的还原。在此实例中，还原气体在还原室2内产生。但是也可以装备独立的还原气体发生炉，把还原气体送到还原室2内。
经还原室还原的熟料颗粒装满了溜槽5并逐渐下落。通过经由喷雾装置13和14的冷却水的压力作用，迫使这些熟料进入初级冷却室4，同时得到冷却。应该明白，任何合适的回转式或往复式机械装置都可用来把熟料颗粒从溜槽强制卸到初级冷却室4。
在初级冷却室4内，由于熟料粒度较细而又较均匀，因而冷却也比较均匀。同时雾状水珠瞬间蒸发成高温过热蒸汽，充满了初级冷却室4，使熟料颗粒与周围大气隔绝，从而避免和空气接触而被氧化。初级冷却室4内由于压力变高，因此蒸汽通过蒸汽排气管15排到系统外。为了阻止还原室2所产生的还原气体通过溜槽流到初级冷却室4，需要调节排出的蒸汽量，使初级冷却室4的压力与还原室2的压力保持平衡。
在初级冷却室4内，通过喷水使高温熟料迅速冷却到600℃-700℃，并经回转式喂料机卸到二次冷却室6。风扇16把空气送到二次冷却室6，使熟料颗粒进一步冷到100°-150℃。随后从熟料卸料腔25排出。
如上所述，在熟料被送到二次冷却室之前，已经冷却到600℃-700℃。所以即使受二次冷却室内的空气冷却，也不致被氧化。在二次冷却室6内被熟料加热了的空气通过排气管17送到煅烧炉1内作为燃烧空气。通过排气管18排出的空气被引入分解炉(未示出)作为燃烧空气。
综上所述，根据本发明，熟料不是在回转窑内，而是在沸腾床煅烧炉内烧成。因而能获得粒度较小而均匀的白水泥熟料。再有，根据本发明，熟料是由还原气体还原，随后先用喷水冷却，再用空气冷却，也即熟料颗粒不是浸泡在水里，更具体地说，水以喷雾形式喷到初级冷却室4，这时熟料颗粒先冷到600℃-700℃，并且立即产生蒸汽，充满初级冷却室4，从而熟料颗粒迅速冷却。同时与周围大气隔绝，使它们免于氧化。这样它们的冷却是均匀的，并有较高等级的白度。此外，用水量也能减少。熟料颗粒在初级冷却室4被冷到600℃到700℃后，再送到二次冷却室6在空气中冷却，所以在二次冷却室内它们可免遭氧化。再者，由于与熟料颗粒的热交换，加热的空气可用作燃烧空气，使熟料的显热得到有效的利用。
依据本发明，生产白水泥熟料的装置包括一个把白水泥生料煅烧成熟料的沸腾炉;一个还原室，熟料颗粒在此被不完全燃烧所产生的还原气体所还原;一个初级冷却室，在此向熟料喷水，从而使颗粒冷却到600℃-700℃;一个二次冷却室，在此熟料颗粒进一步被空气冷却。因此，依据本发明，上述白水泥熟料的生产方法可顺利实现。此外，还原室位于沸腾炉的下面，通过一个喷射管相互通气，所以还原室所产生的还原气体通过喷射管上升，穿过沸腾炉的底部向上吹到它的内部，使还原气体具有使熟料颗粒分级的功能，同时还可用作沸腾炉燃烧的有效燃料。
权利要求
1.白水泥熟料的生产方法有以下步骤把白水泥生料颗粒喂到沸腾式煅烧炉，并把他们烧成熟料颗粒，再在还原室内用还原气体进行还原。随后送到一初级冷却室，被冷却到600℃-700℃，同时与周围大气隔绝，冷却后的熟料颗粒再送到二次冷却室，用空气进一步冷却。
2.白水泥熟料的生产装置包括一个把白水泥生料颗粒煅烧或熟料颗粒的沸腾式煅烧炉，一个位于煅烧炉下面的还原室，把煅烧炉送来的熟料颗粒还原;一个联接还原室顶层和煅烧炉底层的喷射管;一个与还原室相通的初级冷却室，把还原室送来的熟料颗粒用雾状水珠冷却;一个与初级冷却室相通的二次冷却室，通过加入预定量熟料的喂料装置，把从初级冷却室来的已冷却的熟料颗粒用空气进一步冷却。
3.根据权利要求
2的装置，其特征是喷入还原室的燃料不完全燃烧。
4.根据权利要求
2的装置，其特征是可以独立装备还原气发生炉，将所产生的还原气送到还原室内。
专利摘要
按照本发明，白水泥熟料颗粒不是在回转窑中煅烧，而且烧成的熟料颗粒也不浸在水中冷却。白水泥熟料的生料是在含有沸腾层、喷腾层的煅烧炉内煅烧，然后用还原气体还原，再向它们喷上水雾冷却，最后用空气进一步冷却。把白水泥熟料的生料颗粒喂到煅烧炉内烧成熟料，然后通过喷射管掉到下面的还原室还原，再送到初级冷却室内靠喷水雾迅速冷却到600℃到700℃，并与周围大气隔绝，最后在二次冷却室内用空气进一步冷却到100℃到150℃。
文档编号F27D15/02GK85104420SQ85104420
公开日1986年12月10日 申请日期1985年6月11日
发明者一柳俊一, 须藤勘三郎, 川合善三郎, 关根昭二, 勅使川原浩 申请人:秩父水泥株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan