一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统及方法与流程

本发明属于水泥熟料中的燃料制备
技术领域：
，更具体地说，涉及一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统及方法。
背景技术：
：煤气化是煤炭清洁高效利用的主要技术之一，流化床气化技术因具有床层温度均匀、传热传质性能高、气化强度大、煤种适应性强、产物煤气中无焦油和酚类化合物等优点，成为目前较为先进的煤气化技术之一。但是流化床气化技术在生产煤气的同时，其工艺过程中会产生大量含碳量较高及粒度较细的气化飞灰，气化飞灰的产量大约为原煤质量的20％，大量堆积的气化飞灰不仅极易产生扬尘污染，同时也将造成碳资源的极大浪费。气化飞灰的一个主要利用方式是利用气力输送管道直接通入流化床锅炉中作为燃料进行掺烧。然而相比于流化床锅炉的入炉煤粉粒度(0-10mm)，气化飞灰的粒径(0-90um)较小，气化飞灰极容易被较高的流化气带出炉膛而进入后续的烟道系统，在烟道内发生燃烧，造成烟道系统的超温，影响后续烟气净化设备的运行，同时烟气中颗粒物含量的增加也将加速设备的磨损，影响安全生产。并且气化飞灰的挥发分含量极低，其在800℃-1000℃的流化床锅炉内不能完全燃烧，仍然存在碳资源的浪费。而我国水泥熟料的制备方法主要是采用新型干法水泥回转窑生产工艺，回转窑使用的燃料煤粉细度一般是80um，方孔筛筛余12％，在水泥熟料生产工艺中，回转窑运行时对燃料性质的稳定性要求较高，燃料性能的变化将导致回转窑内火焰长度及温度分布的变化，影响熟料的品质及窑皮的稳定性。因此，在水泥熟料行业，回转窑的固体燃料较多地采用单一煤种或者磨前均匀配煤的方式，较少的二次添加其他固体粉状燃料。将粉料加入磨煤系统共同制备粉状燃料的工艺在冶金行业有所应用，常用加粉料的工艺为：外来粉料进入粉料仓，外来粉料由粉料仓下部的称重给料系统配入到磨煤机前的称重皮带或者进料装置上，外来粉料与原煤共同进入磨煤机中碾磨制粉，然而这一工艺存在以下问题：为了防止外来粉料与原煤混合时产生扬尘二次污染，需要在外来粉料的给料系统中喷水，这将增加外来粉料的给料系统设备的复杂性，且后续的磨煤工艺中需使用更多的热烟气来烘干外来粉料的水分，这将导致磨煤系统能耗的增加；外来粉料因为粒径较小，不需要碾磨，外来粉料在磨煤机内重复碾磨，浪费电能；同时，外来粉料的存在还会降低原煤的可磨性及增加磨煤机内部磨损，影响原煤碾磨品质及降低磨煤机寿命等缺点；对于已建成的水泥厂磨煤系统，如果需要改造增加二次加粉料装置，磨煤系统区域空间极有可能不足以放置下体积庞大的粉料仓。因水泥熟料制备中回转窑使用的燃料煤粉粒径分布与气化飞灰粒径分布较为接近，且回转窑窑头燃烧温度可高达1800℃，气化飞灰能够完全燃尽，因此气化飞灰可作为原料参与水泥熟料的制备，但是如何在保证添加气化飞灰作为二次粉状燃料时回转窑能够稳定工作，同时做到成本的节约是本领域技术人员迫切需要解决的问题。针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号cn201110299318.0，公开日为2012年1月25日，该专利公开了一种向磨机加料的方法及装置，属于高炉炼铁过程中高炉喷煤系统中向磨机加料的
技术领域：
。其方法是将粉粒状物料加入喷吹罐中首先将粉粒状物料运输至料仓的位置，然后将物料装入料仓，物料由料仓进入喷吹罐中，然后在喷吹罐中用气体将粉粒状物料经管道喷入磨机内部；其装置包括料仓、装料管、喷吹系统、输粉管道等。该专利的不足之处在于：外来粉料采用气力输送的方式输入到磨机中，大量带有压力的输送气体进入磨机中，其破坏磨机内部原料分布的均匀性，影响磨机工作效率。同时，若是空气输送，则会增加磨机内部的氧气含量，造成安全隐患，不利于控制氧气浓度，且气力输送中的粉料颗粒会严重冲刷磨蚀磨机内部结构，影响磨机寿命。技术实现要素：1、要解决的问题针对现有煤气化副产物气化飞灰难以利用，水泥熟料所需燃料制备成本高的问题，本发明提供一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统及方法。本发明将气化飞灰与煤混合制粉作为水泥熟料生产中所需的燃料，解决了气化飞灰难以利用这一难题，减少水泥熟料生产的耗煤量，降低水泥生产企业的运行成本，整个系统结构简单，易于搭建；同时本发明提供的制备方法操作简便，易于实施，整个过程没有粉尘外泄，避免环境污染。2、技术方案为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统，包括原煤给料装置，原煤给料装置与磨煤装置连接，磨煤装置的出口通过分离装置与燃料输送装置的进口连接，还包括气化飞灰给料装置，气化飞灰给料装置通过分离装置与燃料输送装置连接。各个装置之间彼此独立工作互不干扰，提高整个过程的稳定性能，且将煤气化产生的副产物加以利用，经济效益高。更进一步的，所述气化飞灰给料装置包括气化飞灰仓，气化飞灰仓通过仓泵与飞灰中间仓的进口连接，飞灰中间仓的出口与螺旋给料机连接，螺旋给料机与分离装置通过管道连接。整个气化飞灰给料装置密封性能高，气化飞灰输送过程无外泄。更进一步的，螺旋给料机与管道之间还设置有变频星型给料机。使得气化飞灰的给料均匀且稳定，便于与球磨机出来的煤粉进行充分混合。更进一步的，气化飞灰仓的顶部设置有集料器，集料器与仓泵中的泄压管道连接。减轻气化飞灰进入到气化飞灰仓时，气体在气化飞灰仓内激起的扬尘。更进一步的，所述分离装置包括旋风分离器，与旋风分离器连接的布袋除尘器，旋风分离器与磨煤装置连接，布袋除尘器与燃料输送装置连接。对经球磨机碾磨后的煤粉进行粒径筛分及气化飞灰和煤粉的充分混合，使得混合料符合水泥熟料生产用的燃料要求。更进一步的，所述旋风分离器底部设置有分离出口，分离出口通过螺旋输送机与磨煤装置的入口连接。混合料中的大颗粒物料从分离出口进入到球磨机中再次碾磨，循环利用物料，节省成本。更进一步的，所述磨煤装置为球磨机，且球磨机的入口处设置有热风进口。结构简单，碾磨效果均匀且效率高。更进一步的，燃料输送装置包括依次设置的粉料仓、卸料器、粉料中间仓和圆盘给料机，粉料仓与分离装置连接，圆盘给料机与需要燃料的部件连接。整个燃料输送装置密封性强，避免物料外泄。更进一步的，气化飞灰与原煤的质量比为(0.05-0.4)：1。使其满足作为燃料要求的同时提高经济利用率。一种如上述任一项所述的一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统的制备方法，包括如下步骤：s1：原煤经原煤给料装置进入到磨煤装置中进行碾磨成煤粉，煤粉进入到分离装置中；s2：气化飞灰经过气化飞灰给料装置进入到分离装置中，气化飞灰与煤粉进行充分混合；s3：混合物料经分离装置分离，筛除混合物料中的大颗粒物料，分离后的混合物料粒径满足水泥熟料生产所需的固体燃料要求；s4：分离后的混合物料通过燃料输送装置输送到生产水泥熟料时所需燃料的地方。3、有益效果相比于现有技术，本发明的有益效果为：(1)本发明将气化飞灰与煤混合制粉作为回转窑燃料将能够有效地利用气化飞灰这一资源，有效解决了煤气化领域中副产品气化飞灰难以利用这一难题，实现了碳资源的有效利用，同时减少水泥熟料生产的耗煤量，降低水泥生产企业的运行成本；并且通过分离装置对气化飞灰和原煤的混合物料进行分离，使得气化飞灰与原煤的混合物符合水泥熟料生产所需的固体燃料要求，整个固体燃料制备系统结构简单，易于维修并且整体制造成本较低；(2)本发明煤气化产生的气化飞灰通过气化飞灰仓、仓泵进入到飞灰中间仓中，再从飞灰中间仓中通过螺旋给料机进入到分离装置中，整个输送过程没有粉尘泄露，密封性能较高，不会引起二次扬尘污染，避免气化飞灰输送过程中进行喷水处理，节约水资源；同时将气化飞灰直接输送至分离装置中，使得气化飞灰无需在磨煤装置中进行重复碾磨，浪费电能，从而节约能耗，也避免了原煤因气化飞灰的存在降低自身的可磨性，减小磨煤装置内部的磨损，提高磨煤装置的使用寿命；(3)本发明所述的气化飞灰通过螺旋给料机与变频星型给料机相互配合进入到分离装置中，使得气化飞灰进入管道中的量稳定并且准确，使得气化飞灰与煤粉在管道中充分混合，保证了混合物料性质的稳定性；同时在气化飞灰仓的顶部设置有集料器，集料器有利于降低气化飞灰进入到气化飞灰仓内时气体在仓内激起的扬尘；(4)本发明所述的分离装置包括旋风分离器和布袋除尘器，旋风分离器对煤粉和气化飞灰形成的混合物中大颗粒物料进行分离，分离后的混合物进入到布袋除尘器中进行进一步的收集，气化飞灰和煤粉在分离装置中进行充分混合使得混合物料具有较高的均匀性和稳定性，能够满足水泥熟料生产所需固体燃料的要求，同时旋风分离器底部设置有分离出口，分离的大颗粒物料通过分离出口进入到磨煤装置中进行磨煤，保证大颗粒物料的循环使用，有效节约能源，降低成本；(5)本发明选用球磨机作为磨煤装置，球磨机结构简单，磨煤效果好，效率高；同时在球磨机的入口处设置有热风进口，进一步保证原煤的碾磨效果；采用由卸料器和粉料中间仓的双重缓冲给料部件将混合物料输入到圆盘给料机中，再由输送性能稳定、优良的圆盘给料机将混合粉料稳定地进入水泥熟料生产用的回转窑或分解炉内，整个过程物粉尘泄露，密封性较高；(6)本发明可将占地面积较大的气化飞灰仓和仓泵放置在磨煤系统即由原煤给料装置和磨煤装置组成的区域的外围，气化飞灰通过仓泵气力输送由远距离的气化飞灰仓输送到磨煤系统区域内部中的飞灰中间仓，有效解决了对于已建成的水泥厂在改造增设加粉料装置时，磨煤系统区域可能存在的空间不足问题。附图说明图1为本发明的结构示意图。图中：1、仓顶收尘器；2、原煤仓；3、称重皮带机；4、气化飞灰仓；41、集料器；5、仓泵；6、飞灰中间仓；7、螺旋给料机；8、变频星型给料机；9、球磨机；10、旋风分离器；11、布袋除尘器；12、粉料仓；13、卸料器；14、粉料中间仓；15、圆盘给料机；16、螺旋输送机；17、引风机。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。实施例1如图1所示，一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统，包括原煤给料装置，原煤给料装置将原煤进行输送至磨煤装置中；原煤给料装置与磨煤装置连接，磨煤装置对原煤进行碾磨成煤粉；磨煤装置的出口通过分离装置与燃料输送装置的进口连接，该制备系统还包括气化飞灰给料装置，气化飞灰给料装置通过分离装置与燃料输送装置连接，原料煤和气化飞灰在分离装置中进行充分的混合分离后得到的混合料符合水泥熟料生产所需的燃料标准，继而通过燃料输送装置输送至回转窑或分解炉等需要燃料的地方中去。该系统将气化飞灰与煤混合制粉作为水泥熟料生产所需的燃料将能够有效地利用气化飞灰这一资源，有效解决了煤气化领域中副产品气化飞灰难以利用这一难题，实现了碳资源的有效利用，同时减少水泥熟料生产的耗煤量，降低水泥生产企业的运行成本，并且整个系统结构简单，易于搭建，彼此之间工作互不影响，具有较高的使用前景。下面对水泥熟料生产用固体燃料的制备系统进行详细的结构介绍，在本实施中，磨煤装置选用球磨机9，球磨机9结构简单，磨煤效率高同时磨煤均匀；原煤给料装置包括原煤仓2，原煤仓2与称重皮带机3连接，称重皮带机3与球磨机9的入口连接，避免原煤在输送过程中的外泄，保证工作环境的无污染；原煤仓2内储存原料煤，原料煤通过称重皮带机3进行定量输送至球磨机9中，定量输送原煤保证球磨机9的工作稳定，使得煤碾磨均匀；所述分离装置包括旋风分离器10，与旋风分离器10连接的布袋除尘器11，旋风分离器10与球磨机9的出口通过管道连接，布袋除尘器11与燃料输送装置连接，煤粉经过管道进入到旋风分离器10中进行大颗粒物料的分离，然后进入到布袋除尘器11中进行进一步的收集，经过两级的分离使得混合料具有较高的稳定性，并且使得混合料的粒径能够满足水泥熟料生产所需固体燃料的要求；本系统中的燃料输送装置包括依次设置的粉料仓12、卸料器13、粉料中间仓14和圆盘给料机15，粉料仓12与分离装置连接，圆盘给料机15与需要燃料的部件如回转窑或分解炉连接，采用由卸料器13和粉料中间仓14的双重缓冲给料部件将混合物料输入到圆盘给料机15中，再由输送性能稳定、优良的圆盘给料机15将混合粉料稳定地进入水泥熟料生产用的回转窑或分解炉内，整个过程物粉尘泄露，密封性较高。同时，本系统所述气化飞灰给料装置包括气化飞灰仓4，气化飞灰仓4通过仓泵5与飞灰中间仓6的进口连接，飞灰中间仓6的出口与螺旋给料机7连接，螺旋给料机7与旋风分离器10通过管道连接，气化飞灰直接通过螺旋给料机7输送至旋风分离器10中，整个输送过程没有粉尘泄露，密封性能较高，不会引起二次扬尘污染，避免气化飞灰输送过程中进行喷水处理，节约水资源；同时气化飞灰无需在球磨机9中进行重复碾磨，浪费电能，从而节约能耗，也避免了原煤因气化飞灰的存在降低自身的可磨性，减小球磨机9内部的磨损，提高球磨机9的使用寿命；而且本发明采用气化飞灰仓4加上飞灰中间仓6的两级灰仓存储气化飞灰，保证气化飞灰不会因为重力挤压结块结饼而架桥，避免后续气化飞灰输送时的波动。本发明中的气化飞灰和煤粉在通往旋风分离器10的管道内进行充分混合，保证了混合物料性质的稳定性，充分混合后的混合物料在旋风分离器10中进行大颗粒的分离，随后进入到布袋除尘器11中进行进一步除尘，得到的混合物料便可当作水泥熟料生产所需的燃料，布袋除尘器11与引风机17连接，引风机17起引风抽气作用，使整个系统处于负压真空运行，一来使气化飞灰和球磨机9出来的固体颗粒沿管道向旋风分离器10到布袋除尘器11的流程流动；二来从球磨机9到布袋除尘器11之间的系统负压真空运行时，不会有粉尘颗粒泄露，污染环境。当然，本发明所述的原煤给料装置、磨煤装置、分离装置、燃料输送装置和气化飞灰给料装置均不局限于本实施例所列举的结构，其它能够实现相同功能的现有装置也可使用在本发明中。本发明所述的水泥熟料生产用固体燃料的制备系统可将占地面积较大的气化飞灰仓4和仓泵5放置在磨煤系统即由原煤给料装置和磨煤装置组成的区域的外围，气化飞灰通过仓泵5气力输送由远距离的气化飞灰仓4输送到磨煤系统区域内部中的飞灰中间仓6，有效解决了对于已建成的水泥厂在改造增设加粉料装置时，磨煤系统区域可能存在的空间不足问题，易于改造。一种如上述所述的一种水泥熟料生产用固体燃料的制备系统的制备方法，其步骤如下：s1：原料煤本实施采用烟煤，烟煤的工业分析见表1，烟煤从原煤仓2的底部出口进入到称重皮带机3，经过称重皮带机3称重后定量地输入到球磨机9进口，烟煤流量为24t/h，经球磨机9碾磨后的煤粉通过管道进入到旋风分离器10中；s2：从流化床煤气化工艺来的气化飞灰粒径分布d90＝76.83um，符合回转窑燃料粒径要求，气化飞灰由罐车从煤气站运输到气化飞灰仓4附近，通过气力输送的方式将气化飞灰从罐车输送到气化飞灰仓4中，气化飞灰从气化飞灰仓4的底部出口进入到仓泵5中，利用仓泵5的气力输送方式输送到飞灰中间仓6中，气化飞灰再从飞灰中间仓6的底部出口进入到螺旋给料机7中，气化飞灰经过螺旋给料机7定量输送到球磨机9出口的管道中与来自球磨机9的煤粉混合，在本实施中，气化飞灰与原煤的质量比为(0-0.4)：1，相比于同用于水泥熟料生产用燃料的煤炭来讲，气化飞灰较难燃烧，气化飞灰与原煤质量比例较高时制备的混合燃料难以使用，达不到作为水泥熟料用的燃料要求，质量比例较低时，没有经济价值；气化飞灰工业分析见表1，气化飞灰的流量为6t/h，混合粉料的挥发分大于20％，满足回转窑燃料要求：表1煤炭和气化飞灰工业分析燃料种类madaadvadfcad烟煤6.649.1535.4748.74气化飞灰0.3115.700.0083.99s3：气化飞灰与煤粉的混合粉料在旋风分离器10中进行大颗粒煤粉的分离，筛除混合物料中的大颗粒物料，在旋风分离器10中充分混合的气化飞灰与煤粉混合粉料进入到布袋除尘器11中，分离后的混合物料粒径满足水泥熟料生产所需的固体燃料要求；s4：混合粉料从布袋除尘器11的底部出口进入到由依次相连的粉料仓12、卸料器13、粉料中间仓14和圆盘给料机15组成的燃料输送装置中，混合粉料由燃料输送装置分别输送到回转窑或分解炉中进行燃烧，为了提供工作效率，设置两组燃料输送装置，两组燃料输送装置分别送往不同的地方。该制备方法操作简便，易于实施，整个过程中不会出现粉尘的外泄，避免环境污染，整体密封性较强。实施例2基本同实施例1，在本实施中，螺旋给料机7与管道之间还设置有变频星型给料机8，气化飞灰通过螺旋给料机7定量输送到变频星型给料机8中，再经过变频星型给料机8的二次定量输送到通过旋风分离器10的管道中，使得气化飞灰进入管道中的量稳定并且准确，便于与煤粉进行充分混合。更进一步的，气化飞灰仓4的顶部设置有集料器41，煤气化生产的气化飞灰通过集料器41进入到气化飞灰仓4中，保证气化飞灰进入到气化飞灰仓4这一过程的密封性能，避免气化飞灰的泄露造成环境污染及浪费，同时降低气化飞灰进入到气化飞灰仓4时，气体在仓内激起的扬尘；集料器41与仓泵5中的泄压管道连接，泄压管道用于对仓泵5进行泄压操作，当进行泄压时泄压管道内含有气化飞灰，不能直接排除放空，因此将其与集料器41连接，使得泄压后的气化飞灰进入到气化飞灰仓4中，对气化飞灰进行循环使用。同时在原煤仓2、气化飞灰仓4和飞灰中间仓6的顶部均设置有仓顶收尘器1，仓顶收尘器1对原煤或气化飞灰中掺杂的灰尘进行回收处理，保证原煤和气化飞灰的纯度，为后面制备燃料奠定基础；另一方面，由于气化飞灰仓4顶部设置集料器41，集料器41能够降低仓顶收尘器1的负荷，提高仓顶收尘器1的使用寿命。同时，在所述旋风分离器10底部设置有分离出口，该分离出口设置在旋风分离器10底部的侧面，分离出口用于混合料中大颗粒物料的处理，分离出口通过螺旋输送机16与磨煤装置的入口连接，混合物料在旋风分离器10中进行大颗粒煤粉的分离，分离出的大颗粒煤粉从分离出口进入到螺旋输送机16中，大颗粒煤粉由螺旋输送机16输送到球磨机9进口处，再次进入到球磨机9中进行碾磨，保证大颗粒物料的循环使用，有效节约能源，降低成本。更具体的，本实施在球磨机9的入口处设置有热风进口，热风来自于热风炉或者回转窑窑头冷却机，热风的加入进一步保证原煤的碾磨效果。本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。当前第1页12