專利名稱：一種石灰粉復合焙燒系統及方法
技術領域：
本發明涉及石灰石燒制工藝技術領域，具體地，涉及一種石灰粉復合焙燒系統及方法。
背景技術：
目前，國內外石灰燒制工藝，普遍都是采用豎窯或回轉窯，原料的粒度也都是大于幾厘米的塊狀石灰石。但是，現有的石灰石燒制工藝，具有以下特點:⑴由于較大的石塊不易燒透，為避免石塊內部的“欠燒”，窯內煅燒帶(燒成區)的溫度都會達到1200 1300°C，這樣就造成了石塊外部的“過燒”；⑵回轉窯燒成區的溫度多數靠工人的經驗來控制，而豎窯煅燒區的高溫場又很難做到一致，因此現用的生產工藝很難解決欠燒與過燒這對矛盾，產品欠燒與過燒的占比普遍高于10%，有些窯爐甚至超過了 20%，嚴重影響了石灰的品質；⑶為了燒透大顆粒石塊就必須延長石塊在高溫區的停留時間，因此窯體十分龐大繁復，設備造價也很昂貴，熱損失較大、能耗較高；⑷由于粒徑小于20mm不適合入窯的石料被扔掉,原礦的利用率< 75% ；(5)也有應用氣體懸浮窯煅燒石灰粉的，原礦粉經多級旋風筒逐漸加熱后再經幾級旋風筒降溫。因礦粉在高溫區(燒成區)停留的時間太短，欠燒問題十分突出。又因設備繁復高大、尾氣和成品的溫度也較高導致能耗較大，因此產品質量和經濟效益不高；(6)也有改進后可以煅燒毫米級小顆粒的回轉窯，但對于那些較細的礦粉來說，往往還未經高溫煅燒就被 氣流吹走，品質也難以掌控。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在溫控精度低、設備造價高、能耗大、原料利用率低和產品質量差等缺陷。

發明內容
本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種石灰粉復合焙燒系統，以實現溫控精度高、設備造價低、能耗小、原料利用率高和產品質量好的優點。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種石灰粉復合焙燒系統，主要包括通過管道依次配合連接的原料輸送及燃燒加熱單元、多級旋風分離單元、余熱回收及除塵單元和發電單元。進一步地，所述原料預輸送及燃燒加熱單元，包括依次通過管道連接至所述多級旋風分離單元的送粉風機、煤粉罐、石粉罐和預燃爐，通過管道與所述煤粉罐連接的煤粉提升機，通過管道與所述石粉罐連接的石粉提升機，以及通過管道與所述預燃爐連接的鼓風機。進一步地，所述多級旋風分離單元，包括通過管道依次連接在所述預燃爐與余熱回收及除塵單元之間的多級旋風窯，設置在每級旋風窯底部的灰倉，以及位于每級旋風窯底部、且通過管道與余熱回收及除塵單元連接的熱交換器。
進一步地，所述余熱回收及除塵單元，包括通過管道依次與所述多級旋風窯中最后一級旋風窯連接的蒸汽鍋爐、布袋除塵器、引風機和煙 ;設在每級旋風窯底部的熱交換器分別與蒸汽鍋爐連接，用于將相應旋風窯中的料溫余熱傳遞給即將進入蒸汽鍋爐的軟化水。進一步地，所述發電單元，包括與所述蒸汽鍋爐連接的蒸汽輪機和發電機。進一步地,所述多級旋風窯，具體包括通過管道依次連接的一級旋風窯和二級旋風窯以及根據需要進行增減的多級旋風窯。進一步地，每級旋風窯，包括并行設置且能夠根據產量進行增減的多個窯體。同時，基于以上所述的石灰粉復合焙燒系統，本發明采用的另一技術方案是:一種石灰粉復合焙燒方法，主要包括:⑴利用送粉風機提供的氣流，將包括煤粉和礦粉的原料共同噴入溫度條件為950 1000°C的預燃爐中；⑵經預燃爐加熱后的石粉和未燃盡的大顆粒煤粉，隨著燃燒后的高溫氣體一同噴入一級旋風窯，在離心力的作用下將顆粒較大的粉粒留在溫度條件為930 970°C的一級旋風窯中繼續焙燒；⑶經預燃爐 加熱后的石粉和未燃盡的顆粒較小、比重較輕的細粉，隨著燃燒后的高溫氣體，經一級旋風窯頂部中心的管道一同噴入溫度條件為溫度條件為900 930°C的二級旋風窯，在離心力的作用下將多數石灰粉沉入二級旋風窯的底部；⑷粒徑微小的細粉隨著高溫氣體，經二級旋風窯頂部中心的管道，一同輸入蒸汽鍋爐并被收集在蒸汽鍋爐的灰倉里；其余少量細粉則隨著降溫后的尾氣，進入布袋除塵器并被布袋除塵器收集。進一步地，所述一級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體；和/或，所述二級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體。進一步地，以上所述的石灰粉復合焙燒方法，還包括:重量稍大的石灰粉粒，留在兩級旋風窯里，需要在彡900°C的高溫環境里停留數十分鐘繼續焙燒，排凈二氧化碳氣體后的石灰粉經兩級旋風窯的窯底的換熱器冷卻后再輸送出去；少量細小的粉粒經氣體懸浮燒成后被蒸汽鍋爐和布袋除塵器收集。本發明各實施例的石灰粉復合焙燒系統及方法，由于該系統主要包括通過管道依次配合連接的原料輸送及燃燒加熱單元、多級旋風分離單元、余熱回收及除塵單元和發電單元；可以將礦粉加熱，使二氧化碳排出后將碳酸鈣轉化成氧化鈣(即生石灰)；從而可以克服現有技術中溫控精度低、設備造價高、能耗大、原料利用率低和產品質量差的缺陷，以實現溫控精度高、設備造價低、能耗小、原料利用率高和產品質量好的優點。本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
圖1為本發明石灰粉復合焙燒系統的工作原理示意圖。結合附圖，本發明實施例中附圖標記如下:1-煤粉罐；2_石粉罐；3_預燃爐；4_ 一級旋風窯；5_ 二級旋風窯；6_蒸汽鍋爐；7-蒸汽輪機；8_發電機；9_布袋除塵器；10-引風機；11-煙囪；12_送粉風機；13-煤粉提升機；14_石粉提升機；15-鼓風機。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。系統實施例根據本發明實施例，提供了一種石灰粉復合焙燒系統。如圖1所示，本實施例的石灰粉復合焙燒系統，主要包括通過管道依次配合連接的原料輸送及燃燒加熱單元、多級旋風分離單元、余熱回收及除塵單元和發電單元。其中，上述原料預輸送及燃燒加熱單元，包括依次通過管道連接至多級旋風分離單元的送粉風機12、煤粉罐1、石粉罐2和預燃爐3，通過管道與煤粉罐I連接的煤粉提升機13，通過管道與石粉罐2連接的石粉提升機14，以及通過管道與預燃爐3連接的鼓風機15。多級旋風分離單元，包括通過管道依次連接在預燃爐與余熱回收及除塵單元之間的多級旋風窯，設置在每級旋風窯底部的灰倉，以及位于每級旋風窯底部、且通過管道與余熱回收及除塵單元連接的熱交換器。多級旋風窯，具體包括通過管道依次連接的一級旋風窯4和二級旋風窯5，還可以包括能夠根據需要進行增減的多級旋風窯。每級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體。余熱回收及除塵 單元,包括通過管道依次與多級旋風窯中最后一級旋風窯連接的蒸汽鍋爐6、布袋除塵器9、引風機10和煙囪11 ;設在每級旋風窯底部的熱交換器分別與蒸汽鍋爐6連接，用于將相應旋風窯中的料溫余熱傳遞給即將進入蒸汽鍋爐6的軟化水。發電單元，包括通過管道與蒸汽鍋爐連接的蒸汽輪機7和發電機8。方法實施例根據本發明實施例，提供了一種石灰粉復合焙燒方法，主要包括:⑴利用送粉風機提供的氣流，將包括煤粉和礦粉的原料共同噴入溫度條件為950 1000°C的預燃爐中；⑵經預燃爐加熱后的石粉和未燃盡的煤粉，隨著燃燒后的高溫氣體一同噴入一級旋風窯，在離心力的作用下將顆粒較大的粉粒留在溫度條件為930 970°C的一級旋風窯中繼續焙燒；⑶經預燃爐加熱后的顆粒較小、重量較輕的細粉，隨著燃燒后的高溫氣體，經一級旋風窯頂部中心的管道一同噴入溫度條件為900 930°C的二級旋風窯，在離心力的作用下將多數石灰粉沉入二級旋風窯的底部；⑷粒徑微小的細粉隨著高溫氣體，經二級旋風窯頂部中心的管道，一同輸入蒸汽鍋爐并被收集在蒸汽鍋爐的灰倉里；其余少量細粉則隨著降溫后的尾氣，進入布袋除塵器并被布袋除塵器收集；(5)重量稍大的石灰粉粒，留在兩級旋風窯里，需要在彡900°C的高溫環境里停留數十分鐘繼續焙燒，排凈二氧化碳氣體后的石灰粉經兩級旋風窯的窯底的換熱器冷卻后再輸送出去；少量細小的粉粒經氣體懸浮燒成后被蒸汽鍋爐和布袋除塵器收集。在上述實施例中，一級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體；和/或，二級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體。上述實施例中使用的石灰粉復合焙燒系統，可參見圖1和上述系統實施例的相關說明，在此不再贅述。
上述實施例的石灰粉復合焙燒系統及方法，能夠將O 5_級的大顆粒和細小的礦粉區分開來分別處理，使它們均能恰到火候，可以有效地解決欠燒與過燒的問題。參見圖1，該石灰粉復合焙燒系統及方法，主要包括以下幾個方面:⑴礦粉與煤粉被送粉風機12提供的氣流，共同噴入溫度條件為950 1000°C的預燃爐3中；經預燃爐3加熱后的石粉和未燃盡的大顆粒煤粉，將隨著燃燒后的高溫氣體一同噴入一級旋風窯4 (根據產量可由多個窯體并列組成)，離心力的分離作用將顆粒較大的粉粒留在950°C左右的一級旋風窯4中繼續焙燒。⑵顆粒較小重量較輕的細粉將隨著高溫氣體，經一級旋風窯4頂部中心的管道一同噴入溫度條件為900 930°C的二級旋風窯5 (可由多個窯體并列組成)，離心力的分離作用又將多數石灰粉沉入二級旋風窯5的底部；⑶粒徑微小的細粉隨著高溫氣體，經二級旋風窯5頂部中心的管道，一同輸入余熱鍋爐(即蒸汽鍋爐6)并被收集在蒸汽鍋爐6的灰倉里；其余少量細粉則隨著降溫后的尾氣，進入布袋除塵器9并被除塵布袋收集。由上述幾個方面可知，重量稍大的石灰粉粒，留在兩級旋風窯里，可在彡900°C的高溫環境里停留數十分鐘繼續焙燒，排凈二氧化碳氣體后的石灰粉經窯底(即兩級旋風窯的窯底)的換熱器冷卻后方可輸送出去；少量細小的粉粒經氣體懸浮燒成后被鍋爐(即蒸汽鍋爐6)和布袋(即布袋除塵器9中的除塵布袋)收集，因此石灰粉的焙燒是由大顆粒的窯內焙燒和細小粉粒的懸浮焙燒共同完成的。上述實施例的石灰粉復合焙燒系統及方法，主要是將石灰石粉加熱，使碳酸鈣分解產生轉化成氧化鈣(即生石灰)。理論與實踐都能夠證明:石灰焙燒的最佳溫度是900°C，溫度太低或過高造成的“欠燒”與“過燒”，均會降低石灰的活性和品質。該石灰粉復合焙燒系統及方法的主要特點是:⑴可以精確控制石灰粉的焙燒溫度，并分別控制不同粒度礦粉在高溫燒成區的停留時間，有效地消除了產品的“欠燒”與“過燒”；⑵簡化了石灰焙燒的工藝和設備，大幅度減小了石灰窯的體積與造價；⑶利用尾礦粉大幅降低原材料成本，石灰石原礦的利用率近似100% ；⑷配套余熱鍋爐和發電機組之后，使得能源利用率和經濟效益顯著提高。上述實施例的石灰粉復合焙燒系統及方法，具有以下特點:⑴產品質量優良①兩級旋風窯(或多級)的底部也是灰倉，因此大顆粒礦粉在窯內高溫區可以停留很長時間，確保碳酸鈣近乎完全分解。而細小粉粒則因早已被燒透，盡管進入鍋爐以后溫度下降較快其品質也會很好。②由于該石灰粉復合焙燒系統及方法在生產的過程中可以精確地控制溫度，有效杜絕了欠燒與過燒，所以石灰的活性將大大高于現在的生產工藝，可以生產高品質的石灰
⑵經濟效益高①該石灰粉復合焙燒系統及方法完全不同于現在的各式窯爐，大大簡化了石灰焙燒的工藝，減小了設備體積，由于整個工藝過程的溫度均低于1000°c，可以相對降低各部分保溫材料的厚度，可以減少熱損失和能源消耗并延長保溫材料的使用壽命。大大減小設備一次性的投入成本，大大減小用戶的生產和維護成本，給用戶帶來巨大的經濟利益。②該石灰粉復合焙燒系統及方法可以利用石灰石、白云石等加工企業的尾礦粉作為原料，原礦的利用率近乎100%，變廢為寶大大降低原材料的成本。③余熱發電的投入可為用戶節約巨額電費開支，國內很多余熱發電項目的投資回收期都在一年以內。④煤粉爐和兩級(或多級)旋風窯以及鍋爐爐膛給煤粉提供了超大的燃燒空間，因此本工藝對煤粉的粒度和揮發份要求也很低，可以吃粗糧大大降低煤粉的制造成本。該石灰粉復合焙燒系統及方法的燃料還可為各種燃氣、燃油、秸桿粉等。
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⑶節能環保①由于簡化了工藝和設備，也縮小了體積和焙燒溫度，外包風套的預燃爐幾乎沒有熱損失，兩級旋風窯(也是灰倉)的溫度均低于ΙΟΟΟ ，相對來說能源消耗也較小。②兩級旋風窯底部安裝的熱交換器，將料溫余熱傳遞給即將入鍋爐的軟化水。將近900°C的高溫尾氣被輸入到蒸汽余熱鍋爐(即蒸汽鍋爐6)，由其推動汽輪發電機組產生電能，相當于熱電廠少燒了大量的燃煤。③由于一氧化碳在超大的燃燒空間內基本燃盡；二氧化硫也與過量的石灰粉反應殆盡；整個系統的溫度均低于1000°c極少生成氮氧化物；因此除了二氧化碳以外，尾氣的主要污染物排放近乎于零。④該石灰粉復合焙燒系統及方法使用的專利煤粉爐可添加粉碎后的秸桿等廢棄物，既可減少煤耗又可以減少焚燒秸桿帶來的空氣污染。綜上所述，本發明各實施例的石灰粉復合焙燒系統及方法，在給用戶帶來巨大經濟利益的同時，還將在節能環保領域體現出巨大的社會效益。最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，主要包括通過管道依次配合連接的原料輸送及燃燒加熱單元、多級旋風分離單元、余熱回收及除塵單元和發電單元。
2.根據權利要求1所述的石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，所述原料輸送及燃燒加熱單元，包括依次通過管道連接至所述多級旋風分離單元的送粉風機、煤粉罐、石粉罐和預燃爐，通過管道與所述煤粉罐連接的煤粉提升機，通過管道與所述石粉罐連接的石粉提升機，以及通過管道與所述預燃爐連接的鼓風機。
3.根據權利要求2所述的石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，所述多級旋風分離單元，包括通過管道依次連接在所述預燃爐與余熱回收及除塵單元之間的多級旋風窯，設置在每級旋風窯底部的灰倉，以及位于每級旋風窯底部、且通過管道與余熱回收及除塵單元連接的熱交換器。
4.根據權利要求3所述的石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，所述余熱回收及除塵單元，包括通過管道依次與所述多級旋風窯中最后一級旋風窯連接的蒸汽鍋爐、布袋除塵器、引風機和煙囪；設在每級旋風窯底部的熱交換器分別與蒸汽鍋爐連接，用于將相應旋風窯中的料溫余熱傳遞給即將進入蒸汽鍋爐的軟化水。
5.根據權利要求4所述的石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，所述發電單元，包括與所述蒸汽鍋爐連接的蒸汽輪機和發電機。
6.根據權利要求3-5中任一項所述的石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，所述多級旋風窯，具體包括通過管道依次連接的一級旋風窯和二 級旋風窯以及根據需要進行增減的多級旋風窯。
7.根據權利要求6所述的石灰粉復合焙燒系統，其特征在于，每級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體。
8.—種石灰粉復合焙燒方法,其特征在于,主要包括: ⑴利用送粉風機提供的氣流，將包括煤粉和礦粉的原料共同噴入溫度條件為950 1000°C的預燃爐中； ⑵經預燃爐加熱后的石粉和未燃盡的大顆粒煤粉，隨著燃燒后的高溫氣體一同噴入一級旋風窯，在離心力的作用下將顆粒較大的粉粒留在溫度條件為930 970°C的一級旋風窯中繼續焙燒； ⑶經預燃爐加熱后的石粉和未燃盡的顆粒較小、比重較輕的細粉，隨著燃燒后的高溫氣體，經一級旋風窯頂部中心的管道一同噴入溫度條件為溫度條件為900 930°C的二級旋風窯，在離心力的作用下將多數石灰粉沉入二級旋風窯的底部； ⑷粒徑微小的細粉隨著高溫氣體，經二級旋風窯頂部中心的管道，一同輸入蒸汽鍋爐并被收集在蒸汽鍋爐的灰倉里；其余少量細粉則隨著降溫后的尾氣，進入布袋除塵器并被其收集。
9.根據權利要求8所述的石灰粉復合焙燒方法，其特征在于，所述一級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體；和/或，所述二級旋風窯，包括并行設置、且能夠根據產量進行增減的多個窯體。
10.根據權利要求8或9所述的石灰粉復合焙燒方法，其特征在于，還包括:重量稍大的石灰粉粒，留在兩級旋風窯里，需要在> 900°C的高溫環境里停留數十分鐘繼續焙燒，排凈二氧化碳氣體后的石灰粉經兩級旋風窯的窯底的換熱器冷卻后再輸送出去；少量細小的粉粒經氣體懸浮燒成后被蒸 汽鍋爐和布袋除塵器中的布袋收集。
全文摘要
本發明公開了一種石灰粉復合焙燒系統及方法，該系統主要包括通過管道依次配合連接的原料輸送及燃燒加熱單元、多級旋風分離單元、余熱回收及除塵單元和發電單元。本發明所述石灰粉復合焙燒系統及方法，可以克服現有技術中溫控精度低、設備造價高、能耗大、原料利用率低和產品質量差等缺陷，以實現溫控精度高、設備造價低、能耗小、原料利用率高和產品質量好的優點。
文檔編號C04B2/10GK103172282SQ20131006860
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者李延新 申請人:李延新