專利名稱：一種在懸浮態(tài)預(yù)熱分解爐利用煤氣煅燒石灰石生產(chǎn)活性石灰粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以鋼鐵生產(chǎn)中富余煤氣為燃料，利用生產(chǎn)水泥的懸浮態(tài)預(yù)分解爐煅燒石灰石生產(chǎn)活性生石灰的方法，屬于建筑材料的環(huán)保生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國石灰石煅燒生產(chǎn)活性石灰粉的工藝主要是回轉(zhuǎn)窯和豎窯回轉(zhuǎn)窯作為一 種成熟的煅燒工藝在生石灰生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，但前期投資大，對操作人員、檢修人員和技術(shù) 人員素質(zhì)要求較高，對原料和燃料的質(zhì)量、粒度要求較嚴(yán)，且電耗較高，導(dǎo)致生石灰的生產(chǎn) 成本較高；豎窯是煅燒石灰石工藝中最傳統(tǒng)的工藝，但其缺點在于1、石灰石在塊狀下加 熱及分解，傳熱及傳質(zhì)速度慢，加熱及分解時間長，生產(chǎn)效率低；2、生產(chǎn)溫度高，保溫時間 長，熱效率低，熱耗高；3、生成的SO2和NOx量大，環(huán)境污染嚴(yán)重；4、燃料不完全燃燒嚴(yán)重，產(chǎn) 生大量的C0，造成燃料浪費；5、生成溫度高，生石灰結(jié)構(gòu)緊密，活性差，質(zhì)量穩(wěn)定性差。在冶金過程中伴隨著產(chǎn)生大量的煤氣，包括焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣，它們 大部份被用于加熱冶金過程中的各種爐(窯)及鍋爐，但隨著鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大以 及節(jié)能技術(shù)的進步，多數(shù)鋼廠均存在煤氣富余問題，不少企業(yè)由于受區(qū)域環(huán)境制約，富余煤 氣沒有更好的利用方向，均進行放散，這既浪費了能源，也對環(huán)境造成了污染。因此尋求有 效途徑充分利用煤氣已經(jīng)成為行業(yè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種在懸浮態(tài)預(yù)熱分解爐利用煤氣煅燒石灰石 生產(chǎn)活性石灰石粉的方法。發(fā)明概述懸浮態(tài)預(yù)熱預(yù)分解爐主要用于生產(chǎn)水泥，它包括懸浮預(yù)熱器和分解爐，所述的懸 浮預(yù)熱器包括多級旋風(fēng)筒，分解爐包括燃燒分解室和混合室。物料在預(yù)熱器內(nèi)與熱氣流懸 浮接觸，傳熱面積較在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)增加千倍，傳熱速度大大增加，因此在窯內(nèi)約需1小時的預(yù) 熱升溫及分解過程，在懸浮預(yù)熱器內(nèi)約30秒左右即可完成。燃料燃燒的放熱過程與石灰石 分解的吸熱過程同時在懸浮狀態(tài)下極其迅速進行，使石灰石煅燒的生產(chǎn)效率大幅提高。石灰石粉經(jīng)過懸浮預(yù)熱系統(tǒng)加熱后進入分解爐，并在分解爐中的燃燒分解室中以 旋流狀態(tài)沿燃燒室向下運動；在燃燒分解室內(nèi)，煤氣燃燒產(chǎn)生高溫火焰加熱煅燒石灰石粉， 使其分解，分解后的原料沿斜煙道進入混合室。加熱后的熱空氣沿斜煙道進入混合室，對分 散和未完全分解的石灰石粉料進一步分解，混合室內(nèi)的石灰石粉分解溫度控制在合適范圍 內(nèi)；分解后的生石灰粉通過五級旋風(fēng)筒進入篦式冷卻機工序，最終完成活性石灰粉的制備。發(fā)明詳述一種利用煤氣煅燒石灰石生產(chǎn)活性石灰粉的方法，步驟如下1)將石灰石磨成石灰石粉；
2)啟動一級旋風(fēng)筒出口處的高壓風(fēng)機作為石灰石粉的的懸浮動力源，將鋼鐵生產(chǎn) 過程中壓力波動較大的煤氣通過煤氣管道輸送至煤氣穩(wěn)壓柜，煤氣經(jīng)煤氣穩(wěn)壓柜穩(wěn)壓、經(jīng) 控制閥門調(diào)整煤氣流量后，通過煤氣管道送入燃燒分解室燃燒，燃燒形成高溫火焰對石灰 石進行煅燒分解；3)將石灰石粉從二級旋風(fēng)筒的入料口加入，石灰石粉形成的物料流隨二級旋風(fēng)筒 的氣流進入一級旋風(fēng)筒；4)石灰石粉在一級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入三級旋風(fēng)筒，石灰石粉隨三 級旋風(fēng)筒的氣流進入二級旋風(fēng)筒；5)石灰石粉在二級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入四級旋風(fēng)筒，石灰石粉隨四 級旋風(fēng)筒的氣流進入三級旋風(fēng)筒；6)石灰石粉在三級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入五級旋風(fēng)筒，石灰石粉隨五 級旋風(fēng)筒的氣流進入四級旋風(fēng)筒；7)石灰石粉在四級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入燃燒分解室，以旋流狀態(tài)沿 燃燒分解室向下運動，燃燒煤氣的高溫火焰對石灰石粉進行煅燒和部分分解，未完全分解 的石灰石粉沿斜煙道進入混合室；吹過篦式冷卻機的冷卻空氣變成熱空氣，所述的熱空氣 進入混合室，對未完全分解的石灰石粉進一步分解；8)石灰石粉隨氣流進入五級旋風(fēng)筒內(nèi)，在五級旋風(fēng)筒內(nèi)完全分解成活性石灰粉， 活性石灰粉落入篦式冷卻機冷卻，得活性石灰粉成品。優(yōu)選的，步驟1)中所述的石灰石粉是細(xì)度為75-85 μ m篩余為11-13%的石灰石 粉。優(yōu)選的，步驟2)中所述的煤氣為鋼鐵生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦 爐煤氣和高焦混合煤氣。優(yōu)選的，步驟2)中所述的經(jīng)控制閥門調(diào)整煤氣流量為29000 30000kJ/s相當(dāng)熱
量的煤氣流量。優(yōu)選的，步驟2)中所述的煤氣穩(wěn)壓柜流量為2500Nm3/h，壓力為1. 5MPa。優(yōu)選的，步驟7)中所述的混合室內(nèi)的溫度為900-1100°C。優(yōu)選的，步驟1)_8)中，所述的各級旋風(fēng)筒的斷面風(fēng)速分別是，一級旋風(fēng)筒3 4m/s ；二級旋風(fēng)筒4. 8 5. 5m/s ；三級旋風(fēng)筒4. 8 5. 5m/s ；四級旋風(fēng)筒5 6m/s ’五 級旋風(fēng)筒5 6m/s。優(yōu)選的，步驟2)中所述的高壓風(fēng)機所形成的氣流量為3000-3500m7min。優(yōu)選的，步驟8)中所述的活性石灰粉的活性為320_380ml。優(yōu)選的，步驟1)_8)中，所述的物料在1 5級旋風(fēng)筒中共停留25 35s，在燃燒 分解室和混合室中共停留8-lOs。本發(fā)明的技術(shù)特點是用煤氣替代煤粉作為熱源，增設(shè)煤氣穩(wěn)壓柜、流量調(diào)節(jié)閥、 煤氣燃燒器以及相應(yīng)的煤氣管道，煤氣通過上述裝置進入燃燒室內(nèi)充分燃燒產(chǎn)生高熱，通 過加熱空氣使石灰石粉體顆粒在懸浮狀態(tài)下進行煅燒分解。與現(xiàn)有的以煤粉為燃料的石灰石煅燒工藝相比，本發(fā)明的顯著效果在于1、可以將鋼鐵生產(chǎn)過程中富余的煤氣資源充分應(yīng)用到煅燒石灰石生產(chǎn)活性生石 灰粉的工藝中，替代了煤粉，一方面減少煤氣排放，提高能源利用率，另一方面解決了燃煤造成的環(huán)境污染問題，達到節(jié)能、減排和環(huán)保的目的。2、煤氣燃燒充分，對石灰石粉體在懸浮態(tài)下進行煅燒分解，傳熱迅速，熱效率高， 能耗低。3、生成的活性生石灰粉活性高，具有較強的SO2吸附能力，有利于降低SO2的排放 濃度，減少對環(huán)境的污染。4、懸浮態(tài)預(yù)熱分解系統(tǒng)自動化程度高，生產(chǎn)效率高，便于擴大生產(chǎn)規(guī)模。5、煅燒、分解均在負(fù)壓下進行，無粉塵排放，污染小，生產(chǎn)損耗低。6、可以在篦式冷卻機安裝余熱發(fā)電系統(tǒng)，以進一步降低能耗。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。其中，1、一級旋風(fēng)筒；2、二級旋風(fēng)筒；3、三級旋風(fēng)筒；4、四級旋風(fēng)筒；5、五級旋風(fēng) 筒；6、混合室；7、燃燒分解室；8、煤氣調(diào)節(jié)閥；9、煤氣穩(wěn)壓柜；10、篦式冷卻機；11、熱空氣； 12、活性石灰粉；13、煤氣管道；14、氣流；15、物料流；16、高壓風(fēng)機；17、冷卻空氣。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述，但不限于此。實施例1，一種在懸浮態(tài)預(yù)熱分解爐利用煤氣煅燒石灰石生產(chǎn)活性石灰粉的方法， 具體步驟如下以高焦混合煤氣作為燃料在1000t/d水泥懸浮態(tài)預(yù)分解爐的應(yīng)用為例，所述的高 焦混合煤氣是高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的混合氣。1)將石灰石磨成細(xì)度為80 μ m篩余為12%的石灰石粉；2)啟動一級旋風(fēng)筒1出口處的高壓風(fēng)機16作為石灰石粉的的懸浮動力源，將鋼鐵 生產(chǎn)過程中壓力波動較大的煤氣通過煤氣管道13輸送至煤氣穩(wěn)壓柜9，煤氣經(jīng)煤氣穩(wěn)壓柜 9穩(wěn)壓、經(jīng)控制閥門8調(diào)整煤氣流量后，通過煤氣管道13送入燃燒分解室7燃燒，燃燒形成 高溫火焰對石灰石進行煅燒分解；所述的煤氣穩(wěn)壓柜9的流量為2500Nm3，壓力為1. 5MPa ； 所述的高壓風(fēng)機16所形成的氣流量為3200m7min ；3)將石灰石粉從二級旋風(fēng)筒2的入料口加入，石灰石粉形成的物料流15隨二級旋 風(fēng)筒2的氣流進入一級旋風(fēng)筒1 ；4)石灰石粉在一級旋風(fēng)筒1內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入三級旋風(fēng)筒3，石灰石粉隨 三級旋風(fēng)筒3的氣流進入二級旋風(fēng)筒2 ；5)石灰石粉在二級旋風(fēng)筒2內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入四級旋風(fēng)筒4，石灰石粉隨 四級旋風(fēng)筒4的氣流進入三級旋風(fēng)筒3 ；6)石灰石粉在三級旋風(fēng)筒3內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入五級旋風(fēng)筒5，石灰石粉隨 五級旋風(fēng)筒5的氣流進入四級旋風(fēng)筒4 ；7)石灰石粉在四級旋風(fēng)筒4內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入燃燒分解室7，以旋流狀態(tài) 沿燃燒分解室7向下運動，燃燒煤氣的高溫火焰對石灰石粉進行煅燒和部分分解，未完全 分解的石灰石粉沿斜煙道進入混合室6 ；吹過篦式冷卻機10的冷卻空氣17變成熱空氣11， 所述的熱空氣11進入混合室6，對未完全分解的石灰石粉進一步分解；混合室6內(nèi)的溫度為 900-1050°C ；8)石灰石粉隨氣流進入五級旋風(fēng)筒5內(nèi)，在五級旋風(fēng)筒5內(nèi)完全分解成活性石灰 粉，活性石灰粉12落入篦式冷卻機10冷卻，得活性石灰粉12成品，活性石灰粉12的活性 為 350ml ο步驟1)-8)中，所述的各級旋風(fēng)筒的斷面風(fēng)速分別是，一級旋風(fēng)筒3 4m/s ’二 級旋風(fēng)筒4. 8 5. 5m/s ；三級旋風(fēng)筒4. 8 5. 5m/s ；四級旋風(fēng)筒5 6m/s ；五級旋風(fēng)筒 5 6m/ s ο步驟1)-8)中，所述的物料在1 5級旋風(fēng)筒中共停留25s，在燃燒分解室7和混 合室6中共停留8-10s。混合煤氣中高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的體積比為2 1，混合煤氣的熱值為 8046. 88KJ/Nm3，高焦混合煤氣的耗量為12937. 47Nm3/h，理論空氣需要量為23636. 76Nm3/h, 煙氣量為31149. OONmVh,不改變預(yù)分解爐大小，則煙氣流速0. 54m/s，在預(yù)分解爐燃燒按高 爐煤氣與焦?fàn)t煤氣混合比為21的混合煤氣所產(chǎn)生的煙氣量和煙氣流速與燃燒煤粉時的 煙氣量和煙氣流速比較接近，基本上不會對預(yù)分解系統(tǒng)造成影響。各級旋風(fēng)筒的壓損分別是，一級800-900Pa ；二級520_580Pa ；三級500_550Pa ； 四級550-600Pa ；五級450_500Pa ；總壓損2820-3130Pa ；分解爐、管道等其它壓損 1400-2000Pa ；即系統(tǒng)總壓損 4220_5130Pa。其中三 五級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮的石灰石粉的溫度分別為513°C、645°C、和844°C。實施例2，工藝步驟如實施例1所述，所不同的是，所述的煤氣選用高爐煤氣或焦?fàn)t煤氣。實施例3，工藝步驟如實施例1所述，所不同的是，所述的煤氣選用轉(zhuǎn)爐煤氣。
權(quán)利要求
一種在懸浮態(tài)預(yù)熱分解爐利用煤氣煅燒石灰石生產(chǎn)活性石灰粉的方法，步驟如下1)將石灰石磨成石灰石粉；2)啟動一級旋風(fēng)筒出口處的高壓風(fēng)機作為石灰石粉的的懸浮動力源，將鋼鐵生產(chǎn)過程中壓力波動較大的煤氣通過煤氣管道輸送至煤氣穩(wěn)壓柜，煤氣經(jīng)煤氣穩(wěn)壓柜穩(wěn)壓、經(jīng)控制閥門調(diào)整煤氣流量后，通過煤氣管道送入燃燒分解室燃燒，燃燒形成高溫火焰對石灰石進行煅燒分解；3)將石灰石粉從二級旋風(fēng)筒的入料口加入，石灰石粉形成的物料流隨二級旋風(fēng)筒的氣流進入一級旋風(fēng)筒；4)石灰石粉在一級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入三級旋風(fēng)筒，石灰石粉隨三級旋風(fēng)筒的氣流進入二級旋風(fēng)筒；5)石灰石粉在二級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入四級旋風(fēng)筒，石灰石粉隨四級旋風(fēng)筒的氣流進入三級旋風(fēng)筒；6)石灰石粉在三級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入五級旋風(fēng)筒，石灰石粉隨五級旋風(fēng)筒的氣流進入四級旋風(fēng)筒；7)石灰石粉在四級旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮并被加熱，同時落入燃燒分解室，以旋流狀態(tài)沿燃燒分解室向下運動，燃燒煤氣的高溫火焰對石灰石粉進行煅燒和部分分解，未完全分解的石灰石粉沿斜煙道進入混合室；吹過篦式冷卻機的冷卻空氣變成熱空氣，所述的熱空氣進入混合室，對未完全分解的石灰石粉進一步分解；8)石灰粉隨氣流進入五級旋風(fēng)筒內(nèi)，在五級旋風(fēng)筒內(nèi)完全分解成活性石灰粉，活性石灰粉落入篦式冷卻機冷卻，得活性石灰粉成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述的石灰石粉是細(xì)度為 75-85 μ m篩余為11-13%的石灰石粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的煤氣為鋼鐵生產(chǎn)過程中 副產(chǎn)的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和高焦混合煤氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的經(jīng)控制閥門調(diào)整煤氣流 量為29000 30000kJ/s相當(dāng)熱量的煤氣流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的煤氣穩(wěn)壓柜流量為 2500Nm3/h，壓力為 1. 5MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟7)中所述的混合室內(nèi)的溫度為 900-1100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)_8)中，所述的各級旋風(fēng)筒的斷面 風(fēng)速分別是，一級旋風(fēng)筒3 4m/s ；二級旋風(fēng)筒4. 8 5. 5m/s ；三級旋風(fēng)筒4. 8 5. 5m/ s ；四級旋風(fēng)筒5 6m/s ；五級旋風(fēng)筒5 6m/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述的高壓風(fēng)機所形成的氣流 量為3000-3500m3/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟8)中所述的活性石灰粉的活性為 320-380ml。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)_8)中，所述的物料在1 5級旋 風(fēng)筒中共停留25 30s，在燃燒分解室和混合室中共停留8-lOs。
全文摘要
一種在懸浮態(tài)預(yù)熱分解爐利用煤氣煅燒石灰石生產(chǎn)活性石灰粉的方法，屬于建筑材料的環(huán)保生產(chǎn)領(lǐng)域，該方法包括煤氣的穩(wěn)壓、輸送工藝和煤氣在分解爐內(nèi)的燃燒加熱工藝，將煤氣在懸浮態(tài)預(yù)分解爐內(nèi)充分燃燒用于石灰石的煅燒生產(chǎn)用作燒結(jié)熔劑的活性生石灰粉，以及利用篦式冷卻機冷卻生石灰的工藝。分別采用冶金生產(chǎn)過程中富余的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、混合煤氣作為燃料替代傳統(tǒng)工藝中的煤粉對石灰石粉進行煅燒分解。本發(fā)明既解決了燃煤所造成的環(huán)境污染問題，又提高了煉鋼所產(chǎn)生富余煤氣的利用率，減少煤氣的外排，同時提高石灰石煅燒的生產(chǎn)效率和熱效率，改善生石灰的活性。
文檔編號C04B2/10GK101987783SQ20101026438
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者劉智偉, 劉永恒, 呂新鋒, 孫慶亮, 李志峰, 王慶福, 種振宇, 管山吉 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司