專利名稱：一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，涉及工業(yè)爐煙氣余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，主要用于建材、化工、黑色冶金和有色金屬冶煉等行業(yè)的，塊粒狀物料的回轉(zhuǎn)窯焙燒、煅燒、固體還原冶煉和礦料預(yù)處理等工藝，以及回轉(zhuǎn)窯工藝的節(jié)能技術(shù)改造。
2.
背景技術(shù)：
從中國(guó)專利技術(shù)，相近領(lǐng)域發(fā)明與實(shí)用新型專利檢索情況來(lái)看，背景技術(shù)情況如下。李俊峰1996年11月申請(qǐng)1998年5月公開的李俊峰發(fā)明的，一種用于水泥回轉(zhuǎn)窯的燃燒系統(tǒng)，是一種利用水泥孰料冷卻器預(yù)熱助燃空氣的設(shè)施；沈陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院2007年8月申請(qǐng)的，于國(guó)友王忠心等發(fā)明的，一種白云石煅燒余熱回收方法及系統(tǒng)(2009.3.4公告)，提出的是一種用于回轉(zhuǎn)窯窯頭產(chǎn)品余熱回收的方法；江蘇大學(xué)申請(qǐng)的，張西良、毛翠云、馮愛新發(fā)明的，球團(tuán)生產(chǎn)裝備余熱內(nèi)外循環(huán)綜合回用方法及其熱風(fēng)流系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)?00910031988.7)，提出的是一種鐵團(tuán)礦焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣余熱用鏈篦機(jī)預(yù)熱爐料來(lái)回收；山東省濱州市石珍明申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)的，新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒器一次空氣利用余熱節(jié)能裝置(實(shí)用新型申請(qǐng)?zhí)?01020510790.5)，提出利用水泥熟料冷卻器低溫段冷卻風(fēng)作為一次鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)；公告的山東奧鵬工貿(mào)有限公司申請(qǐng)的，李軍遠(yuǎn)、楊為振等設(shè)計(jì)的節(jié)能回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)(實(shí)用新型申請(qǐng)?zhí)?00920227150.0)，于2010年6月公告了一種利用預(yù)熱管預(yù)熱爐料的回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)。上述專利均沒有涉及到以低熱值煤氣為燃料的回轉(zhuǎn)窯工藝或回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)。中冶焦耐工程技術(shù)有限公司2006年9月申請(qǐng)的，楊耕桃王洪濤等發(fā)明的石灰回轉(zhuǎn)窯低熱值煤氣富氧燃燒工藝，提出了在助燃空氣中摻入純氧來(lái)利用低熱值煤氣作為回轉(zhuǎn)窯燃料。雖然中冶焦耐工程技術(shù)有限公司的“石灰回轉(zhuǎn)窯低熱值煤氣富氧燃燒工藝”提出了用低熱值煤氣來(lái)作石灰回轉(zhuǎn)窯的燃料從技術(shù)上是可行的，確實(shí)是一種減少燃燒煙氣體積的有效方法，但是存在下述問(wèn)題，一、在富氧度25%以下，不大于2000X4.18kJ/Nm3發(fā)熱值的煤氣，回轉(zhuǎn)窯排煙溫度會(huì)比高發(fā)熱值燃料回轉(zhuǎn)窯的高得多，窯尾爐料預(yù)熱器熱平衡難于保證，進(jìn)入除塵器的煙氣溫度會(huì)過(guò)高。常規(guī)生產(chǎn)中以增大冷風(fēng)的兌入量，這又會(huì)導(dǎo)致除塵排煙系統(tǒng)設(shè)備負(fù)荷過(guò)大。二、工業(yè)氧制作成本高，從經(jīng)濟(jì)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上免費(fèi)的空氣。三、工業(yè)氧屬于高能耗產(chǎn)品，工質(zhì)耗能量高達(dá)0.4kgce/m3,對(duì)產(chǎn)品工序能耗的降低起了負(fù)面的影響。四、對(duì)(2000 2500) X4.18kJ/Nm3發(fā)熱值范圍的煤氣，對(duì)工業(yè)氧沒有富余的情況，回轉(zhuǎn)窯工藝煤氣富氧燃燒則具有相當(dāng)大的局限性。本專利意圖避免和解決上述問(wèn)題。從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料檢索來(lái)看，雖然，用金屬換熱器回收煙氣余熱以預(yù)熱燃燒介質(zhì)的燃燒介質(zhì)預(yù)熱器與燃燒介質(zhì)預(yù)熱器在許多工藝的工業(yè)爐煙道系統(tǒng)上被廣發(fā)應(yīng)用，但是在回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)窯工藝配置兩個(gè)方面，卻還沒有。究其原因，可能是低熱值煤氣回收與制作技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致低熱值煤氣發(fā)熱值下降、燃料漲價(jià)和回轉(zhuǎn)窯燃燒條件獨(dú)特。本專利試圖填補(bǔ)上述技術(shù)空白。
從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀來(lái)看，在塊粒狀物料回轉(zhuǎn)窯焙燒或煅燒或固體還原冶煉工藝中，僅局限于利用爐料預(yù)熱器(6)進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的余熱回收。爐料預(yù)熱器(6)包括，早期的干法水泥煅燒與石灰煅燒用鏈篦機(jī)，現(xiàn)今的水泥稀相流態(tài)化預(yù)熱器與石灰煅燒用豎式預(yù)熱器。許多建材、陶瓷、化工、冶金特別是有色冶金等行業(yè)的回轉(zhuǎn)窯工藝，僅停留在，利用回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣產(chǎn)出低參數(shù)、低利用率的蒸汽產(chǎn)品上。有的甚至還在采用噴水或吹風(fēng)，以間接冷卻回轉(zhuǎn)窯煙氣?；剞D(zhuǎn)窯煅燒、焙燒或固態(tài)還原工藝，一般窯內(nèi)溫度均在1200°C以上。回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)需要采用如煤粉、焦粉、焦?fàn)t煤氣、天然氣等高熱值的燃料。少數(shù)需然采用了低熱值的燃料，但是還是摻燒了大量高熱值燃料，有的甚至不惜在爐料中超出還原劑用量地配入高熱值的原煤、石油焦或焦粉。當(dāng)今的能源危機(jī)，造成了以下回轉(zhuǎn)窯工藝的燃料應(yīng)用局面:昂貴的燃油應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，在中國(guó)基本取締；高熱值優(yōu)質(zhì)煤炭的價(jià)格在快速上漲，且供應(yīng)不穩(wěn)定；高熱值煤氣價(jià)格快速上漲且供應(yīng)有限。為了回避煤質(zhì)不斷下降，灰分不斷增高，嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)窯所需要完成的煅燒、焙燒或固態(tài)還原工藝等問(wèn)題，大有將貧煤氣化成低熱值煤氣的趨勢(shì)。和鋼廠回收的如高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等低熱值煤氣一樣，高灰分劣質(zhì)煤的氣化燃料，越來(lái)越具有價(jià)格低廉的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。這些低熱值煤氣的燃燒特點(diǎn)是:燃燒介質(zhì)預(yù)熱溫度要求高、單位產(chǎn)品產(chǎn)出的煙氣量大、助燃空氣需要量也大。為了適應(yīng)低熱值煤氣這個(gè)燃料選擇趨勢(shì)，解決上述技術(shù)難題，本專利發(fā)明人員本著回收回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣余熱直接返回到回轉(zhuǎn)窯本身的基本節(jié)能理念，利用現(xiàn)有技術(shù)成熟的爐料、煤氣、空氣預(yù)熱設(shè)備設(shè)計(jì)出新穎的回轉(zhuǎn)窯節(jié)能工藝與回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)技術(shù)方案——一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)。
3.

發(fā)明內(nèi)容
一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其基本技術(shù)特征是，它由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路或3路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或者有第3路進(jìn)入與第二路形成雙預(yù)熱燃燒介質(zhì)的預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。溜料煙罩(5)在各個(gè)行業(yè)的略有差異，如回轉(zhuǎn)窯石灰煅燒叫作轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽，在有色冶煉行業(yè)的回轉(zhuǎn)窯焙燒為加料管和沉降室。爐料預(yù)熱器(6)，包括豎式預(yù)熱器，鏈箅機(jī)，豎茼、旋風(fēng)、懸浮、沸騰干燥器等。除塵器(7)包括，旋風(fēng)除塵器，袋式除塵器，靜電除塵器，噴霧半干法除塵器，各類加堿濕法除塵器，及其組合。具有上述基本技術(shù)特征的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)煤氣，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。爐料預(yù)熱器(6)包括，豎式冷卻器，鏈箅冷卻機(jī)，圓筒冷卻器等。具有上述基本技術(shù)特征的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，由預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器
(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)一次空氣，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。具有上述基本技術(shù)特征的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器⑴與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器⑵同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯⑷、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)⑶、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔猓殖?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，第3路進(jìn)入與第二路形成雙預(yù)熱燃燒介質(zhì)的預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。具有上述基本技術(shù)特征的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，由預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)與預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)串聯(lián)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯⑷、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)⑶、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔猓殖?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，接著進(jìn)入串聯(lián)布置的預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。具有上述全部技術(shù)特征的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，連接在回轉(zhuǎn)窯(4)的排煙口與煙氣進(jìn)入爐料預(yù)熱器(6)的料柱或料床的煙氣進(jìn)口之間的，任意方便于抽煙管道配置的位置。
4.


附圖1:一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)發(fā)明部分方框圖。圖中粗線方框表示設(shè)備，虛線方框表示物料或介質(zhì)，實(shí)線及其箭頭表示燃燒介質(zhì)(煤氣、空氣)或煙氣流程，虛線及其箭頭表示爐料(物料)流程。虛線方框中數(shù)字代表的含義分別為:邊1 一冷煤氣，I盤一預(yù)熱后的煤氣，m- —次空氣，202 —預(yù)熱后的-次空氣，2盤-預(yù)熱后的二次空氣，迎1-回轉(zhuǎn)窯排出煙氣，爐料預(yù)熱器排出煙氣，迎回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第二路煙氣，404-預(yù)熱煤氣后的第二路煙氣，Mt回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第三路煙氣，迎預(yù)熱一次空氣后的煙氣，M1-爐料，迎預(yù)熱后的爐料，迎回轉(zhuǎn)窯熱產(chǎn)品。粗線方框中數(shù)字代表的含義分別為:1-燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(I)，3-煤氣燒嘴(3)，4-回轉(zhuǎn)窯(4)，5-窯尾溜料煙罩(5)，6-爐料預(yù)熱器(6)，7-除塵器(7)。附圖2:并聯(lián)預(yù)熱爐料與煤氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)方框圖。圖中粗線方框表示設(shè)備，虛線方框表示物料或介質(zhì)，實(shí)線及其箭頭表示燃燒介質(zhì)(煤氣、空氣)或煙氣流程，虛線及其箭頭表示爐料(物料)流程。虛線方框中數(shù)字代表的含義分別為:101 —冷煤氣，102-預(yù)熱后的煤氣，201-—次空氣，301-二次空氣，302-預(yù)熱后的二次空氣，401-回轉(zhuǎn)窯排出煙氣，402-爐料預(yù)熱器排出煙氣，403-回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第二路煙氣，404 —預(yù)熱煤氣后的第二路煙氣，501 -爐料，502-預(yù)熱后的爐料，50 3-回轉(zhuǎn)窯熱產(chǎn)品，504-冷卻后產(chǎn)品。粗線方框中數(shù)字代表的含義分別為:1_燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(1)，3_煤氣燒嘴(3)，4-回轉(zhuǎn)窯(4)，5-窯尾溜料煙罩(5)，6-爐料預(yù)熱器(6)，7-除塵器(7)，8-引風(fēng)機(jī)，
9-煙囪，10-產(chǎn)品冷卻器，11-二次風(fēng)機(jī)。附圖3:并聯(lián)預(yù)熱爐料與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)方框圖。圖中粗線方框表示設(shè)備，虛線方框表示物料或介質(zhì)，實(shí)線及其箭頭表示燃燒介質(zhì)(煤氣、空氣)或煙氣流程，虛線及其箭頭表示爐料(物料)流程。虛線方框中數(shù)字代表的含義分別為:邊1_冷煤氣，201- 一次空氣，202-預(yù)熱后的一次空氣，m- 二次空氣，M2-預(yù)熱后的二次空氣，迎1-回轉(zhuǎn)窯排出煙氣，迎爐料預(yù)熱器排出煙氣，回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第二路煙氣，迎t預(yù)熱一次空氣后的煙氣，迎1-爐料，5盤-預(yù)熱后的爐料，SM-回轉(zhuǎn)窯熱產(chǎn)品，5M-冷卻后產(chǎn)品。粗線方框中數(shù)字代表的含義分別為:2_燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(2)，3_煤氣燒嘴(3)，4-回轉(zhuǎn)窯(4)，5-窯尾溜料煙罩(5)，6-爐料預(yù)熱器(6)，7-除塵器(7)，8-引風(fēng)機(jī)，9-煙囪，10-產(chǎn)品冷卻器，11- 二次風(fēng)機(jī)，12- 一次風(fēng)機(jī)。附圖4:并聯(lián)預(yù)熱爐料、煤氣與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)方框圖。圖中粗線方框表示設(shè)備，虛線方框表示物料或介質(zhì)，實(shí)線及其箭頭表示燃燒介質(zhì)(煤氣、空氣)或煙氣流程，虛線及其箭頭表示爐料(物料)流程。虛線方框中數(shù)字代表的含義分別為:邊1_冷煤氣，I監(jiān)-預(yù)熱后的煤氣，皿-一次空氣，2盤-預(yù)熱后的一次空氣，M1-二次空氣，2盤_預(yù)熱后的二次空氣，迎1-回轉(zhuǎn)窯排出煙氣，迎爐料預(yù)熱器排出煙氣，403-回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第二路煙氣，迎1-預(yù)熱煤氣后的第二路煙氣，4膽-回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第三路煙氣，迎預(yù)熱-次空氣后的煙氣，M1-爐料，SM-預(yù)熱后的爐料，迎回轉(zhuǎn)窯熱產(chǎn)品，迎4_冷卻后產(chǎn)品。粗線方框中數(shù)字代表的含義分別為:1-燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(1)，2_燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(2)，3-煤氣燒嘴(3)，4-回轉(zhuǎn)窯(4)，5-窯尾溜料煙罩(5)，6-爐料預(yù)熱器
(6), 7-除塵器(7)，8_引風(fēng)機(jī)，9-煙 ，10-產(chǎn)品冷卻器，11- 二次風(fēng)機(jī)，12- 一次風(fēng)機(jī)。附圖5:并聯(lián)預(yù)熱爐料、串聯(lián)預(yù)熱燃燒介質(zhì)的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)方框圖。圖中粗線方框表示設(shè)備，虛線方框表示物料或介質(zhì)，實(shí)線及其箭頭表示燃燒介質(zhì)(煤氣、空氣)或煙氣流程，虛線及其箭頭表示爐料(物料)流程。虛線方框中數(shù)字代表的含義分別為:皿-冷煤氣，102-預(yù)熱后的煤氣，201- 一次空氣，202-預(yù)熱后的一次空氣，m- 二次空氣，M2-預(yù)熱后的二次空氣，401-回轉(zhuǎn)窯排出煙氣，402-爐料預(yù)熱器排出煙氣，M3-回轉(zhuǎn)窯窯尾抽出的第二路煙氣，(串聯(lián))預(yù)熱(一次空氣與)煤氣后的第二路煙氣，M1-爐料，迎預(yù)熱后的爐料，迎回轉(zhuǎn)窯熱產(chǎn)品，迎4_冷卻后產(chǎn)品。粗線方框中數(shù)字代表的含義分別為:1-燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(1)，2-燃燒介質(zhì)預(yù)熱器(2)，3_煤氣燒嘴(3)，4_回轉(zhuǎn)窯(4)，5-窯尾溜料煙罩(5)，6-爐料預(yù)熱器(6)，7-除塵器(7)，8-引風(fēng)機(jī)，9-煙囪，
10-產(chǎn)品冷卻器，11-二次風(fēng)機(jī)，12- 一次風(fēng)機(jī)。
5.具體實(shí)施方式
一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)的基本特征部分，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器
(7)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路或3路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器
(I)或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或者有第3路進(jìn)入與第二路形成雙預(yù)熱燃燒介質(zhì)的預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器
(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，通過(guò)引風(fēng)機(jī)從煙囪排放進(jìn)入大氣擴(kuò)散。從預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)出來(lái)的，或從預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)出來(lái)的，或同時(shí)從預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)出來(lái)的熱煤氣，進(jìn)入燒嘴(3)，混合后噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成燃燒火焰，卷吸預(yù)熱的二次空氣，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒放熱，產(chǎn)出煙氣從回轉(zhuǎn)窯(4)的尾部排出進(jìn)入煙道系統(tǒng)。根據(jù)上述一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)的不同設(shè)備配置方式，可以設(shè)計(jì)成多種形式的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，現(xiàn)對(duì)照附圖進(jìn)一步舉例說(shuō)明如下。實(shí)施例1-并聯(lián)預(yù)熱爐料與煤氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)如附圖2所示，為并聯(lián)預(yù)熱爐料與煤氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)。它由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器
(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)煤氣，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，兩路煙氣合并集總后，進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。從預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)出來(lái)的熱煤氣，進(jìn)入燒嘴(3)，混合一次空氣后噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成燃燒火焰，燃燒火焰進(jìn)一步卷吸由產(chǎn)品冷卻器(10)預(yù)熱的二次空氣，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒放熱，產(chǎn)出煙氣從回轉(zhuǎn)窯(4)的尾部排出進(jìn)入煙道系統(tǒng)。實(shí)施例2-并聯(lián)預(yù)熱爐料與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)如附圖3所示，為并聯(lián)預(yù)熱爐料與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)。它由預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)一次空氣，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。從預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)出來(lái)的熱一次空氣，進(jìn)入燒嘴(3)，與煤氣混合后噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成燃燒火焰，燃燒火焰進(jìn)一步卷吸由產(chǎn)品冷卻器(10)預(yù)熱的二次空氣，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒放熱，產(chǎn)出煙氣從回轉(zhuǎn)窯(4)的尾部排出進(jìn)入煙道系統(tǒng)。實(shí)施例3-并聯(lián)預(yù)熱爐料、煤氣與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)如附圖4所示，為并聯(lián)預(yù)熱爐料、煤氣與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)。它由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，與燒嘴⑶、回轉(zhuǎn)窯⑷、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，第3路進(jìn)入與第二路形成雙預(yù)熱燃燒介質(zhì)的預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)⑶從煙囪(9)排出。從預(yù)熱煤氣的金屬換熱器⑴出來(lái)的熱煤氣，進(jìn)入燒嘴(3)，從預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)出來(lái)的熱一次空氣，也進(jìn)入燒嘴(3)，此兩種燃燒介質(zhì)在燒嘴(3)中混合后噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成燃燒火焰，燃燒火焰進(jìn)一步卷吸由產(chǎn)品冷卻器
(10)預(yù)熱的二次空氣，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒放熱，產(chǎn)出煙氣從回轉(zhuǎn)窯(4)的尾部排出進(jìn)入煙道系統(tǒng)。實(shí)施例4-并聯(lián)預(yù)熱爐料、串聯(lián)預(yù)熱燃燒介質(zhì)的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)如附圖5所示，為并聯(lián)預(yù)熱爐料、串聯(lián)預(yù)熱燃燒介質(zhì)的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)。它由預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)與預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)串聯(lián)，與燒嘴⑶、回轉(zhuǎn)窯⑷、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，接著進(jìn)入串聯(lián)布置的預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。經(jīng)除塵器(7)除塵或脫硫或同時(shí)除塵脫硫后的煙氣，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(8)從煙囪(9)排出。從預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)出來(lái)的熱煤氣，進(jìn)入燒嘴(3)，從預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)出來(lái)的熱一次空氣，也進(jìn)入燒嘴(3)，此兩種燃燒介質(zhì)在燒嘴(3)中混合后噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成燃燒火焰，燃燒火焰進(jìn)一步卷吸由產(chǎn)品冷卻器(10)預(yù)熱的二次空氣，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒放熱，產(chǎn)出煙氣從回轉(zhuǎn)窯(4)的尾部排出進(jìn)入煙道系統(tǒng)。上述一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)的各實(shí)施方案中，預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，連接在回轉(zhuǎn)窯(4)的排煙口與煙氣進(jìn)入爐料預(yù)熱器(6)的料柱或料床的煙氣進(jìn)口之間的，任意方便于抽煙管道配置的位置。如:在豎式預(yù)熱器-石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的豎式預(yù)熱器吊頂開設(shè)抽煙管可以連接預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2);在在豎式預(yù)熱器-石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的溜料煙罩(5)(也稱轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽)的流彩上側(cè)延伸出抽煙罩，在節(jié)抽煙管可以連接預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2);在有色冶金系統(tǒng)的焙燒、煅燒或還原工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的窯尾煙氣重力沉塵室頂部或其后余熱鍋爐前煙道上，可以設(shè)置煙管來(lái)連接預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)。6.實(shí)用性由于，一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)的發(fā)明與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)建立在下述節(jié)能用能理念之上:一、充分利用回轉(zhuǎn)窯窯尾高溫?zé)煔鈦?lái)預(yù)熱煤氣和空氣，將回收的煙氣預(yù)熱返回到回轉(zhuǎn)窯爐膛中；二、通過(guò)提高燃燒介質(zhì)溫度的手段，利用廉價(jià)的低熱值煤氣取代或部分取代現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯的高熱值燃料，如焦?fàn)t煤氣、優(yōu)質(zhì)煤粉、石油焦等；三、實(shí)用于劣質(zhì)煤的發(fā)生爐熱煤氣和其它低熱值氣體燃料。所以，本專利所提出的多種配置方案均具有，既可以控制排出爐料預(yù)熱器(6)的煙氣溫度不超過(guò)后續(xù)煙氣處理常用的袋式除塵裝置所允許的操作溫度，又可直接回收煙氣余熱，還可提高燃料燃燒溫度實(shí)現(xiàn)替代高熱值燃料，等等優(yōu)點(diǎn)。在建材、直接煉鐵、冶金耐火材料、石灰煅燒、鐵合金礦料預(yù)處理和有色金屬等行業(yè)的，回轉(zhuǎn)窯煅燒、焙燒或固體還原熔煉工藝，有著廣發(fā)的應(yīng)用與節(jié)能改造的前景。例如，在回轉(zhuǎn)窯石灰煅燒系統(tǒng)中，當(dāng)燃料取廉價(jià)的低熱值(熱值低于(2000 2500) X4.18kJ/Nm3)煤氣(如高焦混合煤氣、轉(zhuǎn)焦混合煤氣)時(shí)，燃燒煙氣量比粉煤、焦?fàn)t煤氣等高熱值燃料的燃燒煙氣量大得多，預(yù)熱石料后，爐料預(yù)熱器(6)出口煙氣溫度還高達(dá)350°C以上。像水泥煅燒系統(tǒng)那樣，采用低溫?zé)煔庥酂徨仩t進(jìn)一步回收煙氣余熱發(fā)電的話，因規(guī)模太小的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上不可行。煙氣在預(yù)熱爐料后，再用來(lái)預(yù)熱燃燒介質(zhì)，雖然從技術(shù)上來(lái)說(shuō)是可行的，但是間接傳熱溫差過(guò)小會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效率低下。采用本專利技術(shù)方案即可解決上述矛盾。又如，在600t/d規(guī)模8360kJ/Nm3熱值的氣燒回轉(zhuǎn)窯石灰煅燒系統(tǒng)中，采用并聯(lián)預(yù)熱爐料、煤氣與一次空氣的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)進(jìn)行煤氣和一次風(fēng)雙預(yù)熱，從爐料預(yù)熱器(6)的頂部抽取12 20%的高溫?zé)煔?，將一次風(fēng)預(yù)熱到400°C、低熱值煤氣預(yù)熱到200°C，可以節(jié)省燃料10 12%，提高燃料燃燒溫度約150°C，同時(shí)減少高熱值的煤粉或焦?fàn)t煤氣到最低用量，另外可以使?fàn)t料預(yù)熱器(6)排煙溫度由300 350°C降低到200 250°C，滿足后續(xù)袋式除塵器耐溫要求。從經(jīng)濟(jì)上更是遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家推廣的低熱值燃料富氧燃燒技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其特征在于，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器⑵同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路或3路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或者有第3路進(jìn)入與第二路形成雙預(yù)熱燃燒介質(zhì)的預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其特征在于，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器⑴與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)煤氣，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其特征在于，由預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)一次空氣，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其特征在于，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(1)，第3路進(jìn)入與第二路形成雙預(yù)熱燃燒介質(zhì)的預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其特征在于，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、產(chǎn)品冷卻器(10)、二次風(fēng)機(jī)(11)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，第一路進(jìn)入預(yù)熱爐料的爐料預(yù)熱器(6)，第二路進(jìn)入預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，接著進(jìn)入串聯(lián)布置的預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，最后再集總進(jìn)入除塵器(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(I)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，連接在回轉(zhuǎn)窯(4)的排煙口與煙氣進(jìn)入爐料預(yù)熱器(6)的料柱或料床的煙氣進(jìn)口之間的，任意方便于抽煙管道配置的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)爐煙氣余熱利用技術(shù)——一種利用低熱值煤氣的回轉(zhuǎn)窯燃燒系統(tǒng)，其技術(shù)特征是，由預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(1)，或預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)，或預(yù)熱煤氣的金屬換熱器(1)與預(yù)熱一次空氣的金屬換熱器(2)同時(shí)，與燒嘴(3)、回轉(zhuǎn)窯(4)、溜料煙罩(5)、爐料預(yù)熱器(6)、除塵器(7)、一次風(fēng)機(jī)(12)等設(shè)備配置而成，回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的高溫?zé)煔?，分?路或3路分別預(yù)熱爐料和燃燒介質(zhì)，具有以廉價(jià)煤氣取代高熱值燃料、降低產(chǎn)品能耗和成本的優(yōu)勢(shì)，在建材、化工、冶金等行業(yè)的，回轉(zhuǎn)窯焙燒、煅燒、固體還原和礦料預(yù)處理等工藝，以及在回轉(zhuǎn)窯工藝的節(jié)能技術(shù)改造方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F27B7/34GK103105058SQ20111035891
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者何紅兵, 聶春分 申請(qǐng)人:湖南省冶金規(guī)劃設(shè)計(jì)院