用于制造水泥的窑设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种制造水泥的窑设备和方法。窑设备中包括用于燃烧熟料的大窑、冷却器、焙烧炉、在焙烧炉的后方设有旋风分离器，以及燃烧炉，沿着切线方向向燃烧室供给来自冷却器的三次空气。完全或部分经过焙烧的材料从燃烧室的底部进入焙烧炉，来自大窑的废气体被排入焙烧炉。本发明专利技术的目的是提供一种制造水泥的窑设备和方法。窑设备具有相当简单的结构，并且能够以比较低的反应性的有利的燃烧燃料，例如在焙烧区域中，具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤。为了达到本发明专利技术的目的，燃烧室的切向入口设置成使燃烧室内部体积上部的高度ｈ＃－［１］－ｈ＃－［２］至少为１／３Ｄ，其位于燃烧器顶部下方和切向入口的上边缘之间，其中Ｄ表示具有高度ｈ＃－［１］－ｈ＃－［２］的圆柱体的直径，所述圆柱体具有与燃烧室内部体积上部相同的体积；所述燃烧室内部体积下部的高度ｈ＃－［３］－ｈ＃－［４］位于切向入口下边缘和燃烧室出口之间，其距离至少为Ｄ。最好，燃烧室内部体积上部的高度ｈ＃－［１］－ｈ＃－［２］至少为２／３Ｄ，燃烧室内部体积下部的高度ｈ＃－［３］－ｈ＃－［４］至少为Ｄ。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造水泥的窑设备和方法。窑设备包括用于燃烧熟料的大窑、冷却器、焙烧炉、在焙烧炉的后方设有旋风分离器，并且沿着切线方向向燃烧室供给来自冷却器的三次空气。完全或部分经过焙烧的材料从燃烧室的底部进入焙烧炉，来自大窑的废气体也进入焙烧炉。已经认识到的一个事实是，通过建立一个装备有特殊的燃烧室的焙烧区域，能够获得许多优点，特别是只从冷却器向燃烧室供给三次空气。这种类型的设备已经公开在本申请人的欧洲专利EP-A-103423中。从上述专利中可以得知，为了解决固有的完全烧尽焙烧炉中使用的燃料的困难，可以在窑设备中，采用焙烧水泥原材料的焙烧炉。在这种设备中，在预热之后，向燃烧室4供给原材料，其中采用来自冷却器2的热空气进行焙烧。来自冷却器的三次空气流动通过燃烧室4的底部从中央向上流动，这意味着在燃烧室中，具有中央向上的气流，以及沿着燃烧室的侧壁向下流动的气流。在燃烧室的下端供给原材料，在湍流的作用下，原材料分布在燃烧室的整个长度。通过美国专利US-A-4014641可以得知一种用于焙烧水泥原材料的设备，其中在大窑卸料管道设置减少气体供给的区域，使得在大窑的废气气体中氧化氮数量减少。分别通过管道5和管道13的，来自冷却器的热空气和来自大窑的热气体进入旋风预热器14、15、16、和17，其中原材料在来自冷却器和大窑的热气体的逆向气流中被预热。在大窑的卸料管道区域，所述卸料管道位于来自冷却器的供给管道5的下方，借助管道12，通过引入减少的气体，使供给的气体减少。由于供给焙烧炉的空气体积足以引起焙烧炉中的燃料气化，但是，不足以导致焙烧炉中的燃料完全燃尽(参照说明书第4栏，第1～5行)，在焙烧炉8中形成减少的气体。在这种设备中存在的缺点是燃料很难被点燃，并且燃烧缓慢，例如对于具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤，这种燃料不能用于焙烧炉中，因为它们将产生相当大数量的未燃烧焦炭剩余物，这将导致在回转窑中产生非常严重的有关排出硫和形成结块问题。从美国专利US-A-5364265中还可以得知另一种焙烧系统，其中在燃烧室20中，通过减少气体形成，即，CO和h2，限制氧化氮(NOX)的形成。在这种方法中，在燃烧室中形成的焦炭具有非常特殊的反应特性。但是选择这种方法，在操作过程中，很难在控制非常少的参数条件下，保证使氧化氮(NOX)的排出。在燃烧室中的烧结过程完全依赖于需要的原料粉末焙烧的程度。与此同时，这种设备结构的复杂性相当高。从本申请人的国际专利申请PCT/DK97/00029中可以得知一种用于从设备中减少氧化氮产生比例的方法。本专利技术的目的是提供一种操纵窑设备的方法，其中减少氧化氮(NOX)产生的比例，与此同时，选择使用具有低反应程度的燃料，例如，在相当低温度的区域、使用具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤。为了实现本专利技术目的，调整在三个不同区域送入燃料的速率，以来自另外两个区域的废气供给一个区域，从而保证被供以来自这另外两个区域的废气的上述一个区域排出的废气中的NO含量降低到最低。本专利技术的目的是提供一种制造水泥的窑设备和方法。窑设备具有相当简单的结构，并且能够以比较低的反应性有利地燃烧燃料，例如在焙烧区域中，在此处通常温度比较低，采用具有比较低的气体含量的小块焦炭、无烟煤或其他级别的煤。按照本专利技术，提供一种用于制造水泥的窑设备，其包括大窑、冷却器、焙烧炉，在焙烧炉的后面设有旋风分离器，燃烧室，在燃烧室的上部设有中央燃烧器，在燃烧器的下方，沿着切线方向设有入口，通过切线方向的入口，借助管道，向燃烧室供给来自冷却器的热气体。所述管道设有用于供给原料粉末的入口，在燃烧室的下部设有与焙烧炉连接的装置，第二连接装置将来自大窑的废气体供给焙烧炉，其特征是在燃烧器顶部和沿切线方向设置的入口或称切向入口的上边缘之间，燃烧室内部体积的上部的高度h1-h2至少为1/3D，切口入口的上边缘是来自冷却器的热空气进入的最高点，其中D表示具有高度h1-h2的圆柱体的直径，所述圆柱体具有与燃烧室内部体积上部相同的体积；所述燃烧室内部体积下部的高度是h3-h4，其位于沿切线方向设置的入口或称切向入口的下边缘，即来自冷却器的热空气进入燃烧室的最低点和燃烧室出口之间，其距离至少为D。因此，当燃烧室呈圆柱形，其切向入口被设置成使得在燃烧室内部体积上部的高度h1-h2，即位于燃烧器顶部的下方和切向入口的上边缘之间的高度至少为1/3 D，而且，所述燃烧室内部体积下部的高度h3-h4，即位于沿切向入口下边缘和燃烧室出口之间的高度至少为D，可以达到本专利技术的目的。最好，燃烧室内部体积上部的高度h1-h2至少为2/3D，燃烧室内部体积下部的高度h3-h4至少为3/2 D。这将导致在原材料悬浮物的切向入口上方形成的空间具有高温和低容量的原材料。这将保证改善低成本和缺乏气体的低品质煤的点燃和燃烧特性。本专利技术还包括一种采用本专利技术的窑设备制造水泥的方法，其中，预热原料，然后，使经过预热的原料在燃烧室中，至少进行部分焙烧，在燃烧室的上部设有中央燃烧器；在此处，借助来自冷却器的悬浮状热气体，通过沿切向入口向燃烧室供给原料；一部分经过焙烧的材料从燃烧室的底部通过，经过连接器到达焙烧炉，气体和原料悬浮物通过焙烧炉到达旋风分离器，在旋风分离器中，将气体和材料有效分开，通过第二管道使来自大窑的废气直接进入焙烧炉，其特征是在燃烧器顶部和切向入口的上边缘之间，燃烧室内部体积的上部的高度h1-h2至少是1/3 D，切向入口的边缘是来自冷却器的热气体进入的最高点，其中D表示具有高度h1-h2的圆柱体的直径，所述圆柱体具有与燃烧室内部体积上部相同的体积；所述燃烧室内部体积下部的高度h3-h4，其位于切向入口下边缘、即来自冷却器的热气体进入燃烧室的最低点和燃烧室(3)出口之间，其距离至少为D。下面参照附图进一步详细描述本专利技术。附图说明图1是表示本专利技术的窑设备实施例的示意图。图2是表示本专利技术燃烧室的详细实施例的示意图。图1表示用于制造水泥熟料的窑设备。所述窑设备包括大窑1和焙烧炉2、燃烧室3，在大窑1中熟料燃烧的温度范围在1300～1500℃，在焙烧炉2和燃烧室3中的温度至少达到800℃，在其一定区域，温度可以高达1400℃。在一定情况下，焙烧炉2可以只由大窑1向上竖立的管道构成。在大窑1的后方，具有熟料冷却器4，热空气通过管道5从熟料冷却器4循环到焙烧区域，所述焙烧区域包括燃烧室3，焙烧炉2和管道8。通过管道6，从大窑1向焙烧炉2供给废热气，而且，废热气与通过管道7来自燃烧室3的一部分焙烧材料相互混合。来自焙烧炉2的焙烧过的材料，在悬浮状态下通过管道8进入旋风分离器9。在旋风分离器9中，气体与焙烧材料的悬浮物被分开形成焙烧材料物流和热气流。经过焙烧的原材料通过管道10直接进入回转窑1，而且，热气体通过管道11直接进入悬浮物预热器。经过预热的原材料，通过两个管道14A和14B直接向下进入焙烧区域。如果需要，也可以通过未图示的管道，将经过预热的原材料供给到焙烧炉2的上部。由管道14B引导原材料进入来自大窑1的废气，从而使原材料进入焙烧炉2。管道14A使原材料直接进入三次空气管道5，引导材料通过管道5进入燃烧室3。以受控制的方式，全部原材料物流分布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造水泥的窑设备，其包括：大窑（１）、冷却器（４）、焙烧炉（２），在焙烧炉（２）的后面设有旋风分离器（９），在燃烧室（３）的上部设有中央燃烧器（１６），在燃烧器的下方，沿着切线方向设有入口，通过该切向入口，借助管道（５），向燃烧室（３）供给来自冷却器（４）的热气体，所述管道（５）设有用于供给原料粉末的入口（１４Ａ），在燃烧室（３）的下部设有与焙烧炉（２）连接的连接装置（７），第二连接装置（６）将来自大窑（１）的废气体供给焙烧炉（２），其特征是：在燃烧器的顶部和沿切向入口的上边缘之间的燃烧室（３）内部体积的上部的高度ｈ↓［１］－ｈ↓［２］至少是１／３Ｄ，切向入口的上边缘是来自冷却器的热气体进入的最高点，其中Ｄ表示具有高度ｈ↓［１］－ｈ↓［２］的圆柱体的直径，所述圆柱体具有与燃烧室内部体积上部相同的体积；所述燃烧室内部体积下部的高度是ｈ↓［３］－ｈ↓［４］，其位于切向入口下边缘，即来自冷却器的热气体进入燃烧室的最低点和燃烧室（３）出口之间，高度ｈ↓［３］－ｈ↓［４］至少为Ｄ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：索伦洪德波尔，
申请(专利权)人：弗尔斯米德恩公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]