一种石灰窑及石灰制备方法技术

本发明专利技术实施例提供一种石灰窑及石灰制备方法，所述石灰窑包括石灰窑窑体和设置在窑体外部的一个或多个热载体加热装置；所述热载体加热装置包括燃气输入口、空气输入口和热载体输出口；窑体和热载体输出口之间通过热载体输送管道相连接；热载体输送管道的内壁铺设有耐高温内衬。采用此装置进行石灰制备时，窑内无燃烧火焰，而是采用热载体加热装置为石灰窑提供热烟气从而对窑内原料进行加热，可以精准控制热载体气体的温度和压力，使石灰窑内的温度和压力稳定，提高了煅烧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种石灰窑及石灰制备方法
本专利技术涉及化工生产
，具体涉及一种石灰窑及石灰制备方法。
技术介绍
石灰即氧化钙(CaO)，广泛应用于钢铁工业、电石工业、氧化铝工业、耐火材料等工业，也是这些大规模工业领域所必需的生产原料之一，例如在冶金工业中，每生产1吨的钢就需要约70公斤的石灰。制取石灰的主要原料是石灰石，石灰石主要成分是碳酸钙(CaCO3)，烧制石灰的基本原理就是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳。石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳的基本反应式是CaCO3→CaO+CO2↑－1777.4kJ/kgCaCO3。在石灰窑加温条件下，为了使这个反应达到一定的反应速度，并有较高的CaCO3分解，工业生产中窑内石灰煅烧温度保持在1050～1250℃范围之内。石灰制取工艺过程主要分为预热、煅烧、冷却和卸灰。基于现有的石灰制取技术的工艺方法是：将石灰石和固体燃料装入石灰窑，或者在石灰石装入石灰窑的同时，将气体燃料、助燃空气经管道和燃烧器送入窑体燃烧，燃料与助燃空气混合燃烧后产生的高温烟气用于对石灰石进行加热、煅烧；在热烟气煅烧条件下，石灰石被加热到一定温度开始分解，并在较高温度、持续加热条件下成石灰成品；生成的石灰经过冷却后，卸出窑外，即完成生石灰产品的生产。现有的石灰窑按燃料分：有混烧窑(即以烧固体燃料为主，包括焦炭、焦粉、煤等)和气烧窑(即以燃烧气体燃料为主，如高焦混合煤气、焦炉煤气、转炉煤气、电石尾气、发生炉煤气、天然气等)，其中，因为石灰品质高，气烧窑应用更为广泛；按窑形分：有竖窑、回转窑、套筒窑、并流蓄热式双膛竖窑(麦尔兹窑，也称迈尔兹窑)、弗卡斯窑(意大利)等，其中应用比较广泛的是环形套筒竖窑、麦尔兹窑；按操作方式分：有负压操作窑(如环形套筒竖窑)和正压(微正压)操作窑(如并流蓄热式双膛竖窑)在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：在现有的石灰生产工艺中，尽管不同形式的石灰窑的结构形式和煅烧形式有所区别，但工艺流程、主要设备构成基本类似，共性的特征都是采用了安装在窑体上的燃烧器对矿料原料进行加热煅烧，由于燃烧过程是在窑体内部完成，因此窑体内部只能采用负压或微正压，燃烧火焰和高温烟气所携带的热量分布不均匀且难以控制，需要较长的煅烧时间才能保证窑体内部的石灰石矿料全部分解，这就使得石灰窑的生产率较低。因此，如何使石灰窑内的原料能够均匀受热，从而提高生产率，是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种石灰窑，用以解决现有技术的石灰窑内原料受热不均导致的生产率低的问题。为达上述目的，一方面，本专利技术实施例提供一种石灰窑，包括石灰窑窑体和设置在所述石灰窑窑体外部的一个或多个热载体加热装置；所述热载体加热装置包括燃气输入口、空气输入口和热载体输出口；所述石灰窑窑体和所述热载体输出口之间通过热载体输送管道相连接；所述热载体输送管道的内壁铺设有耐高温内衬。另一方面，本专利技术实施例提供一种制备石灰的方法，包括：通过上料装置将用于制备石灰的原料投入所述石灰窑内；通过所述热载体加热装置生成热载体气体，所述热载体气体用于接触并加热原料；将所述热载体气体输入所述石灰窑内进行石灰制备；在生成的石灰冷却后，通过所述卸料装置将石灰卸出窑外。上述技术方案具有如下有益效果：本技术方案取消了现有技术中的石灰窑中所必须的金属烧嘴等燃烧器结构，生产过程中石灰窑内不再进行燃烧，而是采用外部输入的热载体气体对窑内矿物原料进行无焰式加热。同时，由于热载体气体是在石灰窑外部单独配备的热载体加热装置中生成，因此可以精准控制热载体气体的温度和压力，使石灰窑内的温度和压力稳定，从而提高供热效率，提高了煅烧效率。经实测验证，采用本技术方案所述的装置和方法进行石灰制备时，煅烧时间相较于现有技术缩短了30-50％。同时，本技术方案还具有以下特点：1、由于石灰窑内热量分布不均、难以控制，现有技术普遍存在欠烧和过烧率较高的问题，所谓欠烧就是矿料里的部分碳酸钙没有分解，所谓过烧就是石灰成品与矿料杂质中的硅反应生成硅酸钙，这都会严重影响石灰成品的品质，导致石灰活性度降低。采用本申请的技术方案后，通过窑外控制温度和压力的方式，使得进入窑内的热载体气体能够稳定地加热原料，从而提高石灰的煅烧质量，获得高品位的石灰成品并大幅减少欠烧和过烧率。2、受限于石灰窑内的空间和环境，现有技术中采用金属烧嘴进行窑内燃烧时，普遍存在燃烧不充分的情况，从而导致燃料利用率较低；若采用本申请技术方案，则由于采用了石灰窑外独立配置的热载体加热装置，可以实现燃料充分燃烧，实质性地提高了燃料利用率。3、现有技术为提高生产率、提高煅烧质量，需要采用价格昂贵的转炉煤气或焦炉煤气或其它的高热值燃料；而采用本技术方案的装置和方法，可以使用较低热值、价格便宜的高炉煤气作为燃料，大幅度地降低了石灰窑运行的燃料成本。4、经实测验证，采用本技术方案时，若选用空气或低CO2含量气相作为热载体气体，则可以降低石灰石煅烧温度，进一步提高效率、降低能耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一种石灰窑的系统构成图；图2是本专利技术实施例一种石灰制备方法的流程图；图3是本专利技术实施例一种石灰制备方法的工艺原理图；附图标号：1、石灰窑窑体；101、预热段；102、煅烧段；103、冷却段；2、热载体加热装置；201、燃气输入口；202、空气输入口；203、热载体输出口；204、热载体输送管道；3、换热器；301、换热器燃气输入口；302、换热器空气输入口；303、燃气输出口；304、空气输出口；305、换热介质输入口；306、换热介质输出口；4、除尘器；401、除尘器输入口；402、除尘器输出口；5、排放风机；6、上料装置；7、卸灰装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种石灰窑，包括：石灰窑窑体1和设置在所述石灰窑窑体外部的一个或多个热载体加热装置2；所述热载体加热装置2包括燃气输入口201、空气输入口202和热载体输出口203；所述石灰窑窑体1和所述热载体输出口203之间通过热载体输送管道204相连接；所述热载体输送管道204的内壁铺设有耐高温内衬。现有石灰窑共有的特点是都需要配置燃烧器系统，一般由多排、多组燃烧器分布(包括中心烧嘴)组成，配置有气体燃料管道和助燃空气管道、喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石灰窑，其特征在于，包括：石灰窑窑体(1)和设置在所述石灰窑窑体外部的一个或多个热载体加热装置(2)；所述热载体加热装置(2)包括燃气输入口(201)、空气输入口(202)和热载体输出口(203)；所述石灰窑窑体(1)和所述热载体输出口(203)之间通过热载体输送管道(204)相连接；/n所述热载体输送管道(204)的内壁铺设有耐高温内衬。/n

【技术特征摘要】
1.一种石灰窑，其特征在于，包括：石灰窑窑体(1)和设置在所述石灰窑窑体外部的一个或多个热载体加热装置(2)；所述热载体加热装置(2)包括燃气输入口(201)、空气输入口(202)和热载体输出口(203)；所述石灰窑窑体(1)和所述热载体输出口(203)之间通过热载体输送管道(204)相连接；
所述热载体输送管道(204)的内壁铺设有耐高温内衬。


2.如权利要求1所述的石灰窑，其特征在于，
所述石灰窑窑体(1)内部从上至下依次设置有预热段(101)、煅烧段(102)和冷却段(103)；
所述热载体输送管道连接到所述煅烧段(102)上。


3.如权利要求1所述的石灰窑，其特征在于，
所述热载体加热装置(2)为加热炉、或燃烧器；
所述热载体加热装置(2)内设置有温度控制装置和压力控制装置。


4.如权利要求1所述的石灰窑，其特征在于，所述石灰窑窑体(1)为竖式单膛结构、或竖式多膛结构、或回转式结构。


5.如权利要求2所述的石灰窑，其特征在于，还包括设置于所述石灰窑窑体(1)外部的换热器(3)，所述换热器(3)包括换热器燃气输入口(301)、换热器空气输入口(302)、燃气输出口(303)、空气输出口(304)、换热介质输入口(305)和换热介质输出口(306)；所述燃气输出口(303)与所述燃气输入口(201)之间、所述空气输出口(304)与所述空气输入口(202)之间分别以管道连接；所述换热介质输入口(305)与所述预热段(101)之间以管道连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长春，张紫豪，梁晶晶，汪小龙，
申请(专利权)人：北京卡卢金热风炉技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11