一种外燃环形套筒窑系统及生产石灰方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种外燃环形套筒窑系统及生产石灰方法，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，高风温热风炉系统设于套筒窑系统之外、且高风温热风炉系统与套筒窑系统通过管道相连；其中：套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；第一热风支管连通于上风室的底端；第二热风支管连通于下风室的顶端；高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组；第一热风支管连接于第一热风环管，第二热风支管连接于第二热风环管；第一热风支管上设有第一调节阀，第二热风支管上设有第二调节阀。使得石灰石矿料在煅烧时具有相对稳定的煅烧环境。

【技术实现步骤摘要】
一种外燃环形套筒窑系统及生产石灰方法
本专利技术涉及石灰煅烧领域，具体涉及一种外燃环形套筒窑系统及生产石灰方法。
技术介绍
环形套筒窑是上世纪60年代初德国贝肯巴赫公司专利技术，环形套筒窑由砌有耐火材料的窑壳和分为上、下两段的内套筒组成，窑壳与内套筒同心布置，物料位于窑壳和内套筒的环形空间以利于气流穿透。上内套筒悬挂在窑顶部，下内套筒位于竖窑下部，其结构为双层钢壳形成环隙，环隙内通空气冷却，其内外侧砌耐火内衬。上、下内套筒各有其不同的功能，上内套筒主要是将高温废气抽出用于预热喷射空气，下内套筒主要是用于产生循环气流，形成并流煅烧，同时起到保证气流均匀分布的作用。环形套筒窑一般设有两层燃烧室，每层燃烧室数目依据炉窑产量的大小为3～7个，燃烧室通过用耐火材料砌筑的拱桥与内套筒相联。环形套筒窑使用的燃料一般为流体燃料，环形套筒窑从上到下可分为预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带，其中，预热带是指窑顶至上内套筒底部，上部逆流煅烧带是指上内套筒底部至上燃烧室，中部逆流煅烧带是指上燃烧室至下燃烧室，下部并流煅烧带是指下燃烧室至循环气体入口，冷却带是指循环气体入口至出料平台出料机，石灰最终是在下部并流煅烧带烧成。环形套筒窑内的气流分为五种：石灰冷却空气、内套筒冷却空气(其中下内套筒冷却空气为助燃空气)、驱动风、循环风和废气。其中，石灰冷却空气在窑内的微负压环境下通过风管自然吸入窑下料仓内，在料仓里冷却石灰后，通过出料平台出料机的成品之间的空隙进入窑内。穿过窑内冷却带后，由循环气体入口进入下内套筒上段内部，与其余气体一起组成循环风。内套筒冷却空气分为下内套筒冷却空气和上内套筒冷却空气。下内套筒冷却空气由下内套筒上段上部的内套筒冷却空气导管(上拱桥内)排出下内套筒，后由管道引入窑换热器平台上的下环管，再分若干个支管到上、下燃烧室平台的烧嘴，作为烧嘴的助燃空气；上内套筒冷却空气通过一根总管排出，直接排放大气。驱动风通过管道输送至窑换热器平台上的换热器内，经过热交换后，常温的空气被加热至350℃～500℃，然后由换热器热空气出口管输送至换热器平台上的驱动风环管，再进喷射管并高速喷出，作为窑内循环气体的动力。循环气体是指下燃烧室燃烧产生的高温气体，经过并流煅烧带后，在循环气体入口与石灰冷却空气混合，进入下内套筒上段内部的这部分混合气体。循环气体从内套筒冷却空气导管下方的循环气体管流入喷射器内，在喷射器内与驱动风一起进入下燃烧室如此循环往复。废气是指环形套筒窑窑内燃烧产生的废烟气，最终将在高温废气风机的作用下，向着窑顶流动。在窑顶气量调节阀的分配下，约67％的废烟气进入上内套筒与窑壳之间的预热带，最后由窑顶废气管道进入废气引风机；另外约33％的烟气则经上内套筒内部由管道进入换热器，作为驱动空气的预热气源，进入换热器的废气温度约在750℃～800℃，换热后温度降至约350℃～450℃再进入废气管道。窑内所有废气都由废气引风机抽出，然后经袋式除尘器除尘达到国家废气排放标准后，由烟囱排入大气。环形套筒窑燃烧所需要的热量由外界供入的燃料提供。燃料经烧嘴喷射进入燃烧室，燃烧产生的高温气体经过拱桥下部形成的空间进入料层，为窑内的煅烧提供热量。环形套筒窑上、下烧嘴供给的燃料量是不一样的，分配比率约为：上/下＝1/1.5～2.2。上燃烧室提供的助燃空气量只有50％左右，在下燃烧室供给燃料燃烧所需的助燃空气是过量的，空气过剩系数为2.0左右，下燃烧室燃烧产生的高温烟气(温度＜1350℃)分成两部分：一部分经过中部逆流煅烧带、上部逆流煅烧带流向窑顶，另一部分则会在喷射管高速气流所产生的负压抽力作用下向下流动，在下燃烧室与下内套筒的循环气体入口之间形成并流煅烧带。环形套筒窑是在高热值燃烧基础上专利技术的，最初使用的燃料是天然气和重油。随着能源供应日趋紧张，人们不断探索新的能源在环形套筒窑中的应用。当热值降低到1200kcal/Nm3或者更低的时候，现有套筒窑存在主要问题是：热气流在石灰料层中的穿透力减小、下燃烧室温度低、循环气体量不足且循环气体温度低于煅烧合格石灰的要求温度、出灰温度偏高、废气量大且温度高导致热耗高等。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种外燃环形套筒窑系统及生产石灰方法，使得石灰石矿料在煅烧时具有相对稳定的煅烧环境。为达上述目的，一方面，本专利技术实施例提供一种外燃环形套筒窑系统，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：所述套筒窑系统包括窑体，所述窑体包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒，所述上内套筒间隔设于所述下内套筒上方；且所述上内套筒采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒采用筒口朝下倒立设置；所述窑壳具有窑顶，所述上内套筒连接于所述窑顶；所述套筒窑系统还包括上风室和下风室；所述上风室设于所述下内套筒与所述窑壳所形成空间内的上部；且所述上风室通过拱桥与所述下内套筒相联；所述下风室设于所述下内套筒与所述窑壳所形成空间内的下部；且所述下风室通过拱桥与所述下内套筒相联；所述套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；所述预热带由所述上内套筒与所述窑壳之间的空间构成；所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒的筒口开始向下至所述上风室的空间共同构成；所述中部逆流煅烧带由自所述上风室至所述下风室之间的空间构成；所述下部并流煅烧带由所述下风室内部空间、以及所述下风室出口至石灰冷却风的混合风进口的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口处于下内套筒的筒口之下；所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口至出料平台出料机处的空间构成；所述套筒窑系统还包括第一热风支管和第二热风支管；所述第一热风支管连通于所述上风室；所述第二热风支管连通于所述下风室；所述高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组；所述热风炉组具有向外输送高温热风的热风管道，所述热风炉组还包括环绕于窑壳外侧的第一热风环管、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，所述第一热风环管和第二热风环管分别连接于所述热风管道；所述第一热风支管连接于所述第一热风环管，所述第二热风支管连接于所述第二热风环管；所述套筒窑系统还包括设于第一热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第一调节阀，以及设于第二热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第二调节阀。另一方面，本专利技术实施例提供一种外燃环形套筒窑生产石灰的方法，包括：采用煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：所述套筒窑系统包括窑体，所述窑体包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒、设于窑壳内与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外燃环形套筒窑系统，其特征在于，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：/n所述套筒窑系统包括窑体(1)，所述窑体(1)包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒(11)、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒(12)，所述上内套筒(11)间隔设于所述下内套筒(12)上方；且所述上内套筒(11)采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒(12)采用筒口朝下倒立设置；/n所述窑壳具有窑顶，所述上内套筒(11)连接于所述窑顶；/n所述套筒窑系统还包括上风室(13)和下风室(14)；所述上风室(13)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的上部；且所述上风室(13)通过拱桥与所述下内套筒(12)相联；/n所述下风室(14)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的下部；且所述下风室(14)通过拱桥与所述下内套筒(12)相联；/n所述套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；/n所述预热带由所述上内套筒(11)与所述窑壳之间的空间构成；/n所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒(11)的筒口开始向下至所述上风室(13)的空间共同构成；/n所述中部逆流煅烧带由自所述上风室(13)至所述下风室(14)之间的空间构成；/n所述下部并流煅烧带由所述下风室(14)内部空间、以及所述下风室(14)出口至石灰冷却风的混合风进口(16)的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口(16)处于下内套筒(12)的筒口之下；/n所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口(16)至出料平台出料机处的空间构成；/n所述套筒窑系统还包括第一热风支管和第二热风支管；/n所述第一热风支管连通于所述上风室(13)；所述第二热风支管连通于所述下风室(14)；/n所述高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组(2)；所述热风炉组(2)具有向外输送高温热风的热风管道，所述热风炉组(2)还包括环绕于窑壳外侧的第一热风环管(111)、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，所述第一热风环管(111)和第二热风环管分别连接于所述热风管道；/n所述第一热风支管连接于所述第一热风环管(111)，所述第二热风支管连接于所述第二热风环管；/n所述套筒窑系统还包括设于第一热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第一调节阀(112)，以及设于第二热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第二调节阀。/n...

【技术特征摘要】
1.一种外燃环形套筒窑系统，其特征在于，包括煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：
所述套筒窑系统包括窑体(1)，所述窑体(1)包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒(11)、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒(12)，所述上内套筒(11)间隔设于所述下内套筒(12)上方；且所述上内套筒(11)采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒(12)采用筒口朝下倒立设置；
所述窑壳具有窑顶，所述上内套筒(11)连接于所述窑顶；
所述套筒窑系统还包括上风室(13)和下风室(14)；所述上风室(13)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的上部；且所述上风室(13)通过拱桥与所述下内套筒(12)相联；
所述下风室(14)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的下部；且所述下风室(14)通过拱桥与所述下内套筒(12)相联；
所述套筒窑系统包括自上到下依次设置的预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带和冷却带；
所述预热带由所述上内套筒(11)与所述窑壳之间的空间构成；
所述上部逆流煅烧带由自所述上内套筒(11)的筒口开始向下至所述上风室(13)的空间共同构成；
所述中部逆流煅烧带由自所述上风室(13)至所述下风室(14)之间的空间构成；
所述下部并流煅烧带由所述下风室(14)内部空间、以及所述下风室(14)出口至石灰冷却风的混合风进口(16)的空间共同构成；其中，所述石灰冷却风的混合风进口(16)处于下内套筒(12)的筒口之下；
所述冷却带由所述石灰冷却风的混合风进口(16)至出料平台出料机处的空间构成；
所述套筒窑系统还包括第一热风支管和第二热风支管；
所述第一热风支管连通于所述上风室(13)；所述第二热风支管连通于所述下风室(14)；
所述高风温热风炉系统包括采用燃烧低热值燃料产生高温热风的热风炉组(2)；所述热风炉组(2)具有向外输送高温热风的热风管道，所述热风炉组(2)还包括环绕于窑壳外侧的第一热风环管(111)、环绕于窑壳外侧的第二热风环管，所述第一热风环管(111)和第二热风环管分别连接于所述热风管道；
所述第一热风支管连接于所述第一热风环管(111)，所述第二热风支管连接于所述第二热风环管；
所述套筒窑系统还包括设于第一热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第一调节阀(112)，以及设于第二热风支管上用于调节高温热风温度和流量的第二调节阀。


2.根据权利要求1所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述热风炉组(2)包括鼓风机和两座到四座蓄热式热风炉(21)，所述蓄热式热风炉(21)分别管路连接于所述鼓风机；所述蓄热式热风炉(21)具有蓄热室和设于蓄热室内用于热交换的蓄热体，以及所述蓄热式热风炉(21)还具有气体输入管道，所述鼓风机连接所述气体输入管道，所述气体输入管道用于输送鼓风机鼓入的气体到蓄热室内；所述燃烧器处于蓄热室外；
所述蓄热式热风炉(21)包括接收低热值燃料的低热值燃料进口、连接于低热值燃料进口的燃烧器，以及所述蓄热式热风炉(21)具有接收助燃空气的助燃空气进口，所述助燃空气进口连接所述燃烧器；在所述燃烧器内通过助燃空气助燃低热值燃料燃烧产生的烟气加热蓄热体，加热后的蓄热体与进入蓄热室的气体进行热交换将蓄热室的气体形成高温热风；
所述蓄热式热风炉(21)具有高温热风出口；所述高温热风出口连接所述热风管道；
其中，所述蓄热式热风炉(21)为三座；
其中，所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气。


3.根据权利要求2所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述套筒窑系统还包括排烟通道(18)、烟囱、用于抽取窑体(1)内废气的废气引风机，所述废气引风机管道连接于所述排烟通道(18)，所述排烟通道(18)连接于所述窑顶
所述排烟通道(18)具有第一排烟支管和第二排烟支管；所述第二排烟支管连接于所述烟囱；所述第一排烟支管用于排放自上内套筒(11)里排出的高温烟气，所述第二排烟支管用于排放自窑体排出的低温烟气；
所述高风温热风炉系统还包括用于预热助燃空气的窑顶换热器(19)，所述窑顶换热器(19)的一端连接于所述排烟通道(18)的第一排烟支管，所述窑顶换热器(19)的另一端连接于所述热风炉组(2)；
所述窑顶换热器(19)具有烟气进口和烟气出口，所述窑顶换热器(19)的烟气进口连接于所述排烟通道(18)的第一排烟支管，所述窑顶换热器(19)的烟气出口连接所述排烟通道(18)的第二排烟支管；
所述窑顶换热器(19)具有进气助燃空气进口和助燃空气出口；
所述窑顶换热器(19)的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉(21)的助燃空气进口；
所述热风炉组(2)还包括用于二次预热助燃空气的高温换热器(22)，所述高温换热器(22)设于所述窑顶换热器(19)与所述蓄热式热风炉(21)之间；
所述高温换热器(22)具有助燃空气进口和助燃空气出口，所述高温换热器(22)的助燃空气进口连接于所述窑顶换热器(19)的助燃空气出口；所述高温换热器(22)的助燃空气出口连接于所述蓄热式热风炉(21)的助燃空气进口；
所述套筒窑系统还包括向外输送并流烟气混合风的混合风排出窑体的通道(17)，所述混合风排出窑体的通道(17)连通于所述下内套筒(12)的顶部、并自所述窑壳穿出；
所述套筒窑系统还包括连通于所述混合风排出窑体的通道(17)的混合风环管(113)，所述混合风环管(113)的一端连接于所述混合风排出窑体的通道(17)；所述混合风环管(113)的另一端连接于所述高温换热器(22)；
所述高温换热器(22)具有废冷却气进口和废冷却气出口；
所述混合风环管(113)的另一端连接于所述高温换热器(22)的废冷却气进口；
所述高温换热器(22)的废冷却气出口连接烟囱。


4.根据权利要求2所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述热风炉组(2)具有排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；
所述高风温热风炉系统还包括热风炉换热器(23)，所述热风炉换热器(23)连接于所述热风炉组(2)的烟气排放通道；
所述热风炉换热器(23)具有进烟口、出烟口，所述热风炉换热器(23)具有低热值燃料进口和低热值燃料出口；所述热风炉换热器(23)的进烟口连接于所述热风炉组(2)的烟气排放通道，所述热风炉换热器(23)的出烟口连接于烟囱；
所述热风炉换热器(23)的低热值燃料出口连接于所述热风炉组(2)；
所述高风温热风炉系统还包括为所述热风炉组(2)提供低热值燃料的燃料输送管道，所述燃料输送管道连接于所述热风炉换热器(23)的低热值燃料进口，通过燃料输送管道将低热值燃料输送到所述热风炉换热器(23)的低热值燃料进口。


5.根据权利要求3所述的外燃环形套筒窑系统，其特征在于，所述上内套筒(11)为夹层金属结构和所述下内套筒(12)为夹层金属结构；
所述外燃环形套筒窑系统还包括内套筒冷却风从风机(110)；所述内套筒冷却风从风机(110)分别管道连接于所述上内套筒(11)的夹层金属结构和所述下内套筒(12)的夹层金属结构，所述内套筒冷却风从风机(110)通过管道将冷却风分别鼓入所述上内套筒(11)的夹层金属结构和所述下内套筒(12)的夹层金属结构；所述上内套筒(11)具有排放上内套筒内冷却风的上内套筒废冷却风排出通道，所述下内套筒(12)具有排放下内套筒内冷却风的下内套筒废冷却风排出通道，所述上内套筒废冷却风排出通道和所述内套筒废冷却风排出通道分别连通冷却风混合环管(114)。


6.一种外燃环形套筒窑生产石灰的方法，其特征在于，包括：采用煅烧石灰石的套筒窑系统和为套筒窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述套筒窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述套筒窑系统通过管道相连；其中：
所述套筒窑系统包括窑体(1)，所述窑体(1)包括窑壳、设于窑壳内与窑壳同心设置的上内套筒(11)、设于窑壳内与窑壳同心设置的下内套筒(12)，所述上内套筒(11)间隔设于所述下内套筒(12)上方；且所述上内套筒(11)采用筒口朝下倒立设置，以及所述下内套筒(12)采用筒口朝下倒立设置；
所述外燃环形套筒窑生产石灰的方法，包括：
将所述上内套筒(11)连接于所述窑壳所述具有的窑顶；
在所述套筒窑系统内设置上风室(13)，将所述上风室(13)设于所述下内套筒(12)与所述窑壳所形成空间内的上部；
以及在所述套筒窑系统内设置下风室(14)，将所述下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长春，索明金，汪小龙，梁晶晶，
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