一种可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统及方法，由水泥煅烧主系统和全氧燃烧子系统组成，主系统的三次风管增设三次风支管连接至子系统的自富集炉，主系统主高温风机出口与子系统子高温风机出口之间增设烟气联通管道，子系统低温循环风机入口的低温循环烟气供应管路增设空气联通管路，并分别在三次风支管、烟气联通管道及空气联通管路上设置阀门。进行水泥烧成时，采用两个系统并联运行进行空气燃烧和局部全氧燃烧、或根据需要在两个系统之间调节以进行空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行，解决了全氧燃烧子系统处于点火阶段或异常工况下需暂停富二氧化碳烟气输出时面临的水泥烧成系统运行连续性、稳定性问题。稳定性问题。稳定性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统及方法


[0001]本专利技术涉及水泥烧成
，特别是涉及一种可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统及方法。

技术介绍

[0002]化石能源作为全球最主要的能源来源，其消耗过程所带来的巨大CO2排放成为温室效应的重要排放源。我国富煤贫油少气的现状，决定了煤炭在我国一次能源的结构中的比例短期内难以改变。近年来，我国碳排放总量超过美国，成为世界上最大的二氧化碳排放国，碳减排形势非常的严峻。
[0003]全氧燃烧是在现有的工业窑炉系统的基础上，用高纯度的氧代替助燃空气，同时采用烟气循环调节炉膛的介质流量和传热特性，可获得高达80％体积浓度的CO2烟气，从而以较小的代价捕集提纯后实现CO2的永久封存或者资源化利用，实现大规模化工业CO2的富集和减排。已有的分析表明，和其他碳捕获方式相比，全氧燃烧技术在投资成本、运行成本、CO2减排成本、大型化和与现有技术的兼容度等方面都具有优越性。
[0004]现有的全氧燃烧器多用于浮法玻璃窑、玻纤窑、轧钢加热炉、锻造炉、热处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，由水泥煅烧主系统和全氧燃烧子系统组成，所述水泥煅烧主系统的主预热器单元的顶部出口风管上依次设置主高温风机、主收尘器、主排风机和烟囱；所述全氧燃烧子系统由子预热器单元、自富集炉、烟气预热单元、文丘里喉管、子高温风机、冷却器、子收尘器、中温循环风机、中温循环烟气供应管路、低温循环风机、低温循环烟气供应管路、燃料供应管路和工业氧气供应管路组成；所述子预热器单元的倒数第二级子旋风筒下料管与所述自富集炉的生料喂料管连接，所述子预热器单元的末级子旋风筒下料管与水泥煅烧主系统的窑尾烟室连接，所述子预热器单元的顶部出口风管上依次设置所述子高温风机、冷却器和子收尘器；所述中温循环风机设置在中温循环烟气供应管路上，所述中温循环烟气供应管路一端与子高温风机和冷却器之间的管路连接，另一端与烟气预热单元连接；所述低温循环风机设置在低温循环烟气供应管路上，所述低温循环烟气供应管路一端与子收尘器气体出口的管路连接，另一端与燃料供应管路连接；所述烟气预热单元用于通过燃料将低温循环烟气和中温循环烟气进行预加热至900℃以上；所述烟气预热单元的底部烟气出口与所述文丘里喉管的底部进口连接，所述文丘里喉管的顶部出口与所述自富集炉的柱体底部连接，所述自富集炉的顶部出口与末级子旋风筒进口连接；所述燃料供应管路分别与烟气预热单元、文丘里喉管上部的喷煤管连接，所述工业氧气供应管路分别与烟气预热单元、文丘里喉管下部的氧气管连接；所述水泥煅烧主系统的三次风管增设三次风支管连接至文丘里喉管的底部进口，所述主高温风机出口与子高温风机出口之间增设烟气联通管道，所述低温循环风机入口的低温循环烟气供应管路增设空气联通管路，所述三次风支管上设置有三次风联通阀门，所述烟气联通管道上设置有烟气联通阀门，所述空气联通管路上设置有空气联通阀门；所述烟气预热单元入口处的燃料供应管路上设置有入预热炉送煤风阀门，所述冷却器入口处的管道上设置有入冷却器阀门。2.根据权利要求1所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，所述烟气预热单元包括燃烧器和预热炉，所述燃烧器安装在预热炉的顶部，燃烧器的头部伸入预热炉内，所述燃烧器包括由内至外依次同轴套装的油管、内一次风管、煤管和外一次风管，使燃烧器内由内至外依次形成中心油枪通道、内一次风通道、煤粉通道和外一次风通道；所述内一次风管和外一次风管的尾部均与工业氧气供应管路连接，所述煤管的尾部与燃料供应管路连接；所述油管、煤管和外一次风管的头部端口对齐，形成燃烧器的头部；所述内一次风管的头部与燃烧器的头部之间留有距离H0，使内一次风通道和煤粉通道在燃烧器的头部形成风煤预混通道；所述内一次风通道和煤粉通道之间设置有可沿燃烧器轴向前后移动的风煤预混调节环，使所述风煤预混通道的长度可在0～H0之间调节；所述预热炉从上至下由旋流室、变径段和炉膛组成，所述旋流室为蜗壳式结构，使从旋流室进口进入的烟气为蜗壳式切向旋流进入；在所述预热炉内形成位于炉膛中心的富燃料区、位于富燃料区外部的富氧区、和位于富氧区与炉壁之间的富碳区。3.根据权利要求2所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系
统，其特征在于，所述风煤预混调节环设置在内一次风管的内侧璧上。4.根据权利要求2所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，所述内一次风通道的进口及外一次风通道的出口处均设置有旋流器；所述外一次风通道外设有耐火材料层。5.根据权利要求2所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，在与所述内一次风管、外一次风管、文丘里喉管下部的氧气管连接的工业氧气供应管路上分别设置有流量控制器。6.根据权利要求2所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，所述旋流室的顶盖中心设置有燃烧器安装孔，所述燃烧器的头部通过燃烧器安装孔伸入至旋流室内；所述变径段的内直径从上至下逐渐变大。7.根据权利要求1所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，所述中温循环风机入口处的中温循环烟气供应管路上设置有中温循环风阀门，所述低温循环风机入口处的低温循环烟气供应管路上设置有低温循环风阀门。8.根据权利要求1所述的可实现空气燃烧和局部全氧燃烧快速切换运行的水泥烧成系统，其特征在于，所述文丘里喉管从下至上分为下收缩段，喉区高速段和上扩张段，所述下收缩段插入所述氧气管，所述氧气管向下倾斜插入至靠近文丘里喉管轴向中心，氧气管与水平方向夹角为30～60
°
，使工业氧气与循环烟气混合均匀；所述上扩张段插入有所述喷煤管，所述喷煤管插入至靠近上扩张段内壁，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌华，代中元，林敏燕，武晓萍，万夫伟，
申请(专利权)人：中国建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：