混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑及生产方法技术

本申请公开了一种混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑及生产方法，采用扩延式炉体结构，窑体上设置外置循环烟道、外置烟道式斜向支撑结构、可拆解式喷枪、烟道清灰气力输送装置、窑顶废气余热烘干筛分及旋压悬浮预热器，以及恒温煅烧反应釜、电磁感应加热调温装置等，其能够实现单膛竖窑与双膛竖窑生产功能转换，不仅能独立使用块状固体燃料进行混料式生产，还能实现双膛蓄热并喷吹煤炭、生物质等粉状燃料和气体燃料，同时实现废气余热悬浮煅烧粉料石灰，还解决了传统双膛窑在炉内设置牛腿式支撑及悬挂缸结构带来的结构缺陷、生产缺陷及安全隐患等问题；本申请提出的方案是对传统石灰窑结构及石灰生产方式的一次重大革新和技术提升。新和技术提升。新和技术提升。

【技术实现步骤摘要】
混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑及生产方法


[0001]本申请涉及工业竖窑
，尤其涉及一种生产石灰的石灰窑，具体是一种可实现混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，及利用其生产石灰的生产方法。

技术介绍

[0002]当下主要通过竖窑工艺生产石灰，竖窑工艺分为单膛竖窑及双膛竖窑两种，单膛竖窑的燃料结构是采用固体块状煤炭或焦炭燃料与石料混合燃烧的混料式生产工艺，这种生产工艺不能使用煤粉等粉状燃料生产。而双膛石灰窑可以实现喷吹煤炭粉体燃料及气体燃料，但是受工艺限制不能使用块状固体燃料生产。
[0003]现有的单膛混料式石灰竖窑因工艺结构的限制选用的燃料品种单一，只能使用价格昂贵的优质块状无烟煤及块状焦炭，无法使用烟煤、褐煤、气煤等挥发性高的低价燃料，因此，该工艺不但燃料成本高，而且石灰产品品质差。除此之外，因单膛竖窑无法实现蓄热功能，致使燃料能耗一直高于其它窑型。更重要的是随着经济社会发展，我国已经逐步淘汰和严禁建设采用煤炭等固体传统化石能源燃料的单膛石灰窑，因此，如何改变和提升传统单膛混料式竖窑的生产工艺、降低燃料生产成本、提高产品品质、促进煤炭生产石灰燃料选择的转型换代，对实现石灰产业的绿色、降碳升级，解决行业共性瓶颈，具有重要意义。
[0004]并流蓄热式双膛石灰窑因其独特的节能优势而在全世界得到广泛推广，迄今为止，双膛石灰竖窑已经发展了60余年。并流蓄热式双膛石灰窑具有独特的双膛结构，其两个窑膛能交替实现煅烧、蓄热功能，可以实现石灰活性度最高而燃料能耗消耗最低。因此，其具有其它石灰窑无法比拟的工艺优点，尤其是其能够全部采用高挥发性的烟煤、褐煤、气煤等粉状燃料生产。
[0005]目前，国内外普遍使用的双膛竖窑主要有两种：牛腿式结构及悬挂缸式结构。其中，牛腿式双膛窑结构的牛腿支撑结构设置在窑体内部煅烧带的下部，通过设置多个由耐火材料组成的牛腿式柱体支撑整个窑体的煅烧带及预热带窑体重量。
[0006](一)由于牛腿式结构特点所限，该结构存在以下缺点：
[0007]1、由于牛腿柱脚设置在炉内，致使牛腿柱体之间产生空气无法流通的多个死角，造成窑内气体循环气氛差，窑内燃烧及冷却效果都受到影响；
[0008]2、窑内牛腿支撑部位、拱桥部位、通道中间层耐材因为物料挤压或因为冷空气反复冲击，造成的温度波动影响易产生塌落事故，也极易产生垮塌；
[0009]3、烟气循环通道积灰严重，积灰容易形成结痂、结瘤等不易处理的物料，需要定期停产用人工清灰、清除结瘤；进一步的，因为烟气通道设置在窑内，致使施工及维护极其困难；
[0010]4、耐材结构复杂、制作要求高、施工难度大、使用量大，投资费用高。
[0011](二)作为第二代技术的双膛窑悬挂缸结构相比牛腿式支撑结构克服了上述一部分缺陷，但现有悬挂缸技术中也存在如下缺陷：
[0012]1、悬挂缸双膛窑结构复杂，其承载着三分之二窑体重量的悬挂缸部分需要整体的
特殊耐热钢材制造，制作要求高、制作难度大、造价高；
[0013]2、悬挂缸吊挂式固定结构的维修难度较大且事故发生的风险较大，一旦出现问题难以修复，严重者甚至会出现整体的坍倒现象；
[0014]3、悬挂缸需要单独的风机供风进行冷却，增加了电耗，遇到停电及风机故障时容易造成缸体形成超温，影响悬挂缸整体的运行寿命；长时间缺少冷却风时会造成结构被烧坏的结果，极易造成缸体损坏及整体塌落事故；
[0015]4、悬挂缸上的悬挂环必须采用耐火浇注料，同时现场浇注需要支搭模板、养护、脱模、烘烤，显著增加了施工难度和施工周期。
[0016]可见，传统双膛窑的窑内热工条件还需要进一步改善。
[0017]双膛石灰窑煅烧石灰的热工原理都是通过石料颗粒缝隙气流间的固相和气相热交换，窑内气流分布的状况直接决定着竖窑的热工制度，入窑石灰石的洁净度与块度比决定着窑内的透气性。如果石料筛分及清洗不净，或雨季潮湿石料粘结泥土等原因，都会在窑身内产生粉尘和粉灰，造成窑烟气循环通道容易堵塞，造成气流不通，两个窑膛温度不平衡，直接影响成品灰的质量；而且生产一段时间后容易造成通道堵塞，影响窑体气流压力，需要人工清理，费时费力不安全同时还影响产量，对耐火砖的损害也比较大，严重影响耐火材料的使用寿命。
[0018]在石灰生产方式中，无论是单膛混烧窑、双膛窑还是回转窑，这几种石灰窑型都存在着原料石料使用范围窄的问题，石灰竖窑使用的石灰石粒度范围为60～120mm，回转窑使用的石灰石粒度范围为20～40mm。大量的粒度小于20mm的小粒石灰石被作为石渣低价销售，造成矿产资源的极大浪费和石料开采成本的上升。
[0019]如今石灰生产方式正朝着节约能源、废物回收综合利用的方向发展。因此，如何把石灰煅烧炉使用的石灰石的下脚料筛下品烧成生石灰，降低企业的生产成本，产生更大的经济效益和避免因下脚料筛下品的废弃而引起的环保问题，是各个石灰工厂的目标。
[0020]因此，基于双膛石灰窑的现状，如何解决传统双膛竖窑的缺陷；如何把混烧式单膛竖窑的结构特征与双膛石灰窑结构特点有机的结合在一起，实现两种窑型生产方式的融合，达到燃料多样化、功能多样化；如何把传统混料式单膛竖窑改造为双膛窑，实现单膛窑产品提质增效，以及如何把石灰煅烧炉使用的石灰石的下脚料筛下品烧成生石灰，在降低生产成本的同时实现节能环保，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0021]本申请提供一种混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，用以解决传统石灰窑生产成本高且石灰生产品质相对较低的问题。
[0022]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0023]一方面，本申请提供一种混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，包括相邻设置的两座竖窑，每座竖窑包括窑体，窑体具有窑顶、窑底、窑壁和窑膛，每个窑膛中自上而下形成预热带、煅烧带和冷却带；预热带、煅烧带均为直筒型结构，冷却带为扩延式正圆锥体结构；
[0024]两个窑顶上均设置有窑顶助燃空气转换阀门、窑顶废气转换阀门、两级密封给料装置和提升旋转复合布料器；
[0025]两个窑壁上均设置有多个环形布置的可拆卸式喷枪，可拆卸式喷枪的出口设置在预热带底部和煅烧带上部的结合部位；
[0026]每个煅烧带下部的窑体外部设置有外置环形烟气循环通道，两个窑体上的外置环形烟气循环通道之间相切部位设置烟道控制阀；
[0027]每个窑膛中设置有助燃风风帽，
[0028]每个窑底设置有排矿系统和出灰系统，排矿系统用以将冷却后的氧化钙输送至出灰系统，出灰系统用以将氧化钙排出窑外。
[0029]上述技术方案中进一步的，窑顶废气转换阀门与外部除尘器管道相连，两级密封给料装置和提升旋转复合布料器用以将混合后的石料与块状煤炭输送至窑内；提升旋转复合布料器上安装有机械手式撒料器，其用以将大颗粒石料布置在窑中心、小颗粒石料布置在窑壁周边。
[0030]进一步的，两个窑顶上均设置有窑顶外部进风管道阀门。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，其特征在于，包括相邻设置的两座竖窑，每座竖窑包括窑体，所述窑体具有窑顶、窑底、窑壁和窑膛，每个所述窑膛中自上而下形成预热带、煅烧带和冷却带；所述预热带、煅烧带均为直筒型结构，冷却带为扩延式正圆锥体结构；两个所述窑顶上均设置有窑顶助燃空气转换阀门(1)、窑顶废气转换阀门(2)、两级密封给料装置(3)和提升旋转复合布料器(4)；两个所述窑壁上均设置有多个环形布置的可拆卸式喷枪(5)，可拆卸式喷枪(5)的出口设置在预热带底部和煅烧带上部的结合部位；每个所述煅烧带下部的窑体外部设置有外置环形烟气循环通道(6)，两个所述窑体上的外置环形烟气循环通道(6)之间相切部位设置烟道控制阀(8)；每个所述窑膛中设置有助燃风风帽(14)，每个所述窑底设置有排矿系统和出灰系统，所述排矿系统用以将冷却后的氧化钙输送至所述出灰系统，所述出灰系统用以将氧化钙排出窑外。2.根据权利要求1所述的混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，其特征在于，所述窑顶废气转换阀门(2)与外部除尘器管道相连，所述两级密封给料装置(3)和提升旋转复合布料器(4)用以将混合后的石料与块状煤炭输送至窑内；所述提升旋转复合布料器(4)上安装有机械手式撒料器(4
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1)，其用以将大颗粒石料布置在窑中心、小颗粒石料布置在窑壁周边；两个所述窑顶上均设置有窑顶外部进风管道阀门；所述提升旋转复合布料器(4)上还安装有溜槽式撒料通道(4
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2)。3.根据权利要求1所述的混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，其特征在于，每个所述窑顶设置有缓冲料仓(21)，所述缓冲料仓(21)用以接收由外部提升机输送的石料，窑顶的缓冲料仓(21)内部设置窑顶固定筛分装置(22)及预热烘干装置；所述窑顶固定筛分装置(22)用以对石料进行二次筛分，所述窑顶固定筛分装置(22)的下方与筛下物收集仓(23)相连，所述筛下物收集仓(23)的出口与复合式破碎装置(26)相连，复合式破碎装置(26)的出口与单筒旋压悬浮预热器(27)相连，单筒旋压悬浮预热器(27)的出口与粉料悬浮煅烧通道(25)相连，所述粉料悬浮煅烧通道(25)内设置有若干个折流板(25
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1)；所述粉料悬浮煅烧通道(25)与双筒旋压悬浮预热器(31)相连，双筒旋压悬浮预热器(31)的出口与恒温煅烧反应釜(32)相连，所述恒温煅烧反应釜(32)与粉料释放仓(28)的废气出口管相连，所述恒温煅烧反应釜(32)通过送入其内的高温废气对石灰粉进行恒温闪速煅烧，将石灰粉分解为活性石灰；所述粉料释放仓(28)的废气出口管上设置有电磁感应加热调温装置(33)，所述电磁感应加热调温装置(33)用以将自粉料释放仓(28)排出的废气加热至设定温度，加热至设定温度的废气被送入恒温煅烧反应釜(32)中。4.根据权利要求3所述的混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，其特征在于，外置环形烟气循环通道(6)通过设置在其下方的斜向烟道式支撑结构固定在窑壁上，所述斜向烟道式支撑结构为外置烟道式斜向支撑通道(7)，多个外置烟道式斜向支撑通道(7)与外置环形烟气循环通道(6)连通；所述外置环形烟气循环通道(6)通过烟气循环通道调压释放阀(24)与粉料悬浮煅烧通
道(25)连通；两个所述外置烟道式斜向支撑通道(7)之间设置有循环烟道集灰仓(9)，循环烟道集灰仓(9)的下部出口与环形清灰气力输送管道(11)连通，用以连接所述循环烟道集灰仓(9)和环形清灰气力输送管道(11)的管道上设置有脉冲式卸灰阀(10)。5.根据权利要求4所述的混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，其特征在于，所述环形清灰气力输送管道(11)与清灰气力输送外接管道(12)相连，所述清灰气力输送外接管道(12)与粉料释放仓(28)相连；所述粉料释放仓(28)中设置有旋风除尘过滤装置，所述旋风除尘过滤装置用以分离粉尘与烟气；分离后的粉尘下行降落至下部积灰斗中，分离后的烟气上行通过压力释放调节装置(29)进入粉料悬浮煅烧通道(25)中；环形清灰气力输送管道(11)与清灰气力输送内接管道(13)相连，清灰气力输送内接管道(13)用以将粉尘物料排至窑外。6.根据权利要求1所述的混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑，其特征在于，所述排矿系统包括多个按照窑壁周向均分设置的周边卸料装置(15)，以及设置在多个周边卸料装置(15)中心处的中心卸料装置(16)；所述出灰系统包括定向旋转出灰装置(17)和计量装置(18)，所述周边卸料装置(15)的下料管和中心卸料装置(16)的下料管均与定向旋转出灰装置(17)连通，所述定向旋转出灰装置(17)用以将氧化钙下料至多个所述计量装置(18)中；所述计量装置(18)与炉底料排灰料仓相连，所述炉底料排灰料仓与多级密封排料器(19)相连，所述多级密封排料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉泉，刘久盛，
申请(专利权)人：唐山金泉冶化科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：