【技术实现步骤摘要】
本技术属于替代燃料利用领域，尤其涉及一种用于水泥窑炉替代燃料活化预处理装置和水泥窑炉。
技术介绍
1、水泥行业是能耗和碳排放大户。在“碳中和”大背景下，水泥行业由于能耗较高、碳排放量较大的问题承受巨大压力，而通过替代燃料的利用，可以有效地降低水泥行业对化石燃料的依赖，减少co2的排放。
2、但是，目前常见可燃固废替代燃料，尤其是有机固废的种类繁多，且替代燃料由于含水率较高、热值较低、粒度较大、物理形态差别较大的问题，给直接利用带来了很大难度，较低的热量利用效率限制了替代燃料热量替代率的提升，甚至影响窑系统的稳定运行和产品质量，导致国内水泥行业整体的燃料热量替代率过低。在燃煤价格大幅攀升导致水泥生产成本急剧上升以及双碳政策的驱动下，近年来国内水泥企业纷纷开始替代燃料技术的研究，寻求使用替代燃料代替燃煤。目前国内利用替代燃料的技术主要有分解炉直接喂入法和外挂炉预处置两种方法。
3、与传统煤粉相比，将替代燃料直接喂入分解炉后，其加热及水分蒸发过程均需要较长时间，占据了宝贵的分解炉容积，同时导致喂入部位温度急剧降低，进而影响水泥生料分解。此外，由于替代燃料尺寸相对较大，水分的蒸发过程以及挥发分的燃烧过程较慢，使得替代燃料完全燃尽需要更长的时间，在有限的炉容条件下替代燃料的燃尽率较低，导致直接喂入法的热量替代率较低。为了提高水泥窑炉的热量替代率，发展出了外挂炉技术，外挂炉技术虽然可以延长替代燃料停留时间，解决部分替代燃料燃尽时间长的问题，对于提高系统的热量替代率具有一定的作用，但是这些技术对替代燃料种类和品质要求较
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术提供了一种用于水泥窑炉替代燃料活化预处理装置和水泥窑炉，以期至少部分地解决上述技术问题。
2、作为本技术的第一个方面，提供了一种用于水泥窑炉替代燃料活化的预处理装置，包括：活化炉、气固分离单元和返料器；
3、其中，活化炉，下方设置有燃料入口和返料入口，上方设置有燃料出口，底部设置有活化剂入口，活化炉用于将替代燃料活化，以生成一次气固混合燃料，一次气固混合燃料经燃料出口排出；
4、气固分离单元，设置有气固分离单元入口、第一出口和第二出口，气固分离单元入口与燃料出口相连通，一次气固混合燃料经气固分离单元入口进入气固分离单元，经气固分离单元分离生成二次气固混合燃料和固体颗粒物，二次气固混合燃料经第一出口排出，固体颗粒物经第二出口排出；和
5、返料器，设置有返料器入口和返料器出口，返料器入口与气固分离单元的第二出口相连通，返料器出口与活化炉的返料入口相连通，固体颗粒物经返料器入口进入返料器，经返料器出口排出，通过返料入口进入活化炉。
6、在其中一个实施例中，上述装置还包括：
7、给料器，与燃料入口相连，为活化炉提供替代燃料。
8、作为本技术的第二个方面，提供了一种水泥窑炉，包括：上述实施例中的用于水泥窑炉替代燃料活化的预处理装置，分解炉和回转窑；
9、其中，分解炉下方侧壁设置有分解炉燃料入口、顶部设置有水泥生料分解物出口，底部设置烟气入口，用于通过燃烧二次气固混合燃料为分解炉内的水泥生料分解提供热量，水泥生料的分解物经水泥生料分解物出口排出；
10、回转窑一端设置有回转窑燃料入口，另一端通过烟室与分解炉底部烟气入口相连，并且
11、其中预处理装置的气固分离单元的第一出口与分解炉燃料入口和回转窑燃料入口中的至少一个相连通。
12、在其中一个实施例中，回转窑燃料入口与气固分离单元的第一出口直接或间接连通，连通方式包括管道连接。
13、在其中一个实施例中，预处理装置的活化炉离线布置。
14、在其中一个实施例中，分解炉还设置有三次风入口，三次风入口高于分解炉燃料入口；三次风经三次风入口进入分解炉，为进入分解炉内的燃料燃烧提供氧化剂。
15、在其中一个实施例中，回转窑的一端还设置有二次风入口；
16、二次风经二次风入口进入回转窑，为进入回转窑内的燃料燃烧提供氧化剂。
17、在其中一个实施例中，部分三次风经活化炉的活化剂入口进入活化炉，为替代燃料活化提供活化剂。
18、在其中一个实施例中，三次风与活化剂入口之间设置有阀门，阀门用于控制三次风经活化剂入口进入活化炉内的三次风的风量。
19、基于上述技术方案，本技术提供的一种用于水泥窑炉替代燃料活化预处理装置和水泥窑炉至少具有以下有益效果之一：
20、在本技术提供的替代燃料活化预处理装置中，经燃料入口进入活化炉的替代燃料与经活化剂入口进入的活化剂混合，替代燃料在活化炉内被活化，以生成一次气固混合燃料。利用活化炉将替代燃料活化，将替代燃料转变为可燃气和活性较高的固体颗粒，使替代燃料的活性得到改善，有助于提高替代燃料的燃尽性。随后，产生的一次气固混合燃料经燃料出口排出，再经气固分离单元入口进入至气固分离单元内进行分离，得到二次气固混合燃料和固体颗粒物，二次气固混合燃料经第一出口排出，固体颗粒物经第二出口排出，其中固体颗粒物的粒径大于二次气固混合燃料中颗粒物的粒径。通过将气固分离单元的第二出口与返料器入口相连，气固分离单元排出的固体颗粒物经返料器入口进入返料器内，再经返料器出口排出后经活化炉的返料入口返回至活化炉内再次被活化，能够使替代燃料中存在的粒径较大的颗粒进一步活化。
21、在本技术提供的水泥窑炉中，通过将气固分离单元的第一出口与分解炉燃料入口相连，产生的部分二次气固混合燃料经分解炉燃料入口通入分解炉内，利用二次气固混合燃料内可燃气和活性较高的固体颗粒物的快速燃烧，为分解炉内水泥生料分解提供热量，使燃烧稳定性和燃料的燃尽性大幅提升，解决部分替代燃料在分解炉内存在的燃烧速率慢、燃尽率低的问题。与此同时，将气固分离单元的第一出口与回转窑燃料入口直接或间接相连通，产生的部分二次气固燃料经回转窑燃料入口通入至回转窑内，为水泥生料分解物在回转窑内的煅烧提供热量，在保证回转窑内熟料品质的同时降低煤炭的消耗，提高回转窑内燃料替代率。如此，通过将替代燃料活化预处理装置与分解炉和回转窑协同使用，利用气固分离单元对固体颗粒物的分离、返料器将固体颗粒物返回至活化炉内再次进行活化，使得替代燃料活化产生的气固混合燃料经分离后能够同时应用于分解炉和回转窑，解决了替代燃料难于应用于回转窑的问题。
22、在本技术提供的水泥窑炉中，将预处理装置内的气固分离单元的第一出口与分解炉和回转窑的接口通过简单的管道或烟道进行连接，使得通过预处理装置的活化炉处理得到的二次气固混合燃料能够直接进入到分解炉和回转窑内进行燃烧，实现了预处理装置内的活化炉与分解炉和回转窑的离线布置，使得水泥窑炉现场布置较为灵活，改动范围较小，且不影响水泥窑炉的正常生产。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于水泥窑炉替代燃料活化预处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的预处理装置，其特征在于，还包括：
3.一种水泥窑炉，其特征在于，所述水泥窑炉包括如权利要求1或2所述的预处理装置，分解炉和回转窑，
4.根据权利要求3所述的水泥窑炉，其特征在于，所述回转窑燃料入口与所述气固分离单元的第一出口直接或间接连通，连通方式包括管道连接。
5.根据权利要求3所述的水泥窑炉，其特征在于，所述预处理装置的活化炉离线布置。
6.根据权利要求3所述的水泥窑炉，其特征在于，所述分解炉还设置有三次风入口，所述三次风入口高于所述分解炉燃料入口；
7.根据权利要求3所述的水泥窑炉，其特征在于，所述回转窑的端部还设置有二次风入口；
8.根据权利要求6所述的水泥窑炉，其特征在于，部分三次风经所述活化炉的活化剂入口进入所述活化炉，为所述替代燃料活化提供活化剂。
9.根据权利要求8所述的水泥窑炉，其特征在于，所述三次风与所述活化剂入口之间设置有阀门，所述阀门用于控制所述三次风经所述活化剂入口进入所述
...【技术特征摘要】
1.一种用于水泥窑炉替代燃料活化预处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的预处理装置，其特征在于，还包括：
3.一种水泥窑炉，其特征在于，所述水泥窑炉包括如权利要求1或2所述的预处理装置，分解炉和回转窑，
4.根据权利要求3所述的水泥窑炉，其特征在于，所述回转窑燃料入口与所述气固分离单元的第一出口直接或间接连通，连通方式包括管道连接。
5.根据权利要求3所述的水泥窑炉，其特征在于，所述预处理装置的活化炉离线布置。
6.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡军，朱治平，杨华伟，任强强，湛月平，杨少波，王俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：
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