專利名稱：水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水泥工業(yè)用分解爐，具體涉及一種水泥工業(yè)用低氮氧 化物高溫分解爐。二、 背景技術(shù)懸浮預(yù)熱預(yù)分解工藝生產(chǎn)水泥的關(guān)鍵設(shè)備之一是分解爐，目前已形成多種具代表性的爐型在世界范圍得到廣泛應(yīng)用。但大部分分解爐比較重視提高CaC03 分解率和適應(yīng)不同燃料等性能的提高，在降低N0x方面尤其是如何降低分解能 耗方面做的工作明顯不夠。黃文熙趙乃仁等學(xué)者研究認(rèn)為溫度越高，CaC03分 解速度越快；物料加溫速度越快，CaC03分解速度越快；CaC03分解溫度越高， 分解自由能越小。所以，提高分解爐工作溫度、提高燃料燃燒速度、提高氣固 熱交換速度，加快物料升溫速度，能夠提高分解爐產(chǎn)率、降低能耗。目前分解 爐物料分解溫度通?？刂圃?20-85(TC間，要使分解溫度達(dá)到90(TC或以上并保 持吸熱和放熱平衡，現(xiàn)有的分解爐存在一些不足。另外，環(huán)保對(duì)水泥工業(yè)排放 N0x的要求越來越高；使用廉價(jià)燃料也是水泥工業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然要求。三、 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種水泥工業(yè)用低 氮氧化物高溫分解爐，其能高溫分解，低N0x排放，適應(yīng)不同燃料，可使部分 物料被懸浮煅燒，節(jié)能效果顯著。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為 一種水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐，包括爐體3，其特征在于在所述的爐體上部設(shè)置有渦流助燃室4，爐體3下部設(shè)置有渦流燃燒室2，渦流燃燒室 2下部設(shè)置有還原室1，爐體3、渦流燃燒室2和還原室1上裝有生料喂料裝置 和燃料進(jìn)料裝置，還原室l、渦流燃燒室2和爐體3上裝有燃燒裝置。上述渦流燃燒室2和渦流助燃室4上設(shè)置可以有進(jìn)風(fēng)裝置。上述渦流燃燒室2與爐體3之間連接，渦流燃燒室2上的進(jìn)風(fēng)裝置為不同 角度的單向或多向進(jìn)風(fēng)裝置。上述還原室1為圓臺(tái)形或圓柱形，或圓臺(tái)形與圓柱形的組合，還原室上裝 有生料和燃料進(jìn)料裝置。上述渦流助燃室4上的進(jìn)風(fēng)裝置為以不同角度與爐體3連接的單向或多向 進(jìn)風(fēng)裝置。上述爐體3頂部設(shè)置有出爐風(fēng)管5。上述爐體3可以帶縮口或不帶縮口 。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為1、 降低氮氧化物產(chǎn)生；2、 CaC03分解的起始溫度高，物料加熱速度快，有利于提高CaC03分解速 度和降低CaC03分解自由能。爐分解率高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和增產(chǎn)。3、 對(duì)低品位燃料和低揮發(fā)份煤燃燒適應(yīng)性強(qiáng)。4、 能生成熟料"晶種"，可使窯系統(tǒng)起到"摻晶種煅燒水泥熟料"的節(jié)能 增產(chǎn)效果。

圖1為的本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的一種變形結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為本實(shí)用新型的另一種變形結(jié)構(gòu)的示意圖。圖中，1-還原室，2-渦流燃燒室，3-爐體，4-渦流助燃室，5-出爐風(fēng)管， 6-煙室，7-水泥回轉(zhuǎn)窯。五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型為由還原室l、渦流燃燒室2、爐體3、渦流助燃室4、出爐管5 等組成的分解爐，分解爐上裝有生料喂料裝置和燃燒裝置。采用燃料、生料和 助燃空氣在爐體不同部位和可控?cái)?shù)量的加入形式，實(shí)現(xiàn)燃料多極燃燒，生料多 級(jí)加熱。形成還原區(qū)、高溫區(qū)、分解區(qū)和后燃燒分解區(qū)等幾個(gè)不同功能的區(qū)域。 參見圖l，在爐體3上部設(shè)置有渦流助燃室4，渦流助燃室4可以是獨(dú)立的和分 解爐連接的部件，也包括分解爐三次風(fēng)不同角度的單向或多向進(jìn)風(fēng)裝置；爐體3 下部設(shè)置有渦流燃燒室2，渦流燃燒室2可以是獨(dú)立的和分解爐連接的部件，也 包括不同角度的單向或多向進(jìn)風(fēng)裝置，渦流燃燒室2下部設(shè)置有還原室1，還原 室l為圓臺(tái)形或圓柱形，或圓臺(tái)形與圓柱形的組合。爐體3、渦流燃燒室2和還 原室1上裝有生料喂料裝置和燃料進(jìn)料裝置，生料一部分從還原室1加入，一 部分從渦流燃燒室2上方的爐體3加入，或者從渦流燃燒室2加入。燃料一部 分從還原室1加入， 一部分從渦流燃燒室2加入或者從渦流燃燒室2上方的爐 體3加入，或者從渦流燃燒室2和渦流燃燒室2上方的爐體3周時(shí)加入；還原 室l、渦流燃燒室2或者爐體3上裝有燃燒裝置，渦流燃燒室2和渦流助燃室4 上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)裝置，助燃空氣一部分通過渦流燃燒室2加入，另一部分通過爐 體3上的渦流助燃室4加入，進(jìn)入渦流燃燒室2的為窯的三次風(fēng)，進(jìn)入渦流助 燃室4的可以是三次風(fēng)，也可以是單獨(dú)從窯頭或冷卻機(jī)引入的更高溫度的空氣， 還可以是氧含量大于20. 9%的富氧氣體；渦流助燃室4頂部設(shè)置有出爐風(fēng)管5，出爐風(fēng)管采用頂部出風(fēng)形式，出爐風(fēng)管5可插入或不插入爐內(nèi)和爐相連接。爐 體3可以帶縮口或不帶縮口。圖1只是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)用新 型可以有多種變形，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。分解爐工作過程為 一部分燃料噴入爐底部的還原室1與出窯廢氣混合燃 燒， 一部分生料也從此處加入。因該區(qū)氧含量較少而形成還原區(qū)，燃料在還原氣氛下燃燒，可產(chǎn)生高濃度還原氣體CO、 H2、 CH4，把窯氣中的NOx還原為無害 的N2。反應(yīng)時(shí)生料中的Fe203、 A1203，起著脫硝的催化劑作用。高溫三次風(fēng)通 過渦流燃燒室進(jìn)入分解爐內(nèi)，大部分燃料通過此處噴入后首先和高溫三次風(fēng)接 觸混合燃燒。由于溫度高，氧含量高，所以，燃料易著火并迅速燃燒后和窯尾 高溫?zé)煔膺M(jìn)一步混合燃燒。此處溫度較高，稱為高溫區(qū)。高溫區(qū)為燃料點(diǎn)火、 快速燃燒，供應(yīng)CaC03分解所需熱量，提供了一個(gè)很好的蘊(yùn)床，還可使CaC03 分解起始溫度較高。同時(shí)，燃料在高溫下燃燒能產(chǎn)生相對(duì)較少的NOx。從還原室加入的(少部分)生料在高溫氣體中CaC03分解，并隨高溫氣體 進(jìn)入高溫區(qū)懸浮鍛燒，高溫區(qū)內(nèi)局部溫度可達(dá)1200 — 130(TC或更高，部分物料 被燒結(jié)，形成熟料"晶種"。主體生料從高溫區(qū)，或其上部加入分解爐與高溫氣 體接觸后，能使生料加溫速度很快且能在高溫下分解，此區(qū)為高溫分解區(qū)。隨 著燃料不斷燃燒，氣體中氧含量不斷減少，加之CaC03分解吸熱，氣體溫度有 下降趨勢(shì)。此時(shí)，通過渦流助燃室加入的高溫氣體，既補(bǔ)充了氧也補(bǔ)充了熱量， 可幫助燃料繼續(xù)燃燒燃盡。同時(shí)助燃?xì)怏w加入再一次加強(qiáng)爐內(nèi)渦旋氣流流態(tài)， 有利于傳熱，此區(qū)為后燃燒分解區(qū)。氣體采用頂部出爐的方式，可使分解爐有 效容積得到充分利用，風(fēng)管插入爐內(nèi)，可增加物料返混，增加傳熱效率。還原 區(qū)的容積適當(dāng)擴(kuò)大， 一是防止結(jié)皮發(fā)生，二可提供燃料燃燒所需空間，增加燃燒時(shí)間。該分解爐操作應(yīng)注意還原室結(jié)皮、塌料，高溫區(qū)局部過熱和結(jié)皮。實(shí)際工作時(shí)，高溫窯氣通過煙室6進(jìn)入分解爐還原室1，部分燃料被加入還原室l和窯氣混合燃燒。此處加入的(少部分)生料在高溫氣體中CaC03分解， 并隨高溫氣體進(jìn)入高溫區(qū)。三次風(fēng)通過渦流燃燒室2進(jìn)入分解爐，煤粉被加入 渦流燃燒區(qū)首先與三次風(fēng)混合燃燒，然后和來自還原室的高溫氣體混合進(jìn)一步 燃燒形成高溫區(qū)。高溫區(qū)內(nèi)的部分物料被懸浮煅燒，形成熟料"晶種"。大部分 物料在高溫區(qū)加入后能在較高溫度下和氣體進(jìn)行熱交換；通過渦流助燃室4加 入的高溫氣體，可幫助燃料繼續(xù)燃燒燃盡。同時(shí)加強(qiáng)爐內(nèi)氣流渦旋流態(tài)，有利 于傳熱。反應(yīng)物料隨氣體通過爐頂部的出風(fēng)管5進(jìn)入最下級(jí)預(yù)熱器。圖2所示結(jié)構(gòu)為本實(shí)用新型的一種變形，渦流燃燒室2的結(jié)構(gòu)有所變化， 更適合使用低揮發(fā)份煤和低質(zhì)燃料。圖3所示結(jié)構(gòu)為本實(shí)用新型的另外一種變 形，渦流助燃室4上的進(jìn)風(fēng)裝置的角度有所變化。
權(quán)利要求1.一種水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐，包括爐體(3)，其特征在于在所述的爐體(3)上部設(shè)置有渦流助燃室(4)，爐體(3)下部設(shè)置有渦流燃燒室(2)，渦流燃燒室(2)下部設(shè)置有還原室(1)，爐體(3)、渦流燃燒室(2)和還原室(1)上裝有生料喂料裝置和燃料進(jìn)料裝置，還原室(1)、渦流燃燒室(4)和爐體(3)上裝有燃燒裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐，其特征在于 所述渦流燃燒室(2)和渦流助燃室(4)上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐，其特征在于 所述渦流燃燒室(2)與爐體(3)之間連接，渦流燃燒室(2)上的進(jìn)風(fēng)裝置為 不同角度的單向或多向進(jìn)風(fēng)裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐，其特征在于 所述渦流助燃室(4)上的進(jìn)風(fēng)裝置為以不同角度與爐體連接的單向或多向進(jìn)風(fēng) 裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐， 其特征在于所述還原室(1)為圓臺(tái)形或圓柱形，或圓臺(tái)形與圓柱形的組合， 還原室(1)上裝有生料和燃料進(jìn)料裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐， 其特征在于所述爐體(3)頂部設(shè)置有出爐風(fēng)管(5)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐， 其特征在于所述爐體(3)帶有縮口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水泥工業(yè)用低氮氧化物高溫分解爐，其能高溫分解，低NOx排放，適應(yīng)不同燃料，可使部分物料被懸浮煅燒，節(jié)能效果顯著。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為在所述的分解爐爐體上部設(shè)置有渦流助燃室，爐體下部設(shè)置有渦流燃燒室，渦流燃燒室下部設(shè)置有還原室，爐體、渦流燃燒室和還原室上裝有生料喂料裝置和燃料進(jìn)料裝置，還原室、渦流燃燒室和爐體3上裝有燃燒裝置，渦流燃燒室和渦流助燃室上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)裝置，爐體頂部設(shè)置有出爐風(fēng)管。
文檔編號(hào)F27B1/04GK201173677SQ200720311408
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者趙益民 申請(qǐng)人:趙益民