[發(fā)明專利]一種帶有煤粉預(yù)氣化室的水泥回轉(zhuǎn)窯爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711040002.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN107860018A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏小林;李森;戎旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): F23K1/00
• 分類號(hào): F23K1/00;F23L9/00;F27B7/34
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水泥窯爐節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有煤粉預(yù)氣化室的水泥回轉(zhuǎn)窯爐。

背景技術(shù)

目前的水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒過程大致分為：煤粉與空氣的混合、煤粉與空氣加熱到著火溫度、揮發(fā)分著火燃燒、焦炭燃燒及燃盡四個(gè)過程。其中煤粉與空氣混合需要增加旋流風(fēng)量，一旦煤、風(fēng)混合欠佳就會(huì)導(dǎo)致煤粉不完全燃燒，造成能源浪費(fèi)，且易造成窯內(nèi)局部高溫，從而生成大量熱力型NOx；煤粉與空氣加熱過程也增加了不必要的時(shí)間，且消耗大量熱量；揮發(fā)分著火燃燒又不可避免生成大量NOx。因此，采用傳統(tǒng)的水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水泥熟料難以滿足節(jié)能環(huán)保指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有煤粉預(yù)氣化室的水泥回轉(zhuǎn)窯爐，能有效降低NOx排放，且窯內(nèi)燃燒均勻、穩(wěn)定。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種帶有煤粉預(yù)氣化室的水泥回轉(zhuǎn)窯爐，包括回轉(zhuǎn)窯窯體、窯頭燃燒器、煤粉預(yù)氣化室和通風(fēng)系統(tǒng)；

所述回轉(zhuǎn)窯窯體的一端為水泥生料入口，其另一端設(shè)有所述窯頭燃燒器，所述窯頭燃燒器的外端與所述通風(fēng)系統(tǒng)連通；所述窯頭燃燒器的內(nèi)部在徑向上由內(nèi)到外依次為點(diǎn)火油槍、中心風(fēng)通道、旋流風(fēng)通道、燃料通道和軸流風(fēng)通道，所述通風(fēng)系統(tǒng)為一個(gè)四通管道，包括一個(gè)一次風(fēng)管道和三個(gè)分支管路，每個(gè)所述分支管路上均設(shè)有蝶閥，三個(gè)所述分支管路分別與所述中心風(fēng)通道、旋流風(fēng)通道和軸流風(fēng)通道連通；

所述煤粉預(yù)氣化室的入口端與磨煤機(jī)連通，其出口端通過煤粉噴管與所述燃料通道連通,其中部還設(shè)有用于接收外部篦冷機(jī)輸送的高溫三次風(fēng)的三次風(fēng)管。

進(jìn)一步地，在所述窯頭燃燒器的燃料通道的側(cè)壁上沿徑向設(shè)有一圈供氣化后的煤氣和半焦混合物通過的圓形噴嘴，所述圓形噴嘴的直徑為所述燃料通道徑向?qū)挾鹊?/2-3/4。

進(jìn)一步地，在所述旋流風(fēng)通道的出口設(shè)有能夠調(diào)節(jié)旋流角度的旋流裝置。

進(jìn)一步地，所述中心風(fēng)通道、旋流風(fēng)通道、燃料通道和軸流風(fēng)通道與三個(gè)所述分支管路通過四個(gè)套接設(shè)置的獨(dú)立通道、其口徑從一端到另一端減小的管道連通，四個(gè)所述獨(dú)立通道的出口分別于所述窯頭燃燒器中的中心風(fēng)通道、旋流風(fēng)通道、燃料通道和軸流風(fēng)通道分別獨(dú)立連通。

本發(fā)明提供的水泥回轉(zhuǎn)窯爐，在窯頭燃燒器的前端增設(shè)了煤粉預(yù)氣化室，煤粉在其中先發(fā)生部分燃燒，釋放熱量，同時(shí)接收篦冷機(jī)輸送的高溫三次風(fēng)的熱量，將煤粉預(yù)氣化室的爐溫維持在在800℃～900℃之間，煤粉在此溫度范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)部分氣化，煤粉氣化后變成煤氣和半焦混合物通過噴煤管進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯窯體的燃料通道內(nèi)燃燒。同時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)中的三個(gè)分支管路分別向窯頭燃燒器的中心風(fēng)通道、旋流風(fēng)通道和軸流風(fēng)通道中分別通入不同形式的風(fēng)，促進(jìn)燃料在窯體內(nèi)的燃燒。其中煤氣的主要成分為CO、CH4、H2等，避免了煤粉直接燃燒而發(fā)生氮氧化生成大量熱力型NOx，且高溫煤氣進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯窯體后能與高溫空氣進(jìn)行無焰燃燒，溫度均勻，進(jìn)一步抑制了熱力型NOx的生成。

與傳統(tǒng)煤粉直接噴入回轉(zhuǎn)窯燃燒相比，本發(fā)明采用將煤粉預(yù)先氣化的方法，將煤粉中揮發(fā)分氣化生產(chǎn)CO、CH4、H2等可燃?xì)怏w，避免了煤粉在回轉(zhuǎn)窯中直接燃燒揮發(fā)分氮氧化生產(chǎn)大量燃料型NOx。同時(shí)，預(yù)氣化后的煤氣與半焦作為高溫燃料，在進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后即可進(jìn)行無焰燃燒，不會(huì)產(chǎn)生局部高溫，抑制了熱力型NOx的生成。此外，通過在燃燒器燃料通道上增設(shè)燃料噴嘴，使煤氣與半焦混合物通過燃料噴嘴能高速噴入回轉(zhuǎn)窯，增加了火焰長度，保證了爐內(nèi)燃燒均勻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的水泥回轉(zhuǎn)窯爐結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為回轉(zhuǎn)窯爐燃燒器截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的縱剖面圖；

1.水泥生料入口，2.回轉(zhuǎn)窯窯體，3.窯頭燃燒器，4.點(diǎn)火油槍，5.中心風(fēng)通道，6.旋流風(fēng)通道，7.燃料通道，8.軸流風(fēng)通道，9.一次風(fēng)管道，10.一次風(fēng)入口，11.蝶閥，12.煤粉預(yù)氣化室，13.旋流裝置，14.燃料噴嘴。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

一種帶有煤粉預(yù)氣化室的水泥回轉(zhuǎn)窯爐，包括回轉(zhuǎn)窯窯體2、窯頭燃燒器3、煤粉預(yù)氣化室12和通風(fēng)系統(tǒng)；