[發(fā)明專利]水泥物料處理裝置和水泥物料處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011497084.6
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN114644468B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊少波;任強(qiáng)強(qiáng);李百航;蔡軍;呂清剛;歐陽子區(qū)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號(hào): C04B7/36
• 分類號(hào): C04B7/36;C04B7/38;C04B7/44;C04B7/47;C04B7/48
• 代理公司: 北京金誠同達(dá)律師事務(wù)所 11651
• 代理人: 湯雄軍

本發(fā)明涉及一種水泥物料處理裝置及方法，該裝置包括：預(yù)分解部；預(yù)燒成部；燒成部；第一分離器，第一分離器的物料入口與預(yù)燒成部的物料出口相通，第一分離器的物料出口與燒成部的物料入口相通；第二分離器，第二分離器的物料入口與第一分離器的煙氣出口通過第一輸送通道相通，第二分離器的物料出口與預(yù)分解部的物料入口相通。所述裝置包括循環(huán)回路，所述循環(huán)回路包括順次布置的預(yù)分解部、預(yù)燒成部、第一分離器、第二分離器，來自預(yù)分解部的物料出口的水泥物料進(jìn)入預(yù)燒成部，來自預(yù)燒成部的物料出口的一部分水泥物料經(jīng)由第一分離器的煙氣出口進(jìn)入到第二分離器的物料入口，來自第二分離器的物料出口的水泥物料進(jìn)入預(yù)分解部。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及水泥生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種水泥物料處理裝置和一種水泥物料處理方法。

背景技術(shù)

水泥熟料煅燒主要包括以下過程：1)生料預(yù)熱及CaCO₃分解(800～900℃)；2)2CaO·SiO₂(C₂S)生成(900～1200℃)；3)3CaO·SiO₂(C₃S)生成(1300℃)。

目前，傳統(tǒng)的水泥熟料煅燒中效率較高的生產(chǎn)系統(tǒng)主要是新型干法預(yù)分解窯，該系統(tǒng)具有熱耗低、單窯生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化過程易于操作等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)。在新型干法預(yù)分解窯中，生料預(yù)熱及分解過程(900℃)主要在各級(jí)旋風(fēng)及分解爐設(shè)備中完成，而C₂S(硅酸二鈣)和C₃S(硅酸三鈣)燒成主要在回轉(zhuǎn)窯設(shè)備中完成(1000～1800℃)。

但是，回轉(zhuǎn)窯設(shè)備龐大，窯中的物料成堆積態(tài)，氣、液、固換熱效率低，窯內(nèi)傳熱速度慢、溫度不均勻。目前回轉(zhuǎn)窯的熱耗、成本等指標(biāo)已經(jīng)無法進(jìn)一步下降，最高熱效率只能達(dá)到60％左右，一直無法突破工藝瓶頸。

此外，水泥窯爐回轉(zhuǎn)窯窯頭高達(dá)1800℃的溫度使得回轉(zhuǎn)窯貢獻(xiàn)了80％的熱力型和40％的燃料型NOx，這也是造成水泥窯爐是化石能源消耗和環(huán)境污染的重要源頭的原因之一。

流態(tài)化水泥煅燒技術(shù)有望克服上述回轉(zhuǎn)窯技術(shù)缺陷，成為新一代水泥熟料煅燒技術(shù)。中國專利CN1073054C和日本專利JP01148737A公開了一種水泥熟料的燒成方法和燒成裝置，將經(jīng)四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱和分解爐分解后(900～1100℃)的水泥原料粉在流化床中造粒并燒成(1450℃)，然后將燒成的熟料送入冷卻器中，該方法以較低的熱損失高效率地?zé)伤嗍炝稀?/p>

美國專利US4402754A公開了一種利用循環(huán)流化床進(jìn)行水泥熟料燒成的裝置，將旋風(fēng)預(yù)熱后的水泥原料粉在兩級(jí)串聯(lián)的循環(huán)流化床裝置中進(jìn)行(950～1150℃)及熟料燒成(1400℃)，然后進(jìn)行冷卻后排出，該方法進(jìn)行熟料燒成的熱效率較高。

中國專利CN1171066C公開了一種大顆粒流態(tài)化水泥熟料煅燒裝置，裝置由預(yù)熱室、流態(tài)化預(yù)煅燒室、流態(tài)化煅燒室和冷卻室組成，將移動(dòng)床技術(shù)和流態(tài)化技術(shù)結(jié)合在一起，改善了移動(dòng)床立窯水泥熟料質(zhì)量差的問題。

新型干法水泥生產(chǎn)工藝采用回轉(zhuǎn)窯燒成，設(shè)備體積龐大、熱耗大，C₂S和C₃S均在回轉(zhuǎn)窯中燒成，回轉(zhuǎn)窯窯頭溫度過高(1800℃)、燃燒溫度不均勻，導(dǎo)致NOx排放高、環(huán)境污染嚴(yán)重，能量利用率低。

現(xiàn)有的水泥熟料流態(tài)化燒成方法保留了干法預(yù)分解窯的預(yù)分解設(shè)備，而簡單地將回轉(zhuǎn)窯替代為鼓泡流化床，整個(gè)燒成設(shè)備仍然龐大與復(fù)雜，熱耗降低有限；整體反應(yīng)仍分為生料分解及熟料煅燒，未將C₂S燒成這一過程從熟料煅燒過程中分離出來。

此外，燒成/造粒爐內(nèi)溫度分布不均勻，溫度較高，物料與高溫?zé)煔饽嫦蛄鲃?dòng)，熟料燒成區(qū)煙氣量大，NOx排放水平高且不穩(wěn)定，設(shè)備大型化困難。

而且，水泥流態(tài)化燒成各系統(tǒng)內(nèi)物料逐級(jí)發(fā)生反應(yīng)，各系統(tǒng)間不存在物料循環(huán)過程，無法保證細(xì)物料顆粒的燒成質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容