專利名稱：一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統及其工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于水泥行業領域，具體涉及一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統及其工藝。背景技術：
水泥節能和環保是水泥行業一直努力研究解決的兩個重點問題。水泥熟料燒成過程基本分為原料預熱一碳酸鹽分解一固相反應一燒成一冷卻。傳統的水泥中空窯，原料預熱一碳酸鹽分解一固相反應一燒結等環節均在回轉窯內完成，窯尾廢氣排出溫度約600-900°C左右，熱耗很大。上世紀50年代出現了懸浮預熱器窯，使熱利用率大幅提高；70年代又出現了預分解窯，使得廢氣溫度大幅下降，能耗進一步下降。該工藝在我國被稱為新型干法水 泥生產技術被大量應用。新型干法水泥熟料燒成系統的基本結構為預熱器+分解爐+回轉窯+篦冷機。原料預熱過程在預熱器中進行；預熱后的物料進入分解爐進行碳酸鹽分解，然后再進入回轉窯進行固相反應和熟料燒成，最后出回轉窯進入冷卻機冷卻。世界各個專業公司均有自己專有的水泥熟料燒成系統技術裝備。我國目前新型干法水泥生產技術主要有天津水泥設計研究院的TDF、TTF預熱預分解系統；南京水泥設計院NST預熱預分解系統，成都水泥設計院CDC預熱預分解系統。這幾個設計院預熱預分解技術，在回轉窯和篦冷機方面差別不大，主要區別是分解爐形式不同。西安建筑科技大學XDL高固氣比水泥預熱預分解技術(專利CN102219409. A)采用了交叉料流高固氣比水泥懸浮預熱預分解系統，該技術在節能、減少NOx的排放、提高系統產量等方面有較大提升。以上技術裝備，代表了目前新型干法水泥的先進水平。但這些技術都存在著分解爐內和出口 0)2濃度很高，使得出分解爐的氣體溫度進一步提高時易產生系統結皮、堵塞等現象，導致入窯物料溫度大多在800-85(TC左右，進一步提高困難很大，影響系統產量提高；同時，分解爐內CO2濃度高，碳酸鹽分解反應慢，為了提高分解率，爐體體積做的很大以延長物料停留時間。另外，由于以上原因，分解爐的用煤量也不能進一步提高，窯/爐用煤比例相對較大，產生較多的NOx，不利環保。
發明內容
本發明為了解決上述背景技術中的不足之處，提供一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統及其工藝，其可明顯提高煅燒系統的產量、節能和降低Nox排放。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，包括預熱器系統，所述的預熱器系統上依次連接有回轉窯和冷卻機，其特征在于所述的預熱器系統與回轉窯之間設置有兩級分解物料預燒系統。所述的兩級分解物料預燒系統包括通過管路依次連接的閉合的一級分解爐、分離器一、二級分解預燒爐和分離器二 ；所述的分離器二與回轉窯連接，二級分解預燒爐通過管道二與冷卻機連接，所述的回轉窯和冷卻機通過管道和煙道與兩級分解物料預燒系統連接。所述的回轉窯通過煙道與一級分解爐連接，一級分解爐通過管道一與二級分解預燒爐和冷卻機之間的管道二連接。
所述的回轉窯通過煙道與二級分解預燒爐連接，一級分解爐通過管道一與二級分解預燒爐和冷卻機之間的管道二連接。所述的回轉窯通過煙道分別與二級分解預燒爐和一級分解爐連接，一級分解爐通過管道一與二級分解預燒爐和冷卻機之間的管道二連接。所述的回轉窯通過煙道與二級分解預燒爐和分離器二之間的管路連接，一級分解爐通過管道一與二級分解預燒爐和冷卻機之間的管道二連接。一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒工藝，其特征在于所述的工藝過程為經過 預熱器系統預熱的物料進入兩級分解物料預燒系統中進一步分解并被加熱至高溫物料，高溫物料經分離器二分離后進入回轉窯內進一步進行反應，回轉窯和冷卻機通過管道將氣體通過兩級分解物料預燒系統傳至預熱器系統，預熱器系統將廢氣排出至廢氣處理系統，生料從預熱器系統中加入。與現有技術相比，本發明具有的優點和效果如下
①可以控制一級分解爐內相對較高的溫度并在其下部或窯氣煙道加入還原用煤，還原窯氣和二級分解預燒爐產生的NOx，降低排放；控制上部出口溫度在較低的水平以降低出預熱器溫度，降低能耗；雖然一級分解爐出口 C02濃度較高，但由于溫度相對較低，不易產生結皮堵塞；
②二級分解預燒爐可控制較高的溫度，由于爐內C02濃度低，碳酸鹽分解速度快，保證入窯分解率；同時，把本應該在回轉窯內加熱的物料采用懸浮加熱的方式加熱，效率高很多，可以節能，由于二級分解預燒爐和現有系統以及一級分解爐相比C02濃度較低，所以，盡管溫度較高，相對的也不易產生結皮和堵塞；
③由于提高入窯分解率和物料溫度，可以縮短回轉窯的長度；
④可使窯/爐用煤量比相對降低，有利于NOx降低和降低熱耗；
⑤可明顯提高煅燒系統產量。四

圖I是本發明實施例一的系統結構 圖2是本發明實施例二的系統結構 圖3是本發明實施例三的系統結構 圖4是本發明實施例四的系統結構圖。五具體實施例方式 一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，包括預熱器系統I，所述的預熱器系統I上依次連接有回轉窯8和冷卻機7，所述的預熱器系統I與回轉窯8之間設置有兩級分解物料預燒系統2。所述的兩級分解物料預燒系統2包括通過管路依次連接的閉合的一級分解爐11、分離器一 3、二級分解預燒爐5和分離器二 9 ;所述的分離器二 9與回轉窯8連接，二級分解預燒爐5通過管道二 6與冷卻機7連接，所述的回轉窯8和冷卻機7通過管道和煙道與兩級分解物料預燒系統2連接。所述的回轉窯8通過煙道10與一級分解爐11連接，一級分解爐11通過管道一 4與二級分解預燒爐5和冷卻機7之間的管道二 6連接。所述的回轉窯8通過煙道與二級分解預燒爐5連接，一級分解爐11通過管道一 4與二級分解預燒爐5和冷卻機7之間的管道二 6連接。所述的回轉窯8通過煙道10分別與二級分解預燒爐5和一級分解爐11連接，一級分解爐11通過管道一 4與二級分解預燒爐5和冷卻機7之間的管道二 6連接。以上所述的管道二 6均可以用和回轉窯8的窯頭罩連接以代替和冷卻機。7。所述的回轉窯8通過煙道10與二級分解預燒爐5和分離器二 9之間的管路連接，一級分解爐11通過管道一 4與二級分解預燒爐5和冷卻機7之間的管道二 6連接。一種兩級分解物料預燒水泥熟料的煅 燒工藝，所述的工藝過程為經過預熱器系統I預熱的物料進入兩級分解物料預燒系統2中進一步分解并被加熱至高溫物料，高溫物料經分離器二 9分離后進入回轉窯8內進一步進行反應，回轉窯8和冷卻機7通過管道將氣體通過兩級分解物料預燒系統2傳至預熱器系統I，預熱器系統I將廢氣排出至廢氣處理系統12，生料13從預熱器系統I中加入。實施例一
參見圖I是本發明實施例一的系統結構圖，工藝過程為；工藝過程為物料在預熱器系統I中和氣體進行換熱后被加熱，經預熱器系統I的C4級分離后進入兩級分解物料預燒系統2中的一級分解爐11中進行分解，分解以后的物料進入分離器一 3，經分離后進入二級分解預燒爐5，物料在該單元進一步分解并被加熱到較高溫度后，隨氣體進入分離器二 9，分離出的物料進入回轉窯8進一步煅燒。該系統氣體運行路線為出回轉窯8廢氣經煙道10進入一級分解爐6 ;三次風一部分經管道一 4也進入一級分解爐11助燃；另一部分進入二級分解預燒爐5和在此加入的燃料(煤粉或其他燃料)進行燃燒反應，爐內產生的氣體經分離器二 9進入一級分解爐11，上述氣體進入一級分解爐11和在此處加入的燃料(煤粉或其他燃料)進行燃燒反應，同時，爐內也進行分解反應，爐內產生的氣體經分離器一 3進入預熱器系統I和物料進行熱交換后，經Cl進入廢氣處理系統，12，上述氣體間的平衡可通過管道直徑、縮口及閘門等實現。
如上所述，一級分解爐11可通過風、煤、料的平衡配合控制較低的出口溫度以降低出預熱器廢氣溫度達到節能目的；二級分解預燒爐5中由于C02濃度相對較低，可通過風、煤、料的平衡配合控制較高的溫度和氣固比，使得物料有更加多的接觸機會，增加固相反應的能力并被加熱到較高溫度，使得進入回轉窯物料能夠較快反應，提高產量。一級分解爐11可采用分解爐常用的在底部(或煙道10中)加入還原煤產生還原氣體，還原窯氣和二級分解預燒爐產生的NOx，降低排放。該系統還可使窯用煤相對降低，有利于NOx降低和降低熱耗。圖I中的預熱器系統I可以是常規的單系列或多系列懸浮預熱器，該系統回轉窯的長度應相應縮短。實施例二
參見圖2是本發明實施例二的系統結構圖；實施例二物料運行流向和實施例一相同，不同的是出回轉窯8氣體進入二級分解預燒爐5。二級分解預燒爐5中反應產生的氣體經分離器二 9進入一級分解爐11，經分離器一 3進入預熱器系統I后排出。該系統流程簡單，但二級分解預燒爐5內C02濃度較實施例一要高。實施例三
參見圖3是本發明實施例三的系統結構圖。實施例三物料運行流向和實施例一及實施例二相同，和實施例二不同的是部分出回轉窯8氣體直接進入二級分解預燒爐5。
實施例四
參見圖4是本發明實施例四的系統結構圖。實施例四物料運行和實施例一相同，和實施例一不同的是出回轉窯8氣體和出二級分解預燒爐5氣體會合后進入分離器二 4。上述實施例中為了降低出回轉窯8廢氣溫度，均可根據實際情況可選的在管道中加入部分物料以降低溫度。本發明可用于新建廠，也適用于現有設備的改造。以上所述，僅是本發明部分實施例，并不對本發明造成任何形式上的限制。任何 不脫離本發明技術方案實質內容，依據本發明技術實質進行的簡單修改、等同變化和修飾，均屬于本發明的技術范圍。
權利要求
1.一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，包括預熱器系統(I)，所述的預熱器系統(I)上依次連接有回轉窯(8)和冷卻機(7)，其特征在于所述的預熱器系統(I)與回轉窯(8 )之間設置有兩級分解物料預燒系統(2 )。
2.根據權利要求I所述的一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，其特征在于所述的兩級分解物料預燒系統(2)包括通過管路依次連接的閉合的一級分解爐(11)、分離器一(3)、二級分解預燒爐(5)和分離器二(9);所述的分離器二(9)與回轉窯(8)連接，二級分解預燒爐(5)通過管道二(6)與冷卻機(7)連接，所述的回轉窯(8)和冷卻機(7)通過管道和煙道與兩級分解物料預燒系統(2)連接。
3.根據權利要求2所述的一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，其特征在于所述的回轉窯(8 )通過煙道(10 )與一級分解爐(11)連接，一級分解爐(11)通過管道一(4 )與 二級分解預燒爐(5 )和冷卻機(7 )之間的管道二( 6 )連接。
4.根據權利要求2所述的一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，其特征在于所述的回轉窯(8)通過煙道與二級分解預燒爐(5)連接，一級分解爐(11)通過管道一(4)與二級分解預燒爐(5)和冷卻機(7)之間的管道二(6)連接。
5.根據權利要求2所述的一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，其特征在于所述的回轉窯(8)通過煙道(10)分別與二級分解預燒爐(5)和一級分解爐(11)連接，一級分解爐(11)通過管道一(4)與二級分解預燒爐(5)和冷卻機(7)之間的管道二(6)連接。
6.根據權利要求2所述的一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統，其特征在于所述的回轉窯(8)通過煙道(10)與二級分解預燒爐(5)和分離器二(9)之間的管路連接，一級分解爐(11)通過管道一(4)與二級分解預燒爐(5 )和冷卻機(7 )之間的管道二( 6 )連接。
7.根據權利要求I所述的一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒工藝，其特征在于所述的工藝過程為經過預熱器系統(I)預熱的物料進入兩級分解物料預燒系統(2)中進一步分解并被加熱至高溫物料，高溫物料經分離器二(9)分離后進入回轉窯(8)內進一步進行反應，回轉窯(8 )和冷卻機(7 )通過管道將氣體通過兩級分解物料預燒系統(2 )傳至預熱器系統(1)，預熱器系統(I)將廢氣排出至廢氣處理系統(12)，生料(13)從預熱器系統(I)中加入。
全文摘要
本發明屬于水泥行業領域，具體涉及一種兩級分解物料預燒水泥熟料煅燒系統及其工藝。本發明包括預熱器系統，所述的預熱器系統上依次連接有回轉窯和冷卻機，所述的預熱器系統與回轉窯之間設置有兩級分解物料預燒系統，經過預熱的物料進入兩級分解物料預燒系統中進一步分解并被加熱至較高溫度，經分離器分離，高溫物料進入回轉窯內進一步進行反應。其本發明可明顯提高煅燒系統的產量、節能和降低NOx排放。
文檔編號C04B7/43GK102674724SQ20121014499
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者趙益民 申請人:趙益民