利用富氧气体对水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置和适于富氧供气的熟料烧成系统的制作方法

本实用新型涉及水泥生产领域，具体地，涉及一种利用富氧气体对水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置和适于富氧供气的熟料烧成系统。

背景技术：

随着水泥工业技术的发展、能源消耗的加剧，无论是政府部门还是企业层面都在追求水泥熟料生产向能耗低、污染物排放低等更环保、更节能的方向发展，使得水泥在支持国民经济发展的同时，尽可能地降低资源的消耗。

目前，国内水泥企业的水泥熟料煅烧以煤作为燃料，存在着煤粉燃烧不完全、系统用风量大，虽然现有技术针对上述技术问题进行了部分的改进，以期进一步提高熟料品质，并进一步降低水泥熟料煅烧标煤耗和电耗，但是收效甚微。富氧空气是指氧含量大于21％的空气，富氧燃烧指助燃用的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度时与燃料发生的化学反应的过程，按照氧气的浓度来划分，富氧燃烧可分为低浓度(21％～30％)、高浓度(30％～90％)、全氧(90％～95％)直至纯阳(95％～100％)燃烧。

但是，现有的水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置均并不适用于富氧供气，因此，提供一种适于富氧气体对水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置和适于富氧供气的熟料烧成系统，以提高熟料品质并水泥熟料煅烧阶段的能耗和电耗，是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种适于富氧气体对水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置和适于富氧供气的熟料烧成系统，以提高熟料品质并水泥熟料煅烧阶段的能耗和电耗。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种利用富氧气体对水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置，包括富氧气源，用以提供富氧气体；第一调配器，用以将来自富氧气源的富氧气体分成至少三条气流；第一风机，与第一调配器分出的第一气流出口相连通，用以对第一调配器分出的第一气流加压，并将第一气流通过燃烧器输送至分解炉；第一煤粉源，用以供给煤粉并与第一气流管路相连通，使得煤粉与第一气流混合并通过第一气流输送至分解炉；第二风机，与第一调配器分出的第二气流出口相连通，用以对第一调配器分出的第二气流加压，并将第二气流输送至回转窑窑头；第三风机，与第一调配器分出的第三气流出口相连通，用以对第一调配器分出的第三气流加压，并将第三气流输送至回转窑窑头；第二煤粉源，用以供给煤粉并与第三气流管路相连通，使得煤粉与第三气流混合并通过第三气流输送至回转窑窑头。

优选地，第一气流管路、第二气流管路和第三气流管路上分别独立地设置有多个阀门。

优选地，在第一风机与燃烧器之间还设置有第二调配器，所述第二调配器用以将第一气流分成多条分别与对应燃烧器相通的气流。

优选地，所述第二调配器能够将第一气流分成4条气流，分别与设置于分解炉上的4个燃烧器相连通。

优选地，还包括第三调配器，所述第二调配器能够将第一气流分成2条气流，每条气流再各自通过第三调配器分成2条气流，所得的4条气流分别与设置于分解炉上的4个燃烧器相连通。

优选地，所述富氧气源与所述第一调配器之间还设置有稳压器。

优选地，该装置还包括多个非富氧供气机构，所述第二气流管线与非富氧供气机构的供气管相连通。

优选地，非富氧供气机构能够选择性地与第一气流管路和/或第二气流管路相连通。

优选地，第二气流和第三气流通过窑头燃烧器进入回转窑窑头。

本实用新型另一方面提供一种适于富氧供气的熟料烧成系统，包括回转窑、分解炉、燃烧器和预热器，以及前文所述的煤粉输送供气装置。

根据上述技术方案，采用本装置，通过对富氧气体、煤、料的调整分配，使煤粉在窑头、分解炉内充分燃烧，可以提高熟料的烧成温度，提高熟料的煅烧品质，提交入窑生料的分解率，同时进一步降低吨熟料的标煤耗，达到节能减排的目的。本装置可以保留原有煤粉输送供气设备，同时结合现有富氧供气源，形成2条煤粉输送供气管线，更有力保障了水泥窑炉煤粉输送和供气的连续性。

本实用新型可以利用现有的工业制氧技术，提供富氧气源，通过分配器、风机等特有设备，同时对现有煤粉输送管道进行重新设计，更适合富氧燃烧的工艺要求。富氧制品主要用于水泥窑(回转窑)、分解炉中煤粉的燃烧，用富氧气体代替原窑头一次风和窑头、窑尾送煤风，通过煤粉与富氧空气的充分混合来加强燃烧效果，从而提高煤粉的燃尽率与火焰温度。经验证，可使水泥生产线能耗降低约8％，氮氧化物排放浓度得到进一步降低，节能降耗、绿色环保效果显著。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种优选的实施方式中的结构示意图。

附图标记说明

1富氧气源2第一调配器

3第一风机4燃烧器

5分解炉6第一煤粉源

7第二风机8回转窑

9第三风机10第二煤粉源

11阀门12第二调配器

13第三调配器14稳压器

15非富氧供气机构16预热器

17窑头燃烧器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，“上、下、顶、底、远、近、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

目前，国内水泥企业的水泥熟料煅烧以煤作为燃料，以普通空气中的氧作为助燃剂，这种燃烧方式存在着煤粉燃烧不完全、系统用风量大、熟料品质提高不明显、水泥熟料煅烧标煤耗、电耗进一步降低比较困难。

如图1所示，本实用新型提供一种利用富氧替代普通空气对水泥窑炉燃料燃烧的煤粉输送供气装置，包括：富氧气源1，用以提供富氧气体；第一调配器2，用以将来自富氧气源1的富氧气体分成至少三条气流；第一风机3，与第一调配器2分出的第一气流出口相连通，用以对第一调配器2分出的第一气流加压，并将第一气流通过燃烧器4输送至分解炉5；第一煤粉源6，用以供给煤粉并与第一气流管路相连通，使得煤粉与第一气流混合并通过第一气流输送至分解炉5；第二风机7，与第一调配器2分出的第二气流出口相连通，用以对第一调配器2分出的第二气流加压，并将第二气流输送至回转窑8窑头；第三风机9，与第一调配器2分出的第三气流出口相连通，用以对第一调配器2分出的第三气流加压，并将第三气流输送至回转窑8窑头；第二煤粉源10，用以供给煤粉并与第三气流管路相连通，使得煤粉与第三气流混合并通过第三气流输送至回转窑8窑头。在使用的时候，富氧气源1提供富氧气体，第一调配器2将来自富氧气源1的富氧气体分成至少三条气流；第一风机3，对第一调配器2分出的第一气流加压，并将第一气流通过燃烧器4输送至分解炉5；第一煤粉源6供给煤粉并使得煤粉与第一气流混合并通过第一气流输送至分解炉5；第二风机7对第一调配器2分出的第二气流加压，并将第二气流输送至回转窑8窑头；第三风机9对第一调配器2分出的第三气流加压，并将第三气流输送至回转窑8窑头；第二煤粉源10供给煤粉使得煤粉与第三气流混合并通过第三气流输送至回转窑8窑头。

采用本实用新型，仅需要一处富氧气源1即可对分解炉5、回转窑8窑头等多处提供富氧气体，而且在供给富氧气体的过程中，煤粉同时与富氧气体混合，富氧气体起到输送介质的作用，在输送的过程中，使得富氧气体与煤粉混合的更加均匀，使得煤粉在分解炉5、回转窑8中燃烧的更加充分。所以，采用本装置，对富氧气体、煤、料的调整分配，使煤粉在窑头、分解炉内充分燃烧，可以提高熟料的烧成温度，提高熟料的煅烧品质，提交入窑生料的分解率，同时进一步降低吨熟料的标煤耗，达到节能减排的目的。本装置保留原有煤粉输送供气设备，同时结合现有富氧供气源，形成2条煤粉输送供气管线，更有力保障了水泥窑炉煤粉输送和供气的连续性。

本实用新型可以利用现有的工业制氧技术，提供富氧气源，通过分配器、风机等特有设备，同时对现有煤粉输送管道进行重新设计，更适合富氧燃烧的工艺要求。富氧制品主要用于水泥窑(回转窑)、分解炉中煤粉的燃烧，用富氧气体代替原窑头一次风和窑头、窑尾送煤风，通过煤粉与富氧空气的充分混合来加强燃烧效果，从而提高煤粉的燃尽率与火焰温度。经验证，可使水泥生产线能耗降低约8％，氮氧化物排放浓度得到进一步降低，节能降耗、绿色环保效果显著。

在本实用新型一种优选的实施方式中，第一气流管路、第二气流管路和第三气流管路上分别独立地设置有多个阀门11。这样可以根据需要，适时地开启或关闭气流，还能够对气流流量进行调节，实现对工艺的更优控制。对于阀门的选择，可以采用本领域的常规的阀门，优选地，阀门11为逆止阀。

在本实用新型一种优选的实施方式中，在第一风机3与燃烧器4之间还设置有第二调配器12，所述第二调配器12用以将第一气流分成分别与多个燃烧器4相通的气流。这样，采用本实用新型的装置，可以根据生产系统的实际情况进行调整，实现对多个燃烧器4实现富氧供气并在供气的同时供给煤粉燃料，具有较广的适应性。

在一个的熟料生产系统中，一般具有四个燃烧器，在本实用新型一种优选的实施方式中，所述第二调配器12能够将第一气流分成4条气流，分别与设置于分解炉5上的4个燃烧器4相连通。

为了实现对不同位置的燃烧器采用不同的工艺条件提供富氧气体和煤粉，在本实用新型一种优选的实施方式中，还包括第三调配器13，所述第二调配器12能够将第一气流分成2条气流，每条气流再各自通过第三调配器13分成2条气流，所得的4条气流分别与设置于分解炉5上的4个燃烧器4相连通。

在本实用新型一种优选的实施方式中，所述富氧气源1与所述第一调配器2之间还设置有稳压器14，使得富氧气流更稳定，更容易调节，工艺条件更加可控。

在本实用新型一种优选的实施方式中，该装置还包括多个非富氧供气机构15，所述第二气流管线与非富氧供气机构15的供气管相连通。这样，可以根据需要提供不同的氧气含量的气体，而不受富氧气源的限制，从而使得生产条件的调节更加便捷。

在本实用新型一种优选的实施方式中，非富氧供气机构15能够选择性地与第一气流管路和/或第二气流管路相连通。同理，可以根据需要提供不同的氧气含量的气体，而不受富氧气源的限制，从而使得生产条件的调节更加便捷。

在本实用新型一种优选的实施方式中，第二气流和第三气流通过窑头燃烧器17进入回转窑8窑头。

本实用新型还提供一种适于富氧供气的熟料烧成系统，包括回转窑8、分解炉5、燃烧器4和预热器16，以及前文所述的煤粉输送供气装置。

在本实用新型中，所述回转窑8、分解炉5、燃烧器4和预热器16，可以是本领域的常规的上述部件和连接关系，均可实现本实用新型的目的，例如申请号为201921841573.1、201922009251.7、201921888218.x和201922009254.0中提及的上述部件以及连接关系，在此，不再赘述。

在上述技术方案中，富氧气源现有的装置，例如利用工业上深冷式制氧技术、变压吸附法或者膜法制取富氧，提供富氧气体等，均可以实现本实用新型。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。