一种双向焙烧的双膛竖窑的制作方法

1.本实用新型涉及工业炉窑技术领域，特别是涉及一种双向焙烧的双膛竖窑。


背景技术：

2.目前，国内高质量的活性石灰大多采用回转窑或双膛竖窑生产。相比较于双膛竖窑，回转窑的主要缺点是：占地大、热耗高、no
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(氮氧化物)严重超标，并且难以单独使用热值低于3000kcal/m3以下的低热值燃料如煤气。而双膛竖窑作为生产高质量活性石灰的主力窑型，可以使用液体燃料、固体燃料及各种高低热值燃料，已在国内外得到广泛应用。双膛竖窑具有的工艺原理先进和低热耗的特点，是石灰行业公认的生产高质量石灰的先进设备。此外，双膛竖窑的附属设备成熟可靠，其操作控制已达到高度自动化及智能化。另外，就双膛竖窑而言，双膛竖窑的规格越大其造价越经济，与同规格的回转窑相比造价也低，应用前景广阔。但是，目前双膛竖窑的规格只能发展到800t/d，主要存在以下技术问题亟待解决：
3.1)随着当量直径的增大，竖窑的几何尺寸(高度、宽度或直径)也必然按一定的比例增大，热气流相对于焙烧带下部中心部位的偏离也随之增大，离开焙烧窑膛焙烧带的热气流在下降过程中是直接通过周边排入该窑膛的环形通道，再通过两窑膛的连接通道进入蓄热窑膛环形通道，这使得高温气体在向下流动的过程中，远离焙烧带下部中心部位，使热气流发生偏离，中心部位气流密度低、携带热量少，造成该部位物料供热不足产生欠烧，当窑炉的规格当量越大时，偏离现象越明显；
4.2)随着产量规模的增大，竖窑因窑膛半径过大，来自蓄热窑膛冷却带用于冷却物料的空气流在上升进入该窑膛焙烧带下部时，受气流分布的影响，冷却空气与物料进行换热形成的热空气主要进入焙烧带下部的中间区域，且其温度要低于物料温度，故使物料被吸收热量造成进一步欠烧；
5.为了补偿上述因窑膛半径过大带来的缺陷，一般就需要额外增加焙烧带的高度，这样带来的问题是窑体过高，高温气体流动阻力损失大，增加了设备的电耗，也增加了工程的造价；
6.3)存在着低热值燃料的双膛竖窑的物料分解缓慢问题：
7.焙烧窑膛的焙烧带：在煤气等低热值燃料不预热的条件下，燃料燃烧速度较慢，物料的平均温度低，废气温度与物料温度的温差小，物料分解速度慢，热耗高、废气量大，焙烧工艺优势不大；
8.蓄热窑膛的焙烧带：废气温度与物料温度几乎没有温差，物料不分解，周期轮换后的焙烧，还要利用一部分燃料来提高物料的温度，增加热耗；
9.4)现有双膛竖窑上部的喷枪保护罩直接固定在窑壳上，随着窑膛半径的增大，窑体加高，造成悬臂结构梁增加过长，给悬臂式喷枪保护罩的安装带来的难度加大，使得喷枪易发生倾斜或失稳等问题。


技术实现要素：

10.为克服现有技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种双向焙烧的双膛竖窑，通过增设下部中心喷嘴，使燃料在焙烧窑膛内进行并流焙烧、在蓄热窑膛中部进行逆流焙烧，将原有的双膛竖窑的全并流焙烧方式，调整为“并流焙烧+逆流焙烧”的双向焙烧方式，可使竖窑的中心与周边的热量分配均匀，解决因竖窑窑膛半径过大引起的物料欠烧等诸多问题，提高产品焙烧质量，特别适用于800t/d及以上的大规格双膛竖窑，既为双膛石灰竖窑大型化提供了新的技术途径，也为低热值燃料双膛竖窑发展提供了新的技术途径，以低氧化氮、低热值廉价燃料、低热耗、低粉灰率的明显优势可替代回转窑，具有广阔的发展前景。
11.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
12.一种双向焙烧的双膛竖窑，包括旋转加料斗、开闭闸板、喷枪保护罩、喷枪、窑膛、中心喷嘴、出料机和支撑框架，其特征在于，所述窑膛为两个，由下至上均分为冷却带、焙烧带和预热带，并排对称设置于支撑框架上，两个窑膛下部均设有环形通道并通过连接通道连通；所述旋转加料斗、开闭闸板设置在每个窑膛的顶部；所述中心喷嘴设置在每个窑膛底部的中心风帽上；所述出料机设置在每个窑膛的底部；所述喷枪保护罩设置在每个窑膛的上部，内部设有单支或多支喷枪。
13.所述喷枪保护罩为若干个，长度不等，其中长度长的喷枪保护罩一端焊接在窑膛的窑壳上、另一端以吊挂方式悬臂设置于窑膛上部用于支撑固定式分料器的支架上，长度短的喷枪保护罩焊接在窑膛的窑壳上，喷枪自喷枪保护罩内伸出的位置位于窑膛焙烧带的上部。
14.所述中心喷嘴的位置位于窑膛焙烧带与冷却带交界处的中心位置，内部设有放射状的多层燃料喷口，可设置1层、也可设置2层
……
，每层燃料喷口设置为多点放射状；
15.所述喷口的形状可为圆形也可为矩形。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1)在传统双膛竖窑结构及焙烧方式的基础上，增加下部燃料中心喷嘴，实现上下焙烧、顺逆并进，即将双膛竖窑的并流焙烧，调整为并流焙烧+逆流焙烧的双向焙烧方式，也即焙烧窑膛采用并流焙烧，蓄热窑膛采用逆流焙烧，以并流焙烧为主、逆流焙烧为辅焙烧方式，双向焙烧可提高双膛竖窑焙烧带中心部位及下部物料温度，进而加速并流焙烧；
18.2)通过中心喷嘴向蓄热窑膛补充燃料、由高温冷却空气助燃，提高蓄热窑膛焙烧带整体温度及下部温度，加快下个周期的并流焙烧速度以完成物料焙烧，尤其适合于低热值燃料的双膛竖窑，即解决了低热值燃料的双膛竖窑的物料分解缓慢问题；
19.3)通过中心喷嘴向蓄热窑膛中心部位补充燃料，并由高温冷却空气助燃，提高了蓄热窑膛焙烧带下部中心区域温度，解决了竖窑因窑膛半径过大导致的并流焙烧时中心部位热气流偏离过大、供热不足，导致的物料欠烧问题；
20.4)喷枪保护罩设置在窑膛的上部，一端焊接在在窑壳上、另一端以吊挂方式悬臂设置于竖窑上部用于支撑固定式分料器的支架上，解决了传统喷枪保护罩安装难，且易于发生倾斜或失稳的问题；
21.5)采用中心喷嘴，虽然部分煤气采用逆流焙烧，似乎热耗有所增加，但有双膛竖窑交替换热和并流焙烧优势，总体上热耗呈下降趋势，此外，由于是低热值煤气轮换焙烧，因
此逆流焙烧时不会产生过烧现象；
22.6)该实用新型双向焙烧双膛竖窑技术，既是双膛石灰竖窑大型化技术的新途径，也是低热值燃料双膛竖窑技术的新途径，以低氧化氮、低热值廉价燃料、低热耗、低粉灰率的明显优势可替代回转窑，具有广阔的发展前景。
附图说明
23.图1是本实用新型的结构原理示意图；
24.图2是图1中a-a剖向结构原理示意图。
25.图中：1-旋转加料斗2-开闭闸板3-喷枪保护罩4-喷枪5-窑膛6-中心喷嘴7-出料机8-支撑框架
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
27.见图1、图2所示，本实用新型涉及的一种双向焙烧的双膛竖窑，包括旋转加料斗1、开闭闸板2、喷枪保护罩3、喷枪4、窑膛5、中心喷嘴6、出料机7和支撑框架8，所述窑膛5为两个，由下至上均分为冷却带、焙烧带和预热带，并排对称设置于支撑框架8上，两个窑膛5下部均设有环形通道并通过连接通道连通；所述旋转加料斗1、开闭闸板2设置在每个窑膛5的顶部；所述中心喷嘴6设置在每个窑膛5底部的中心风帽上；所述出料机7设置在每个窑膛5的底部；所述喷枪保护罩3设置在每个窑膛5的上部，内部设有单支或多支喷枪4。
28.所述喷枪保护罩3为若干个，长度不等，其中长度长的喷枪保护罩3一端焊接在窑膛5的窑壳上、另一端以吊挂方式悬臂设置于窑膛5上部用于支撑固定式分料器的支架上，长度短的喷枪保护罩3焊接在窑膛的窑壳上，喷枪4自喷枪保护罩3内伸出的位置位于窑膛5焙烧带的上部。
29.所述中心喷嘴6的位置位于窑膛5焙烧带与冷却带交界处的中心位置，内部设有放射状的多层燃料喷口，可设置1层、也可设置2层
……
，每层燃料喷口设置为多点放射状，根据实际工况需要，中心喷嘴6可以向窑膛6中心部位喷射燃料，也可向周边喷射燃料；
30.所述喷口的形状可为圆形也可为矩形。
31.其焙烧方法，包括以下步骤：
32.1)工作时，所述中心喷嘴6与喷枪4采用燃料或空气的输入的交替变换关联操作，通过控制输送燃料或空气使得两个窑膛5一个为焙烧窑膛(喷枪输入燃料、中心喷嘴输入空气时)、另一个为蓄热窑膛(喷枪输入空气、中心喷嘴输入燃料时)，间隔一定时间，切换输入的燃料或空气，使焙烧窑膛与蓄热窑膛交替变换，即实现窑膛5焙烧窑膛和蓄热窑膛功能的交替换向，使得块状物料自上而下依次得到预热、焙烧、冷却，完成焙烧过程；
33.2)在焙烧窑膛内，所述开闭闸板2呈关闭状态，助燃空气从该窑膛5的顶部进风口送入窑膛5内，在预热带与物料进行热交换并获得高温，随后进入下部的焙烧带，与来自喷枪4喷入的燃料混合发生激烈燃烧放热使物料得到快速分解，焙烧窑膛内的物料自上向下运动，燃料燃烧产生的高温废气流与物料并流自上向下运动，进行并流焙烧；高温废气流一直向下进入焙烧窑膛环形通道并通过连接通道进入蓄热窑膛；
34.此时焙烧窑膛的中心喷嘴6输入的是空气；
35.3)在蓄热窑膛内，所述开闭闸板2呈开启状态，旋转加料斗1分批次装料并将物料布入窑膛5预热带；从下部中心喷嘴6喷入的燃料与来自中心喷嘴6下方冷却物料的高温空气、以及来自焙烧窑膛的高温废气混合燃烧，产生的高温废气流向上流动进入蓄热窑膛的焙烧带，与蓄热窑膛内自上向下运动的物料逆流运动，进行逆流焙烧，以提高蓄热窑膛下部物料温度，并使欠烧的物料再分解，同时，通过逆流焙烧还可以提高下个周期的并流焙烧效率；高温废气一直向上进入蓄热窑膛上部的预热带，与物料进行大量的热交换，废气被冷却到较低的温度后从该窑膛5的上部排出，经除尘后由排烟机排入大气；
36.此时蓄热窑膛的喷枪4输入的是空气；
37.4)焙烧窑膛采用自动快速出料，蓄热窑膛采用自动慢速出料，使煅烧好的产品物料进入各自的冷却带，与来自两个窑膛5底部的空气进行逆流热交换，充分冷却后的产品物料由出料机7卸出。
38.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。