一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置及其生产工艺

      活性石灰生产线案例：

　　(54)发明名称 一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置及其生产工艺 (57)摘要 本发明涉及活性石灰生产技术领域，具体为 一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置，所述旋 风预热器的上端连通有排烟道的一端，所述排烟 道的侧壁通过第三管道连通余热锅炉的上端，所 述焙烧炉的下端连通有燃烧器，燃烧器的侧壁下 端连接有燃料进口管道，所述分级冷却装置的侧 壁下端连通有进气管，经冷却系统加热后的空气 进入供焙烧炉内燃料燃烧使用，使余热得到充分的回收利用，有效降低热耗，资源利用率高，便于 规模生产，使用设备少，占地面积小，便于实现操 作自动化，便于余热回收利用，有利于降低生产成本，生产出的粉状活性石灰活性好，生产效率 高，缩短了生产时间，有利于提升企业的经济效 益。

　　1.一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置，包括焙烧炉（11），其特征在于：所述焙烧炉（11） 的上端通过L型管连通有旋风分离器（12）的侧壁，所述旋风分离器（12）的上端通过第三预 热上升烟道（9）连通有第三旋风预热器（10）的侧壁，所述第三旋风预热器（10）的上端通过 第二预热上升烟道（7）连通有第二旋风预热器（8）的侧壁，所述第二旋风预热器（8）的上端 通过预热上升烟道（5）连通有旋风预热器（6）的侧壁，所述预热上升烟道（5） 的侧壁通过喂料管连通有喂料装置（4），所述喂料装置（4）的侧壁通过管道连通有粉仓 （3）的上端，管道上安装有计量装置，粉仓（3）的侧壁通过第二管道连通有制粉装置（2） 的上端，制粉装置（2）的侧壁连通有石灰石原料进入管（1），所述旋风预热器（6）的上端 连通有排烟道（15）的一端，所述排烟道（15）的侧壁通过第三管道连通余热锅炉（14）的上 端，余热锅炉（14）的下端通过第四管道连通排烟道（15）的侧壁，所述排烟道（15）位于第三 管道和第四管道之间的一段安装有阀门，所述排烟道（15）的侧壁连通有除尘装置（16），除 尘装置（16）内安装有高温风机，所述除尘装置（16）的另一端连通有引风机（19），引风机 （19）的另一端连通有烟囱，所述焙烧炉（11）的下端连通有燃烧器（17），燃烧器（17）连接有 燃料进口管道（18），所述燃烧器（17）远离燃料进口管道（18）一端的侧壁通过第五管道连通 有分级冷却装置（13）的侧壁，所述分级冷却装置（13）的上端通过第六管道连通旋风分离器 （12）的下端，所述分级冷却装置（13）的侧壁下端连通有进气管（21），所述分级冷却装置 （13）的下端连通有出灰管（20）。 2.根据权利要求1所述的一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置，其特征在于：所述第三旋 风预热器（10）的下端通过直管连通燃烧器（17）的侧壁下端，所述旋风预热器（6） 的下端连通有第二直管，第二直管的另一端贯穿第二预热上升烟道（7）到达第二预热上升 烟道（7）的内部，所述第二旋风预热器（8）的下端连通有第三直管，第三直管的另一端贯穿 第三预热上升烟道（9）到达第三预热上升烟道（9）的内部。 3.根据权利要求1所述的一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置，其特征在于：所述燃烧器 （17）的侧壁下端连接有燃料进口管道（18）。 4.根据权利要求1-3所述的一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置的生产工艺，其特征在 于，包括如下步骤： S1、生产时，引风机（19）和高温风机通过组合管道抽吸产生运行气流，空气通过进气管 （21），然后进入分级冷却装置（13），再经过第五管道进入焙烧炉（11）内，气流通过焙烧炉 （11）上端的L型管进入旋风分离器（12），然后依次通过第三预热上升烟道（9）、第三旋风预 热器（10）、第二预热上升烟道（7）、第二旋风预热器（8）、预热上升烟道（5）、旋风预 热器（6）、排烟道（15）、余热锅炉（14）、除尘装置（16）和引风机（19），从烟囱排出； S2、在气流运行的同时，燃料通过燃料进口管道（18）进入燃烧器（17）内，随后对焙烧炉 （11）喷入燃料，燃料在焙烧炉（11）中燃烧，将气流加热至焙烧温度，热气流由焙烧炉（11）上 部排出，随后经过旋风分离器（12），再依次经过第三预热上升烟道（9）、第三旋风预热器 （10）、第二预热上升烟道（7）、第二旋风预热器（8）、预热上升烟道（5）和旋风预热 器（6），通过和进入的石灰粉料进行换热降温后，进入排烟道（15），再进入余热锅炉（14）进 行再次降温，降至合适温度进入除尘装置（16），然后通过引风机（19）进入烟囱排出； S3、石灰石原料通过石灰石原料进入管（1）进入制粉装置（2），制取后粉状石灰原料被 送入粉仓（3），再通过计量装置和喂料装置（4）被送入预热上升烟道（5），然后依次经过旋风预热器（6）、第二预热上升烟道（7）、第二旋风预热器（8）、第三预热上升烟道（9）、 第三旋风预热器（10），通过和排出的热气流进行预热后进入焙烧炉（11），在焙烧炉（11）中 经过焙烧温度彻底分解，将CaCO3分解为CaO和CO2，焙烧后的活性石灰随热气流进入旋风分 离器（12）进行气固分离； S4、分离后的活性石灰粉流经第六管道进入分级冷却装置（13），通过和进入的空气进 行换热冷却后进入出灰管（20），送入成品库中，空气通过此阶段的预热后进入焙烧炉（11） 进行助燃。

　　技术领域 [0001] 本发明涉及活性石灰生产技术领域，具体为一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置及 其生产工艺。

　　背景技术 [0002] 近年来，粉状活性石灰日益成为国内铁粉烧结、轻质建材、化学化工等高新材料应 用方面的一个重点基础材料，随着国内市场需求量的急剧增加及环境治理力度的不断增 大，石灰生产行业面临着淘汰落后产能和生产技术工艺更新换代的巨大压力。 [0003] 目前，国内外活性石灰生产方法从本质上来讲主要有三种，种方法是以立式 窑炉为主要焙烧装备，通常以大于20mm的块状石灰石为原料，以块煤为燃料的生产方法；第 二种通常也是以大于20mm的块状石灰石为原料，但其是以可燃气体为燃料的生产方法，即 以麦尔兹窑为代表的所谓气烧窑；第三种是回转窑为煅烧窑，在窑尾设置立式预热器，在窑 头设置有竖式冷却机的回转窑生产方法。但是这些生产方法虽然各有优势，但是也各自存 在着明显的不足之处。 [0004] 种生产方法虽然投资较少，热耗较低，但是存在严重的煤焦油等有机物环境 污染问题；第二种生产方法虽然热耗较低，环保排放可以实现达标排放，但是投资明显较 高，相等规模生产能力比立式窑高十倍以上，且燃料种类受限；第三种生产方法通常以煤粉 为燃料，虽然产品质量相对比较稳定，可以实现达标排放，但是投资与麦尔兹窑相当，热耗 明显偏高。同时这三类生产方法还存在以下共同不足：（1）单套系统每天生产能力受到生产 工艺的限制，、第二中生产方法日产量通常不超过600吨，第三中生产方法日 产量通常不超过1200吨；（2）焙烧温度难以确定，难以控制；（3）石灰石资源浪费严重， 由于上述活性石灰生产方法中通常只能使用20-80mm内的块状石灰石原料进行生产，常常 造成30%以上的石灰石资源的浪费。这些被浪费的细碎石灰石形成采矿废弃物，又会形成土 地占用和环境污染，形成次生灾害；（4）烧制时间长，从原料投入到产品产出需要4-10小时， 甚至更长时间；（5）由于使用块状石灰石的因素，这三种生产方法生产的产品常常还存在5% 的过烧料和夹杂5%的生烧料，使产品质量变差，影响下游生产和产品质量；（6）前述生产方 法生产的石灰，石灰转化率80-90%，活性度≥280ml；石灰均为块状，对需要使用粉状活性石 灰的的行业造成了不便和成本增加；（7）难以实现整个生产系统的自动化智能化控制。

　　发明内容 [0005] 本发明的目的在于提供一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置及其生产工艺，其采用 将石灰石进行粉磨至合适细度，经悬浮焙烧工艺生产粉状活性石灰，从而将石灰石资源 100%利用并实现规模化生产，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置，包括焙烧炉，所述焙烧炉的上端通过L型管连通有 旋风分离器的侧壁，所述旋风分离器的上端通过第三预热上升烟道连通有第三旋风预热器的侧壁，所述第三旋风预热器的上端通过第二预热上升烟道连通有第二旋风预热器的侧 壁，所述第二旋风预热器的上端通过预热上升烟道连通有旋风预热器的侧壁，所 述预热上升烟道的侧壁通过喂料管连通有喂料装置，所述喂料装置的侧壁通过管 道连通有粉仓的上端，管道上安装有计量装置，粉仓的侧壁通过第二管道连通有制粉 装置的上端，制粉装置的侧壁连通有石灰石原料进入管，所述旋风预热器的上端连通 有排烟道的一端，所述排烟道的侧壁通过第三管道连通余热锅炉的上端，余热锅炉的下端 通过第四管道连通排烟道的侧壁，所述排烟道位于第三管道和第四管道之间的一段安装有 阀门，所述排烟道的侧壁连通有除尘装置，除尘装置内安装有高温风机，所述除尘装置的另 一端连通有引风机，引风机的另一端连通有烟囱，所述焙烧炉的下端连通有燃烧器，燃烧器 的侧壁下端连接有燃料进口管道，所述燃烧器远离燃料进口管道一端的侧壁通过第五管道 连通有分级冷却装置的侧壁，所述分级冷却装置的上端通过第六管道连通旋风分离器的下 端，所述分级冷却装置的侧壁下端连通有进气管，所述分级冷却装置的下端连通有出灰管。 [0007] 优选的，所述第三旋风预热器的下端通过直管连通燃烧器的侧壁下端，所述 旋风预热器的下端连通有第二直管，第二直管的另一端贯穿第二预热上升烟道到达第 二预热上升烟道的内部，所述第二旋风预热器的下端连通有第三直管，第三直管的另一端 贯穿第三预热上升烟道到达第三预热上升烟道的内部。 [0008] 一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置的生产工艺，包括如下步骤： S1、生产时，引风机和高温风机通过组合管道抽吸产生运行气流，空气通过进气管，然 后进入分级冷却装置，再经过第五管道进入焙烧炉内，气流通过焙烧炉上端的L型管进入旋 风分离器，然后依次通过第三预热上升烟道、第三旋风预热器、第二预热上升烟道、第二旋 风预热器、预热上升烟道、旋风预热器、排烟道、余热锅炉、除尘装置和引风机，从 烟囱排出； S2、在气流运行的同时，燃料通过燃料进口管道进入燃烧器内，随后对焙烧炉喷入燃 料，燃料在焙烧炉中燃烧，将气流加热至焙烧温度，热气流由焙烧炉上部排出，随后经过旋 风分离器，再依次经过第三预热上升烟道、第三旋风预热器、第二预热上升烟道、第二旋风 预热器、预热上升烟道和旋风预热器，通过和进入的石灰粉料进行换热降温后，进 入排烟道，再进入余热锅炉进行再次降温，降至合适温度进入除尘装置，然后通过引风机进 入烟囱排出； S3、石灰石原料通过石灰石原料进入管进入制粉装置，制取后粉状石灰原料被送入粉 仓，再通过计量装置和喂料装置被送入预热上升烟道，然后依次经过旋风预热器、 第二预热上升烟道、第二旋风预热器、第三预热上升烟道、第三旋风预热器，通过和排出的 热气流进行预热后进入焙烧炉，在焙烧炉中经过焙烧温度彻底分解，将CaCO分解为CaO和 CO，焙烧后的活性石灰随热气流进入旋风分离器进行气固分离； S4、分离后的活性石灰粉流经第六管道进入分级冷却装置，通过和进入的空气进行换 热冷却后进入出灰管，送入成品库中，空气通过此阶段的预热后进入焙烧炉进行助燃。 [0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，由旋风预热器、第 二旋风预热器和第三旋风预热器组成悬浮预热系统；焙烧炉、旋风分离器和燃烧器组成焙 烧系统；分级冷却装置组成冷却系统，经冷却系统加热后的空气进入供焙烧炉内燃料燃烧 使用，使余热得到充分的回收利用，有效降低热耗，资源利用率高，便于规模生产，使用设备 少，占地面积小，便于实现操作自动化，便于余热回收利用，有利于降低生产成本，生产出的 粉状活性石灰活性好，生产效率高，缩短了生产时间，有利于提升企业的经济效益； 整体而言，本发明在实际应用中具有如下优势：1、将石灰石进行粉磨，因石灰石通常具 有良好的易磨性，粉磨成本较低，充分利用石灰石资源；2、采用悬浮煅烧生产技术，换热效 率大幅提高，热耗降低，动力消耗下降。南京化工学院胡道和教授曾做试验得出结论：在物 料堆积和悬浮态下，分解所需时间可相差40~80倍；3、可方便实现生产控制的自动化；4、生 产规模按用户需要配置，单线日产量可实现300t～5000t不同规模；5、燃料可使用气、油、煤 等；6、占地面积相比回转窑生产系统减少60%；7、排放完全满足目前我国排放标准要求；8、 投资相当于回转窑生产系统的25%～30%；9、产品活性度可与回转窑产品媲美；10、热耗可控 制在800～1000kcal/kg。

　　附图说明 [0010] 图1为本发明结构示意图。 [0011] 图中：石灰石原料进入管1、制粉装置2、粉仓3、喂料装置4、预热上升烟道5、第 一旋风预热器6、第二预热上升烟道7、第二旋风预热器8、第三预热上升烟道9、第三旋风预 热器10、焙烧炉11、旋风分离器12、分级冷却装置13、余热锅炉14、排烟道15、除尘装置16、燃 烧器17、燃料进口管道18、引风机19、出灰管20、进气管21。

　　具体实施方式 [0012] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0013] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案： 一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置，包括焙烧炉11，焙烧炉11的上端通过L型管连通有 旋风分离器12的侧壁，旋风分离器12的上端通过第三预热上升烟道9连通有第三旋风预热 器10的侧壁，第三旋风预热器10的上端通过第二预热上升烟道7连通有第二旋风预热器8的 侧壁，第二旋风预热器8的上端通过预热上升烟道5连通有旋风预热器6的侧壁，第 一预热上升烟道5的侧壁通过喂料管连通有喂料装置4，喂料装置4的侧壁通过管道连 通有粉仓3的上端，管道上安装有计量装置，粉仓3的侧壁通过第二管道连通有制粉装 置2的上端，制粉装置2的侧壁连通有石灰石原料进入管1，旋风预热器6的上端连通有 排烟道15的一端，排烟道15的侧壁通过第三管道连通余热锅炉14的上端，余热锅炉14的下 端通过第四管道连通排烟道15的侧壁，排烟道15位于第三管道和第四管道之间的一段安装 有阀门，排烟道15的侧壁连通有除尘装置16，除尘装置16内安装有高温风机，除尘装置16的 另一端连通有引风机19，引风机19的另一端连通有烟囱，焙烧炉11的下端连通有燃烧器17， 燃烧器17的侧壁下端连接有燃料进口管道18，燃烧器17远离燃料进口管道18一端的侧壁通 过第五管道连通有分级冷却装置13的侧壁，分级冷却装置13的上端通过第六管道连通旋风 分离器12的下端，分级冷却装置13的侧壁下端连通有进气管21，分级冷却装置13的下端连 通有出灰管20。

　　[0014] 第三旋风预热器10的下端通过直管连通燃烧器17的侧壁下端，旋风预热 器6的下端连通有第二直管，第二直管的另一端贯穿第二预热上升烟道7到达第二预热上升 烟道7的内部，第二旋风预热器8的下端连通有第三直管，第三直管的另一端贯穿第三预热 上升烟道9到达第三预热上升烟道9的内部。 [0015] 一种粉状活性石灰的悬浮焙烧装置的生产工艺，包括如下步骤： S1、生产时，引风机19和高温风机通过组合管道抽吸产生运行气流，空气通过进气管 21，然后进入分级冷却装置13，再经过第五管道进入焙烧炉11内，气流通过焙烧炉11上端的 L型管进入旋风分离器12，然后依次通过第三预热上升烟道9、第三旋风预热器10、第二预热 上升烟道7、第二旋风预热器8、预热上升烟道5、旋风预热器6、排烟道15、余热锅炉 14、除尘装置16和引风机19，从烟囱排出； S2、在气流运行的同时，燃料通过燃料进口管道18进入燃烧器17内，随后对焙烧炉11喷 入燃料，燃料在焙烧炉11中燃烧，将气流加热至焙烧温度，热气流由焙烧炉11上部排出，随 后经过旋风分离器12，再依次经过第三预热上升烟道9、第三旋风预热器10、第二预热上升 烟道7、第二旋风预热器8、预热上升烟道5和旋风预热器6，通过和进入的石灰粉料 进行换热降温后，进入排烟道15，再进入余热锅炉14进行再次降温，降至合适温度进入除尘 装置16，然后通过引风机19进入烟囱排出； S3、石灰石原料通过石灰石原料进入管1进入制粉装置2，制取后粉状石灰原料被送入 粉仓3，再通过计量装置和喂料装置4被送入预热上升烟道5，然后依次经过旋风预 热器6、第二预热上升烟道7、第二旋风预热器8、第三预热上升烟道9、第三旋风预热器10，通 过和排出的热气流进行预热后进入焙烧炉11，在焙烧炉11中经过焙烧温度彻底分解，将 CaCO3分解为CaO和CO2，焙烧后的活性石灰随热气流进入旋风分离器12进行气固分离； S4、分离后的活性石灰粉流经第六管道进入分级冷却装置13，通过和进入的空气进行 换热冷却后进入出灰管20，送入成品库中，空气通过此阶段的预热后进入焙烧炉11进行助 燃。 [0016] 本发明结构简单，旋风预热器6、第二旋风预热器8和第三旋风预热器10组成 悬浮预热系统；焙烧炉11、旋风分离器12和燃烧器17组成焙烧系统；分级冷却装置13组成冷 却系统，经冷却系统加热后的空气进入供焙烧炉11内燃料燃烧使用，使余热得到充分的回 收利用，有效降低热耗，资源利用率高，便于规模生产，使用设备少，占地面积小，便于实现 操作自动化，便于余热回收利用，有利于降低生产成本，生产出的粉状活性石灰活性好，生 产效率高，缩短了生产时间，有利于提升企业的经济效益。 [0017] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。