專利名稱：一種甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種石灰生產裝置，特別是涉及ー種甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置。
背景技術：
石灰是多用途的材料，在建筑、制糖和鋼鐵行業都大量應用。在小規模的生產中多使用立式窯，能耗高。在水泥行業100t/d以上大規模的水泥生產中，多采用窯外分解裝置、五級旋流預熱器與回轉窯配套。在其窯外分解裝置中，碳酸鈣與高溫煙氣逆流旋轉運動，碳酸鈣粉體在懸浮狀態下分解成石灰，所需時間僅約10秒。此裝置中因生產規模大，要求高 效和結構簡潔，采用了物料與熱氣逆流運動的的石灰分解爐，逆流分解爐對運行控制要求很高，需配套精密的控制系統。在規模小生產時，逆流分解爐工作的穩定性差。制糖企業ー般需石灰量在300t/d以下，要求生產石灰的過程穩定、控制簡單、投資省。直接采用水泥生產使用的逆流分解爐用于糖廠生產石灰不適合。糖廠要快速地生產石灰，仍需研究新結構和原理的分解爐。專利申請號101010264386. 9采用公知的水泥生產配套使用逆流分解爐和五級旋流預熱器，用煤氣生產石灰，缺乏新穎性。而且糖廠無煤氣，此技術也不適合用于糖廠。專利申請號101010264386. 9的另ー不足是，需配套篦式冷卻機用于石灰冷卻。篦式冷卻機設于高溫筒內，活動的爐篦在筒內工作，易出故障，維護也不方便。
發明內容
本發明的目的是為制糖企業利用自有蔗渣為燃料，提供一種可靠、節能、投資省的石灰粉生產方法和裝置。本發明解決上述技術問題的技術方案如下。I. ー種甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，主要由甘蔗渣燃燒爐、并流分解爐、石灰粉冷卻機和原料預熱器組成。I)所述甘蔗渣燃燒爐主要由甘蔗渣燃燒器、內燃燒筒、外燃燒筒、高溫煙氣管和出灰機構組成；其中內燃燒筒與外燃燒筒同軸線，甘蔗渣燃燒器連接于內燃燒筒上部，內燃燒筒的下部與外燃燒筒連通，外燃燒筒下部接出灰機構，外燃燒筒的頂部接高溫煙氣管，高溫煙氣管連接并流分解爐。生產時，甘蔗渣由甘蔗渣燃燒器進入內燃燒筒燃燒，并隨產生的高溫煙氣下降至內燃燒筒下部，甘蔗渣爐灰進入出灰機構，高溫煙氣進入外燃燒筒上升并與煙塵分離，至外燃燒筒頂部通過高溫煙氣管排出，完成甘蔗渣燃燒爐燃燒甘蔗渣制高溫煙氣的過程。2)所述并流分解爐主要由混合管、旋流分解段、氣固分離段、石灰粉倉和中心排煙管組成。其中混合管為三通管，三通管水平的一端與甘蔗渣燃燒爐的高溫煙氣管連接，三通管水平的另一端切向伸入并流分解爐的旋流分解段，三通管垂直端與原料預熱器的碳酸鈣粉出口連接；旋流分解段下部與氣固分離段連接，氣固分離段下端接石灰粉倉；
生產時，高溫煙氣與原料碳酸鈣粉在混合管混合進入并流分解爐的旋流分解段，在旋流分解段將原料碳酸鈣粉分解成石灰粉，下降進入氣固分離段石灰粉與煙氣分離，煙氣由中心排煙管排出，石灰粉進入石灰粉倉，完成碳酸鈣粉反應生成石灰粉的全過程。3)所述石灰粉冷卻機進ロ連接并流分解爐的石灰粉倉的石灰粉出ロ ；石灰粉冷卻機可為任何ー種粉體物料冷卻機，優選回轉冷卻機。生產時，石灰粉倉中的高溫石灰粉進入石灰粉冷卻機，在石灰粉冷卻機中冷卻至常溫，完成石灰粉冷卻的過程。4)所述原料預熱器，進ロ分別接碳酸鈣粉輸送設備及并流分解爐的中心排煙管，預熱后的碳酸鈣粉經原料預熱器的出ロ鎖風閘接混合管，換熱后的煙氣經原料預熱器的出ロ接廢氣處理。原料預熱器可為任何ー種粉體物料預熱器，優選多級原料預熱器，多級原料 預熱器由單個原料預熱器串連而成。生產時，共同進入多級原料預熱器的低溫原料碳酸鈣粉與高溫煙氣，在多級原料預熱器中熱量交換后氣固分離，原料碳酸鈣粉得到預熱，煙氣得到降溫，完成原料碳酸鈣粉預熱的全過程。上述甘蔗渣燃燒爐制備的高溫煙氣溫度為880°C 960°C，更優選為940°C 950 °C。上述甘蔗渣燃燒爐的內燃燒筒的高度由甘蔗渣燃燒器入ロ至下部出灰機構的距離宜大于6m ;內燃燒筒的熱容負荷宜取350 550kw/m3，優選450kw/m3。上述并流分解爐的旋流分解段內的斷面氣體流速宜為3m/s 6m/s，高溫煙氣與碳酸鈣并流接觸的時間宜為5S 8S，進入并流分解爐原料碳酸鈣粉的粒度宜為80 μ m 120 μ m0上述并流分解爐的氣固分離段為倒園錐體、上端與旋流分解段直徑相同，高度為旋流分解段直徑2倍，倒園錐體底部設石灰粉出ロ。上述并流分解爐的氣固分離段為上端與旋流分解段直徑相同，下端直徑擴大為擴散式筒體，筒體的高度為上端直徑的2 3倍，筒體斜面與垂直軸線的夾角為6度。氣固分離段與石灰粉倉間設上錐角為45 60°錐形反射屏，錐形反射屏外周與氣固分離段下筒體之間的間隙為石灰粉進入石灰粉倉的通道，錐形反射屏頂端留ー直徑為旋流分解段直徑的O. 04 O. 05倍的透氣孔。上述多級原料預熱器中每級原料預熱器的結構與通用旋風除塵器相同。每級原料預熱器的聯接為下ー級原料預熱器氣固分離后的氣體，接入上ー級的原料預熱器的氣體進ロ ；上ー級原料預熱器的固體出口，經鎖風閘接下ー級原料預熱器的固體進ロ。最高ー級原料預熱器分離后的氣體排出原料預熱器后，接引風機至進廢氣處理系統。最下級原料預熱器氣體進ロ，接并流分解爐的中心排煙管。從最下級原料預熱器下部出口排出的碳酸鈣粉體，接并流分解爐的混合管的三通管垂直端碳酸鈣粉體進ロ。其中原料預熱器進氣管和排氣管氣體流速為16m/s 22m/s，斷面氣速為3m/s 6m/s ;原料預熱器的級數為2級 6級,優選3級 5級。本發明的有益效果I、可利用糖廠的廢料甘蔗渣生產石灰粉；2、本發明的方法生產石灰粉能耗低；
3、本發明的石灰粉生產裝置簡單，生產穩定性好，投資省；
圖I本發明以甘蔗渣為燃料的石灰粉生產流程圖；圖2甘蔗渣燃燒爐I結構示意圖；圖3并流分解爐2結構I示意圖。圖4并流分解爐2結構2示意圖。其中甘蔗渣燃燒爐1，并流分解爐2，石灰冷卻機3，原料預熱4，甘蔗渣燃燒器5、內燃燒筒6、外燃燒筒7、高溫煙氣管8和出灰機構9，混合管10、旋流分解段11、氣固分離 段12、石灰粉倉13和中心排煙管14，錐形反射屏15，甘蔗渣給料機16，原料碳酸鈣粉輸送設備17，鎖風閘18，引風機19，廢氣處理系統20，透氣孔21。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步的說明。本發明甘蔗渣為燃料的石灰粉生產方法及裝置結構如圖I、圖2和圖3所示，ー種甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，由甘蔗渣燃燒爐I、并流分解爐2、石灰粉冷卻機3和原料預熱器4組成。I)所述甘蔗渣燃燒爐I由甘蔗渣燃燒器5、內燃燒筒6、外燃燒筒7、高溫煙氣管8和出灰機構9組成。其中內燃燒筒6與外燃燒筒7同軸線，甘蔗渣燃燒器5連接于內燃燒筒6上部，內燃燒筒6的下部連通外燃燒筒7，外燃燒筒7下部接出灰機構9，外燃燒筒7的頂部接高溫煙氣管8，高溫煙氣管8連接并流分解爐2 ；甘蔗渣由甘蔗渣給料機16輸入甘蔗渣燃燒器5進入內燃燒筒6燃燒，并隨產生的高溫煙氣下降，至內燃燒筒6下部，爐灰進入出灰機構9，高溫煙氣進入外燃燒筒7上升并與煙塵分離，至外燃燒筒頂7部通過高溫煙氣管8排出，完成甘蔗渣燃燒爐燃燒甘蔗渣制高溫煙氣的過程。2)所述并流分解爐2由混合管10、旋流分解段11、氣固分離段12、石灰粉倉13和中心排煙管14組成；其中混合管10 —端連接甘蔗渣燃燒爐I的高溫煙氣管8，一端連接原料預熱器4的原料碳酸鈣粉出口，另一端切向申入并流分解爐2的旋流分解段11 ;旋流分解段11下部連接氣固分離段12，氣固分離段12下端接石灰粉倉13，高溫煙氣與碳酸鈣粉在混合管10混合進入并流分解爐2的旋流分解段11，在旋流分解段11分解成石灰粉，下降進入氣固分離段12石灰粉與煙氣分離，煙氣由中心排煙管12排出，石灰粉進入石灰粉倉13，完成碳酸鈣粉反應生成石灰粉的全過程；3)所述石灰粉冷卻機3連接石灰粉倉13石灰粉出ロ。石灰粉冷卻機3可為任何ー種粉體物料冷卻機，優選回轉冷卻機；石灰粉倉13中的高溫石灰粉進入石灰粉冷卻機3，在石灰粉冷卻機3中冷卻至常溫，完成石灰粉冷卻的過程；4)所述原料預熱器4，進ロ接低溫碳酸鈣粉輸送設備17及高溫煙管(如并流分解爐2的中心排煙管14)，經預熱的碳酸鈣粉出ロ接并流分解爐的混合管10，換熱后低溫煙氣的出ロ接廢氣處理。原料預熱器4可為任何ー種粉體物料預熱器，優選多級原料預熱器；共同進入原料預熱器4的低溫原料碳酸鈣粉與高溫煙氣，在原料預熱器4中熱量交換后氣固分離，原料碳酸鈣粉得到預熱，煙氣得到降溫，完成原料碳酸鈣粉預熱的全過程。多級原料預熱器為多個原料預熱器4串連。上述甘蔗渣燃燒爐I制備的高溫煙氣溫度為880°C 960°C，更優選為940°C 950 0C ；上述的內燃燒筒6的高度一甘蔗渣燃燒器5入口至下部出灰機構9的距離宜大于6m ；內燃燒筒6熱容負荷宜取350 550kw/m3，優選450kw/m3 ； 上述旋流分解段11內的斷面氣體流速宜為3m/s 6m/s，高溫煙氣與碳酸鈣并流接觸的時間宜為5S 8S ;進入并流分解爐2的原料碳酸鈣粉粒度宜為80 μ m 120 μ m ;上述氣固分離段12為上端與旋流分解段11直徑相同，高度為旋流分解段11直徑2倍的園錐體。園錐體頂部設石灰粉出口；上述氣固分離段12為上端與旋流分解段直徑相同，下端直徑擴大的擴散式筒體。擴散式筒體的高度為進ロ直徑的2 3倍，擴散角(斜面與垂直軸線的夾角)為6度。氣固分離段12與石灰粉倉13間設上錐角為45 60°錐形反射屏15，錐形反射屏15外周與氣固分離段12下筒體之間的間隙為石灰粉進入石灰粉倉13的通道，錐形反射屏15頂端留一直徑為旋流分解段11直徑的O. 04 O. 05倍的透氣孔21 ；上述多級原料預熱器中每級原料預熱器4的結構與通用旋風除塵器相同。每級原料預熱器4的聯接為下ー級原料預熱器4氣固分離后的氣體，接入上ー級的原料預熱器4的氣體進ロ ；上ー級原料預熱器4的固體出口，經鎖風閘18接下ー級原料預熱器4的氣體進ロ。最高ー級原料預熱器4分離后的氣體排出原料預熱器4后，接引風機19至進廢氣處理系統20。最下級原料預熱器4氣體進ロ接并流分解爐2的中心排煙管14。從最下級原料預熱器4下部出ロ排出的碳酸鈣粉接并流分解爐2的混合管10的三通管垂直端碳酸鈣粉進ロ。其中原料預熱器4的進氣管和排氣管氣體流速為16m/s 22m/s，斷面氣速為3m/s 6m/s ;原料預熱器4的級數為2級 6級,優選3級 5級。實施例本發明以甘蔗渣為燃料生產石灰粉的方法，具體步驟如下I)將碳酸鈣處理成細度80 μ m 120 μ m的碳酸鈣粉。2)將甘蔗渣通過給料機送入蔗渣燃燒器，與風機噴入的空氣混合，噴入甘蔗渣燃燒爐，調整入爐的空氣量和壓力，使用甘蔗渣充分燃燒，控制爐出口煙氣溫度于880°C 950 °C。3)將880°C 950°C的煙氣，與經原料預熱器預熱約350°C的原料碳酸鈣粉送入混合管混合后進入并流分解爐的旋轉分解段，在旋轉分解段內并流旋轉下降，經5 8s，碳酸鈣粉分解成石灰。石灰粉與煙氣在分離段分離后，石灰粉排至石灰粉倉，溫度降低至約500°C的煙氣從分解爐的上部排出至原料預熱器。4)從并流分解爐石灰粉倉排出的石灰粉，進入石灰粉冷卻機冷卻至常溫后得產品石灰粉。
5)從并流分解爐上部排出約500°C的煙氣，與從原料碳酸鈣粉輸送設備輸入的冷碳酸鈣粉，在原料預熱器內并流旋轉接觸換熱，將原料碳酸鈣粉預熱。氣固分離后，氣體上升至多級原料預熱器的頂部成為約100°C的氣體，經凈化后排放或回收。經預熱的原料碳酸鈣粉進入步驟3。實施例2以生產65t/d石灰的裝置為例，需粒度80 120 μ的碳酸鈣粉量為120t/d。I、甘蔗渣燃燒爐分解Ikg碳酸鈣需要1777千焦的熱量，以分解爐的熱效率50%計，需消耗熱值為 7961KJ/kg的甘蔗渣約55t/d。熱容負荷按450kw/m3，計算得需內燃燒筒容積約11. 26m3。甘蔗渣燃燒爐的高度取6 8m，計算得內燃燒筒直徑約為I. 34 I. 54m。2、并流分解爐按燃燒甘蔗渣2291kgh計，產生ニ氧化碳濃度為10. 77%的煙氣4048Hm3/h。1000°C高溫的體積(忽略壓カ)為18872m3/h，進并流分解爐的流速取12m/s，計算得混合管內徑為 750mm。并流分解爐分解5000kg/h碳酸鈣，釋放出ニ氧化碳1120Hm3/d。出并流分解爐碳酸鈣分解后的爐氣總體積為5068Hm3/h，溫度降為500°C，實際體積為14350m3/h。取中心排煙管內徑為750mm，中心排煙管氣速為9m/s。取中心排煙管外徑為1050mm，旋流分解段的氣速5m/s，計得旋流分解段的內徑為3. 85m，氣流旋轉圈的中間直徑為2. 45m，每轉ー圈的時間約I. 5s，旋轉5圈分解7. 5s，旋流分解段高度取3. 75m。3、回轉冷卻機采用內徑為800mm，長度5m筒體。機的傾角取10度，填充率取17%，機的轉速取
O.43 O. 46r/min。機內物料停留時間約79分鐘。
權利要求
1.一種甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，主要由甘蔗渣燃燒爐、并流分解爐、石灰粉冷卻機和原料預熱器組成； 1)所述甘蔗渣燃燒爐主要由甘蔗渣燃燒器、內燃燒筒、外燃燒筒、高溫煙氣管和出灰機構組成；其中內燃燒筒與外燃燒筒同軸線，甘蔗渣燃燒器連接于內燃燒筒上部，內燃燒筒的下部與外燃燒筒連通，外燃燒筒下部接出灰機構，外燃燒筒的頂部接高溫煙氣管，高溫煙氣管連接并流分解爐； 生產時，甘蔗渣由甘蔗渣燃燒器進入內燃燒筒燃燒，并隨產生的高溫煙氣下降至內燃燒筒下部，甘蔗渣爐灰進入出灰機構，高溫煙氣進入外燃燒筒上升并與煙塵分離，至外燃燒筒頂部通過高溫煙氣管排出，完成甘蔗渣燃燒爐燃燒甘蔗渣制高溫煙氣的過程； 2)所述并流分解爐主要由混合管、旋流分解段、氣固分離段、石灰粉倉和中心排煙管組成；其中混合管為三通管，三通管水平的一端與甘蔗渣燃燒爐的高溫煙氣管連接，三通管水平的另一端切向伸入并流分解爐的旋流分解段，三通管垂直端與原料預熱器4的碳酸鈣粉出口連接；旋流分解段下部與氣固分離段連接，氣固分離段下端接石灰粉倉； 生產時，高溫煙氣與原料碳酸鈣粉在混合管混合進入并流分解爐的旋流分解段，在旋流分解段將原料碳酸鈣粉分解成石灰粉，下降進入氣固分離段石灰粉與煙氣分離，煙氣由中心排煙管排出，石灰粉進入石灰粉倉，完成碳酸鈣粉反應生成石灰粉的全過程。
3)所述石灰粉冷卻機進口連接并流分解爐的石灰粉倉的石灰粉出口；石灰粉冷卻機為任何一種粉體物料冷卻機，本發明選回轉冷卻機； 生產時，石灰粉倉中的高溫石灰粉進入石灰粉冷卻機，在石灰粉冷卻機中冷卻至常溫，完成石灰粉冷卻的過程； 4)所述原料預熱器，進口分別接碳酸鈣粉輸送設備及并流分解爐的中心排煙管，預熱后的碳酸鈣粉經原料預熱器的出口鎖風閘接混合管，換熱后的煙氣經原料預熱器的出口接廢氣處理系統；原料預熱器為任何一種粉體物料預熱器，本發明選多級原料預熱器，多級原料預熱器由單個原料預熱器串連而成； 生產時，共同進入多級原料預熱器的低溫原料碳酸鈣粉與高溫煙氣，在多級原料預熱器中熱量交換后氣固分離，原料碳酸鈣粉得到預熱，煙氣得到降溫，完成原料碳酸鈣粉預熱的全過程。
2.權利要求I所述的甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，其特征在于，上述甘蔗渣燃燒爐制備的高溫煙氣溫度為880°C 960°C，本發明選為940°C 950°C。
3.權利要求I所述的甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，其特征在于，上述甘蔗渣燃燒爐的內燃燒筒的高度由甘蔗渣燃燒器入口至下部出灰機構的距離大于6m;內燃燒筒的熱容負荷取350 550kw/m3,本發明選450kw/m3。
4.權利要求I所述的甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，其特征在于，上述并流分解爐的旋流分解段內的斷面氣體流速為3m/s 6m/s，高溫煙氣與碳酸鈣并流接觸的時間為5S 8S，進入并流分解爐原料碳酸鈣粉的粒度為80 ii m 120 ii m。
5.權利要求I所述的甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，其特征在于，上述并流分解爐的氣固分離段為倒園錐體、上端與旋流分解段直徑相同，高度為旋流分解段直徑2倍，倒園錐體底部設石灰粉出口。
6.權利要求I所述的甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，其特征在于，上述并流分解爐的氣固分離段為上端與旋流分解段直徑相同，下端直徑擴大為擴散式筒體，筒體的高度為上端直徑的2 3倍，筒體斜面與垂直軸線的夾角為6度。氣固分離段與石灰粉倉間設上錐角為45 60°錐形反射屏，錐形反射屏外周與氣固分離段下筒體之間的間隙為石灰粉進入石灰粉倉的通道，錐形反射屏頂端留一直徑為旋流分解段直徑的0. 04 0. 05倍的透氣孔。
7.權利要求I所述的甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，其特征在于，上述多級原料預熱器中每級原料預熱器的結構與通用旋風除塵器相同，每級原料預熱器的聯接為下一級原料預熱器氣固分離后的氣體，接入上一級的原料預熱器的氣體進口 ；上一級原料預熱器的固體出口，經鎖風閘接下一級原料預熱器的固體進口，最高一級原料預熱器分離后的氣體排出原料預熱器后，接引風機至進廢氣處理系統；最下級原料預熱器氣體進口接并流分解爐的中心排煙管，從最下級原料預熱器下部出口排出的碳酸鈣粉接并流分解爐的混合管的三通管垂直端碳酸鈣粉進口 ； 其中原料預熱器進氣管和排氣管氣體流速為16m/s 22m/s，斷面氣速為3m/s 6m/s ;原料預熱器的級數為2級 6級,本發明選3級 5級。
全文摘要
本發明公開一種甘蔗渣為燃料的石灰粉生產裝置，本套裝置主要由甘蔗渣燃燒爐、并流分解爐、石灰粉冷卻機和原料預熱器組成。本裝置以甘蔗糖廠的廢物甘蔗渣為燃料，以粒度宜為80-120微米的碳酸鈣為原料。本裝置燒制石灰粉所需的時間極短，效率高，并回收了分解爐窯氣的余熱，節能。
文檔編號C01F11/06GK102730731SQ20121025767
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者扈勝祿, 李堅斌 申請人:廣西大學