通过一部分三次空气的燃烧从废料回收能量的设备和方法技术

在具有煅烧炉和三次空气管的回转窑中使用的设备和方法，它利用了三次空气管中的热空气，在形成在三次空气管中的燃烧室中燃烧废料，获得废料的完全燃烧，然后排出热燃烧气体至三次空气管，用作回转窑的补充能量来源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在水泥或类似工业中使用的具有煅烧炉和三次空气管的回转窑，尤其涉及使用来自煅烧炉三次空气供应管的热风燃烧废料并从燃烧的废料中回收能量的设备和方法。
技术介绍
通过用废料衍生的燃料替代常规矿物燃料(主要是煤或石焦油)来减少总燃料成本的必然性已经成为用廉价可选的燃料燃烧诸如回转窑等工业窑以制造水泥的需求背后的主要驱动力。在现有技术中，可选的固体燃料通常在窑入口处被供给。能在工业窑中燃烧的可选固体燃料(如报废的轮胎和工业废料等)的数量和性能取决于窑入口处有效氧的量。在具有煅烧炉的窑中，被提供给工业窑的氧气总量的仅约50％被供给所述窑，另外50％被供给煅烧炉，这极大地限制作为可选固体燃料而能够被燃烧的废料的数量。当废料在窑入口处被燃烧时，此处3至5％的氧气被消耗，产生了能够促进窑和煅烧炉壁上形成固体垢的还原性气氛，从而降低了工业窑的总效率。已经开发了许多外部燃烧室或气化器以试图避免上述所提问题，但是由于这些设备的获取、实现和整体操作成本较高，所以外部装置的使用不是非常令人满意。如美国专利No.6,470,812中所描述，通过将废料直接注入三次空气管并燃烧该废料，实现了使用可选固体燃料而不减少窑的氧气量、并且不使用外部燃烧室或气化器的尝试。美国专利No.6,470,812描述了通过将块状废弃固体或被压碎的废弃固体(如车辆轮胎、袋子、大包材料、可含在罐或桶中的散料，等等)加入煅烧炉的三次空气管中并在管中燃烧废料而在具有外部煅烧炉的工业炉(尤其是旋转型)中燃烧这些废料，而从这些废料中回收能量的方法和设备。该方法还披露了从三次空气管中去除由已分解的废料残留在其中的固体残余物，所述设备包括用于从外部加入废料使其直接进入所述三次空气管的供给机构、以及用于从三次空气管中去除由已分解的废料残留在其中的中去除其中的固体残余物的分离机构。如美国专利No.6,470,812所述，向管道的供给从其排出端优选应该是大约1至5米。由于向废气出口供给废料导致垢壳的生成，所以向三次空气管的供给应该充分远离通入废气中的管道，以允许管道中废料衍生的产品能够滞留足够长的时间，从而防止生成垢壳。然而，一些废料可能在废气附近停止燃烧，尤其当供给大块废料(如整个轮胎)时，从而产生垢壳，并需要周期地关断设备以去除垢壳。因此，废料以小批量材料的形式被供给是非常重要的，以保证这些小批材料在到达废气出口前完全燃烧。非常清楚地是，在上述系统中使用多批整个轮胎是非常受限的。此外，由于上述系统教导从汽车轮胎中去除诸如钢丝等碎屑，因此，如果钢丝的量过大，则可能会缠绕起来，用于去除任何固体残余物的机构可能难于处理缠绕的钢丝。因此，非常需要具有能够燃烧包括整个轮胎在内的大量废料的系统，而不在工业窑的任何位置处产生还原性气氛，也不在窑炉或煅烧炉壁上形成固体垢。考虑上述提到的需求，申请人开发了一种设备及方法，它们利用少于10％的热三次空气来燃烧废料，尤其是整个轮胎，并且它们还将任何可在水泥中相容的材料，如轮胎中的钢丝，合并入水泥熟料。申请人的设备包括形成在煅烧炉三次空气供给管中的一个或多个燃烧室，每个燃烧室在其中具有可释放保持装置，用于使废料停留在燃烧室中直到实现完全燃烧，这是因为在这里氧气过量多于300％，气体温度在650摄氏度至950摄氏度之间，所述可释放保持装置允许燃烧气体和空气通过它本身；以及一个或多个供给装置，每个装置被连接至燃烧室，用来向燃烧室供给废料，进一步避免热量损失或冷空气通过供给装置从外界汇入热三次空气流。类似地，申请人的方法包括利用一小部分三次空气，在形成在煅烧炉三次空气供给管中的燃烧室中燃烧废料，然后使材料在其中保持预定的一段时间，以允许废料可燃部分完全分解、废料获得完全燃烧，这是因为在这里氧气过量多于300％，空气温度在650摄氏度至950摄氏度之间。申请人的设备和方法的主要优点包括如下事实整个燃烧过程在煅烧炉三次空气供给管中进行，这完全避免了在窑炉入口或窑炉其他部分燃烧废料的可能性。由于非可燃材料通过重力而被直接供给至燃烧室，所以没有必要具有用于收回任何剩余材料的装置，并且剩余材料，如轮胎中的钢丝被完全利用合并在水泥熟料中。此外，为了使用本专利技术所述设备，对现有回转窑的改进是不复杂的，并且因为所述系统没有包括复杂的装备，所以获得、实现和操作成本是非常低的。利用本专利技术所述设备，可以获得每燃烧室10％至30％石油焦消耗的降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提供一种利用热三次空气燃烧废料而回收能量的设备和方法，其中整个燃烧过程在形成在所述三次空气管内的燃烧室中进行。本专利技术的另一个主要目的是提供具有以上所披露的性能的设备和方法，它完全避免了在窑炉入口附近或窑炉任何其他地方燃烧废料的可能性。本专利技术的另一个主要目的是提供具有以上所披露的性能的设备和方法，在其中任何剩余材料，如轮胎中的钢丝，都能够被完全利用并且合并在水泥熟料中。本专利技术的另一个主要目的是提供具有以上所披露的性能的设备和方法，它安装不复杂，并且没有包括复杂的装备。本专利技术的另一个主要目的是提供具有以上所披露的性能的设备和方法，在其中获得、实现和操作成本是非常低的。本专利技术的另一个主要目的是提供具有以上所披露的性能的设备和方法，利用它可获得每燃烧室10％至30％石油焦消耗的降低。对本领域的熟练技术人员来说，本专利技术所述的利用热三次空气燃烧废料而回收能量的设备和方法的这些和其他目的及优点，将通过后续的参照附图对本专利技术实施例的详细描述，而变得明显。附图说明图1是本专利技术所述设备的横截面的前视图；图2是本专利技术所述设备的横截面的另一个前视图；图3是本专利技术所述设备的仰视图。具体实施例方式本专利技术将参照在附图中显示的本专利技术的优选实施例而被描述，在附图中相同的符号和标记指示被显示的图中相同的零件。试图将本专利技术所述设备和方法应用在生产水泥的具有煅烧炉和三次空气管的回转窑中。参见图1、图2和图3，通过本专利技术所述利用三次空气燃烧从废料中回收能量的设备包括分别直接形成在煅烧炉5的第一三次空气供给管3和第二三次空气供给管4中的第一燃烧室1和第二燃烧室2，每个三次空气供给管包括具有四边形横截面的管道，每个燃烧室具有垂直导向的燃烧部分6，所述燃烧部分6包括位于上端部的装料开口7和下端部8；格栅型水冷却滑动单向阀9，由通过水平连接构件8b被连接的四个水冷却滑杆8a组成，每个杆穿过位于燃烧部分6的下端部8的穿孔8c；从燃烧部分6下端部延伸的直接连接至煅烧炉5的气体和钢丝排出部分10，其中排出部分10包括向煅烧炉5倾斜的三次空气供给管3、4的排出部分，以到达和连接至煅烧炉5，并具有位于煅烧炉连接部分附近的化石燃料供给装置11；以及用于滑进和滑出格栅型水冷却滑动单向阀的装置，包括被连接至水平连接构件的液压或气压活塞，用于推动或再次尝试推动单向阀9进入或退出燃烧室1、2；第一供给密封装置13和第二供给密封装置14，用于分别向第一燃烧室1和第二燃烧室2的装料开口7供给轮胎，每个装置包括具有四边形横截面的垂直引导件，具有在上端部处的供给孔14a，直接地、密封地连接至燃烧室1、2的燃烧部分6的装料开口7的排出开口15，开口接收部分16，中间装料室17和排出部分18；第一阀门装置，包括能水平滑入(至关闭位置)滑出(至打开位置)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有煅烧炉和三次空气管的回转窑中使用的利用热三次空气燃烧废料回收能量的设备，包括：形成在煅烧炉三次空气供给管中的一个或多个燃烧室，每个燃烧室在其中具有水冷却可释放保持装置，用于使废料滞留在燃烧室中，直到利用一小部分三次空气获得完全燃烧，所述水冷却可释放保持装置才允许燃烧气体和空气通过它本身；以及一个或多个供给装置，每个装置被连接至燃烧室，用来向燃烧室供给废料，进一步避免了热量损失或冷空气通过供给装置从外界进入燃烧室，其中燃烧室传送热燃烧气体至煅烧炉，用作回转窑的补充能量来源，并传送剩余材料以便使剩余材料合并入水泥熟料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：何塞托里斯阿莱马尼，恩里克托蒙马丁内斯薇拉，
申请(专利权)人：塞美克斯品牌环球有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]