一种煤系高岭土煅烧冷却系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤系高岭土煅烧冷却系统及其应用方法，该系统包括通过管道依次连接的多级旋风预热器

【技术实现步骤摘要】
一种煤系高岭土煅烧冷却系统及其应用方法


[0001]本专利技术涉及一种煤系高岭土煅烧冷却系统及其应用方法，尤其涉及一种产品颜色可控的煤系高岭土煅烧冷却系统及其应用方法，属于煤矸石固废资源化利用领域，

技术介绍

[0002]煤矸石是煤炭开采过程中产生的废渣，每生产1吨原煤产生
0.15
～
0.2
吨煤矸石
。
我国煤矸石累计堆放量达
45
亿吨，每年还以约
1.5
～
5.0
亿吨的速度递增
。
大量的堆存不仅占用大量土地，对引发地质灾害和土地退化也产生了较大的危害
。
[0003]煤矸石通常为高岭岩型矸石，由碳
、
高岭土
、
碳酸盐
、
石英等组成，因其含有一定量的高岭土，也被称为煤系高岭土，属于粘土的一种，煅烧后形成的偏高岭土具有较好的火山灰活性，同时煤矸石具有一定热值，充分利用可节约部分燃料
。
煅烧后煤矸石替代水泥熟料后仍可保证较好的后期强度发展
。
这样就可以在保证混凝土后期强度的前提下，实现大比例替代熟料
、
水泥，从而实现水泥工业的节能减排和低碳发展
。
[0004]但是由于煤矸石热值较低，成分波动大，煅烧过程中，热工制度不稳定，无法满足煤矸石煅烧的生产技术要求
。
此外煤矸石中含有铁，煅烧和冷却过程中，如不加以控制，产品会呈现红色，影响水泥制品的颜色，不被市场接受，成为制约其生产发展和技术进步的瓶颈
。
[0005]CN115485251A
公开了一种生产活化粘土时的颜色控制和热量回收方法，
CN113865346A
公开了一种成品颜色可控的高岭土煅烧冷却系统及方法
。
两者均采用悬浮预热系统
、
煅烧炉系统
、
冷却系统
。
第一冷却系统物料入口处设有燃料喷射装置，第一冷却系统内为局部还原气氛，用于将物料冷却至
200
～
350℃。
这两种方法冷却系统气固充分接触，冷却效率高
。
但存在气固比大，高温粉料和空气充分接触，物料中的低价铁容易被再次氧化，同时余热回收利用率低，入煅烧炉系统的助燃空气温度低，并不能确保产品颜色控制要求以及显著降低系统的烧成热耗
。
[0006]CN113929335B
公开了一种成品颜色可控的偏高岭土制备系统及制备方法，采用悬浮预热系统
、
煅烧炉系统
、
冷却系统
。
第一冷却系统采用冷却水或油等冷却介质的高效间接换热器，用于将物料间接冷却至
200
～
350℃。
这种方法能确保高温物料与空气隔绝，生产出满足颜色控制要求的偏高岭土
。
但间壁换热效率低，第一冷却系统将
650
～
1000℃
的物料冷却至
200
～
350℃
，所需的换热器设备非常大，而且加热的热水不能直接回收用于煅烧炉系统
。
第二冷却系统将
200
～
350℃
的物料冷却至
60
～
150℃
，冷却空气预热＜
60
～
150℃
，入煅烧炉系统的助燃空气温度低，余热回收利用率低，并不能显著降低系统的烧成热耗
。
[0007]为了使煤矸石煅烧系统更高效稳定，热值利用率更高，火山灰活性更好，产品颜色可控，运营成本低，设计一种简单
、
低碳
、
高效且安全可靠的反应系统是亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种产品颜色可控的煤系高岭土煅烧冷却系
统，本专利技术的第二目的是提供该煤系高岭土煅烧冷却系统的应用方法
。
[0009]技术方案：本专利技术所述的一种煤系高岭土煅烧冷却系统，所述煤系高岭土煅烧冷却系统包括通过管道依次连接的多级旋风预热器
、
悬浮反应器
、
间壁换热器
、
粉料混合器和旋风冷却器，所述多级旋风预热器的最下一级旋风预热器的出料口通过管道与间壁换热器顶部连接，所述间壁换热器的进风口通过管道与旋风冷却器的出风口连接
。
[0010]进一步地，所述多级旋风预热器分为三级以上
。
[0011]更进一步地，当多级旋风预热器分为三级时，第一级旋风预热器的进风口通过管道与第二级旋风预热器的出风口相连，第一级旋风预热器的出料口通过管道与第二级旋风预热器的进料口相连，第一级旋风预热器的出风口与外界连通；第二级旋风预热器出料口通过管道与悬浮反应器的进料口相连，悬浮反应器的出口通过管道与第三级旋风预热器的进口相连，第三级旋风预热器的出风口通过管道与第二级旋风预热器的进风口相连，第三级旋风预热器出料口通过管道与间壁换热器相连，间壁换热器的出风口通过管道与悬浮反应器的进风口相连
。
[0012]进一步地，所述间壁换热器的下部还设有还原性气体进风口，所述还原性气体出风口通过管道与悬浮反应器的进风口相连，所述间壁换热器的出料口通过管道与粉料混合器的进料口相连
。
[0013]进一步地，所述旋风冷却器的出料口通过三通阀分别与粉料混合器的进料口和外界相连，所述料混合器的出料口通过管道与旋风冷却器的进料口相连；所述旋风冷却器的出风口通过管道分别与间壁换热器的进风口和外界相连
。
[0014]进一步地，所述间壁换热器为气固间壁换热器
。
[0015]进一步地，所述间壁换热器通入还原性气体
。
[0016]更进一步地，所述还原性气体为天然气
、
煤气或氢气
。
[0017]进一步地，所述间壁换热器和粉料混合器的制作材料均为
310S
不锈钢材料
。
[0018]本专利技术还包括一种利用本专利技术所述煤系高岭土煅烧冷却系统煅烧煤系高岭土的方法，包括以下步骤：
[0019](1)
煤系高岭土进入多级旋风预热器，进行气固接触换热，预热至
500
～
550℃
，再经多级旋风预热器气固分离，固体煤系高岭土进入悬浮反应器；
[0020](2)
煤系高岭土在悬浮反应器中
800
～
900℃
下进行高温煅烧，煅烧后的物料通过多级旋风预热器中的最后一级旋风预热器进行气固分离
800
～
900℃
高温烟气经多级旋风预热器预热物料后作为废气排出界外，
800
～
900℃
的高温物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，所述系统包括通过管道依次连接的多级旋风预热器
(1)、
悬浮反应器
(2)、
间壁换热器
(3)、
粉料混合器
(4)
和旋风冷却器
(5)
，所述多级旋风预热器
(1)
的最下一级旋风预热器的出料口通过管道与间壁换热器
(3)
顶部连接，所述间壁换热器
(3)
的进风口通过管道与旋风冷却器
(5)
的出风口管连接
。2.
根据权利要求1所述的煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，所述多级旋风预热器
(1)
分为三级以上
。3.
根据权利要求2所述的煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，当多级旋风预热器
(1)
分为三级时，第一级旋风预热器
(C1)
的进风口通过管道与第二级旋风预热器
(C2)
的出风口相连，第一级旋风预热器
(C1)
的出料口通过管道与第二级旋风预热器
(C2)
的进料口相连，第一级旋风预热器
(C1)
的出风口与外界连通；第二级旋风预热器
(C2)
出料口通过管道与悬浮反应器
(2)
的进料口相连，悬浮反应器
(2)
的出口通过管道与第三级旋风预热器
(C3)
的进口相连，第三级旋风预热器
(C3)
的出风口通过管道与第二级旋风预热器
(C2)
的进风口相连，第三级旋风预热器
(C3)
出料口通过管道与间壁换热器
(3)
相连，间壁换热器
(3)
的出风口通过管道与悬浮反应器
(2)
的进风口相连
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，所述间壁换热器
(3)
的下部还设有还原性气体进风口，还原性气体出风口通过管道与悬浮反应器
(2)
的进风口相连，所述间壁换热器
(3)
的出料口通过管道与粉料混合器
(4)
的进料口相连，所述旋风冷却器
(5)
的出料口通过三通阀
(6)
分别与粉料混合器
(4)
的进料口和外界相连，所述料混合器
(4)
的出料口通过管道与旋风冷却器
(5)
的进料口相连；所述旋风冷却器
(5)
的出风口通过管道分别与间壁换热器
(3)
的进风口和外界相连
。5.
根据权利要求4所述的煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，所述间壁换热器
(3)
为气固间壁换热器
。6.
根据权利要求5所述的煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，所述间壁换热器
(3)
通入还原性气体
。7.
根据权利要求6所述的煤系高岭土煅烧冷却系统，其特征在于，所述还原性气体为天然气

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊，孙德群，董益名，陈翼，朱刚，潘轶，赵美江，刘仁越，
申请(专利权)人：中国中材国际工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：