【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥熟料煅烧生产系统领域，具体是一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统及水泥熟料煅烧生产方法。
技术介绍
1、水泥是国民经济建设的重要大宗材料之一，可广泛应用于工业、农业、水利、交通、建筑、军事等行业。目前尚无其它材料可替代水泥在生产建设中的作用。水泥的生产过程，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序，整个生产过程可概括为“两磨一烧”，水泥生料煅烧成熟料是整个生产过程中重要环节。
2、现有成熟的水泥熟料煅烧方法主要是预热、分解炉加回转窑煅烧的系统方法，而预热、分解炉加沸腾循环的系统方法，由于其有着众多的优越性，是现今社会追求，并有待研发创新的理想煅烧系统方法。
3、传统的新型干法水泥生产技术的煅烧过程采用的是以预热器、分解炉加回转窑技术为核心的水泥熟料煅烧方法。主要煅烧过程由旋风预热器对粉状生料进行预热，已预热的生料进入分解炉进行预分解和预烧成矿反应，最后进入回转窑完成水泥熟料的最终煅烧过程。预热器、分解炉加回转窑煅烧方法已经历50多年发展历程，仍存有以下难以克服的技术问题：煅烧阶段的传热、传质、矿物反应速率低、煅烧温度高、能耗高、污染物产生量大、熟料质量不均匀、占地面积大、单位产量设备投资高，难以适应越来越高的能耗和排放标准的要求。
4、近年来，有部分企业采用小型流化床煅烧窑煅烧装置，进行了试验性质的煅烧生产。在中国已公开的专利号为cn1048233c(该专利已失效)的文献中，揭示了一种包含粒化炉和烧结窑的熟料煅烧装置，该装置对生料颗粒具有分选和煅烧功能。该装置与传统的回转窑煅
5、综上所述，现有新型干法水泥生产技术的煅烧方法传热、传质、反应效率低，熟料煅烧转化不完全，产品质量不均匀，，生产设备占地面积大，能源利用率低； 按专利cn1048233c设计建设的小型水泥熟料生产实验示范线，由于生产规模小，优势难以发挥，取得实验运行数据后，系统停运现已拆除。
6、想要使已有的流化床水泥熟料煅烧装置大型化，主要面临以下四个方面的问题：
7、（1）耐高温、高承载、大跨度结构材料的轻量化研制生产要求问题；
8、（2）流化床层结构热应力分布稳定性、可靠性与安全性问题；
9、（3）窑内各物理化学场均匀性和抗局部过热粘料结皮的功能材料问题；
10、（4）超大、超重流化床层结构支撑的安全可靠性问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统及水泥熟料煅烧生产方法，以解决现有水泥熟料生产方式中存在的，传热、传质效率低、单位产品能耗大、产品质量不均匀、大气污染物产生量高、高温烟气和高温熟料的余热回收不充分、生产成本高的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，包括预热装置、分解炉、内循环沸腾煅烧窑、颗粒控制器、冷却装置以及中间的锁风与高温输送装置；所述预热装置对水泥生料进行预热后送入分解炉，所述分解炉配置有燃烧器，由分解炉对预热后的水泥生料进行煅烧，以实现水泥生料的预分解反应及部分中间态矿物的预成矿反应，分解炉内的物料随燃烧的热气流再进入预热装置进行气固分离后进入所述内循环沸腾煅烧窑；
4、所述内循环沸腾煅烧窑的底部通入已换热的预热空气，内循环沸腾煅烧窑内部设有布风板作为床层，布风板中具有众多气孔，布风板上方的内循环沸腾煅烧窑内配置有燃烧器，布风板上方的内循环沸腾煅烧窑设有进料口，最后一级旋风预热器流出的物料经多级锁风控制装置，压送进入内循环沸腾煅烧窑内部进行煅烧，以实现水泥熟料成矿反应及熟料颗粒的结粒，煅烧时预热空气经布风板的各个气孔后以高速喷入布风板上方的内循环沸腾煅烧窑内部，使内循环沸腾煅烧窑内的灼烧基物料处于反复腾涌流化与回落循环状态，在反复腾涌流化和回落循环过程中灼烧物料以进行水泥熟料成矿反应并使熟料颗粒逐渐长大结粒，靠近内循环沸腾煅烧窑外壁贴近布风板外端四周设有多个卸料口，与颗粒控制器出口管道对接，以便将煅烧后的合格颗粒熟料定时从内循环沸腾煅烧窑内定时放出；
5、所述颗粒控制器与内循环沸腾煅烧窑的卸料管道连接，由颗粒控制器向卸料管道通入气流，以对不同粒径的水泥熟料颗粒物进行分选，使粒径不满足要求的水泥熟料颗粒在气流作用下返回内循环沸腾煅烧窑继续煅烧，粒径满足要求的水泥熟料颗粒落入颗粒控制器内，通过多道锁风与输送装置，送入颗粒熟料冷却装置内；
6、所述锁风装置，安装在颗粒控制器出口，用以定时开起向下游卸出颗粒熟料，所述输送装置，处于颗粒控制器与冷却装置之间，用于颗粒熟料短暂缓存和输送，输送器末端设有锁风卸料阀，防止冷却装置中的气体逆颗粒熟料卸料流动方向进入颗粒控制器内，干扰颗粒控制器的分选工作；
7、所述冷却装置与颗粒控制器连接，用于承接颗粒控制器排出的水泥熟料颗粒并对水泥熟料颗粒进行冷却。
8、进一步的，所述预热装置由多列、多级旋风预热器构成，水泥生料分别进入每一列的第一级旋风预热器并依次经第一级旋风预热器至倒数第二级旋风预热器预热后进入所述分解炉，分解炉得到的物料再进入最后一级旋风预热器进行气固分离后，由最后一级旋风预热器进入所述内循环沸腾煅烧窑。
9、进一步的，所述预热装置中，倒数第二级预热器下料管与分解炉底部进料管连接，使得预热好的热生料温度达到650℃-800℃，然后进入分解炉内，与喷入炉内的煤粉、来自内循环沸腾煅烧窑内的含氧烟道气一起进行燃烧、气固换热、灼烧基热生料的矿物重组反应，并使其温度达到860℃-920℃，随烟道气进入最后一级旋风预热器中，完成气固分离过程，热气体进入上一级即倒数第二级旋风预热器内，为以上各级预热器提供热源，完成逐级换热和反应过程；灼烧基热物料，经多级锁风料管压送进入内循环沸腾煅烧窑内，在来自布风板底部的高温高压喷射气体的作用下，与喷入的煤粉、成沸腾燃烧状态，完成气固相间的换热和颗粒熟料烧结反应过程，熟料颗粒符合要求的，将通过与内循环沸腾煅烧窑相连接的颗粒控制器定时排出内循环沸腾煅烧窑，燃烧后的富含一定氧含量的烟道气体与少量的粉料，通过内循环沸腾窑顶部管道，进入顶部的分解炉内；内循环沸腾煅烧窑布风板底部的热空气来自于颗粒熟料冷却装置。
10、进一步的，所述预热装置中，除了第一级旋风预热器产生的烟气排出烧成系统，进入余热发电或粉磨系统，进行余热利用后再进入除尘系统，其余每级旋风预热器产生的烟气通入相邻上一级旋风预热器中，所述分解炉产生的烟气通入至最后一级旋风预热器中。
11、进一步的，所述内循环沸腾煅烧窑上部通过若干烟气管道与所述分解炉底部连通，使内循环沸腾煅烧窑产生的烟气进入所述分解炉。
12、进一步的，所述内循环沸腾煅烧窑、分解炉之间的烟气管道包括直连内循环沸腾煅烧窑顶部和分解炉底部的主管道，以及若干环绕本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，包括预热装置、分解炉、内循环沸腾煅烧窑、颗粒控制器、冷却装置以及中间的锁风与高温输送装置；所述预热装置对水泥生料进行预热后送入分解炉，所述分解炉配置有燃烧器，由分解炉对预热后的水泥生料进行煅烧，以实现水泥生料的预分解反应及部分中间态矿物的预成矿反应，分解炉内的物料随燃烧的热气流再进入预热装置进行气固分离后进入所述内循环沸腾煅烧窑；
2.根据权利要求1所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述预热装置由多列、多级旋风预热器构成，水泥生料分别进入每一列的第一级旋风预热器并依次经第一级旋风预热器至倒数第二级旋风预热器预热后进入所述分解炉，分解炉得到的物料再进入最后一级旋风预热器进行气固分离后，由最后一级旋风预热器进入所述内循环沸腾煅烧窑。
3.根据权利要求2所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述预热装置中，倒数第二级预热器下料管与分解炉底部进料管连接，使得预热好的热生料温度达到650℃-800℃，然后进入分解炉内，与喷入炉内的煤粉、来自内循环沸腾煅烧窑内的含氧烟道气一起进行燃烧、气固换热
4.根据权利要求2所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述预热装置中，除了第一级旋风预热器产生的烟气排出烧成系统，进入余热发电或粉磨系统，进行余热利用后再进入除尘系统，其余每级旋风预热器产生的烟气通入相邻上一级旋风预热器中，所述分解炉产生的烟气通入至最后一级旋风预热器中。
5.根据权利要求1所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述内循环沸腾煅烧窑上部通过若干烟气管道与所述分解炉底部连通，使内循环沸腾煅烧窑产生的烟气进入所述分解炉。
6.根据权利要求5所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述内循环沸腾煅烧窑、分解炉之间的烟气管道包括直连内循环沸腾煅烧窑顶部和分解炉底部的主管道，以及若干环绕所述主管道周围的侧流通支管，每个侧流通支管用于连通内循环沸腾煅烧窑顶部侧部和分解炉底部侧部。
7.根据权利要求1所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述颗粒控制器为气固逆流颗粒分选器。
8.根据权利要求1所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述冷却装置为骤冷风冷装置。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述内循环沸腾煅烧窑的煅烧温度为1250℃-1400℃。
10.一种基于上述权利要求1-9中任意一项所述内循环沸腾煅烧水泥熟料系统的水泥熟料煅烧生产方法，其特征在于，过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，包括预热装置、分解炉、内循环沸腾煅烧窑、颗粒控制器、冷却装置以及中间的锁风与高温输送装置；所述预热装置对水泥生料进行预热后送入分解炉，所述分解炉配置有燃烧器，由分解炉对预热后的水泥生料进行煅烧，以实现水泥生料的预分解反应及部分中间态矿物的预成矿反应，分解炉内的物料随燃烧的热气流再进入预热装置进行气固分离后进入所述内循环沸腾煅烧窑；
2.根据权利要求1所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述预热装置由多列、多级旋风预热器构成，水泥生料分别进入每一列的第一级旋风预热器并依次经第一级旋风预热器至倒数第二级旋风预热器预热后进入所述分解炉，分解炉得到的物料再进入最后一级旋风预热器进行气固分离后，由最后一级旋风预热器进入所述内循环沸腾煅烧窑。
3.根据权利要求2所述的一种内循环沸腾煅烧水泥熟料系统，其特征在于，所述预热装置中，倒数第二级预热器下料管与分解炉底部进料管连接，使得预热好的热生料温度达到650℃-800℃，然后进入分解炉内，与喷入炉内的煤粉、来自内循环沸腾煅烧窑内的含氧烟道气一起进行燃烧、气固换热、灼烧基热生料的矿物重组反应，并使其温度达到860℃-920℃，随烟道气进入最后一级旋风预热器中，完成气固分离过程，热气体进入上一级即倒数第二级旋风预热器内，为以上各级预热器提供热源，完成逐级换热和反应过程；灼烧基热物料，经多级锁风料管压送进入内循环沸腾煅烧窑内，在来自布风板底部的高温高压喷射气体的作用下，与喷入的煤粉、成沸腾燃烧状态，完成气固相间的换热和颗粒熟料烧结反应过程，熟料颗粒符合要求的，将通过与内循环沸腾煅烧窑相连接的颗粒控制器定时排出内...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡玉良，洪旗，刘琪璇，唐亮，张坤，刘明涛，王凌睿，何维帅，
申请(专利权)人：江苏凯希盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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