【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水泥生产，特别涉及一种等离子炬加热的水泥生产装置及水泥生产方法。
技术介绍
1、水泥的生产方式中，需要对水泥原料进行搅拌混合，再对原料进行烧制获得水泥熟料。由于烧制过程需要耗费大量热能，而且也会产生较多的二氧化碳，对水泥生产过程的优化也主要集中在烧制这一工艺中。
2、目前，水泥的烧制主要包括燃煤加热和电能加热两种加热方式。燃煤加热方式是传统的水泥加热方式，其通过煤炭的氧化反应释放热量。该方式热效率较低，一般在40％-70％区间，同时燃煤过程中产生的二氧化碳约占水泥窑总排放量的35％。燃煤过程中，空气中的氮气会参与反应生成氮氧化物，燃煤中的硫氧化生成二氧化硫，造成在收集二氧化碳时往往需要进行膜分离，增加了废气治理难度。
3、另一方面，电能加热虽然可以减少污染物的排放，但均需要对烧制窑体进行大范围改造。例如，微波加热和红外加热作为非接触式的高效加热方式，需要对传统窑体进行大范围改造，以确保发射窗口的透光性能和其他部位的电磁波反射效果。电阻加热需要在筒壁上均匀布置高温合金电阻丝以保证熟料加热的均匀性。电磁感应加热则受限于水泥生料本身不导电的特性，无法有效耦合，仍需依赖于筒体的传热，导致较大的接触热阻损失。因此，无论是燃煤加热还是电能加热都具有其缺点。
技术实现思路
1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种等离子炬加热的水泥生产装置及水泥生产方法，能够减少污染物的排放，而且相较于传统电能加热方式降低对窑体的结构要求，与现有水泥窑工
2、根据本申请第一方面实施例，提供一种等离子炬加热的水泥生产装置，包括1.旋风预热器组件、分解炉、回转窑、第一等离子炬组件、第二等离子炬组件、冷凝器、第一分风装置和二氧化碳储存器；其中：
3、所述旋风预热器组件包括多个首尾相接的旋风预热器，第一级的所述旋风预热器开设有生料入料口，第一级的所述旋风预热器连接至所述冷凝器，倒数第一级的所述旋风预热器连接至所述分解炉；
4、所述第一等离子炬组件包括相互连接的第一混气室和第一等离子炬发生器，所述第一混气室连接至所述分解炉；
5、所述回转窑的尾部设置有窑尾烟室，所述窑尾烟室与所述分解炉连接；
6、所述第二等离子炬组件包括相互连接的第二混气室和第二等离子炬发生器，所述第二混气室连接至所述回转窑的头部；
7、所述冷凝器开设有气体出口和液体出口，所述气体出口连接至所述二氧化碳储存器，所述液体出口连接至所述第一分风装置；
8、所述第一分风装置开设有两个出口，其中一个出口连接至所述第一混气室，另一个出口连接至所述第二混气室，所述第一分风装置能够调节输出至所述第一混气室和所述第二混气室的流体比例；
9、其中，生料经所述生料入料口进入所述旋风预热器组件，经过多个所述旋风预热器的预热以及所述分解炉的分解后进入所述回转窑发生反应，最后从所述回转窑的头部产出熟料；生料烧制产生的二氧化碳气体进入所述冷凝器，其中的水蒸气冷凝成液体并经由所述第一分风装置重新回到所述第一混气室和所述第二混气室进行加热，二氧化碳气体进入所述二氧化碳储存器以完成气体收集。
10、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第一风机，所述第一风机设置在所述冷凝器和所述第一分风装置之间，用于提升流体的流速和压强。
11、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括除尘过滤器，所述除尘过滤器设置在所述冷凝器和所述二氧化碳储存器之间，用于过滤杂质并提升二氧化碳气体的纯度。
12、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第二分风装置，所述第二分风装置设置在所述除尘过滤器和所述二氧化碳储存器之间，所述第二分风装置开设有两个出口，其中一个出口连接至所述二氧化碳储存器，另一个出口连接至所述第一等离子炬发生器和第二等离子炬发生器。
13、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第三分风装置，所述第三分风装置与所述第二分风装置连接，所述第三分风装置开设有两个出口，其中一个出口连接至所述第一等离子炬发生器，另一个出口连接至所述第二等离子炬发生器，所述第三分风装置能够调节输出至所述第一等离子炬发生器和所述第二等离子炬发生器的二氧化碳气体比例。
14、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第二风机，所述第二风机设置在所述第二分风装置和所述第三分风装置之间，用于提升二氧化碳气体的流速和压强。
15、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括冷却机，所述冷却机安装于所述回转窑的头部，用于冷却排出的熟料。
16、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述分解炉内部沿其长度方向等距设置有多个缩口，各个所述缩口均开设有进料口。
17、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述旋风预热器组件中包括有五个所述旋风预热器。
18、根据本申请第二方面实施例，提供一种基于上述等离子炬加热的水泥生产装置的水泥生产方法，包括：
19、启动所述旋风预热器组件、所述第一等离子炬发生器、所述第二等离子炬发生器和所述冷凝器，所述第一等离子炬发生器对所述分解炉进行加热，所述第二等离子炬发生器对所述回转窑进行加热；
20、将生料从生料入料口倒入所述旋风预热器组件；
21、生料经过所述旋风预热器组件的预热后进入所述分解炉；
22、生料经过所述分解炉分解后进入所述回转窑；
23、生料在所述回转窑中加热反应并生成熟料，熟料从所述回转窑的头部排出；
24、所述回转窑、所述分解炉以及所述旋风预热器组件中产生的高热气体进入所述冷凝器；
25、水蒸气在所述冷凝器中冷凝，二氧化碳气体从气体出口排出至所述二氧化碳储存器，冷凝液体从液体出口排出至所述第一分风装置；
26、所述第一分风装置将冷凝液体输出至所述第一混气室和所述第二混气室，冷凝液体重新被蒸发并进入反应循环。
27、本申请实施例的有益效果至少包括：本申请通过等离子炬发生器对回转窑和分解炉进行加热，其能够替代传统燃煤加热装置产生恒定热量，同时又无需对现有窑体进行大规模改造，能够更好地适配现有窑体；而且，二氧化碳的溢出方向单一，能够通过二氧化碳储存器对二氧化碳气体进行收集，减少对外部环境的影响。
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1.一种等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于，包括旋风预热器组件、分解炉、回转窑、第一等离子炬组件、第二等离子炬组件、冷凝器、第一分风装置和二氧化碳储存器；
2.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第一风机，所述第一风机设置在所述冷凝器和所述第一分风装置之间，用于提升流体的流速和压强。
3.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括除尘过滤器，所述除尘过滤器设置在所述冷凝器和所述二氧化碳储存器之间，用于过滤杂质并提升二氧化碳气体的纯度。
4.根据权利要求3所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第二分风装置，所述第二分风装置设置在所述除尘过滤器和所述二氧化碳储存器之间，所述第二分风装置开设有两个出口，其中一个出口连接至所述二氧化碳储存器，另一个出口连接至所述第一等离子炬发生器和第二等离子炬发生器。
5.根据权利要求4所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热
6.根据权利要求5所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第二风机，所述第二风机设置在所述第二分风装置和所述第三分风装置之间，用于提升二氧化碳气体的流速和压强。
7.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括冷却机，所述冷却机安装于所述回转窑的头部，用于冷却排出的熟料。
8.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述分解炉内部沿其长度方向等距设置有多个缩口，各个所述缩口均开设有进料口。
9.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述旋风预热器组件中包括有五个所述旋风预热器。
10.一种基于权利要求1至9中任一所述等离子炬加热的水泥生产装置的水泥生产方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于，包括旋风预热器组件、分解炉、回转窑、第一等离子炬组件、第二等离子炬组件、冷凝器、第一分风装置和二氧化碳储存器；
2.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第一风机，所述第一风机设置在所述冷凝器和所述第一分风装置之间，用于提升流体的流速和压强。
3.根据权利要求1所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括除尘过滤器，所述除尘过滤器设置在所述冷凝器和所述二氧化碳储存器之间，用于过滤杂质并提升二氧化碳气体的纯度。
4.根据权利要求3所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第二分风装置，所述第二分风装置设置在所述除尘过滤器和所述二氧化碳储存器之间，所述第二分风装置开设有两个出口，其中一个出口连接至所述二氧化碳储存器，另一个出口连接至所述第一等离子炬发生器和第二等离子炬发生器。
5.根据权利要求4所述的等离子炬加热的水泥生产装置，其特征在于：所述等离子炬加热的水泥生产装置还包括第三分风装置，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张同生，袁健铭，韦江雄，余其俊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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