用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉

327 编辑：中冶有色技术网来源：华润水泥技术研发(广西)有限公司

2023-12-28 10:49:42

权利要求书： 1.一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，在水泥窑分解炉（1）与水泥窑三次风管（2）之间设置生物质焚烧炉（3），所述生物质焚烧炉（3）上设置有物料入口和物料推动机构，所述物料推动机构设置于生物质焚烧炉（3）的两侧，对进入生物质焚烧炉（3）中替代燃料进行推动和搅动，所述替代燃料经物料入口进入生物质焚烧炉（3）中燃烧，替代燃料燃尽后灰分随水泥窑三次风管（2）中的高温气流进入水泥窑分解炉（1）。

2.如权利要求1所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述生物质焚烧炉（3）水平布置或向水泥窑分解炉（1）斜向下布置。

3.如权利要求1所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述生物质焚烧炉（3）的入口与水泥窑三次风管（2）相连接，所述水泥窑三次风管（2）高于生物质焚烧炉（3）的底面；所述生物质焚烧炉（3）的出口与水泥窑分解炉（1）相连接。

4.如权利要求1所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述物料入口包括生物质喂料口（4），所述生物质喂料口（4）设置于生物质焚烧炉（3）上，所述生物质喂料口（4）与生物质管道相连接，所述生物质管道上还设置有预热生料口（5），高温生料通过预热生料口（5）进入生物质管道对加入生物质喂料口（4）中的替代燃料进行预热。

5.如权利要求1所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述物料推动机构包括多个扒杆装置（6），所述扒杆装置（6）分别设置于生物质焚烧炉（3）的两侧。

6.如权利要求5所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述扒杆装置（6）设置与生物质焚烧炉（3）两侧的侧壁上，并且与生物质焚烧炉（3）内气流和料流方向一致，所述扒杆装置（6）的高度高于生物质焚烧炉（3）底面。

7.如权利要求5所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述生物质焚烧炉（3）的两侧还设置有压缩空气喷嘴（7），所述压缩空气喷嘴（7）与同一侧的扒杆装置（6）间隔设置，且所述压缩空气喷嘴（7）的设置方向与扒杆装置（6）设置方向一致。

8.如权利要求1所述的一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，其特征在于，所述替代燃料包括废树皮、废木糠、废木材边角料、秸秆、废塑料和废轮胎中的一种或多种。

说明书：一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉技术领域[0001] 本实用新型涉及水泥窑替代燃料处置技术领域，尤其涉及一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉。背景技术[0002] 生物质等替代燃料相对于生活垃圾，其热值及稳定性要相对较好。水泥行业专门用于处置生物质等替代燃料的窑炉较少，目前水泥行业常用的生活垃圾处置或固废处置装置主要有以下类型：[0003] 1）生物质等相对易燃、热值适中、热值相对稳定的替代燃料，处置方法及设备主要有：直接投入分解炉燃烧方案。水泥窑分解炉类似流化床窑炉，具有良好的传热和传质效果，气固接触好；分解炉底部主燃烧区可以达到1100℃以上，出口温度控制在850℃左右，可以满足替代燃料的焚烧要求。根据我国窑外分解炉特性，现有直接投入分解炉技术方案主要从烟室或分解炉等位置通过一处或多处投入。[0004] 2）轮胎、生活垃圾等难燃、热值低、热值波动大替代燃料，处置设备主要有：增设预燃炉方案。主要有热盘炉、阶梯炉、炉排炉、热解炉等。这些方案在适应高水分，复杂成分，大粒度的原生生活垃圾和工业废弃物上都均有一定优势。[0005] 本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：[0006] 直接投入分解炉燃烧方案：对替代燃料粒度、水分要求较高，如果处置量过高，替代燃料粒度过大，入炉分散不均匀，会影响到水泥窑炉的稳定生产。[0007] 增设预燃炉方案：现有的增设预燃炉方案，主要针对难燃、热值不稳定、水分高等问题设计，在处置生活垃圾、大块固废等方面存在一定优势，但均存在设备结构复杂、土建结构施工量大、难度高、费用投资大，建设周期长等问题。实用新型内容

[0008] 本实用新型的目的在于提供一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，以解决现有替代燃料处置设备结构复杂、施工周期较长，并且能耗较高的技术问题。[0009] 本实用新型的目的是采用以下技术方案实现的：一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，在水泥窑分解炉与水泥窑三次风管之间设置生物质焚烧炉，所述生物质焚烧炉上设置有物料入口和物料推动机构，所述物料推动机构设置于生物质焚烧炉的两侧，对进入生物质焚烧炉中替代燃料进行推动和搅动，所述替代燃料经物料入口进入生物质焚烧炉中燃烧，替代燃料燃尽后灰分随水泥窑三次风管中的高温气流进入水泥窑分解炉。[0010] 进一步的，所述生物质焚烧炉水平布置或向水泥窑分解炉斜向下布置。[0011] 进一步的，所述生物质焚烧炉的入口与水泥窑三次风管相连接，所述水泥窑三次风管高于生物质焚烧炉的底面；所述生物质焚烧炉的出口与水泥窑分解炉相连接。[0012] 进一步的，所述物料入口包括生物质喂料口，所述生物质喂料口设置于生物质焚烧炉上，所述生物质喂料口与生物质管道相连接，所述生物质管道上还设置有预热生料口，高温生料通过预热生料口进入生物质管道对加入生物质喂料口中的替代燃料进行预热。[0013] 进一步的，所述物料推动机构包括多个扒杆装置，所述扒杆装置分别设置于生物质焚烧炉的两侧。[0014] 进一步的，所述扒杆装置设置与生物质焚烧炉两侧的侧壁上，并且与生物质焚烧炉内气流和料流方向一致，所述扒杆装置的高度高于生物质焚烧炉底面。[0015] 进一步的，所述生物质焚烧炉的两侧还设置有压缩空气喷嘴，所述压缩空气喷嘴与同一侧的扒杆装置间隔设置，且所述压缩空气喷嘴的设置方向与扒杆装置设置方向一致。[0016] 进一步的，所述替代燃料包括废树皮、废木糠、废木材边角料、秸秆、废塑料和废轮胎中的一种或多种。[0017] 本实用新型的有益效果在于：本实用新型主要针对相对易燃、热值适中、热值相对稳定的生物质、部分工业固废替代燃料，如废树皮、废木糠、废木材边角料、秸秆）、废塑料颗粒/粉、废轮胎颗粒/粉等，相对于现有的增设预燃炉方案具有结构简单、施工简单、投入费用低、施工周期短等特点；本实用新型相对于现有的增设预燃炉方案对比，对接方式改动相对较小，对原有水泥窑分解炉的流场影响较小，有利于生产的稳定控制；本实用新型通过在三次风管入炉段进行简单的改造，增加焚烧炉及相应配套装置，相比于直接投入分解炉燃烧方案，具有更大的处置量，对生物质等替代燃料在粒度、水分方面具有更好的适应性；本实用新型装置自身耗能相较于热盘炉、阶梯炉、炉排炉等技术具有更低能耗水平，仅使用数组扒杆装置或压缩空气驱动。附图说明[0018] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。[0019] 图1为本实用新型安装结构示意图；[0020] 图2为本实用新型结构示意图；[0021] 图3为本实用新型俯视图；[0022] 图中，1?水泥窑分解炉，2?水泥窑三次风管，3?生物质焚烧炉，4?生物质喂料口，5?预热生料口，6?扒杆装置，7?压缩空气喷嘴。具体实施方式[0023] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0024] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0025] 下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0026] 实施例1：[0027] 参阅图1至图3，一种用于水泥窑处置替代燃料的焚烧炉，在水泥窑分解炉1与水泥窑三次风管2之间设置生物质焚烧炉3，所述生物质焚烧炉3上设置有物料入口和物料推动机构，所述物料推动机构设置于生物质焚烧炉3的两侧，对进入生物质焚烧炉3中替代燃料进行推动和搅动，所述替代燃料经物料入口进入生物质焚烧炉3中燃烧，替代燃料燃尽后灰分随水泥窑三次风管2中的高温气流进入水泥窑分解炉1。进一步的，本实用新型可以对水泥窑三次风管入炉段一段管道进行适当加大，形成一个容积相对较大的焚烧炉腔体，替代燃料从焚烧炉尾端加入，粒度较小、水分低的替代燃料短时间能够快速干燥、着火，随水泥窑三次风管2内的三次风直接进入水泥窑分解炉1内；而粒度较大、水分偏高的替代燃料经高温三次风干燥、着火后进一步掉落到生物质焚烧炉3的底面继续燃烧，燃烧后形成的灰分随高温气流进入水泥窑分解炉1内。[0028] 在本实施例当中，所述生物质焚烧炉3水平布置或向水泥窑分解炉1斜向下布置。进一步的，所述生物质焚烧炉3的入口与水泥窑三次风管2相连接，所述水泥窑三次风管2高于生物质焚烧炉3的底面；所述生物质焚烧炉3的出口与原水泥窑三次风管2入炉接口相连接，所述接口大小可以根据设计燃料替代处置量进行设计。

[0029] 在本实施例当中，所述物料入口包括生物质喂料口4，所述生物质喂料口4设置于生物质焚烧炉3上，所述生物质喂料口4与生物质管道相连接，所述生物质管道上还设置有预热生料口5，高温生料通过预热生料口5进入生物质管道对加入生物质喂料口4中的替代燃料进行预热。进一步的，生物质管道上设置有经过预热的预热生料口5，通过预热生料口5通过少量连续喂料，高温生料在料管上提前对替代燃料进行预热，有利于替代燃料的着火燃烧，当焚烧炉膛温度过高可加大喂料量控制焚烧炉膛温度，以及当水泥窑炉系统突然停机时作为应急生料灭火，避免高温结焦。[0030] 在本实施例当中，所述物料推动机构包括多个扒杆装置6，所述扒杆装置6分别设置于生物质焚烧炉3的两侧。进一步的，所述扒杆装置6设置与生物质焚烧炉3两侧的侧壁上，并且与生物质焚烧炉3内气流和料流方向一致，所述扒杆装置6的高度高于生物质焚烧炉3底面。扒杆装置6采用耐热钢制作，可使用机械、液压或压缩气等方式驱动，能够进行伸缩及旋转，用于推动、搅动替代燃料。所述扒杆装置6用于推动、搅动替代燃料以提高焚烧对替代燃料水分、粒度的适应性。未完全燃烧的替代燃料经扒杆的搅动与高温空气进一步接触、燃烧，替代燃料燃尽后灰分跟随高温气流进入分解炉内，不会产生沉积而影响三次风管的通风。[0031] 在本实施例当中，所述生物质焚烧炉3的两侧还设置有压缩空气喷嘴7，所述压缩空气喷嘴7与同一侧的扒杆装置6间隔设置，且所述压缩空气喷嘴7的设置方向与扒杆装置6设置方向一致。[0032] 在本实施例当中，所述替代燃料包括废树皮、废木糠、废木材边角料、秸秆、废塑料和废轮胎中的一种或多种。[0033] 本实用新型属于水泥窑替代燃料处置领域，将废纺及秸秆等替代燃料替代水泥生产燃料，实现资源化、无害化处理，有助于改善当地的自然环境，具有很好的社会效益、环境效益和经济效益。利用水泥窑三次风管入炉段通过简易改造而成的生物质焚烧炉3，在本焚烧炉内将替代燃料快速着火燃烧，产生的灰渣进入水泥窑分解炉1，经回转窑高温煅烧后固化到水泥熟料中，产生的尾气则利用水泥熟料生产系统处理，从而实现清洁排放。[0034] 本实用新型可用于水泥行业的替代燃料资源丰富，种类较多，主要有来自纺织服装行业的废布、木材加工业的边角废料、农业秸秆类废弃物、轮胎翻新行业的无钢丝废旧轮胎。据介绍我国年产秸秆量超过10亿吨，但作为生物质能的主要原材料之一，其能源化利用率仅为3%左右，而我国废旧纺织品每年产生约2000万吨，回收利用率则更低。通过本实用新型，在水泥烧成系统增加替代燃料处置设备，满足水泥熟料的规模化生产，节约资源，降低生产成本，实现废纺、秸秆等资源化、减量化、无害化处置，达到节能减排的目的。本实用新型主要是针对水泥行业在替代燃料（废树皮、废木糠、废木材边角料、秸秆、废塑料颗粒/粉、废轮胎颗粒/粉等）处置而设计的一种焚烧炉，具有结构简单、易于改造、投入费用低、施工周期短等特点，能够形成规模化应用、快速应用，不仅适应水泥窑炉规模化、在线化生产的需要，最大处置量可达300t/d，还可以缓解水泥工业对煤炭的依赖性，减少水泥CO2排放。同时可将废树皮、秸秆等生物质“废物”燃料化，可带动区域内的生物质“废物”资源化产业发展。[0035] 需要说明的是，对于前述的实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请所必须的。[0036] 上述实施例中，描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。