本发明属于化工建材生产设备技术领域，涉及一种生产石灰的悬浮窑。
背景技术：
煅烧石灰的主要窑型包括竖窑和回转窑，一般采用块状原料，虽然回转窑可煅烧10-30mm的石灰石，但对于更小粒度的石灰石原料也不适用。
悬浮预热和预分解技术是20世纪70年代发展起来的新型干法水泥生产新工艺、新技术的核心，是近代水泥工业发展中的重大技术革新。煅烧石灰的悬浮窑也是将水泥的悬浮预热和预分解技术移植到石灰生产来的，其显著特点是可以利用加工原料石灰石时生成的碎料，可以煅烧小于2mm的细粒石灰石。
悬浮窑由若干个旋流器用管道连接而成，各旋流器及其管道分别起预热、煅烧和冷却的功能。它不同于其他窑炉的是其他窑炉物料多数呈堆积状态，煅烧物料的传热过程是在堆积状态与气态热介质进行换热的；而悬浮窑内的物料呈悬浮状态，煅烧物料是在悬浮状态与气态热介质进行换热的，细小的石灰石颗粒在气体中被悬浮预热、煅烧和冷却，气固相之间有巨大的传热传质面积，因此传热效率极快，快速缩小气、固相之间的温差，燃烧温度被分解平衡温度所抑制，有利于提高石灰质量。
通过高炉炼铁之后，铁水预处理作为深一层次的去除铁水中s、p等杂质，减轻炼钢造渣和炉外精炼的负担，缩短炼钢时间，更大地发挥炼钢产能，起到了至关重要的作用。
技术实现要素：
本申请的目的是提供一种生产石灰的悬浮窑，使用小粒度的石灰石作为原料生产活性石灰，提高了原料利用率，提高了成品石灰质量，有利于节约资源和环境保护，增加企业经济效益。
本申请提供了一种生产石灰的悬浮窑，包括旋流预热器组件、旋流冷却器组件和煅烧器。旋流预热器组件上设有进料口及下料管。旋流预热器组件的一个下料管与煅烧器的下端连接。煅烧器上设有烧嘴。煅烧器的顶端设有烟气出口，煅烧器的下端设有物料出口。煅烧器的烟气出口与旋流预热器组件连接，煅烧器的物料出口与旋流冷却器组件连接。旋流预热器组件的另一个下料管也与旋流冷却器组件连接。旋流冷却器组件上设有冷空气入口和物料出口。在旋流冷却器组件内冷却物料后的较高温度的空气，作为助燃风返回煅烧器。
具体的，悬浮窑还包括燃烧室。燃烧室设有燃料进口、助燃风进口和烟气出口。燃烧室的烟气出口与煅烧器的下端连接。
具体的，悬浮窑还包括除尘器、废气风机和烟囱。旋流预热器组件通过位于其顶部的烟气出口与除尘器连接。除尘器的出口通过管路并经废气风机，与烟囱连接。
具体的，旋流预热器组件包括至少一级旋流预热器。旋流冷却器组件包括至少一级旋流冷却器。
具体的，旋流预热器组件包括循环连接的p1旋流预热器、p2旋流预热器、p3旋流预热器和p4旋流预热器。旋流冷却器组件包括c1旋流冷却器和c2旋流冷却器。
具体的，p3旋流预热器顶部的进出口通过上升管与p4旋流预热器连接。在连接p3旋流预热器与p4旋流预热器的上升管上设有旋流预热器组件的进料口。p4旋流预热器顶部的进出口即旋流预热器组件的烟气出口。p4旋流预热器底部的进出口通过下料管与p2旋流预热器连接，p2旋流预热器顶部的进出口通过上升管与p3旋流预热器连接，p2旋流预热器底部的进出口通过下料管与煅烧器的下端连接。煅烧器的物料出口与c2旋流冷却器连接。p1旋流预热器顶部的进出口通过上升管与p2旋流预热器连接。p1旋流预热器底部的进出口与c1旋流冷却器连接。c2旋流冷却器的物料出口通过上升管与c1旋流冷却器连接。c1旋流冷却器底部的物料出口即旋流预热器组件的物料出口。
具体的，烧嘴和/或燃烧室使用的燃料为固体燃料、液体燃料或气体然料，或上述燃料的组合。
具体的，活性石灰为利用上述悬浮窑生产的活性石灰，将活性石灰直接注入铁包中对铁水进行预处理。
本发明提供的生产石灰的悬浮窑，能够煅烧小粒度的石灰石，提高了原料利用率，提高了成品石灰活性度，有利于节约资源和环境保护。与现有技术相比，本发明具有的优点是：①原料利用率高，可煅烧小于2mm的细粒石灰石，使石灰石矿山利用率提高，可利用竖窑和回转窑所不能使用的原料。②出窑即是成品，不需要再破碎筛分。③占地面积小，该装置是在高度方向上依次布置，空间高度高，而占地面积小。
附图说明
图1为本发明生产石灰的悬浮窑的结构示意图；
其中：1—燃烧室、2—助燃风机、3—烧嘴、4—煅烧器、5—冷却风机、7—c1旋流冷却器、8—c2旋流冷却器、9—锁气阀、10—p1旋流预热器、11—p2旋流预热器、12—p3旋流预热器、13—p4旋流预热器、14—进料口、15—除尘器、16—废气风机、17—烟囱、18—铁包、19—上升管、20—下料管。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种生产石灰的悬浮窑，如图1所示，该悬浮窑包括旋流预热器组件、旋流冷却器组件和煅烧器4。旋流预热器组件上设有进料口14及下料管20。旋流预热器组件的一个下料管20与煅烧器4的下端连接。煅烧器4上设有烧嘴3。煅烧器4的顶端设有烟气出口，煅烧器4的下端设有物料出口。
煅烧器4的烟气出口与旋流预热器组件连接，煅烧器4的物料出口与旋流冷却器组件连接。旋流预热器组件的另一个下料管20也与旋流冷却器组件连接。
旋流冷却器组件上设有冷空气入口和物料出口。在旋流冷却器组件内冷却物料后的较高温度的空气，作为助燃风返回煅烧器4。
悬浮窑还包括燃烧室1。燃烧室1设有燃料进口、助燃风进口和烟气出口。燃烧室1的烟气出口与煅烧器4的下端连接。
悬浮窑还包括除尘器15、废气风机16和烟囱17。旋流预热器组件通过位于其顶部的烟气出口与除尘器15连接。除尘器15的出口通过管路并经废气风机16，与烟囱17连接。
旋流预热器组件包括至少一级旋流预热器。旋流冷却器组件包括至少一级旋流冷却器。在一具体实施方式中，旋流预热器组件包括循环连接的p1旋流预热器10、p2旋流预热器11、p3旋流预热器12和p4旋流预热器13；旋流冷却器组件包括c1旋流冷却器7和c2旋流冷却器8。
在实际应用中，p3旋流预热器12顶部的进出口通过上升管19与p4旋流预热器13连接。在连接p3旋流预热器12与p4旋流预热器13的上升管19上设有旋流预热器组件的进料口14。p4旋流预热器13顶部的进出口即旋流预热器组件的烟气出口。
p4旋流预热器13底部的进出口通过下料管20与p2旋流预热器11连接，p2旋流预热器11顶部的进出口通过上升管与p3旋流预热器12连接，p2旋流预热器11底部的进出口通过下料管与煅烧器4的下端连接。煅烧器4的物料出口与c2旋流冷却器8连接。
p1旋流预热器10顶部的进出口通过上升管与p2旋流预热器11连接。p1旋流预热器10底部的进出口与c1旋流冷却器7连接。
c2旋流冷却器8的物料出口通过上升管与c1旋流冷却器7连接。c1旋流冷却器7底部的物料出口即旋流预热器组件的物料出口。
烧嘴3和/或燃烧室1使用的燃料为固体燃料、液体燃料或气体然料，或上述燃料的组合。
在使用图1所示的悬浮窑生产出的活性石灰时，可以将悬浮窑出产的高温的活性石灰不经冷却而直接注入铁包18中对铁水进行预处理，从而避免冷却后的石灰对铁水温度产生较大影响，造成铁水温度骤降。
本发明提供的生产石灰的悬浮窑的运行过程为：小粒度的石灰石物料经进料口14进入p3旋流预热器12的上升管19内，物料处于悬浮状态，随气流进入p4旋流预热器13，与此同时进行热交换。在p4旋流预热器13中，悬浮状态的石灰石被预热，降温后的烟气由上升管19抽出，经除尘器15净化后经废气风机16通过烟囱17排入大气。p4旋流预热器13中被预热处理后的悬浮料从气体中沉降下来，经下料管20进入p2旋流预热器11的气体上升管内。经p2旋流预热器11再次预热后，少部分悬浮料随气流再进入p3旋流预热器12；大部分悬浮料会沉淀并落入煅烧器4中。悬浮料在煅烧器4中经煅烧后，大部分悬浮料会落入c2旋流冷却器8，大部分悬浮料会随烟气经煅烧器4顶部的烟气出口进入p1旋流预热器10。
以此方法物料在p1旋流预热器10、p2旋流预热器11和p3旋流预热器12中进行预热。由p2旋流预热器11分离出来的已经预热到较高温度的物料经下料管及锁气阀9进入煅烧器4下端，物料与燃烧烟气充分混合，在煅烧器4停留时间约1.5s，被迅速加热到950℃左右，经燃烧烟气迅速加热和均匀煅烧后，悬浮物料随一定流速的烟气流上升，在此过程中完成了煅烧过程。悬浮物料随有一定流速的燃烧烟气上升，进入p1旋流预热器10进行分离。烟气上升并经p2旋流预热器、p3旋流预热器和p4旋流预热器共三级旋流预热器多次预热物料。在c1旋流冷却器7气体管道入口吸入冷却空气，通过c1旋流冷却器7和c2旋流冷却器8连续热交换，冷却空气被预热到较高温度送到煅烧器4作为燃烧二次空气。高温的物料经下料管和卸灰阀卸出，进入铁包进行铁水预处理。
在煅烧器4中，除了使用燃料煅烧悬浮物料外，还可以引入高温的二氧化碳（例如2300℃的二氧化碳）作为热载体并代替燃料，实现对悬浮物料的煅烧。
助燃风机2鼓出的助燃风与部分燃料在燃烧室1内燃烧产生的高温烟气进入煅烧器4的下端，煅烧来自p2旋流预热器11下料管的物料，与此同时位于煅烧器4的烧嘴3也喷入部分燃料，参与物料的煅烧。
也允许增加一级或多级旋流冷却器，增加成品石灰的冷却时间，通过多级旋流冷却器连续热交换后，较低温度的物料经下料管和卸灰阀卸出，直接进入成品仓储存，再经输送设备送往铁包进行铁水预处理。
1.一种生产石灰的悬浮窑，其特征在于，所述悬浮窑包括旋流预热器组件、旋流冷却器组件和煅烧器（4）；所述旋流预热器组件上设有进料口（14）及下料管（20）；所述旋流预热器组件的一个下料管（20）与所述煅烧器（4）的下端连接；所述煅烧器（4）上设有烧嘴（3）；所述煅烧器（4）的顶端设有烟气出口，所述煅烧器（4）的下端设有物料出口；
所述煅烧器（4）的烟气出口与所述旋流预热器组件连接，所述煅烧器（4）的物料出口与所述旋流冷却器组件连接；所述旋流预热器组件的另一个下料管（20）也与所述旋流冷却器组件连接；
所述旋流冷却器组件上设有冷空气入口和物料出口；在所述旋流冷却器组件内冷却物料后的较高温度的空气，作为助燃风返回所述煅烧器（4）。
2.根据权利要求1所述的生产石灰的悬浮窑，其特征是：所述悬浮窑还包括燃烧室（1）；所述燃烧室（1）设有燃料进口、助燃风进口和烟气出口；所述燃烧室（1）的烟气出口与所述煅烧器（4）的下端连接。
3.根据权利要求2所述的生产石灰的悬浮窑，其特征是：所述悬浮窑还包括除尘器（15）、废气风机（16）和烟囱（17）；所述旋流预热器组件通过位于其顶部的烟气出口与所述除尘器（15）连接；所述除尘器（15）的出口通过管路并经废气风机（16），与所述烟囱（17）连接。
4.根据权利要求3所述的生产石灰的悬浮窑，其特征是：所述旋流预热器组件包括至少一级旋流预热器；所述旋流冷却器组件包括至少一级旋流冷却器。
5.根据权利要求4所述的生产石灰的悬浮窑，其特征是：所述旋流预热器组件包括循环连接的p1旋流预热器（10）、p2旋流预热器（11）、p3旋流预热器（12）和p4旋流预热器（13）；
所述旋流冷却器组件包括c1旋流冷却器（7）和c2旋流冷却器（8）。
6.根据权利要求5所述的生产石灰的悬浮窑，其特征是：所述p3旋流预热器（12）顶部的进出口通过上升管（19）与所述p4旋流预热器（13）连接；在连接所述p3旋流预热器（12）与所述p4旋流预热器（13）的上升管（19）上设有所述旋流预热器组件的进料口（14）；所述p4旋流预热器（13）顶部的进出口即所述旋流预热器组件的烟气出口；
所述p4旋流预热器（13）底部的进出口通过下料管（20）与所述p2旋流预热器（11）连接，所述p2旋流预热器（11）顶部的进出口通过上升管与所述p3旋流预热器（12）连接，所述p2旋流预热器（11）底部的进出口通过下料管与所述煅烧器（4）的下端连接；所述煅烧器（4）的物料出口与所述c2旋流冷却器（8）连接；
所述p1旋流预热器（10）顶部的进出口通过上升管与所述p2旋流预热器（11）连接；所述p1旋流预热器（10）底部的进出口与所述c1旋流冷却器（7）连接；
所述c2旋流冷却器（8）的物料出口通过上升管与所述c1旋流冷却器（7）连接；所述c1旋流冷却器（7）底部的物料出口即所述旋流预热器组件的物料出口。
7.根据权利要求6所述的生产石灰的悬浮窑，其特征是：所述烧嘴（3）和/或所述燃烧室（1）使用的燃料为固体燃料、液体燃料或气体然料，或上述燃料的组合。
8.一种活性石灰使用方法，其特征在于，所述活性石灰为利用如权利要求1-7中任一项所述的悬浮窑生产的活性石灰，将所述活性石灰直接注入铁包（18）中对铁水进行预处理。
技术总结