[发明专利]水泥生料粉立管旋喷预热器及预热分解系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于预热颗粒或粉末材料的预热器，具体涉及一种用 于预热水泥生料粉的立管旋喷预热器及预热分解系统。

背景技术

预热器的主要功能是利用回转窑及分解炉内排出的炽热气流中所具 有的热焓加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或 回转窑内继续加热分解。

现有的预热器的热交换单元设备主要有旋风筒(包括联结管道)和立 筒(涡室)两种，由于立筒预热器自身结构存在一些问题，其各种经济指 标也难以同旋风预热器相媲美，因此现有的预热器大都采用旋风筒结构。

现有的旋风筒预热器的主要有洪堡型、史密斯型等，其旋风筒大致呈 漏斗形，其顶部接有出风管，底部接有下料管，在旋风筒的上部侧壁设有 进风口。所述旋风筒左右交叉设置，形成2条纵向平行的轴线，下一级旋 风筒的出风管与上一级的位于其左上侧或右上侧的旋风筒进风口相接，而 位于其正上方的上级旋风筒的下料管又插接于该旋风筒的出风管中；这些 旋风筒沿竖向串联并在最下两级旋风预热器之间设置分解炉，形成多级旋 风预热分解系统。其工作过程如下：常温的水泥生料粉从最上级的旋风预 热器下料管进入，与下一级旋风预热器出风管的上升热气流混合换热，然 后进入旋风筒并通过离心将料气分离；加热后的物料被分离沉降在旋风筒 集料斗，进入下一级旋风筒下料管，而换热后的热气流则通过旋风筒的出 风管进入上一级旋风筒或经废气管排出，在同一级旋风筒内物料与热气流 是同向流动，而级与级之间物料与热气流则是逆向运动的，物料从最上级 旋风筒逐步流向下一级旋风筒并最后流向分解炉，而热气流则从最下一级 逐步流向上一级，直至最上一级旋风筒由出风管作为废气流出，物料从上 至下，一级级被预热，而热气流从下往上一级级逐渐放热，从而实现水泥 生料粉的预热。

然而，上述旋风预热器及预热分解系统存在系统阻力大的问题，这主 要分为以下3个原因：(1)现有的预热分解系统中料气的速度较大，一般 在15m/s以上，而由于阻力与气流速度的平方成正比，造成了系统阻力较 大；(2)现有的单级旋风筒预热器高度较高，且左右交叉设置的结构也进 一步加大了料气的移动路线，而路线越长，产生局部阻力的因素越多，系 统阻力越大；(3)由于旋风筒预热器中混合的料气从切线方向进入筒体， 随筒体旋转产生离心力，质量大的料粉团被分离至外侧，物料与筒体发生 摩擦，并逐步沉降，而气体从内筒出风管流出，由于料气进入筒体旋转不 到一周，旋转的料气重新与进风口的料气相交汇，未完全分离的料气又与 刚进入的料气混合，然后旋转重新分离，影响了分离效率；而此处的料气 运行方向和路线都很复杂，大大增加了料气运行的阻力，提高了系统阻力， 增加了系统的电耗。因此，降低预热器及预热分解系统的系统阻力是目前 技术人员的研究方向之一。

另一方面，降低预热器及预热分解系统的能耗是目前又一发展方向， 而降低最上一级预热器出口的废气温度是节能的重要手段。预热器出口的 废气温度的高低主要取决于预热器串联的级数和熟料单位重量的烟气量， 这是旋风筒预热器系统及碳酸钙分解温度值的物理化学特性所决定的。以 目前普遍采用的五级旋风筒预热器预热分解系统而言，其最上级预热器出 口的废气温度约为300～330℃。若大幅度降低废气温度则必须增加预热器 级数和控制熟料单位重量的烟气量，而增加级数同时增加了系统的阻力， 因此，唯有大幅度降低每级预热器的阻力，才有可能利用增加级数来降低 废气温度，而不会增加系统阻力，从而达到节能的目的。

因此，开发新的预热器及预热分解系统，使其不仅具有较高的效率， 又大大降低系统阻力和废气温度，这对于降低能耗、减少二氧化碳排放、 精简或缩小废气系统的装备具有现实的积极意义。

发明内容

本发明目的是提供一种水泥生料粉立管旋喷预热器及预热分解系统， 以降低其系统阻力，提高预热效率，降低废气温度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水泥生料粉立管旋 喷预热器，包括旋喷筒体、进料管和同轴设于旋喷筒体内的立管，立管的 底部伸出旋喷筒体外；

所述旋喷筒体的顶部设有出风口，其底部周向均布有至少2个集料斗， 各集料斗的底部均设有出料口；

所述立管的顶部设有导料锥，导料锥下方的立管侧壁上周向均布有复 数个旋喷口，各旋喷口处均设有配合的曲面旋风导板，立管的下部与所述 集料斗固定连接，立管的下部侧壁还周向均布有至少2个下料口；