[实用新型]煤矸石流态化缓释燃烧煅烧炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及煅烧炉，具体属于一种煤矸石流态化缓释燃烧煅烧炉。该煅烧炉特别适用于煤矸石煅烧活化，也可用于其它非金属物料的煅烧活化。

背景技术

煤矸石是煤炭在开采和加工过程中排放的固体废弃物，其占到煤炭产量的10-20％，煤矸石的年排放量达到5.6亿吨，截止2011年底，煤矸石已累计堆放60多亿吨，占地23万亩以上，成为我国排放量最大的工业固体废弃物之一，占全国工业固体废弃物排放总量的40％以上。煤矸石的大量堆存带来了严重的社会、环境和经济问题。因自燃、淋溶等造成严重的大气、水体和土壤污染，导致生态环境脆弱，给煤炭企业的可持续发展带来严重威胁。据调查，我国煤矸石主要是用在铺路、回填及生产建筑材料等方面，目前煤矸石发电已经成为政府鼓励的方向，但由于设备磨损等原因，利用率较低。

煤矸石的基本组成为：含SiO₂40％～60％、含Al₂O₃15％～40％、含碳10％～20％。煤矸石中铝硅含量大，可以提供生产聚合铝系絮凝剂和白炭黑的原料，这是扩大煤矸石利用途径，解决煤矸石堆存和污染的有效途径，对实现我国煤炭工业可持续发展有重要意义。但是，煤矸石的矿物组成非常稳定，即以硅氧四面体和铝氧三角体聚合成长链。未经煅烧的煤矸石中SiO₂、Al₂O₃是没有活性的，无论采用何种方法都无法将SiO₂、Al₂O₃有效地提取出来。煅烧是激发煤矸石活性的有效手段，通过煅烧活化煤矸石，使煤矸石中的高岭土组分在一定温度下发生脱水和分解，生成偏高岭石和无定形的SiO₂及Al₂O₃，再用化学方法就可以把矸石中的SiO₂、Al₂O₃提取出来，可同时生产铝系及硅系化工产品。

目前，国内外公开报道煅烧活化煤矸石的煅烧炉型很少，采用较多的是传统沸腾炉。该炉型活化效率低，灰飞大，高温烟气热量未得到有效利用，造成能源浪费。同时，该炉型补热系统多采用配煤燃烧方式，该补热方式的缺点是物料与火焰直接接触，造成物料局部超温，为了降温，炉内设置多根埋管，因磨损大，损坏频繁，停车检修工作量大。更为严重的是会使物料有明显的过烧和结块现象，产生废料。中国专利：CN2491704Y公开了一种《循环床沸腾煅烧炉》，该炉主要用于煅烧白云石、石灰石及菱镁石，加热系统采用煤炭气化燃烧炉产生的高温火焰经高速旋流装置进入炉体，经过燃烧室，火焰与物料直接接触燃烧并进行煅烧，该炉型床温高，一般会达到900℃以上，但该专利没有提到如何控制温度的问题。该炉仅适用于不含碳的、且煅烧温度在900℃以上的物料。煤矸石煅烧活化温度在650℃～750℃为最佳，该炉煅烧煤矸石存在温度控制难、冷却系统投资大以及检修费用高等问题。中国专利：CN2420499Y公开了《一种流态化煅烧炉》，它与循环床沸腾炉不同，其采用间接加热、并带搅拌及振动装置的圆罐型结构，该炉型主要用于煅烧含碳量较低的高岭土或不含碳的非金属矿物。而对于煅烧含碳量高达20％左右的煤矸石，则存在燃烧时间长、能源消耗大及物料在炉内停留时间长等缺陷。因此，需要研究开发一种新型的，适应煤矸石煅烧活化条件的，且一次性投资小、操作费用低、能源消耗少的流态化缓释燃烧煅烧炉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服目前现有的煤矸石煅烧设备中存在的煅烧温度不均一、火焰与物料直接接触所产生的物料局部过热、结块以及煅烧效率低的缺陷，设计一种间接加热的、流态化的以及缓释自热燃烧的煅烧炉，该煅烧炉煅烧温度均匀、停留时间均一、连续活化、带出物少、煅烧效率高、煅烧产品质量均匀。

本实用新型提供一种煤矸石流态化缓释燃烧煅烧炉，包括炉体，炉体内设置加热套，加热套下部开有高温气体入口，上部开有废气出口，加热套内为流化床体，流化床体为上大下小的圆筒型结构，流化床体上部开有加料口和高温烟气出口，下部开有出料口和一次空气入口，在流化床体底部还设置有气体分布板，在流化床体的中下部开有二次空气入口，废气出口连接空气预热器。