一种石灰生产系统及方法与流程

1.本发明涉及石灰制取领域，具体涉及一种石灰生产系统及方法。


背景技术：

2.石灰即氧化钙(cao)，广泛应用于钢铁工业、电石工业、氧化铝工业、耐火材料等工业，也是这些大规模工业领域所必需的生产原料之一，例如在冶金工业中，每生产1吨的钢就需要约70到150公斤的石灰。制取石灰的主要原料是石灰石，石灰石主要成分是碳酸钙(caco3)，烧制石灰的基本原理就是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳。基本反应式：caco3 42.5kcal＝cao co23.石灰制取工艺过程主要分为预热、煅烧、冷却和卸灰。基于现有的石灰制取技术的工艺方法是：将石灰石和固体燃料装入石灰窑，或者在石灰石装入石灰窑的同时，将气体燃料经管道和燃烧器送入窑体进行燃烧，生成的热烟气被用于煅烧石灰石；石灰石受热分解，根据公开的研究资料，石灰石在燃烧烟气气氛里的开始分解温度比空气气氛里的开始分解温度高200℃左右；生成的石灰经过冷却后，卸出窑外，石灰石分解生成co2随烟气排放。
4.现有的石灰窑按燃料分：有混烧窑(即以烧固体燃料为主，包括焦炭、焦粉、煤等)和气烧窑(即以燃烧气体燃料为主，如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、电石尾气、发生炉煤气、天然气等)，其中气烧窑应用更为广泛；按窑形分：有普通竖窑、回转窑、套筒窑、并流蓄热式双膛竖窑(麦尔兹窑，也称迈尔兹窑)、弗卡斯窑(意大利)等，其中应用比较广泛的是回转窑、套筒窑、麦尔兹窑；按操作方式分：有负压操作窑(如环形套筒竖窑)和正压操作窑(如回转窑、并流蓄热式双膛竖窑)。
5.回转窑是唯一非竖窑形式的石灰连续生产炉窑，石灰回转窑技术的基本特点如下：
6.石灰回转窑煅烧系统主要设备包括竖式预热器、回转窑(滚筒)、竖式冷却器，以及配套的燃烧装置、脉冲袋式除尘器等设备，可以利用10
‑
40(或者10
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50)mm细粒级石灰石。石灰回转窑产量一般为100～800t/d，一般使用高热值燃料(如焦炉煤气、高焦混合气、电石尾气)，也有改用煤粉燃烧器、使用煤粉为燃料的。
7.石灰石物料由预热器顶部料仓经下料溜管导入预热器本体内，由回转窑传入的高温烟气从预热器底部进入预热器，将物料预热至1000℃以上，石灰石发生部分分解，并被液压推杆依次从回转窑尾部推入回转窑滚筒，在回转窑滚筒内经高温烟气煅烧成为石灰成品，石灰成品从窑头被卸入冷却器内，在冷却器内被风机吹入的冷风冷却后排出冷却器。
8.窑头燃烧器喷入高热值燃料(如焦炉煤气、电石尾气)和助燃空气(一次空气)进行燃烧，废冷却风作为二次空气从冷却器上部进入回转窑滚筒内参与燃烧。高热值气体燃料燃烧后产生的高温烟气，对滚筒内的石灰石进行煅烧，再从滚筒末端进入预热器，在预热器内与石灰石进行热交换后，温度降至250℃以下，然后进入旋风收尘器进行一级收尘，将大颗粒的粉尘捕集，然后进入袋式除尘器，除尘后经高温引风机排入大气。在实现本发明过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：回转窑需要使用高热值燃料(例如焦炉煤
气)或者煤粉，且通过高热值燃料(如焦炉煤气、高焦混合气、煤粉、电石尾气)燃烧产生高温长火焰和高温烟气对石灰石煅烧，这一方面会造成排放烟气里氮氧化物超标，需要增设脱销装置，增加脱销装置的运行成本，另外，采用高温长火焰的回转窑内衬也极易损坏，维修量较大。


技术实现要素：

9.本发明实施例提供一种石灰生产系统及方法，采用没有火焰的高温热风取代高热值燃料燃烧烟气对石灰石进行煅烧，高温热风作为热载体，可以是空气，也可以是co2气体或者其它的气体热载体，且高温热风能够被控制在相对稳定的温度范围内，所以其在滚筒窑体形成相对稳定的恒温氛围，恒温氛围煅烧更稳定，不仅能够获得高品位的石灰成品，而且可以采用低热值燃料，排放烟气的氮氧化物符合环保标准，不需要对排放烟气进行脱销处理，另外，恒温热风取代长火焰，对回转窑内衬也有一定保护效果。
10.为达上述目的，一方面，本发明实施例提供一种石灰生产系统，包括回转窑系统和为回转窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述回转窑系统通过管道相连；其中：
11.所述回转窑系统主要包括预热器、滚筒窑体和冷却器；其中，在所述滚筒窑体的窑头具有高温热风输入管道；
12.所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组；所述蓄热式热风炉组具有高温热风输出管道；
13.所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道连接所述滚筒窑体的高温热风输入管道。
14.另一方面，本发明实施例提供一种石灰生产方法，采用回转窑系统和连接于回转窑系统的高风温热风炉系统共同完成对石灰石的煅烧；所述回转窑系统包括预热器、滚筒窑体和冷却器；所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统用于为所述回转窑系统提供石灰石的煅烧所需要的高温热风，高温热风作为热载体，可以是空气，也可以是co2气体或者其它的气体热载体；所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组，所述蓄热式热风炉组用于提供石灰石的煅烧所需要的高温热风；其中：
15.所述石灰生产方法，包括：
16.石灰石自预热器的上部进入预热器内，在预热器内对石灰石进行预热；
17.预热后的石灰石自滚筒窑体的尾部被输送到滚筒窑体内；通过所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道将高温热风输送到所述滚筒窑体的高温热风输入管道；高温热风进入到滚筒窑体内，在石灰石翻滚的过程中对石灰石进行煅烧，得到石灰成品；
18.将石灰成品自滚筒窑体的头部排出落入到冷却器内，在冷却器内对成品石灰降温到预设温度范围内；
19.将降温后的石灰成品自冷却器内排出。
20.上述技术方案具有如下有益效果：高温热风没有火焰，且高温热风能够被控制在相对稳定的温度范围内，所以其在滚筒窑体形成相对稳定的恒温氛围，恒温氛围煅烧更稳定，不仅能够获得高品位的石灰成品，而且可以采用低热值燃料，排放烟气的氮氧化物符合环保标准，不需要对排放烟气进行脱销处理，另外，恒温热风取代长火焰，对回转窑内衬也
有一定保护效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例的石灰生产系统组成示意图；
23.图2是本发明实施例的蓄热式热风炉工作原理示意图；
24.图3是本发明实施例的采用co2作为热载体的石灰生产系统组成的示意图。
25.附图标记表示为：
26.100、滚筒窑体；200、预热器；210、co2混合烟气收集管；220、co2收集系统；230、循环热载体输送管；300、冷却器；310、冷却风抽出管；400、蓄热式热风炉组；410、热风炉烟气换热器；420、高温换热器；430、高温热风输出管道；500、烟囱；
27.401、高炉煤气；402、助燃空气。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1
‑
3所示，结合本发明的实施例，提供一种石灰生产系统，包括回转窑系统和为回转窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述回转窑系统通过管道相连；还包括其他相关的配套设备，如：以及上料装置、卸灰装置、电器和仪表控制装置、风机等。
30.所述回转窑系统包括自上至下依次设置的预热器200、滚筒窑体100和冷却器300；其中，在所述滚筒窑体100(回转窑)的窑头具有高温热风输入管道。所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组400；所述蓄热式热风炉组400具有高温热风输出管道430；
31.所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道连接所述滚筒窑体100的高温热风输入管道。
32.石灰石从预热器200上部进入预热器200，经预热后从滚筒窑体100的窑尾进入滚筒窑体100，经过煅烧后从滚筒窑体100的窑头落入冷却器300，石灰成品冷却采用空气为冷却气体；冷却空气(冷却风)从冷却风机进入冷却器300，冷却空气在冷却器300里与高温石灰成品完成热交换，达到对石灰成品的冷却；降温后的石灰成品从冷却器300的下部排出。
33.高温热风没有火焰，且高温热风能够被控制在相对稳定的温度范围内，所以其在滚筒窑体100形成相对稳定的恒温氛围，恒温氛围煅烧更稳定，不仅能够获得高品位的石灰成品，而且所述蓄热式热风炉组400可以采用低热值燃料，排放烟气的氮氧化物符合环保标准，不需要对排放烟气进行脱销处理，另外，恒温热风取代长火焰，对回转窑内衬也有一定保护效果。
34.优选地，所述蓄热式热风炉组400包括至少两座蓄热式热风炉，可以是三座或四座，优选三座；其中，所述蓄热式热风炉优选为顶燃式蓄热式热风炉，所述顶燃式热风炉是一种燃烧器至于热风炉拱顶之上的蓄热式热风炉形式。
35.所述蓄热式热风炉具有蓄热室和设于蓄热室内用于热交换的蓄热体，所述蓄热式热风炉还具有的气体输入管道，所述气体输入管道用于输送气体到蓄热室内。
36.所述蓄热式热风炉具有接收低热值燃料的低热值燃料进口和连接于低热值燃料进口的燃烧器，以及所述蓄热式热风炉具有接收助燃空气的助燃空气进口，所述助燃空气进口连接所述燃烧器；在燃烧器内通过助燃空气和低热值燃料燃烧产生的烟气进入所述热风炉蓄热室，加热蓄热室里的蓄热体，加热后的蓄热体成为高温的蓄热体，然后，高温的蓄热体加热充入蓄热体内的气体形成高温热风。即：蓄热式热风炉在烧炉期间，低热值燃料和助燃空气进入蓄热式热风炉的燃烧器燃烧，生成高温烟气，高温烟气用于加热蓄热室里的蓄热体；蓄热式热风炉在送风期间，高温蓄热体与进入蓄热室内的气体以热交换形式来加热进入蓄热室内的气体，将气体(比如：空气或者其他气体)加热到石灰石煅烧工艺所需温度(成为热载体)。
37.所述蓄热式热风炉在蓄热室上部具有高温热风出口；所述高温热风出口连接所述高温热风输出管道430，所述高温热风用于煅烧滚筒窑体100内的石灰石。蓄热式热风炉组能够实现连续地为向滚筒窑体100提供恒温恒压热风，蓄热式热风炉组排出的废烟气经过换热器降温后进烟囱500直接排放。
38.优选地，所述蓄热式热风炉组400具有连接所述燃烧器的排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；
39.所述高风温热风炉系统还包括热风炉烟气换热器410，所述热风炉烟气换热器410连接于所述蓄热式热风炉组400的烟气排放通道。
40.所述热风炉烟气换热器410具有进烟口和出烟口、低热值燃料进口和低热值燃料出口，所述热风炉烟气换热器410的进烟口连接于所述蓄热式热风炉组400的烟气排放通道，所述热风炉烟气换热器410的出烟口连接于烟囱500；所述热风炉烟气换热器410的低热值燃料出口连接于所述蓄热式热风炉组400。
41.所述高风温热风炉系统还包括为所述蓄热式热风炉组400提供低热值燃料的燃料输送装置(例如煤气管道)，所述燃料输送装置还连接于所述热风炉烟气换热器410的低热值燃料进口，通过燃料输送装置将低热值燃料输送到热风炉烟气换热器410的低热值燃料进口。
42.将蓄热式热风炉组400的烟气排放通道排放的烟气经热风炉烟气换热器410的进烟口输入到热风炉烟气换热器410内，用于预热低热值燃料。
43.通过燃料输送装置将低热值燃料输送到热风炉烟气换热器410的低热值燃料进口，将低热值燃料自热风炉烟气换热器410的低热值燃料进口输入到热风炉烟气换热器410内，通过蓄热式热风炉所排出的烟气对热风炉烟气换热器410内的低热值燃料进行预热，将预热后的低热值燃料自热风炉烟气换热器410的低热值燃料出口排入到所述蓄热式热风炉组400内。
44.所述高风温热风炉系统还包括高温换热器420；所述冷却器300具有冷却风抽出管310，所述冷却风抽出管310连接所述高温换热器420；所述高温换热器420具有助燃空气进
口和助燃空气出口，所述助燃空气出口连接所述蓄热式热风炉组400；所述高风温热风炉系统还包括助燃风机，所述助燃风机将助燃空气输入到高温换热器420的助燃空气进口。自冷却器300抽取其冷却成品石灰后的冷却废风，将所抽取的冷却废风经冷却器300所具有的冷却风抽出管310输送到高温换热器420内，用于预热助燃空气。
45.来自助燃风机的助燃空气402经高温换热器420所具有的助燃空气进口进入到高温换热器420内，通过冷却废风预热助燃空气，预热到约600℃；将预热后的助燃空气经高温换热器420所具有的助燃空气出口排入到所述蓄热式热风炉组400内。其中，自冷却器300抽取的冷却废风一次除尘后用于预热助燃空气。在预热完助燃空气并降温后对废冷却风进行二次除尘、进入到烟囱500并排放。
46.优选地，也可以直接利用来自冷却风抽出管310的冷却废风作为助燃空气的一部分，来自冷却风抽出管310的冷却废风除尘后与来自助燃风机的助燃空气汇合一起，作为所述蓄热式热风炉组400的助燃空气，输入到所述蓄热式热风炉组400内(未在示意图里表示)。即：所述冷却器具有冷却风抽出管310；所述石灰生产系统还包括连接所述冷却风抽出管310的除尘器；所述高风温热风炉系统还包括助燃风机，所述助燃风机与所述除尘器连接，通过所述助燃风机将助燃空气与来自所述冷却风抽出管的冷却废风汇合，输入到所述蓄热式热风炉组400的助燃空气进口。
47.所述蓄热式热风炉组利用预热后的助燃空气与预热之后的低热值燃料烧炉，可以降低蓄热式热风炉组燃料消耗，还能提高燃烧温度，从而保证热风炉组可以输出高温热风。
48.优选地，输送到所述蓄热式热风炉蓄热室内的气体是空气，所形成的高温热风为高温热空气；高温热空气通过高温热风输出管道430从滚筒窑体100的窑头进入滚筒窑体100内，通过高温热空气对石灰石矿料进行煅烧，可以降低石灰石分解温度。能够降低燃料消耗，且不用脱销，具有保护回转窑内衬的效果。
49.优选地，输送到所述蓄热式热风炉蓄热体内的气体是co2，所形成的高温热风为高温co2热风；高温co2热风通过高温热风输出管道430从滚筒窑体100的窑头进入滚筒窑体100的窑头，通过高温co2热风对石灰石矿料进行煅烧；石灰石矿料煅烧分解产生co2，石灰石分解产生的co2与热载体co2热风混合，从滚筒窑体100的窑尾进入回转窑预热器200，对预热器的石灰石矿料进行预热，降温后的co2混合烟气从预热器200上部排出预热器200。
50.所述石灰生产系统，还包括co2混合烟气收集管210、co2收集系统220、以及将co2混合烟气从所述预热器200上部抽出的引风机。
51.所述co2混合烟气收集管210的一端连接于所述预热器200，用于输送所述引风机从所述预热器200上部抽出的co2混合烟气；所述co2混合烟气收集管210的另一端连接于所述co2收集系统220。
52.所述co2收集系统220包括除尘装置和co2储存罐，以及连接于co2储存罐连接的co2回收系统，所述除尘装置分别连接于所述co2混合烟气收集管210和所述co2储存罐；
53.所述除尘装置具有进口端和出口端；所述除尘装置的进口端连接于所述co2混合烟气收集管210的另一端，所述除尘装置的出口端连接于所述co2储存罐。
54.所述co2回收系统，一端连接于所述co2储存罐，另一端则与co2后期利用的工艺连接。
55.所述石灰生产系统，还包括连接于所述co2储存罐的循环热载体输送管230、以及
设于所述循环热载体输送管230上的循环风引风机。所述co2储存罐具有出口端；所述循环热载体输送管230的一端连接于所述co2储存罐的出口端，所述循环热载体输送管230的另一端连接于所述蓄热式热风炉的气体输入管道。
56.在预热器200预热石灰石之后，co2混合烟气从预热器200上部排出到co2混合烟气收集管210，再被排入到co2储存罐；在进入到co2储存罐之前对该部分co2混合烟气进行除尘处理，因此能够得到高纯度的co2，co2储存罐里一部分高纯度的co2进入co2回收系统，最终可被用于生产化肥，或者应用在钢铁厂里取代其它工业气体，同时实现co2减排。另一部分的co 2
混合烟气作为循环热载体，经过循环热载体输送管230，在循环风引风机的作用下进入蓄热式热风炉组400，作为热载体被充入到所述蓄热式热风炉的蓄热室内。
57.优选地，也可以将co2增压保存在所述co2储存罐里，一方面减小co2储存罐体积，另一方面也便于co2利用，在这种情况下，进入所述循环热载体输送管230的时候需要设置减压装置(未显示在示意图里)。即：在所述co2储存罐与所述除尘装置之间设有co2增压装置，以及在所述循环热载体输送管230上设置减压装置。
58.co2气体作为热载体对石灰石进行煅烧，最重要的效果就是可以低成本地回收高纯度co2，实现碳减排，同时也可以获得高品质石灰，不降低产能。
59.优选地，所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气，热值一般为650～800kcal/nm3。
60.采用高炉煤气取代高热值燃料(焦炉煤气或者高焦混合气)，因为高炉煤气不含氮氧化物，所述蓄热式热风炉可以通过控制燃烧温度保证排放烟气符合氮氧化物排放标准，所以不需要对高炉煤气燃烧所产生的烟气进行脱硝处理，减少工艺设备投资，降低运行成本，大幅度降低了环保成本。综上，来自风机的气体进入蓄热式热风炉组400，经过蓄热体加热到1250℃～1300℃后排出，进入高温热风输出管道430，高温热风输出管道430的一端与蓄热式热风炉组400相连，高温热风输出管道430的另一端则接入回转窑系统的滚筒窑体100的窑头，高温热风经高温热风输出管道430进入滚筒窑体100内，通过高温热风在滚筒窑体100煅烧石灰石。蓄热式热风炉组的烟气余热利用设备是热风炉烟气换热器410，热风炉烟气换热器410接收低热值燃料燃烧所产生的烟气，热风炉烟气换热器410通过烟气余热预热低热值燃料。
61.在高风温热风炉系统还设有高温换热器420，高温换热器420是用于接收在冷却器300抽出的高温废冷却风(一次除尘后)预热助燃空气，从而取得降低热风炉燃料消耗量的效果。优选地，来自冷却风抽出管310的冷却热风除尘后与来自助燃风机的助燃空气汇合一起，作为所述蓄热式热风炉组400的助燃空气，输入到所述蓄热式热风炉组400内(未在示意图里表示)，从而取得降低热风炉燃料消耗量的效果。
62.对应于本发明的一种石灰生产系统，本发明还提供一种石灰生产方法，采用回转窑系统和连接于回转窑系统的高风温热风炉系统共同完成对石灰石的煅烧；所述回转窑系统包括预热器200、滚筒窑体100(回转窑)和冷却器300；所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统用于为所述回转窑系统提供石灰石的煅烧所需要的高温热风；所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组400，所述蓄热式热风炉组400用于提供石灰石的煅烧所需要的高温热风；其中：
63.所述石灰生产方法，包括：
64.石灰石自预热器200的上部进入预热器200内，在预热器200内对石灰石进行预热；
65.预热后的石灰石自滚筒窑体100的尾部被输送到滚筒窑体100内；通过所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道将高温热风输送到所述滚筒窑体100的高温热风输入管道；高温热风进入到滚筒窑体100内，在石灰石翻滚的过程中对石灰石进行煅烧，得到石灰成品；
66.将石灰成品自滚筒窑体100的窑头部输出，并落入到冷却器300内，在冷却器300内对成品石灰降温到预设温度范围内；
67.将降温后的石灰成品自冷却器300内排出。
68.优选地，包括：
69.所述蓄热式热风炉组400设置至少设置两座蓄热式热风炉，优选三座或四座蓄热式热风炉。
70.通过气体输入管道输送气体到蓄热式热风炉所具有的蓄热室内。
71.通过所述蓄热式热风炉所具有的低热值燃料进口接收低热值燃料，并将低热值燃料输入到所述蓄热式热风炉所具有的燃烧器。
72.通过所述蓄热式热风炉所具有的助燃空气进口接收助燃空气，并将助燃空气输入到所述蓄热式热风炉所具有的燃烧器。
73.在燃烧器里助燃空气和低热值燃料燃烧产生烟气。
74.通过所述燃烧器所产生的烟气加热蓄热式热风炉的蓄热室内的蓄热体，然后由高温的蓄热体加热进入蓄热室内的气体，加热后的气体为高温热风。
75.自所述蓄热式热风炉所具有的高温热风出口将高温热风输送到高温热风输出管道430。
76.优选地，包括：
77.将蓄热式热风炉组400的烟气排放通道排放的烟气经热风炉烟气换热器410的进烟口输入到热风炉烟气换热器410内；其中，热风炉烟气换热器410设置于所述高风温热风炉系统内。
78.通过燃料输送管道输送低热值燃料，将低热值燃料输送到热风炉烟气换热器410的低热值燃料进口，将低热值燃料自热风炉烟气换热器410的低热值燃料进口输入到热风炉烟气换热器410内。
79.在热风炉烟气换热器410内对低热值燃料进行预热，将预热后的低热值燃料自热风炉烟气换热器410的低热值燃料出口排入到所述蓄热式热风炉组400内；以及，将对低热值燃料预热后的烟气经热风炉烟气换热器410的出烟口排入烟囱500。
80.自冷却器300抽取其冷却成品石灰后的冷却废风，将所抽取的冷却废风经冷却器300所具有的冷却风抽出管310输送到高温换热器420内，其中高温换热器420属于高风温热风炉系统；
81.来自助燃风机的助燃空气经高温换热器420所具有的助燃空气进口进入到高温换热器420内，通过冷却废风预热助燃空气；
82.将预热后的助燃空气经高温换热器420所具有的助燃空气出口排入到所述蓄热式热风炉组400内。
83.优选地，也可以直接利用来自冷却风抽出管310的冷却废风作为助燃空气的一部
分，来自冷却风抽出管310的冷却热风废风除尘后与来自助燃风机的助燃空气汇合一起，作为所述蓄热式热风炉组400的助燃空气，输入到所述蓄热式热风炉组400内(未在示意图里表示)。
84.优选地，输送到蓄热式热风炉蓄热室内的气体是空气。
85.优选地，输送到蓄热式热风炉蓄热室内的气体是co2，所形成的高温热风为高温co2热风；
86.所述石灰生产并回收co2的方法，包括：
87.将所述co2混合烟气收集管210一端连接于所述预热器200，通过引风机将从所述预热器200内抽出的co2混合烟气输送到所述co2混合烟气收集管210。
88.将co2收集系统220连接于所述co2混合烟气收集管210，用于接收所述co2混合烟气收集管210输送的co2混合烟气。
89.co2收集系统220设有除尘装置、co2储存罐和连接于co2储存罐连接的co2回收系统，通过除尘装置的进口端接收co2混合烟气，通过除尘装置对co2混合烟气进行除尘，除尘后的co2混合烟气自除尘装置的出口端进入到co2储存罐；将co2储存罐的出口端连接co2回收系统，通过co2储存罐的出口端将co2储存罐的co2输送到co2回收系统内。
90.所述石灰生产方法，还包括：
91.设置连接于co2储存罐的循环热载体输送管230、在循环热载体输送管230上设置循环风引风机。
92.将循环热载体输送管230的一端连接于所述co2储存罐的出口端，将所述循环热载体输送管230的另一端连接于所述蓄热式热风炉的气体输入管道。
93.通过循环热载体输送管230、通过所述循环风引风机自co2储存罐内抽出除尘后的部分co2混合烟气，并输送到所述蓄热式热风炉的气体输入管道，该部分co2混合烟气被用于被输送到蓄热室内。
94.优选地，包括：
95.将低热值气体燃料作为蓄热式热风炉的低热值燃料，在蓄热式热风炉内通过助燃空气和低热值气体燃料混合燃烧产生高温烟气；其中，所述低热值气体燃料包括高炉煤气。
96.综上，本发明的石灰生产系统及方法，可以采用低热值燃料燃烧加热热载体，热载体可为空气、也可为co2。
97.将石灰石从预热器200的顶部进入预热器200，经过预热后从进入回转窑系统的滚筒窑体100，在滚筒窑体100内经过高温热风煅烧石灰石生成石灰成品，石灰成品从滚筒窑体100的窑头排入冷却器300，石灰成品在经过空气冷却后排出冷却器300。
98.蓄热式热风炉组400的烧炉期：经过预热的低热值燃料(比如高炉煤气401)和助燃空气402进入蓄热式热风炉组400的燃烧器内燃烧，燃烧生成的废烟气从蓄热式热风炉组400下部排出进热风炉烟气换热器410，废烟气预热低热值燃料后被降温，然后排入烟囱500排放。
99.蓄热式热风炉组400的送风期：作为热载体的气体被输入蓄热式热风炉组400的蓄热室。其中作为热载体的气体可以为空气；或者采用co2作为热载体，当采用co2作为热载体时，需要自预热器200、co2混合烟气收集管210、co2收集系统220、循环热载体输送管230、循环风引风机把部分除尘后的co2混合烟气输入到蓄热式热风炉组400的蓄热室。通过循环热
载体输送管230将作为循环风的低温co2输入蓄热式热风炉组400，被蓄热体加热后co2热风从蓄热式热风炉组上部排出并进入高温热风输出管道430，高温热风输出管道430的一端与蓄热式热风炉组400相连，另一端则接入滚筒窑体100的窑头。
100.所述当高温热风为co2热风时，通过co2热风在滚筒窑体100内煅烧石灰石，与石灰石分解生成的co2汇合，形成co2混合烟气，经滚筒窑体100的窑尾进入预热器200，进入到预热器200的co2混合烟气预热新进入预热器200的石灰石矿料，然后co2混合烟气降温并从预热器200上部排出，进入co2混合烟气收集管210，在co2收集系统220被除尘净化后，其中一部分进入co2回收系统，得到高纯度的co2，另一部分则作为循环热载体气体进入循环热载体输送管230，循环热载体输送管230上有循环风引风机，循环热载体输送管230的另一端与蓄热式热风炉组400相连，将co2循环风输送到蓄热式热风炉的蓄热室内。
101.优选地，所述co2储存罐为高压储存罐，co2储存罐在进口前设置增压装置，通过co2增压装置将自除尘装置排出的co2增压后形成高压co2并输入到co2储存罐；以及在所述循环热载体输送管上设置减压装置，用于将自co2储存罐排出的co2降压后形成正常压力的co2循环热载体输送管230将co2循环风输送到蓄热式热风炉的蓄热室内。即：在所述co2储存罐与所述除尘装置之间设有co2增压装置，以及在所述循环热载体输送管230上设置减压装置。
102.冷却器300生成的废冷却风被抽出冷却器300，从而与滚筒窑体100内部的co2热风隔离。
103.优选地，将来自冷却风抽出管310的冷却废风作为助燃空气的一部分，除尘后与来自助燃风机的助燃空气汇合一起，作为所述蓄热式热风炉组400的助燃空气，输入到所述蓄热式热风炉组400内，从而提高热能利用率。
104.本发明所取得有益效果如下：
105.1.使用没有火焰的、温度恒定且可调的热空气或co2热风、从滚筒窑头输入滚筒窑体里对石灰石矿料进行煅烧，因此可以削弱或者缩短窑头低温段。因此还可以缩短煅烧时间，或者在没有增加窑体容积的情况下，可以实现增产的目标。
106.2.使用没有火焰的、温度恒定的热空气或co2热风对石灰石矿料进行煅烧，降低了煅烧段高温冲击，有利于保护滚筒窑体内部耐火材料，降低回转窑内衬维护成本。
107.3.采用低热值高炉煤气作为燃料，相比采用焦炉煤气或煤粉做燃料，高炉煤气的低氮燃烧工艺，保证氮氧化物排放达标，无需为回转窑系统增设脱销设施，降低了环保成本，同时降低了燃料成本。
108.4.使用co2作为循环热载体时可以回收高纯度co2，一方面实现co2减排，高纯度co2还可以用于例如生产化肥，或者应用在钢铁厂里其它工艺领域，相当于为石灰窑系统提供了高附加值的副产品，提高了本发明的经济效益。
109.5.本发明提供一种采用蓄热式热风炉组为石灰回转窑工艺提供热能的工艺方法，使用较低热值的高炉煤气作为燃料、持续为石灰回转窑提供恒温恒压热风，实质性地取代了价格昂贵的焦炉煤气或其它的高热值燃料；
110.本发明取消了现有技术回转窑窑体内的燃烧器，使用低热值燃料(高炉煤气)作为燃料、通过热风炉加热热载体持续为回转窑系统提供恒温恒压热风，提高石灰质量。相比现在各种石灰窑技术，低热值燃料取代了价格昂贵的焦炉煤气或其它的高热值燃料，大幅度地降低了石灰窑运行成本，尤其是降低了尾气脱销设备投资和脱销运行成本。
111.本具体实施方式、附图中并没有记载或者显示的用于实现本发明的一些辅助设施和设备均属于现有技术的石灰回转窑所用的，为实现本发明目的，在本发明的技术方案在实施时这些附属设施和设备可能采用成熟的技术。
112.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
113.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
114.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
115.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
116.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种石灰生产系统，其特征在于，包括回转窑系统和为回转窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述回转窑系统通过管道相连；其中：所述回转窑系统包括预热器(200)、滚筒窑体(100)和冷却器(300)；其中，所述滚筒窑体(100)具有高温热风输入管道；所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组(400)；所述蓄热式热风炉组(400)具有高温热风输出管道(430)；所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道连接所述滚筒窑体(100)的高温热风输入管道。2.根据权利要求1所述的石灰生产系统，其特征在于，所述蓄热式热风炉组(400)包括至少两座蓄热式热风炉，优选三座或四座蓄热式热风炉；所述蓄热式热风炉具有蓄热室和设于蓄热室内用于热交换的蓄热体，以及所述蓄热式热风炉还具有气体输入管道，所述气体输入管道用于输送气体到蓄热室内；所述蓄热式热风炉具有接收低热值燃料的低热值燃料进口和连接于低热值燃料进口的燃烧器，以及所述蓄热式热风炉具有接收助燃空气的助燃空气进口，所述助燃空气进口连接所述燃烧器；在燃烧器内通过助燃空气助燃低热值燃料燃烧产生的烟气加热蓄热体，加热后的蓄热体与进入蓄热室的气体进行热交换将蓄热室的气体形成高温热风；所述蓄热式热风炉具有高温热风出口；所述高温热风出口连接所述高温热风输出管道(430)。3.根据权利要求2所述的石灰生产系统，其特征在于，所述蓄热式热风炉组(400)具有排放低热值燃料燃烧产生烟气的烟气排放通道；所述高风温热风炉系统还包括热风炉烟气换热器(410)，所述热风炉烟气换热器(410)连接于所述蓄热式热风炉组(400)的烟气排放通道；所述热风炉烟气换热器(410)具有进烟口、出烟口、低热值燃料进口和低热值燃料出口，所述热风炉烟气换热器(410)的进烟口连接于所述蓄热式热风炉组(400)的烟气排放通道，所述热风炉烟气换热器(410)的出烟口连接于烟囱(500)；所述热风炉烟气换热器(410)的低热值燃料出口连接于所述蓄热式热风炉组(400)；所述高风温热风炉系统还包括为所述蓄热式热风炉组(400)提供低热值燃料的燃料输送装置，所述燃料输送装置是指燃料输送管道，所述燃料输送管道连接于所述热风炉烟气换热器(410)的低热值燃料进口，通过燃料输送装置将低热值燃料输送到热风炉烟气换热器(410)的低热值燃料进口；所述高风温热风炉系统还包括高温换热器(420)；所述冷却器(300)具有冷却风抽出管(310)，所述冷却风抽出管(310)连接所述高温换热器(420)；所述高温换热器(420)具有助燃空气进口和助燃空气出口，所述助燃空气出口连接所述蓄热式热风炉组(400)；所述高风温热风炉系统还包括助燃风机，所述助燃风机将助燃空气输入到高温换热器(420)的助燃空气进口。4.根据权利要求2所述的石灰生产系统，其特征在于，输送到蓄热式热风炉蓄热室内的
气体是co2，所形成的高温热风为高温co2热风；所述石灰生产系统，还包括co2混合烟气收集管(210)、co2收集系统(220)、以及将co2混合烟气从所述预热器(200)上部抽出烟气的引风机；所述co2混合烟气收集管(210)的一端连接于所述预热器(200)，用于输送所述引风机从所述预热器(200)上部抽出的co2混合烟气；所述co2混合烟气收集管(210)的另一端连接于所述co2收集系统(220)；所述co2收集系统(220)包括除尘装置和co2储存罐，以及连接于co2储存罐连接的co2回收系统，所述除尘装置分别连接于所述co2混合烟气收集管(210)和所述co2储存罐；所述除尘装置具有进口端和出口端；所述除尘装置的进口端连接于所述co2混合烟气收集管(210)的另一端，所述除尘装置的出口端连接于所述co2储存罐；所述石灰生产系统，还包括连接于所述co2储存罐的循环热载体输送管(230)、以及设于所述循环热载体输送管(230)上的循环风引风机；所述co2储存罐具有出口端；所述循环热载体输送管(230)的一端连接于所述co2储存罐的出口端，所述循环热载体输送管(230)的另一端连接于所述蓄热式热风炉的气体输入管道；所述石灰生产系统，还包括：在所述co2储存罐与所述除尘装置之间设有co2增压装置，以及，在所述循环热载体输送管(230)上设置减压装置。5.根据权利要求2所述的石灰生产系统，其特征在于，所述低热值燃料为低热值气体燃料；所述低热值气体燃料包括高炉煤气。6.一种石灰生产方法，其特征在于，采用回转窑系统和连接于回转窑系统的高风温热风炉系统共同完成对石灰石的煅烧；所述回转窑系统包括预热器(200)、滚筒窑体(100)和冷却器(300)；所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统用于为所述回转窑系统提供石灰石的煅烧所需要的高温热风；所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组(400)，所述蓄热式热风炉组(400)用于提供石灰石的煅烧所需要的高温热风；其中：所述石灰生产方法，包括：石灰石自预热器(200)的上部进入预热器(200)内，在预热器(200)内对石灰石进行预热；预热后的石灰石自滚筒窑体(100)的尾部被输送到滚筒窑体(100)内；通过所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道将高温热风输送到所述滚筒窑体(100)的高温热风输入管道；高温热风进入到滚筒窑体(100)内，在石灰石翻滚的过程中对石灰石进行煅烧，得到石灰成品；将石灰成品自滚筒窑体(100)的头部输出，并落入到冷却器(300)内，在冷却器(300)内对成品石灰降温到预设温度范围内；将降温后的石灰成品自冷却器(300)内排出。7.根据权利要求6所述的石灰生产方法，其特征在于，包括：所述蓄热式热风炉组(400)设置至少设置两座蓄热式热风炉，优选三座或四座蓄热式热风炉；通过气体输入管道输送气体到蓄热式热风炉所具有的蓄热室内；
通过所述蓄热式热风炉所具有的低热值燃料进口接收低热值燃料，并将低热值燃料输入到所述蓄热式热风炉所具有的燃烧器；通过所述蓄热式热风炉所具有的助燃空气进口接收助燃空气，并将助燃空气输入到所述蓄热式热风炉所具有的燃烧器；在燃烧器采用助燃空气和低热值燃料混合并燃烧产生烟气；通过所述燃烧器所产生的烟气加热蓄热式热风炉的蓄热室内的蓄热体，然后高温的蓄热体加热进入蓄热室内的气体，加热后的气体为高温热风；自所述蓄热式热风炉所具有的高温热风出口将高温热风输送到高温热风输出管道(430)。8.根据权利要求7所述的石灰生产方法，其特征在于，包括：将蓄热式热风炉组(400)的烟气排放通道排放的烟气经热风炉烟气换热器(410)的进烟口输入到热风炉烟气换热器(410)内；其中，热风炉烟气换热器(410)设置于所述高风温热风炉系统内；通过燃料输送装置将低热值燃料输送到热风炉烟气换热器(410)的低热值燃料进口，将低热值燃料自热风炉烟气换热器(410)的低热值燃料进口输入到热风炉烟气换热器(410)内；在热风炉烟气换热器(410)内通过烟气对低热值燃料进行预热，将预热后的低热值燃料自热风炉烟气换热器(410)的低热值燃料出口排入到所述蓄热式热风炉组(400)内；以及，将对低热值燃料预热后的烟气经热风炉烟气换热器(410)的出烟口排入烟囱(500)；自冷却器(300)抽取其冷却成品石灰后的冷却废风，将所抽取的冷却废风经冷却器(300)所具有的冷却风抽出管(310)输送到高温换热器(420)内，其中高温换热器(420)属于高风温热风炉系统；来自助燃风机的助燃空气经高温换热器(420)所具有的助燃空气进口进入到高温换热器(420)内，通过冷却废风预热助燃空气；将预热后的助燃空气经高温换热器(420)所具有的助燃空气出口排入到所述蓄热式热风炉组(400)内。9.根据权利要求7所述的石灰生产方法，其特征在于，输送到蓄热体内的气体是co2，所形成的高温热风为高温co2热风；所述石灰生产方法，还包括：将co2混合烟气收集管(210)一端连接于所述预热器(200)，通过引风机将从所述预热器(200)内抽出的co2混合烟气输送到所述co2混合烟气收集管(210)；将co2收集系统(220)连接于所述co2混合烟气收集管(210)，用于接收所述co2混合烟气收集管(210)输送的co2混合烟气；co2收集系统(220)设有除尘装置、co2储存罐和连接于co2储存罐连接的co2回收系统，通过除尘装置的进口端接收co2混合烟气，通过除尘装置对co2混合烟气进行除尘，除尘后的co2混合烟气自除尘装置的出口端进入到co2储存罐；将co2储存罐的出口端连接co2回收系统，通过co2储存罐的出口端将co2储存罐的co2输送到co2回收系统内；所述石灰生产方法，还包括：设置连接于co2储存罐的循环热载体输送管(230)、在循环热载体输送管(230)上设置循
环风引风机；将循环热载体输送管(230)的一端连接于所述co2储存罐的出口端，将所述循环热载体输送管(230)的另一端连接于所述蓄热式热风炉的气体输入管道；通过循环热载体输送管(230)、通过所述循环风引风机自co2储存罐内抽出除尘后的部分co2混合烟气，并输送到所述蓄热式热风炉的气体输入管道，该部分co2混合烟气被用于被输送到蓄热室内；所述石灰生产方法，还包括：在所述co2储存罐与所述除尘装置之间设有co2增压装置，通过co2增压装置将自除尘装置排出的co2增压后形成高压co2并输入到co2储存罐；在所述循环热载体输送管(230)上设置减压装置，用于将自co2储存罐排出的co2降压后形成正常压力的co2并输入蓄热室内。10.根据权利要求7所述的石灰生产方法，其特征在于，包括：将低热值气体燃料作为蓄热式热风炉的低热值燃料，在蓄热式热风炉内采用助燃空气和低热值气体燃料混合、燃烧产生高温烟气；其中，所述低热值气体燃料包括高炉煤气。
技术总结
本发明实施例提供一种石灰生产系统及方法，包括回转窑系统和为回转窑系统提供高温热风的高风温热风炉系统，所述高风温热风炉系统设于所述回转窑系统之外、且所述高风温热风炉系统与所述回转窑系统通过管道相连；所述回转窑系统主要包括预热器、滚筒窑体和冷却器；所述滚筒窑体具有高温热风输入管道；所述高风温热风炉系统包括蓄热式热风炉组；所述蓄热式热风炉组具有高温热风输出管道；所述蓄热式热风炉组的高温热风输出管道连接所述滚筒窑体的高温热风输入管道。高温热风没有火焰，且高温热风能够被控制在相对稳定的温度范围内，所以其在滚筒窑体形成相对稳定的恒温氛围，恒温氛围煅烧更稳定，能够获得高品位的石灰成品。能够获得高品位的石灰成品。能够获得高品位的石灰成品。


技术研发人员：王长春 梁晶晶 汪小龙 萨伯丁
受保护的技术使用者：北京卡卢金热风炉技术有限公司
技术研发日：2021.03.29
技术公布日：2021/6/24