一种多功能分解炉的制作方法

1.本实用新型涉及一种粉状物料在悬浮状态下进行气固相混合、换热，以及气固相反应的气固相热交换和热反应装置，具体地说是一种多功能分解炉。


背景技术：

2.自1971年日本石川岛公司（ihi）生产的单列串流悬浮预热预分解系统sf诞生以来，世界各地出现了各种各样的分解炉，总体可归纳为3类：
3.离线分解炉：较长的窑气管路形成窑气分解炉，较长的三次风管路形成三次风分解炉，两炉各自接入各自独立的预热器，窑气分解炉和三次风分解炉分别都接受燃料和已预热完的物料。优点：窑气分解炉内nox生成量接近零，且高低可控制；三次风分解炉内生料分解率高，燃料燃尽率高；窑气分解炉和三次风分解炉直径小，料气混合均匀，反应充分，效率高。缺点：窑气分解炉内生料分解率低，易结皮堵料；三次风分解炉内nox等污染气体生成量大；系统点火开窑困难，塌料后易堵料，甚至造成故障停窑。
4.半离线或半在线或半离半在线分解炉：相对于离线分解炉来说，窑气管路和三次风管路前段大部分各自独立，后小部分合并在一起，形成一个总装置，然后接入预热器，前段独立的窑气管路和三次风管路及总装置合称分解炉，窑气管路和三次风管路分别都接受燃料和已预热完的物料，总装置只接受窑气和三次风带入的燃料和物料。优点：窑气和三次风混合后可以进一步料气混合，反应，料气混合更均匀，反应更充分，效率高。缺点：窑气管路易结皮堵料，系统点火开窑困难，nox等污染气体生成量较大，且塌料后易堵料，甚至造成故障停窑。
5.在线分解炉：窑气管路和三次风管路在窑尾烟室出口窑气管路前段就合并在一起，形成一个较大的装置，称为分解炉，然后接入预热器，分解炉接受燃料和已预热完的物料。优点：系统点火开窑容易，即使塌料，也会直接入窑，一般不会因塌料后堵料而造成故障停窑。缺点：分解炉体积大，系统料气混合不充分，反应不充分，局部温度过高，效率低；而且nox等污染气体生成量最大，大多超过800mg/nm3，甚至超过1500mg/nm3，给环境带来了极大的压力。
6.面临世界对环境保护，资源能源利用率要求越来越高，越来越严格的大形势，国内外都尝试了很多种分解炉，但尚无一个理想的分解炉。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提产，提质，节能，减排且能源资源利用率高的多功能分解炉。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多功能分解炉，包括喂料管路、窑气管路和三次风管路以及反应器构成的分解装置，窑气管路的起始端设置有能够向窑气管路内送入窑气的烟室，分解装置上连接有补热管路和除障管路，喂料管路、窑气管路、三次风管路以及反应器之间相互贯通；其中，窑气管路和三次风管路两者中至少有一条管路由
两条以上的管道构成。
9.所述窑气管路由两条以上单独设置的窑气管道构成或由一条总窑气管道和两条以上的支窑气管道连接构成。
10.所述三次风管路由两条以上单独设置的三次风管道构成或由一条总三次风管道和两条以上的支三次风管道连接构成。
11.所述喂料管路的起始端连接有前级旋风装置，所述反应器的末端连接有后级旋风装置。
12.所述除障管路设置在三次风管路的末段与烟室之间或窑气管路的末段与烟室之间或反应器的起始端与烟室之间。
13.所述三次风管路的末端与窑气管路的末端汇合后再连接至反应器的起始端。
14.所述三次风管路的末端与窑气管路的末端汇合后再连接喂料管路。
15.所述三次风管路的末端与窑气管路的末端分别连接至反应器的起始端。
16.所述喂料管路分别连接在所述窑气管路的起始段和三次风管路的末段。
17.所述窑气管路内部设置有抗结皮材料。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
19.（1）其合理的结构设计形成较长的窑气管路不仅能分担分解部分物料，而且有了足够长的时间利用高温弱氧化的窑气和还原性燃料，还原窑气中原有的nox，抑制物料和燃料在煅烧过程中产生的nox等有害气体，极易实现nox＜50mg/nm3超低排放标准，节省了氨水尿素等还原nox带来的二次成本，杜绝了氨逃逸等二次污染。
20.（2）分设的两条以上独立的窑气管道或一条总管和两条以上支管的小径窑气管道，料气混合更均匀，反应更充分，效率更高；同时也降低了高度，利于布置，克服了现有所有分解炉锥体空间高度低，不适应改造的缺陷。
21.（3）三次风管道不仅为燃料燃烧提供氧气、利用余热，分担分解部分物料；而且也分设为两条以上独立的三次风管道或一条总管和两条以上支管的小径三次风管道，也使得料气混合更均匀，反应更充分，效率更高，同时，也降低了高度，利于布置，克服了现有所有分解炉锥体空间高度低，不适应改造的缺陷，如此，既吸收了离线炉的优势，又克服了离线炉的劣势。
22.（4）已经料气混合均匀的窑气和三次风汇合后一起进入反应器底部的起始端，或已经料气混合均匀的窑气和三次风在反应器底部的起始端汇合，再次在反应器内混合燃烧升温分解，料气混合更均匀，反应更充分。
23.（5）预热器和三次风管路以及补热管路的位置设计，使得喂料接口和燃料喷入接口下移，克服了反应器起始段锥体易结皮的缺陷，增加了反应器燃烧和分解的空间，物料分解率和燃料燃尽率更高，产质量更高，煤电耗更低，并杜绝了因反应器管径过大，混合不均匀，局部高温，局部再次生成nox等有害气体，如此，既吸收了半离半在线的优势，又克服了半离半在线的劣势。
24.（6）预热完成的物料通过喂料管路喂入小径的窑气管路和三次风管路进行混合，加热，分解，然后再随窑气和三次风进入反应器进一步混合，加热，分解；这样，比直接喂入反应器混合更均匀，分解更充分，混合和分解的时间和空间也更长更大。
25.（7）在三次风管路的下弯头处或窑气管路的下弯头处或反应器的起始端设置除障
管路，用来卸料入窑已经绰绰有余，不会出现因塌料而造成堵料故障停窑；除障管路仅仅是一个简单的锁风翻板阀，无电动设备，几乎免维修，这样，不仅大量节约了空间和投资成本，大量减少结皮范围，而且除障管路的翻板阀均匀卸料利于窑的煅烧和工况的稳定，系统点火开窑也容易，如此，既吸收了在线炉的优势，又克服了在线炉的劣势。
26.（8）还原性燃料通过补热管路分别喷入窑气管路和三次风管路，主要用来弥补物料分解热量的不足和窑气管路中nox还原成分的不足，这样，窑气管路和三次风管路小，反应器大的优势都得到了充分利用，劣势得到了充分避让，物料既得到充分分解，燃料也得到充分燃尽，同时nox也得到充分控制和脱除，能源资源也得到了充分利用，产质量也得到了提高。
27.（9）窑气管路内部设置抗结皮材料，克服了窑气管路因为还原气氛而结皮堵料的缺陷，气流和料流更通畅，压损更小。
28.（10）其整体结构设计巧妙，提产、提质、节能、减排、能源资源利用率高，特别是节能，减排方面尤为突出，可以广泛应用于建材、冶金、化工等多种行业中。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例一的主视结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例一的左视结构示意图；
31.图3为本实用新型实施例二的主视结构示意图；
32.图4为本实用新型实施例二的左视结构示意图；
33.图5为本实用新型实施例三的主视结构示意图；
34.图6为本实用新型实施例三的左视结构示意图；
35.图7为本实用新型实施例四的主视结构示意图；
36.图8为本实用新型实施例四的左视结构示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的多功能分解炉作进一步详细说明。
38.实施例一：
39.图1和图2是本实用新型的第一种实施案例，是用于煅烧水泥的多功能分解炉，特别适合新建线和在线炉的改造，它包括喂料管路12、窑气管路2和三次风管路4，窑气管路2的起始端还设置有能够向窑气管路内送入窑气的烟室1，三次风管路4由两条以上单独设置的三次风管道构成或由一条总三次风管道和两条以上的支三次风管道连接构成，由图可见，本实施例中三次风管路4由两条三次风管道构成，两条三次风管道上均安装有三次风阀门5和三次风膨胀节6；窑气管路2由两条以上单独设置的窑气管道构成或由一条总窑气管道和两条以上的支窑气管道连接构成，本实施例中窑气管路2由一条总窑气管道和两条支窑气管道组成，总窑气管道和支窑气管道上均安装有窑气膨胀节3，尤其是在本实施例中将窑气管路2的总窑气管道由下至上设置，在顶端再连接两条向下延伸的支窑气管道，使其在有限的高度下形成更长的窑气管路，还包括一个反应器7，反应器7由一个壳体和反应器膨胀节8组成；反应器7底部作为起始端，由下而上，再由上而下设置，反应器7与后级旋风装置
连接处作为末端，三次风管路4的末端与较长的窑气管路末端汇合后再连接至反应器的底部起始端，或将三次风管路4的末端与窑气管路的末端分别都连接至反应器的底部起始端，本实施例中，窑气管路2的末端和三次风管路4的末端分别连接反应器的底部起始端，反应器末端连接有后级旋风装置，后级旋风装置与烟室1连接，三次风管路4的起始端接外部三次风供应设备，三次风管路4的末段与烟室1之间或窑气管路2的末段与烟室1之间或反应器7的起始端与烟室1之间设置有除障管路9，本实施例中，三次风管路4的末段的下弯头处接有除障管路，除障管路9上设置有除障膨胀节10和除障翻板阀11，除障管路9的起始端与三次风管路4末段的下弯头连接，除障管路9的末端与烟室1侧面连接；窑气管路2的起始段和三次风管路4的末段连接有补热管路17，补热管路17上设置有软连接18，分配器19，控制阀20，补热喷嘴21，补热管路17的起始端接外部燃料输送设备；喂料管路的起始端连接有前级旋风装置，前级旋风装置的出料口通过喂料管路12与窑气管路2的起始段和三次风管路4的末段贯通，即：喂料管路12的出口分别连接至窑气管路起始段和三次风管路的末段，或三次风管路与窑气管路的汇合段，本实施例中，喂料管路12分别连接在窑气管路2的起始段和三次风管路4的末段，喂料管路12上设置有喂料翻板阀13，喂料分料阀14，喂料膨胀节15，喂料撒料箱16，由图可见，所说的前级旋风装置和后级旋风装置均由一个以上的旋风筒构成，当然，在实际应用过程中，两级以上的旋风装置构成的预热器，多功能分解炉与预热器连接；本实施例中，前级旋风装置由旋风筒c4a和旋风筒c4b构成，后级旋风装置由旋风筒c5a和旋风筒c5b构成，喂料管路12的起始端与旋风筒c4a和旋风筒c4b的锥体底部连接，喂料管路12的末端分别连接在窑气管路2的起始段和三次风管路4的末段，旋风筒c5a和旋风筒c5b连接在反应器的末端，旋风筒c4a和旋风筒c5a以及旋风筒c4b和旋风筒c5b在整个分解炉中构成双系列预热器。
40.另外，窑气管路2内部设置有抗结皮材料。
41.其工作流程如下：
42.物料路线：
43.由旋风筒c4a和旋风筒c4b收集下来的物料经过喂料管路12，喂料翻板阀13，喂料分料阀14，喂料膨胀节15，喂料撒料箱16分别喂入窑气管路2的起始段和三次风管路4的末段进行料气混合，并被高温窑气和三次风加热分解（热量不足部分由补热管路17提供），然后物料随气流进入反应器7进一步混合、加热、分解，最后进入旋风筒c5a和旋风筒c5b实现料气分离，物料入窑煅烧，一旦出现塌料等故障时，窑气管路，三次风管路，反应器里面的物料全部通过除障管路9中的管道，除障膨胀节10，除障翻板阀11入窑煅烧。
44.燃料路线：燃料进入补热管路17中，经过软连接18，分配器19，控制阀20，喷嘴21分别喷入窑气管路2的起始段和三次风管路4的末段；在窑气管路2中与物料、窑气进行混合、燃烧、反应，分解物料，并抑制和脱除窑气中的nox；在三次风管路4中与物料、三次风进行混合，燃烧，加热，分解物料，然后一起进入反应器，进一步进行料气混合、反应，加速物料的分解和燃料的燃尽，最后随着气流从反应器进入旋风筒c5a和旋风筒c5b实现料气分离，燃料灰分入窑煅烧，燃料燃烧产生的气体排入旋风筒c4a和旋风筒c4b预热物料，实现废气余热利用。
45.窑气路线：来自烟室1出口的窑气，经过窑气管路2，窑气膨胀节3，和物料以及燃料进行混合，加热，分解物料，并借助物料中的al2o3，fe2o3等作为催化剂，燃料作为还原剂，还
原窑气中的nox和抑制窑气中nox的产生；然后进入反应器7再和三次风等继续料气混合，加速物料的分解和燃料的燃烧，最后进入旋风筒c5a和旋风筒c5b实现料气分离，气体排入旋风筒c4a和旋风筒c4b预热物料，实现废气余热利用。
46.三次风路线：三次风经过三次风管路4，三次风阀门5，三次风膨胀节6，和燃料以及物料进行混合，反应，给燃料提供氧气，物料提供热量，加速燃料的燃烧和物料的分解，然后进入反应器再和窑气等进一步混合、加热、反应，最后进入旋风筒c5a和旋风筒c5b实现料气分离，气体排入旋风筒c4a和旋风筒c4b预热物料，实现废气余热利用。
47.此案例，生料表观分解率99%以上，产量提高20%左右，水泥强度提高5%左右，节煤23%左右，节电15%，nox排放小于50mg/nm3，so2减少50%，co2减排21%，粉尘减排60%，零用水；并且，尤其是本实施例的多功能分解炉在三次风管处设有补热管路17，所以还可以使用城市垃圾，工业垃圾等替代燃料，以及处理废料和危废等。
48.实施例二：
49.图3和图4是本实用新型的第二种实施案例，是用于煅烧水泥的多功能分解炉，特别适合新建线、离线炉和半离半在线炉的改造。
50.本案例和实施案例一的物料路线，燃料路线，窑气路线，三次风路线的工艺流程，功能，效果基本一致，但为了更加适应各种旧线不同分解炉的改造，对反应器的起始端和窑气管路的始端的相对位置进行了变动，实施案例一的反应器的始端在烟室1的正上方，窑气管路的起始端在烟室1的旁边；本案例的窑气管路的起始端在烟室1的正上方，反应器的始端在烟室1的旁边。
51.实施例三：
52.图5和图6是本实用新型的第三种实施案例，是用于煅烧水泥的多功能分解炉，特别适合新建线和在线炉的改造。
53.本案例和实施案例一的物料路线，燃料路线，窑气路线，三次风路线的工艺流程，功能，效果基本一致，只是实施案例一的多功能分解炉接入的是双系列预热器，本案例多功能分解炉接入的是单系列预热器。
54.实施例四：
55.图7和图8是本实用新型的第四种实施案例，是用于煅烧水泥的多功能分解炉，特别适合新建线、离线炉和半离半在线炉的改造。
56.本案例和实施案例二的物料路线，燃料路线，窑气路线，三次风路线的工艺流程，功能，效果基本一致，只是实施案例二的多功能分解炉接入的是双系列预热器，本案例多功能分解炉接入的是单系列预热器。
57.实施例五：
58.本实施例的多功能分解炉，是用于煅烧水泥的多功能分解炉，特别适合新建线和在线炉的改造，与实施例一的多功能分解炉结构大致相同，其不同之处在于三次风管路4由一条总三次风管道和两条以上的支三次风管道连接构成，窑气管路2由两条以上的单独并排设置的窑气管道构成，此结构设计同样能够在有限的高度下形成较长的窑气管路，三次风管路4的末端与较长的窑气管路末端汇合后再连接至反应器的底部起始端，窑气管路2的末段与烟室1之间设置有除障管路，具体的说除障管路的起始端与窑气管路2末段的下弯头连接，除障管路的末端与烟室1侧面连接；喂料管路直接连接三次风管路与窑气管路的汇合
段。
59.另外，对于三次风管路4和窑气管路2来说，还可以在设置有一条三次风管道的同时设置两条以上的窑气管道或者在设置有一条窑气管道的同时设置有两条以上的三次风管道，本实用新型不对其数量进行限定，即：至少在窑气管路2中设置有两条以上窑气管道或至少在三次风管路4中设置有两条以上的三次风管道均属于本实用新型要求保护的范围。
60.当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。