替代燃料预燃烧装置

技术领域

本发明涉及节能环保领域，具体地，涉及一种替代燃料预燃烧装置。

背景技术

水泥行业作为碳消耗和碳排放大户。

使用生活垃圾、农林垃圾和工业垃圾替代化石燃料，是水泥行业低碳、绿色循环发展的有效路径之一。替代燃料来源广泛、成分复杂，热力强度较低，直接加入水泥窑分解炉使用对水泥窑系统煅烧将产生较大影响，燃料替代率和使用量受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种替代燃料预燃烧装置，该替代燃料预燃烧装置能适应大多数的可燃性物料做水泥窑替代燃料，提高燃料燃尽率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种替代燃料预燃烧装置，该替代燃料预燃烧装置包括上部蜗壳混合室、中部旋流混合室和下部斜坡段，所述上部蜗壳混合室上设置有替代燃料加入口。

优选地，所述上部蜗壳混合室的中部设置有生料加入口。

优选地，所述替代燃料加入口设置有多个。

优选地，多个所述替代燃料加入口沿所述上部蜗壳混合室的旋流方向分布。

优选地，所述下部斜坡段的内底侧设置有斜坡承载台阶。

优选地，所述斜坡承载台阶为连续设置。

优选地，所述下部斜坡段上设置有多个与斜坡承载台阶对应的清堵空气炮。

优选地，所述下部斜坡段的坡度自上而下逐渐降低。

优选地，所述中部旋流混合室为圆筒形状。

优选地，所述下部斜坡段的下端口位于所述蜗壳混合室的外侧。

根据上述技术方案，本发明中的替代燃料预燃烧装置对替代燃料具有广泛适用性，尤其是高水分、高容重难烧替代燃料效果更为明显，通过本发明可有效降低替代燃料使用对烧成系统的影响，提高燃料燃尽率，替代燃料使用量将进一步提升。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是替代燃料预燃烧装置的一种优选实施方式的整体结构示意图；

图2是替代燃料预燃烧装置的一种优选实施方式的俯视结构示意图。

附图标记说明

1-水泥窑分解炉；2-上部蜗壳混合室；3-替代燃料加入口；4-生料加入口；5-下部斜坡段；6-清堵空气炮；7-斜坡承载台阶；8-中部旋流混合室。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

参见图1和图2所示的替代燃料预燃烧装置，该替代燃料预燃烧装置包括上部蜗壳混合室2、中部旋流混合室8和下部斜坡段5，所述上部蜗壳混合室2上设置有替代燃料加入口3。

通过上述技术方案的实施，通过在窑尾增设专用替代燃料预燃烧装置，提高替代燃料在水泥窑窑尾燃烧效率，降低燃料使用对水泥窑工况产生不利影响。本发明可以提高水泥窑对不同品种替代燃料的兼容能力，使水泥窑能最大程度适应不同品种、不同品质替代燃料，降低替代燃料的预处理要求，提高替代燃料的使用比例，有效降低化石燃料消耗。

该替代燃料预燃烧装置对替代燃料具有广泛适用性，尤其是高水分、高容重难烧替代燃料效果更为明显，通过本发明可有效降低替代燃料使用对烧成系统的影响，提高燃料燃尽率，替代燃料使用量将进一步提升。

在该实施方式中，为防止替代燃料预燃烧装置温度过高，在所述上部蜗壳混合室2的中部设置有生料加入口4。通过加入一定量的水泥生料，控制炉温在一定范围内。

在该实施方式中，所述替代燃料加入口3设置有多个。通过在不同的位置设置多个替代燃料加入口3，可以根据投放的替代燃料种类选择适当的替代燃料加入口3进行投料，当然，当燃烧效率较高而投料速度跟不上的时候也可以同时使用多个替代燃料加入口3进行投料，以提高投料效率。

在该实施方式中，多个所述替代燃料加入口3沿所述上部蜗壳混合室2的旋流方向分布。例如在一种实施方式中，替代燃料加入口3设置有2个，其中一个设置在靠近水泥窑三次风入口a的位置，另一个设置在蜗壳的蜗部后段。

在该实施方式中，所述下部斜坡段5的内底侧设置有斜坡承载台阶7。通过斜坡承载台阶7的设置，可以将落下的重物质承载在其中，在斜坡承载台阶7上完成裂解和燃烧放热，还可以防止重质物料直接冲出炉外。

在该实施方式中，所述斜坡承载台阶7为连续设置。当然，除了连续设置外也可以间断设置，例如每间隔1-5个台阶设置一组。而作为最优的方式，将斜坡承载台阶7设置为连续设置，可以增加物料下落的连续性，从而提高重物质的燃烧效率。

在该实施方式中，所述下部斜坡段5上设置有多个与斜坡承载台阶7对应的清堵空气炮6。清堵空气炮6可以将燃料燃烧产生的灰烬扬起，随气流一起进入水泥窑分解炉1。

在该实施方式中，所述下部斜坡段5的坡度自上而下逐渐降低。通过这样的设置，使得重物料的下落速度逐级减缓，进一步提升燃烧效率。

在该实施方式中，所述中部旋流混合室8为圆筒形状。通过圆筒形状的中部旋流混合室8，可以使得轻物质在其中旋流的更加顺畅，减小风阻，从而可以更进一步的充分分解、烘干和燃烧。

在该实施方式中，所述下部斜坡段5的下端口位于所述蜗壳混合室的外侧。即蜗壳混合室正投影在下部斜坡段5时，下部斜坡段5的下端口位于投影得到外部，从而使得内部的物料不能够直接从下部斜坡段5的下端口排出。

在本发明的一种实施方式中，来自水泥窑的高温三次风进入上部蜗壳混合室2，在导向蜗壳作用下形成高温旋转气流，上部蜗壳混合室2顶部设有2个替代燃料加入口3，替代燃料通过替代燃料加入口3加入高温旋转气流中，气流会对替代燃料进行自动分选，轻质燃料可随气流进入中部旋流混合室8、下部斜坡段5，燃料随气流做螺旋向下运动，在向下走的过程中完成水分蒸发、裂解、燃烧放热过程。替代燃料中的重质物料会直接落入下部斜坡段5，斜坡段设有承载物料的斜坡承载台阶7，可防止重质物料直接冲出炉外。物料在斜坡承载台阶7上完成裂解、燃烧放热过程。斜坡承载台阶7配有清堵空气炮6，可以将燃料燃烧产生的灰烬扬起，随气流一起进入水泥窑分解炉1。

另外，替代燃料预燃烧装置顶部也可以加入低热值的固废、危废等，这些废弃物通过上部高温气流预热后会落入下部斜坡段5，在下部斜坡段5的斜坡承载台阶7上完成水分蒸发、裂解、燃烧放热过程，燃烧产生的灰烬采用空气炮清理，随气流一起进入水泥窑分解炉1。

本发明具有以下优点：

1、水泥窑高温三次风引入替代燃料预燃烧装置上部，形成旋转气流，替代燃料从上部加入，可实现有效的打散和分布，同时实现轻质燃料和重质燃料的分离。轻质燃料在气流中分布均匀，能极大提高燃料燃烧速度和燃烧效率。轻质燃料随气流在炉内做螺旋向下运动行程较长，能提高燃料在炉内的停留时间，提高燃料燃尽率。

2、替代燃料预燃烧装置下部采用斜坡承载台阶7设计，重质燃料、固废从替代燃料预燃烧装置上部加入，经炉体内800～1000℃热风加热后落入替代燃料预燃烧装置下部斜坡段5继续燃烧，可通过调节斜坡台阶清扫空气炮工作频次，控制物料在台阶上的停留时间，保证物料充分燃烧。

3、来自水泥窑的高温三次风在替代燃料预燃烧装置上部形成水平的旋转流场，燃料从替代燃料预燃烧装置上部旋转气流场加入可采取全断面多点加入方式，保证物料和高温气体混合均匀，防止局部燃料过于集中，造成缺氧燃烧。

4、无论重质燃料还是轻质燃料，均能在替代燃料预燃烧装置内找到最佳燃烧位置实现完全燃烧，燃料适应性强。

5、能够通过控制替代燃料预燃烧装置温度的生料从上部旋转气流中加入，方便实现生料和炉内气体的均匀混合，炉体温度更加稳定，有效提高生料分解率。

6、在不使用替代燃料时，替代燃料预燃烧装置可兼做水泥窑的生料分解反应器，加入煤粉煅烧生料，提高水泥窑产量。

本发明替代燃料预燃烧装置能适应大多数的可燃性物料做水泥窑替代燃料，提高燃料燃尽率，还可协同处置固。由于气流、燃料、生料混合均匀性好，能提高水泥窑替代燃料使用量，水泥窑窑尾石化燃料替代量可达到50％以上，有效降低水泥窑煤耗。同时还可以兼顾处理固废、危废等，提高水泥窑处置固废危废能力。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。