CN104261700A - 一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用石灰石锻烧石灰生产干冰的装置及方法，用于将矿山生产的20mm-40mm小粒度石灰石。本发明在通过锻烧间内由燃烧室通过辐射传递的热量进行锻烧，锻烧后的石灰石分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙通过冷却后由出灰装置排出进入灰仓储存，二氧化碳通过连接的废气管道经干燥装置、加压装置、二氧化碳液化装置和干冰装置生产干冰，燃烧室内煤气或煤粉燃烧后，通过风机排出进行余热回收后，经烟囱排放。本发明不但能得到较高品质的活性石灰，而且能有效回收纯净的二氧化碳，加工制造为食品级干冰，同时能将余热回收二次使用，为国内活性石灰的生产以及资源的综合应用开辟了新的更有市场前景的一种途径。

Description

一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置及方法

技术领域

本发明涉及冶金、化工技术领域，尤其是冶金行业生产高性能活性石灰，利用废气生产干冰的装置及方法。

背景技术

2009年哥本哈根气候变化研讨，使低碳经济成为全球焦点。低碳经济以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式，是对现行消耗大量化石能源、大量排放二氧化碳的生产方式的根本变革，我国政府承诺2020年，单位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降40-45%，并作为约束性指标被纳入国民经济和社会发展中长期规划。

二氧化碳做为一种重要的资源，用途广泛，同时二氧化碳的排放也是造成全球变暖的主要原因之一，所以有效的回收二氧化碳既可以节省资源，也可以减少大气污染和温室效应。

对于冶金行业，石灰是碱性炼钢的造渣材料。主要成分是CaO。它是脱硫、脱磷、脱氧提高钢液纯净度和减少热损失不可缺少的材料一。为使石灰快速熔化、快速成渣，石灰应具有较高的反应能力。目前国内外用于锻烧细粒石灰的主要窑型为瑞士麦尔兹窑炉公司设计建造的并流蓄热式双膛竖窑以及回转窑等，此类窑用于锻烧20-40 mm小粒度石灰石，可以充分利用目前我国石灰石矿许多丢弃的细粒石灰石，采用煤气与石灰石一起锻烧生产活性石灰，为我国石灰石矿的资源综合利用开辟了新途径。针对双膛竖窑、回转窑系统投资高、设备复杂、维护麻烦，更主要的是建设成本高、成品吨灰成本较高，特别强调的是由于分解产生的二氧化碳含有残留的煤气，无法回收排放的二氧化碳，燃烧产生的高温烟气由于含有大量粉尘，无法回收只能排放，造成污染环境和能源浪费。与国家要求的循环经济、节能减排不想适应。

而目前国内干冰的制造方式主要是通过石化行业生产的气体通过净化和催化氧化后得到二氧化碳，再经脱除有害物质，降温、加压生产成液态二氧化碳，通过干冰装置制造干冰。该方法无论从原料成本、还是生产运行成本都比较高。

发明内容

针对现有的石灰以及干冰生产存在的上述问题，本发明提供的技术方案的主要目的是：

提供一种间接利用辐射热煅烧石灰石生产二氧化碳制造干冰和活性石灰的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其中，包括：

复数个燃烧室；

设置于复数个所述燃烧室之间的复数个料道，用以放置待煅烧石灰石，并通过隔热墙与所述燃烧室分隔；

集气管，连接复数个所述料道，用以采集复数个料道中煅烧产生的气体；

干冰装置，与所述集气管连接，用以将所述集气管采集的所述气体制成干冰。

本发明的另一方面，还包括设置于所述燃烧室上方的预热室，以及设置于所述燃烧室下方的冷却室，所述预热室通过空洞与所述燃烧室联通，所述冷却室与所述燃烧室不连通。

本发明的另一方面，还包括废气管道及余热锅炉，所述废气管道与复数个所述燃烧室连接用以采集复数个燃烧室产生的带有热量的废气，并将所述废气传递至所述余热锅炉。

本发明的另一方面，所述料道上方设置有运送石灰石的皮带，所述皮带上设置有一卸料装置，用以向所述料道顶部的卸料口卸载石灰石，所述卸料口设置有可封闭的盖板。

本发明的另一方面，每个所述料道底部设置有振灰机，用以将煅烧产生的石灰由所述料道振落至一成品灰皮带上。

本发明的另一方面，所述燃烧室的燃料为煤粉和/或煤气。

本发明的另一方面，所述隔热墙为合金钢或者燃火材料制成。

本发明的另一方面，所述集气管与所述干冰装置之间还顺序设置有用以净化气体的净化装置，用以干燥气体的干燥装置，以及用以将气体液化的加压装置。

一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的方法，其中，包括如下步骤：

步骤1，提供一加热源；

步骤2，利用所述加热源产生的辐射热量预热、煅烧放置于与所述加热源隔离的一腔体内的石灰石产生石灰；

步骤3，收集煅烧腔体内的石灰石产生的二氧化碳；

步骤4，将收集的二氧化碳净化、干燥、加压液化并制成干冰。

通过对本发明技术方案的实施，可以获得以下技术效果：

1、产品质量高，产品纯度提高，特别适合冶炼不锈钢和高强度、高品质钢铁品种的添加造渣；

2、石灰锻烧均匀，易于控制，活性度好。在供给合格石灰石和燃料的前提下，活性石灰的活性度达到360m1，正常生产不产生过烧石灰；

3、热效率高，分解温度易于控制，避免能源浪费，用于石灰石分解耗热量占总耗热量的百分比在各类窑形中为最高，单位产品耗热量低，而且可充分利用煤粉燃烧，或高炉、转炉、焦炉以及混合煤气作为燃料进行锻烧；

4、相比回转窑，占地面积小，基建投资低；

5、排出的烟道烟气温度高，可回收利用，转换为蒸汽进行发电；

6、排出的二氧化碳易于净化，得到纯净二氧化碳，经加工处理得到食品级干冰，使工业废品得到有效利用，有利于解决环境污染问题；

7、能够锻烧20-40mm小粒度石灰石，可充分利用我国现有废弃的石灰石资源。

8、对比其它回转窑型，新型间接利用辐射热锻烧活性窑，整个系统设备简单、操作容易，维护方便，成本较低，而且环保，符合循环经济。

附图说明

图1为本发明的利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置的结构示意图；

图2为本发明的利用辐射热生产活性石灰制作干冰的方法的流程框图。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案进行说明，在与本发明的发明目的无冲突的前提下，下文中提到的实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1所示， 本发明所采用的技术方案是：利用煤粉或煤气在燃烧室5内燃烧产生热量通过传热墙9，使石灰石加热到1000-1050度分解温度进行间接锻烧，生产合格高性能活性石灰和纯净的二氧化碳，废气余热产生蒸汽得到回收利用。

本发明的利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置的一种实施例包括：复数个燃烧室5，设置于复数个燃烧室5之间的复数个料道6，用以放置待煅烧石灰石，并通过隔热墙9与燃烧室5分隔；集气管14，连接复数个料道6，用以采集复数个料道6中煅烧产生的气体；干冰装置23，与集气管14连接，用以将集气管14采集的气体制成干冰。

本发明实施方式涉及利用辐射热锻烧石灰石产生二氧化碳制作干冰的方法，如图I所示，主要包括料仓1内石灰石通过皮带2运输至石灰仓上，料仓1上卸料装置3将石灰石通过卸料口4添加到料道6内，卸料口4上有盖板，在卸料时通过卸料小车打开，卸料完毕后进行封闭。煤气管道7或煤粉喷吹管道7通过火枪8与各燃烧室5相连，燃烧室5产生的热量通过传热墙9将热量传递到料道6内，通过当石灰石落入料道6时，上部石灰石通过燃烧室5燃烧后产生的热量进入预热室25，通过传热墙9进行石灰石预热，当预热后的石灰石到达锻烧带时进行快速分解，分解后进入冷却室26对应的料道冷却带13进行冷却，之后进入料道成品仓11等待振动出灰机12按顺序将各料道内冷却好的成品灰通过成品灰皮带10连续输送到石灰成品仓24，燃烧室5产生的废气通过废气管道15与排风机16相连，送给余热锅炉17，余热锅炉17产生的蒸汽送给蒸汽包18，蒸汽包18送全厂蒸汽管网供全厂使用或进行余热发电。

各料道6锻烧分解的二氧化碳通过连接的集气管14，进入风机19送给净化装置20进行净化处理，之后进入干燥装置21进行干燥处理，干燥处理后通过加压装置22把二氧化碳冷凝成液态，干冰装置23在低压下迅速蒸发，凝结成一块块压紧的冰雪状固体物质形成干冰。

需要说明的是上述实施方式中，每条上料皮带和出灰皮带有4座炉子，每座炉子有9个料道，当然，料道和炉子数量可根据实际生产进行设计组合。

本发明的一种实施例中隔热墙9可采用合金钢或者耐火传热材料制成。

不难发现，本发明通过利用辐射热锻烧活性石灰，将燃烧室和锻烧间完全隔离分开，不但能得到较高品质的活性石灰，而且也能回收到纯净的二氧化碳，加工制造为食品级干冰，燃烧产生的高温废气还可直接回收生产蒸汽，进行二次使用。与其他锻烧石灰石方法相比避免了石灰石与煤粉、煤气的直接接触，使活性石灰、二氧化碳更干净，含S、P等杂质更低，为国内活性石灰、干冰的生产以及资源的综合应用开辟了新的更有市场前景的一种途径，真正响应了国家政策，实现了循环经济和节能减排。

本发明的技术方案中还包括一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的方法，其中，如图2所示，包括如下步骤：

步骤1，提供一加热源；

步骤2，利用加热源产生的辐射热量预热、煅烧放置于与加热源隔离的一腔体内的石灰石产生石灰；

步骤3，收集煅烧腔体内的石灰石产生的二氧化碳；

步骤4，将收集的二氧化碳净化、干燥、加压液化并制成干冰。

上述的实施例仅是本发明的部分体现，并不能涵盖本发明的全部，在上述实施例以及附图的基础上，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下可获得更多的实施方式，因此这些不付出创造性劳动的前提下获得的实施方式均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1. 一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，包括：

复数个燃烧室；

设置于复数个所述燃烧室之间的复数个料道，用以放置待煅烧石灰石，并通过隔热墙与所述燃烧室分隔；

集气管，连接复数个所述料道，用以采集复数个料道中煅烧产生的气体；

干冰装置，与所述集气管连接，用以将所述集气管采集的所述气体制成干冰。

2.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，还包括设置于所述燃烧室上方的预热室，以及设置于所述燃烧室下方的冷却室，所述预热室通过空洞与所述燃烧室联通，所述冷却室与所述燃烧室不连通。

3.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，还包括废气管道及余热锅炉，所述废气管道与复数个所述燃烧室连接用以采集复数个燃烧室产生的带有热量的废气，并将所述废气传递至所述余热锅炉。

4.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，所述料道上方设置有运送石灰石的皮带，所述皮带上设置有一卸料装置，用以向所述料道顶部的卸料口卸载石灰石，所述卸料口设置有可封闭的盖板。

5.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，每个所述料道底部设置有振灰机，用以将煅烧产生的石灰由所述料道振落至一成品灰皮带上。

6.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，所述燃烧室的燃料为煤粉和/或煤气。

7.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，所述隔热墙为合金钢或者耐火传热材料制成。

8.如权利要求1所述利用辐射热生产活性石灰制作干冰的装置，其特征在于，所述集气管与所述干冰装置之间还顺序设置有用以净化气体的净化装置，用以干燥气体的干燥装置，以及用以将气体液化的加压装置。

9.一种利用辐射热生产活性石灰制作干冰的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，提供一加热源；

步骤2，利用所述加热源产生的辐射热量预热、煅烧放置于与所述加热源隔离的一腔体内的石灰石产生石灰；

步骤3，收集煅烧腔体内的石灰石产生的二氧化碳；

步骤4，将收集的二氧化碳净化、干燥、加压液化并制成干冰。