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一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置

阅读：574发布：2021-08-13

专利汇可以提供一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置，在煅烧带燃料气和助燃空气从窑一侧的烧嘴进入窑体燃烧，煅烧石灰石后从另一侧离开窑体，两侧烧嘴交替运行。在预热带热空气从两侧进入窑体，预热石灰石后从上部抽吸梁出去。在冷却带冷却空气从一侧进入窑体，横向流动经过石灰层，冷却石灰后从另一侧出去。冷却带冷却石灰后的热空气通往预热带预热石灰石物料。所述装置的煅烧带装有高温蓄热式烧嘴，预热带和冷却带相对的两侧窑壁设有气孔，气孔对应各自区域的集气装置。本发明具有节能、加工的石灰质量好的优点，同时可以适于加工粒度较小的石灰石物料。，下面是一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种烧制石灰的方法，将石灰石物料置于窑炉中煅烧成石灰，其特征是：燃料气和助燃空气从煅烧带(10)的一侧进入窑体，燃烧后烟气横向流动，煅烧石灰后从另一侧离开窑体，两侧烧嘴交替运行。冷空气从冷却带(13)的一侧进入窑体，横向流动经过石灰层，冷却石灰后从另一侧出去，冷却带冷却石灰后的热空气通往预热带预热石灰石物料；热空气从预热带(4)的两侧进入窑体，预热石灰石后从预热带上部的废气抽吸梁(19)出去。
2.一种实现权利要求1所述方法的星形窑炉装置，包括有窑体(3)、进料系统、出料装置(15)、燃料系统、供风系统和废气排放系统，窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形或类矩形或圆形，窑体内分预热带(4)、煅烧带(10)和冷却带(13)，所述预热带的上部至少设有一根废气抽吸梁(19)，其特征是：煅烧带相对的两侧窑壁分别装有一个或一个以上高温蓄热式烧嘴(7)，所述高温蓄热式烧嘴内装有蓄热体，所述烧嘴分为燃气烧嘴(26)和空气烧嘴(27)，空气烧嘴通过换向阀(8)分别与鼓风机和排放系统连接，燃气烧嘴(26)通过换向阀与燃气线和排放系统连接；预热带两侧相对的窑壁分别设置一个或一个以上气孔，每侧的气孔与集气装置连接；冷却带两侧相对的窑壁分别设置一个或一个以上气孔，每侧的气孔与集气装置连接，所述集气装置与风机或预热带进气孔的集气装置连接。
3.根据权利要求2所述的星形窑炉装置，其特征是：所述的预热带两侧分别设有集气装置，集气装置通过气孔与窑内相连接，集气装置另一侧通过蓄热式管路(31)与冷却带两侧的集气装置相连接；所述预热带窑壁上设有1～16排气孔，每排1～16个气孔，所述气孔为竖长形气孔(28)或横长形气孔(29)或其他形状的气孔；气孔尺寸根据窑体尺寸、炉况、物料情况等合理确定。也可以在预热带设有进气梁(32)，其进气梁可加也可不加，所述进气梁设有进气口，进气口向下开口或水平方向开口。
4.根据权利要求2所述的星形窑炉装置，其特征是：煅烧带相对的两侧窑壁装有高温蓄热式烧嘴(7)，所述烧嘴分为燃气烧嘴(26)和空气烧嘴(27)，空气烧嘴通过换向阀(8)分别与鼓风机和排放系统连接，燃气烧嘴(26)通过换向阀与燃气线和排放系统连接；所述高温蓄热式烧嘴(7)在窑体内向下倾斜安装，与垂直线的夹角为25～90°，所述燃气烧嘴(26)与空气烧嘴(27)为并排间隔布置或上下间隔布置；高温蓄热式烧嘴根据炉体需要可以在窑体的不同水平高度设置单排或多排烧嘴，每排上可以设有多对高温蓄热式烧嘴，也可以只设一对。蓄热式烧嘴处设有燃烧室(9)，每一燃烧室对应一个空气烧嘴(27)和一个燃气烧嘴(26)，燃烧室出口(12)与窑体内连通，所述高温蓄热式烧嘴内装有蓄热体，蓄热体为瓷球或钢球，或为蜂窝状或为其它形状，也可以在蓄热体上开凹形槽并且向下开孔与下面的蓄热体的凹形槽相通形成凹形蓄热体(24)，便于灰尘向下沉积，在高温蓄热式烧嘴的下部设有积灰装置，在积灰装置上侧有鼓风管路并且可以在积灰装置(25)内的积灰隔板上侧对高温蓄热式烧嘴鼓风将蓄热体内的灰尘反吹进窑内；高温蓄热式烧嘴可对燃料和空气同时进行预热，也可以只对其中一种进行预热。
5.根据权利要求2所述的星形窑炉装置，其特征是：所述冷却带为两个区，两个区的两侧设有集气装置(6e、6f、6g、6h)分别通过三通阀与风机(30)和通过连接管路与预热带的集气装置(5e、5f)连接；所述连接管路为蓄热式管路(31)，如图4所示，管路砌有耐火砖，蓄热式管路内装有蓄热体，蓄热体的材料和形式如同高温蓄热式烧嘴的蓄热体，也可以不同；所述冷却带两侧的集气装置通过气孔与窑内相连接，窑壁上设有1～16排气孔，每排
1～16个气孔，所述气孔为竖长形气孔(28)或横长形气孔(29)或其他形状的气孔；气孔尺寸根据窑体尺寸、炉况、物料情况等合理确定。
6.根据权利要2～5任一项所述的星形窑炉装置，其特征是：如图1所示，由原料输送机(1)把物料运至炉顶，再由炉顶的进料装置(2)均匀加入炉体内。由冷却带冷却产品后的高温热空气由集气装置的气孔进入预热带的集气装置对物料进行预热，也可引入到进气梁(32)，其进气梁可加也可不加。废气通过废气抽吸梁(19)抽吸引出窑体经除尘器(17)、废气引风机(18)到烟囱(16)排放。物料预热后进入煅烧带，煤气和助燃空气从一侧的蓄热式烧嘴进入煅烧带，在煅烧带混合后燃烧加热，烟气横向流动，从对面的蓄热式烧嘴出去并对其进行蓄热，然后进换向阀(8)到排放系统排放。由烟气到达换向阀时的温度控制换向，当烟气达到60～200℃合适的温度时换向，煤气和助燃空气从另一侧蓄热式烧嘴进入，经高温蓄热式烧嘴中蓄热体预热后进入煅烧带煅烧，烟气从对面的蓄热式烧嘴出去并使其蓄热体进行蓄热，然后离开窑体经排放系统排放。所述冷却带所用冷却风由鼓风机引入的冷空气，或冷却带所用冷却风为经由预热带废气抽吸梁抽出窑体并经除尘处理后的废烟气。
冷却风经风机(30)、三通阀、集气装置(6e)进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后进入对面的集气装置(6g)，然后经三通阀、蓄热式管道(31)、预热带的集气装置(5f)进入窑内预热物料，同时冷却风经过风机(30)、三通阀、集气装置(6h)进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后到达对面的集气装置(6f)，经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置(5e)进入窑内预热物料。连接预热带集气装置和冷却带集气装置的管道内设有蓄热体，由蓄热式管路(31)将由冷却带冷却物料后的高温热空气或高温废烟气引入到预热带两端的集气装置，当进入预热带两端集气装置的气体有一定温差时，改变冷却带冷却风的流向。
即冷却风经风机(30)、三通阀、集气装置(6f)进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后进入对面的集气装置(6h)，然后经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置(5f)进入窑内预热物料，同时冷却风经过风机(30)、三通阀、集气装置(6g)进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后到达对面的集气装置(6e)，经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置(5e)进入窑内预热物料。当冷却带所用冷却风为经由废气抽吸梁抽吸引出窑体经除尘处理后的废烟气时，根据需要在风机(30)的入口前设有集气柜(21)，废烟气经风机、三通阀、集气装置进入窑内对产品进行冷却，集气柜(21)可根据具体实际情况可加可不加。在预热段(4)预热物料后的废气上升进入预热带上部的废气抽吸梁(19)，废气通过废气抽吸梁抽吸引出窑体进入排放系统排放。冷却后的物料产品经出料口(14)、出料装置(15)，离开窑炉装置。
7.根据权利要求2～5任一项所述的星形窑炉装置，其特征是：如图9所示，由原料输送机(1)把物料运至炉顶，再由炉顶的进料装置(2)均匀加入炉体内。由冷却带冷却产品后的高温热空气由集气装置的气孔进入预热带的集气装置对物料进行预热，同时也可以引入到进气梁(32)。废气通过废气抽吸梁(19)抽吸引出窑体经除尘器(17)、废气引风机(18)到烟囱(16)排放。物料预热后进入煅烧带，煤气和助燃空气从一侧的蓄热式烧嘴进入煅烧带，在煅烧带混合后燃烧加热物料，烟气横向流动，从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后进换向阀(8)到排放系统排放。由烟气到达换向阀时的温度控制换向，当烟气达到60～200℃合适的温度时换向，煤气和助燃空气从另一侧蓄热式烧嘴进入，经高温蓄热式烧嘴中蓄热体预热后进入煅烧带煅烧石灰石，烟气从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后离开窑体经排放系统排放。煅烧好的物料下行到冷却带(13)，先到高温区，然后到低温区。在高温区，冷却风从进风侧的气孔进入的冷却区，冷却风横向流动对产品进行冷却，冷却产品后的热风从对面排风侧的气孔离开窑体到预热带高温区预热物料。在低温区冷却风从进风侧的气孔进入的冷却区，冷却风横向流动对产品进行冷却，冷却产品后的热风从对面排风侧的气孔离开窑体到预热带低温区预热物料。冷却带所用冷却风也可以为经由废气抽吸梁抽吸引出窑体经除尘处理后的废烟气，至冷却带对产品进行冷却，此时，根据需要在风机(30)的入口前设有集气柜(21)，废烟气经风机、三通阀、集气装置进入窑内对产品进行冷却，集气柜(21)可根据具体实际情况可加可不加。冷却后的产品经出料口(14)、出料装置(15)，离开星形窑装置。在煅烧过程中预热带与煅烧带之间的区域为零压带，煅烧带与冷却带之间的区域为均质带。
8.根据权利要求2～5任一项所述的星形窑炉装置，其特征是：所述的星形窑装置也可以采用呼吸壳技术。呼吸壳技术不仅用于产生直接还原钢水或类似高炉生产的高炉铁水，也可以用于煅烧石灰或生产电石，也可用于生产直接还原铁或类似于以上物质的生产，还可以使用于各种炉型的加热炉如各类竖炉、回转炉、焦炉等设备对呼吸壳进行加热。所述的星形窑装置不仅可以用于生产石灰，也可以采用呼吸壳技术生产直接还原铁或其它金属的还原的生产，生产直接还原铁所用物料为呼吸壳、半呼吸壳、敞开壳或其三者的混合物。
9.根据权利要求2～8任一项所述的星形窑炉装置，其特征是：如采用废气进行冷却，由于没有多余的空气在冷却带进行冷却，使预热带引风机后的气体和煅烧带经蓄热式烧嘴降温的窑内气体含CO2的浓度都较高，经除尘净化后提纯二氧化碳用于制碱等工业或用于集约农业，成为提供集约农业CO2的来源，并可以利用农业作物提炼农业作物的不同部分作为呼吸壳技术中的含碳物质。

说明书全文

一种烧制石灰的方法和星形窑炉装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种煅烧物料的方法和装置，具体来说涉及一种星形窑炉烧制石灰的方法和装置。

背景技术

[0002] 石灰及轻质白云石等是重要的建筑材料，也是冶金、化工领域的重要原料，现有技术是以白云石、石灰石为原料，采用带燃烧梁的竖窑煅烧石灰。这样的过程有如下缺陷，竖窑内炉气流动的方向与石料流动的方向相反，即石料从上向下运行，炉气自下而上流动，石料的气体阻力大，炉内压力高，容易出现气体偏析现象，造成石灰石受热不均匀，影响产品质量。本申请人在专利号为ZL200320111077.3的实用新型专利公开了一种内外加热式石灰炉，该石灰炉的燃烧系统设有炉筋燃烧管和周边烧嘴，炉筋燃烧管上设有燃烧器(烧嘴)，有效解决了煅烧带火焰和热量的分布，提高了燃烧效率，但是炉筋燃烧管在工作过程中需要用冷却介质冷却梁体，不仅浪费掉一些热量，而且增加了设备成本和加工费用。不利于炉子的节能。

[0003] 《最新石灰生产工艺技术管理及防污染措施操作实务全书》介绍了一种横流式竖炉(142～150页)。该竖炉由原料供给设备、炉体、燃烧装置、热交换装置、废气除尘装置组成。该工艺的特点是加热室和煅烧分开，燃料在燃烧室燃烧后产生的烟气进入煅烧带对石料层进行煅烧；在冷却带冷却石灰的高温热空气通过换热器与助燃空气换热。该工艺及其装置由于石灰石与火焰不接触，能够煅烧较小的石灰石物料，不易产生过烧，提高了产品质量。但该工艺仍有其不足：①需有专门的燃烧室，不易操作；②通过换热器利用冷却石灰后热空气的热量，燃烧效率低，增加了设备投资和操作费用。

发明内容

[0004] 为克服现有技术的不足，本发明提供一种烧制石灰的方法，使气体在窑体内横向流动，避免出现气体偏析，使窑体内石灰石受热均匀，提高石灰产品质量，本发明的另一目的是提供一种星形窑炉装置，充分利用冷却石灰后高温热空气预热石灰石物料，节省能源，提高热效率。

[0005] 本发明所述的烧制石灰的方法为，将石灰石物料置于窑炉中煅烧成石灰，燃料气和助燃空气从煅烧带的一侧进入窑体，燃烧后烟气横向流动，煅烧石灰石后从另一侧离开窑体，两侧烧嘴交替运行，或进入燃料及空气或排出烟气。冷空气从冷却带的一侧进入窑体，横向流动经过石灰层，冷却石灰后从另一侧出去，冷却带冷却石灰后的热空气通往预热带预热石灰石物料；热空气从预热带的两侧进入窑体，预热石灰石后从预热带上部的废气抽吸梁出去。

[0006] 为本发明提供一种星形窑炉装置，包括有窑体、进料装置、出料装置、燃料系统、供风系统和废气排放系统。窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形，窑体内分预热带、煅烧带和冷却带。所述与热带的上部至少设有一根废气抽吸梁，煅烧带相对的两侧窑壁分别装有一个或一个以上高温蓄热式烧嘴，所述高温蓄热式烧嘴内装有蓄热体，所述烧嘴分为燃气烧嘴和空气烧嘴，空气烧嘴通过换向阀分别与鼓风机和排放系统连接，燃气烧嘴通过换向阀与燃气线和排放系统连接；预热带两侧相对的窑壁分别设置一个或一个以上气孔，每侧的气孔与集气装置连接；冷却带两侧相对的窑壁分别设置一个或一个以上气孔，每侧的气孔与集气装置连接，所述集气装置与风源线或预热带进气孔的集气装置连接。

[0007] 所述冷却带为两个区，两个区的集气装置分别通过三通阀与风机和通过连接管路、引风机与预热带的集气装置连接；所述连接管路为蓄热式管路，蓄热式管路内装有蓄热体。作为选择方案风机的入口连接到除尘器出口；也可以在预热带设有进气梁，所述进气梁设有进气口，进气口向下开口或水平开口，进气梁根据炉况、生产量、物料性能等情况可要可不要。

[0008] 本发明的另一方案为，预热带和冷却带分别分为两个区，上部为高温区，下部为低温区，所述冷却带的低温区的集气装置通过低温引风机连接到预热带低温区的集气装置，所述冷却带高温区集气装置，通过高温引风机连接到预热带高温区的集气装置，冷却带高温区的集气装置和低温区的集气装置分别与风机连接。

[0009] 为避免石灰石物料堵塞烧嘴，所述高温蓄热式烧嘴在窑体内向下倾斜安装，与垂直线的夹角为25～90°。为燃烧均匀，所述燃气烧嘴与空气烧嘴为并排间隔布置或上下间隔布置。高温蓄热式烧嘴根据炉体需要可以在窑体的不同水平高度设置单排或多排烧嘴，每排上可以设有多对高温蓄热式烧嘴，也可以只设一对。

[0010] 作为选择，所述煅烧区设有相对的两侧窑体外分别设有至少一个燃烧室，每一燃烧室对应一个空气烧嘴和一个燃气烧嘴，燃烧室出口与窑体内连通，燃烧室尺寸可根据燃料、炉况、生产量、窑体的尺寸等情况而定，根据实际情况燃烧室可设也可以不设。

[0011] 为避免窑内下行的石料堵塞进气孔、进风孔或出气孔或出风孔，所述预热带和冷却带窑壁上的气孔为竖长形气孔或横长形气孔，不排除其它形状的气孔孔。为使预热带进气分布均匀，所述预热带的进气侧和排气侧窑壁分别设有1～16排气孔，每排1～16个气孔。同理所述冷却带的进风侧和排风侧窑壁分别设有1～16排气孔，每排1～16个气孔。气孔尺寸根据窑体尺寸、炉况、物料情况等合理确定。

[0012] 所述的星形窑装置可以用与煅烧呼吸壳，用于产生直接还原钢水或类似高炉生产的高炉铁水、用于煅烧石灰或生产电石，用于生产海绵铁或类似于以上物质的生产。

[0013] 与现有技术相比，在窑体内石料从上向下运行，气体横向流动的气流，气体与被加热或冷却物料垂直接触，煅烧过程中，相对的烧嘴间的距离短，石料层薄，加热速度快，减少气体偏析现象，煅烧不受冷却的影响，煅烧的产品质量好。使用蓄热式烧嘴，在通过烟气时，烧嘴内蓄热体被加热，反过来通过燃气或助燃空气时，放出热量预热燃气和助燃空气，排放的烟气温度低于100-200℃；冷却段冷却石灰后的高温热空气到预热段预热石灰石物料，排出去的废气温度低于100-200℃，有效的利用了预热，降低了能量消耗和生产成本。本发明还可煅烧小粒度的石灰石。由窑体排出去的废气温度很低，其富含CO2浓度含量很高，经除尘净化后提纯二氧化碳用于集约农业，成为提供集约农业CO2的来源，并可以利用农业作物提炼农业作物的不同部分作为呼吸壳技术中的含碳物质。除此之外，本发明还有如下优点：

[0014] 1、煅烧带与冷却带和预热带相对独立，在煅烧带区域上部设零压带，使上部预热带引风机对煅烧段的影响很小，只有很少一部分的煅烧带内的气体进入预热带，大部分煅烧带内的气体都进入其炉壁的蓄热式烧嘴内，同时冷却带与煅烧带之间设均质带，使从煅烧后的石灰、呼吸壳等物料在此保温，而冷却带与煅烧带之间只有很少一部分气体交流，冷却带的气体冷却流动对煅烧带影响很小。

[0015] 2、采用对煅烧带水平蓄热式加热，使加热后的气体不进入预热带和冷却带，而只在煅烧带内流动并排出，排出的温度较低，只有较少的冷却带或预热带的气体进入煅烧带，使煅烧带相对封闭，从而使加热效率更高，加热效果更好，使物料进行均匀的加热，使煅烧带的加热过程更好控制。

[0016] 3、冷却带采用水平冷却使冷却效率更高，同时冷却的气体进入预热带，并最后进入预热引风机，连接冷却带与预热带衬有保温耐材的管道内可装入蓄热体，采用交替换向使冷却带物料的出窑温度很低，同时使预热带的排出废气温度较低。充分利用了冷却带的热能。

[0017] 4、作为选择从预热带引风机后抽出窑内气体，可以用于冷却段冷却，使预热段排出的窑内气体含CO2浓度很高，可用于需要高浓度CO2的地方。由于没有多余的空气进入冷却带进行冷却，使预热带引风机后的气体和煅烧带经蓄热式烧嘴降温的窑内气体含CO2的浓度都较高，可用于需要高浓度CO2的地方。附图说明

[0018] 图1为本发明星形窑炉装置工艺流程示意图；

[0019] 图2为煅烧带蓄热式烧嘴并排间隔排列示意图；

[0020] 图3为煅烧带蓄热式烧嘴上下间隔排列示意图；

[0021] 图4为蓄热式管路剖面示意图；

[0022] 图5为煅烧段横截面图；

[0023] 图6为另一方案煅烧区横截面图；

[0024] 图7为预热带/冷却带横长形气孔布置示意图；

[0025] 图8为预热带/冷却带竖长形气孔布置示意图；

[0026] 图9为本发明另一方案星形窑炉装置工艺流程示意图；

[0027] 图10为凹型蓄热体示意图；

[0028] 图11为高温蓄热式烧嘴灰尘反吹示意图。

[0029] 其中：

[0030] 1-原料输送机、2-进料装置、3-窑体、4-预热带、5(5a、5b、5c、5d、5e、5f)-预热带集气装置、6(6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h)-冷却带集气装置、7-高温蓄热式烧嘴、8-换向阀、9-燃烧室、10-煅烧带、12-燃烧室出口、13-冷却带、14-出料口、15-出料装置、16-烟囱、17-除尘器、18-废气引风机、19-废气抽吸梁、21-集气柜、22-鼓风机、24-凹形蓄热体、25-积灰装置、26-燃气烧嘴、27-空气烧嘴、28-竖长形气孔、29-横长形气孔、30-风机、
31-蓄热式管路、32-进气梁。

具体实施方式

[0031] 实施例1

[0032] 本发明所述的星形窑装置如图1所示，包括有窑体3、原料输送机1、进料装置2、出料装置15、蓄热式管路31、燃料系统、供风系统和废气排放系统。窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形，窑体内分预热带4、煅烧带10和冷却带13。预热区的上部设有3根废气抽吸梁19，用于抽吸预热物料后的废气，抽吸梁上的抽气孔根据炉况、炉型尺寸等其它情况合理布置。煅烧带相对的两侧窑壁装有烧嘴，烧嘴为高温蓄热式烧嘴7，高温蓄热烧嘴内装有蓄热体，蓄热体为瓷球或钢球，或为蜂窝状或为其它形状。如图10、图11所示，可以在蓄热体上开凹形槽并且向下开孔与下面的蓄热体上凹形槽相通形成凹形蓄热体24，便于灰尘向下沉积，在高温蓄热式烧嘴的下部设有积灰装置25，在积灰装置上侧有鼓风管路并且在积灰装置内的积灰隔板上侧，对高温蓄热式烧嘴鼓风将蓄热体内的灰尘反吹进窑内。高温蓄热式烧嘴可对燃料和空气同时进行预热，也可以只对其中一种进行预热。高温蓄热式烧嘴所用燃料可以是气体燃料、液体燃料、固体燃料或上述燃料混合使用，如煤气、天然气、重油、煤粉等。为避免物料堵塞烧嘴，烧嘴向下倾斜，倾斜度为60°。高温蓄热式烧嘴根据炉体需要可以在窑体的不同水平高度设置单排或多排烧嘴，每排上可以设有多对高温蓄热式烧嘴，也可以只设一对。蓄热式烧嘴处设有燃烧室9，燃烧室尺寸可根据燃料、炉况、生产量、窑体的尺寸等情况而定，根据实际情况燃烧室可设也可以不设。如图3、图5所示，本实施例中煅烧带每侧设有6排烧嘴，每排设有4个烧嘴。所述烧嘴分为燃气烧嘴26和空气烧嘴27，燃气烧嘴与空气烧嘴为上下间隔布置，空气烧嘴通过换向阀8一路与鼓风机连接，另一路与通过除尘器17、引风机18和烟囱16连接，燃气烧嘴26通过换向阀分别与燃气线或经过除尘器17、引风机18和烟囱16连接，所述换向阀8为三通阀。所述冷却带在炉壁的两侧各设有上下并列的两个集气装置(6e、6f、6g、6h)，每个集气装置通过气孔与炉内连接，集气装置的另一侧通过三通分别与风机30和预热带的集气装置(5e、5g)连接。所述的预热带两侧分别设有集气装置，集气装置通过气孔与窑内相连接，连接预热带两侧的集气装置和冷却带的集气装置的管道为蓄热式管路31，如图4所示，管路砌有耐火砖，蓄热式管路31内装有蓄热体，蓄热体的材料和形式如同高温蓄热式烧嘴的蓄热体，也可以不同。如图8所示，预热带和冷却带的气孔为竖长形孔28，空的具体尺寸根据煅烧的石灰石物料的大小确定。

[0033] 作为选择，风机的入口与除尘器17的出口连接，用除尘处理后的废气作冷却气，以减少工业废气排放，保护环境。根据需要在风机的入口前设有储气柜。也可以在预热带设有进气梁，所述进气梁设有进气口，进气口向下开口或水平开口，进气梁根据炉况、生产量、物料性能等情况可要可不要。

[0034] 如图1所示，由原料输送机1把物料运至炉顶，再由炉顶的进料装置2均匀加入炉体内。由冷却带冷却产品后的高温热空气由集气装置的气孔进入预热带的集气装置对物料进行预热，也可引入到进气梁32，其进气梁可加也可不加。废气通过废气抽吸梁19抽吸引出窑体经除尘器17、废气引风机18到烟囱16排放。物料预热后进入煅烧带，煤气和助燃空气从一侧的蓄热式烧嘴进入煅烧带，在煅烧带混合后燃烧加热，烟气横向流动，从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后进换向阀8到排放系统排放。由烟气到达换向阀时的温度控制换向，当烟气达到200℃时换向，煤气和助燃空气从另一侧蓄热式烧嘴进入，经高温蓄热式烧嘴中蓄热体预热后进入煅烧带煅烧，烟气从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后离开窑体经排放系统排放。所述冷却带所用冷却风是由鼓风机引入的冷空气，或是经由预热带废气抽吸梁抽出窑体以及煅烧带排出的烟气经除尘处理后的废烟气。冷却风经风机30、三通阀、集气装置6e进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后进入对面的集气装置6g，然后经三通阀、蓄热式管道31、预热带的集气装置5f进入窑内预热物料，同时冷却风经过风机30、三通阀、集气装置6h进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后到达对面的集气装置6f，经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置5e进入窑内预热物料。连接预热带集气装置和冷却带集气装置的管道为蓄热式管路31，管路砌有耐火砖，内设有蓄热体，由蓄热式管路31将冷却带冷却物料后的高温热空气或高温废烟气引入到预热带两端的集气装置，当进入预热带两端集气装置的气体有一定温差时，改变冷却带冷却风的流向。即冷却风经风机30、三通阀、集气装置6f进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后进入对面的集气装置6h，然后经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置5f进入窑内预热物料，同时冷却风经过风机30、三通阀、集气装置6g进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热到达对面的集气装置6e，经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置
5e进入窑内预热物料。当冷却带所用冷却风为经由废气抽吸梁抽吸引出窑体以及煅烧带排出的烟气经除尘处理后的废烟气时，根据需要在风机30的入口前设有集气柜21，废烟气经风机、三通阀、集气装置进入窑内对产品进行冷却，集气柜21可根据具体实际情况可加可不加。在预热段4预热物料后的废气上升进入预热带上部的废气抽吸梁19，废气通过废气抽吸梁抽吸引出窑体进入排放系统排放。冷却后的物料产品经出料口14、出料装置15，离开窑炉装置。在煅烧物料过程中预热带与煅烧带之间的区域为零压带，煅烧带与冷却带之间的区域为均质带。

[0035] 本发明所述的星形窑装置也可以采用呼吸壳技术，即用废气对呼吸壳进行加热。呼吸壳技术不仅用于产生直接还原钢水或类似高炉生产的高炉铁水，也可以用于煅烧石灰或生产电石，也可用于生产直接还原铁或类似于以上物质的生产，还可以使用于各种炉型的加热炉如各类竖炉、回转炉、焦炉等设备对呼吸壳进行加热。本发明装置不仅可以用于生产石灰，也可以采用呼吸壳技术生产直接还原铁或其它金属的还原的生产。生产直接还原铁所用物料为呼吸壳、半呼吸壳、敞开壳或其三者的混合物，半呼吸壳、敞开壳与呼吸壳类似，半呼吸壳和敞开壳高温强度差是其主要特征。所述呼吸壳由心部成型物和外包壳组成，外包壳包裹着心部成型物，心部成型物为包衣成型物如煤粉、焦粉、兰炭、石油焦等或含碳物质与铁矿粉混合后，滚球或压制成球团，也可做成其它形状的成型物，成型物内部的含碳量可以相同也可以不同，成型物中允许加入其它物质，如混合一定粒度的氧化钙或碳酸钙粉末，使成型物成分和强度更适合，心部成型物也可以为含碳物质再加Fe2O3、Fe3O4等铁的氧化物的包衣，包衣可以滚球包衣、压球包衣、喷煤粉包衣、浸渍包衣，也可以针对不同形状的成型物用其它方法进行包衣；所述呼吸壳的外包壳是由类似石灰石、白云石、石灰、碳化钙等物质或它们的混合物，也可以在其中掺入含碳物质如炭黑、石墨等物质或类似于粘接剂、催化剂一类的其它一些物质，将这些物质以一定方式混合或结合，将心部成型物包裹其中，包壳的方法可以是滚球、压球包壳，还可以是喷粉包壳或浸渍包壳，允许并不一定采用在包壳中加入其它物质做骨架等功能，及允许并不一定采用在包壳上人工穿孔以加强透气性，单个孔的面积和其在包壳上的分布形态和流量由呼吸壳的性质和物质配比决定，允许包壳后进行适合温度的烘干过程。也可以在所用呼吸壳包外包壳之前，在心部成型物上再包一层含碳物质然后再包壳。将呼吸壳从加料装置进入星形炉内，在煅烧带调整空气进入量从呼吸壳放出的可燃气体燃烧，提供呼吸壳煅烧所需要的大部分热量，呼吸壳的外壳如有石灰石成分，石灰石在煅烧带生成氧化钙。煅烧结束后的呼吸壳然后进入星形窑冷却带冷却后，经出料设备排出炉体。将外包壳上已经煅烧后生成的石灰进行剥离后用于建材、冶金等行业；把包壳内的直接还原铁用磁选等方法使金属铁与含碳物质的灰分分离后形成直接还原铁产品。

[0036] 其工艺过程为：如图1所示，由原料输送机1把主要是碳酸钙为外壳的呼吸壳物料运至炉顶，再由炉顶的进料装置2均匀加入炉体内。由冷却带冷却产品后的高温热空气由集气装置的气孔进入预热带的集气装置对物料进行预热，也可引入到进气梁32，其进气梁可加也可不加。废气通过废气抽吸梁19抽离引出窑体经除尘器17、废气引风机18到烟囱16排放。物料预热后进入煅烧带，煤气和助燃空气从一侧的蓄热式烧嘴进入煅烧带，在煅烧带混合后燃烧加热，烟气横向流动，从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后进换向阀8到排放系统排放。由烟气到达换向阀时的温度控制换向，当烟气达到200℃时换向，煤气和助燃空气从另一侧蓄热式烧嘴进入，经高温蓄热式烧嘴中蓄热体预热后进入煅烧带煅烧，烟气从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后离开窑体经排放系统排放。在煅烧带主要发生呼吸壳外壳中的石灰石分解产生CaO及心部成型物中含碳物质还原铁的氧化物产生金属铁。呼吸壳的外壳使热量通过并传入心部成型物，而心部成型物又与加热炉中气氛相对隔离，有利于心部成型物的还原反应。煅烧好的呼吸壳下行到冷却带，先到高温区，然后到低温区，冷却带所用冷却风是由鼓风机引入的冷空气，或是为经由预热带废气抽吸梁抽离引出窑体以及煅烧带排出的烟气经除尘处理后的废烟气，至冷却带，冷却风经风机30、三通阀、集气装置6e进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后进入对面的集气装置6g，然后经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置5f进入窑内预热物料，同时冷却风经过风机30、三通阀、集气装置6h进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后到达对面的集气装置6f，经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置5e进入窑内预热物料。连接预热带集气装置和冷却带集气装置的管道为蓄热式管路31，管路砌有耐火砖，内设有蓄热体，由蓄热式管路31将冷却带冷却物料后的高温热空气或高温废烟气引入到预热带两端的集气装置，当进入预热带两端集气装置的气体有一定温差时，改变冷却带冷却风的流向。即冷却风经风机30、三通阀、集气装置6f进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热后进入对面的集气装置6h，然后经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置5f进入窑内预热物料，同时冷却风经过风机30、三通阀、集气装置6g进入窑内对产品进行冷却，与物料进行换热到达对面的集气装置6e，经三通阀、蓄热式管道、预热带的集气装置5e进入窑内预热物料。当冷却带所用冷却风为经由废气抽吸梁抽离引出窑体以及煅烧带排出的烟气经除尘处理后的废烟气时，根据需要在风机30的入口前设有集气柜21，废烟气经风机、三通阀、集气装置进入窑内对产品进行冷却，集气柜21可根据具体实际情况可加可不加。在预热段4预热物料后的废气上升进入预热带上部的废气抽吸梁19，废气通过废气抽吸梁抽离引出窑体进入排放系统排放。冷却后的物料产品经出料口14、出料装置15，离开窑炉装置。冷却后的呼吸壳的外壳为石灰，可以作为原料用于其他工业生产。其内部成型物经过破碎磁选将金属铁与煤灰分离，金属铁作为优质原料用于炼钢。在煅烧物料过程中预热带与煅烧带之间的区域为零压带，煅烧带与冷却带之间的区域为均质带。

[0037] 作为选择方案，如图6所示，所述煅烧区设有相对的两侧窑体外分别设有至少一个燃烧室9，每一燃烧室对应一个空气烧嘴和一个燃气烧嘴，燃烧室出口12与窑体内连通，是火焰不进入煅烧带与石料接触，减少过烧，提高产品质量。

[0038] 实施例2

[0039] 本发明所述的星形窑炉装置如图9所示，包括有窑体3、原料输送机1、进料装置2、出料装置15、燃料系统、供风系统和废气排放系统。窑体为竖窑结构，窑体的横截面为矩形，窑体内分预热带4、煅烧带和冷却带13。预热区的上部设有2根废气抽吸梁19，用于抽吸预热物料后的废气，废气抽吸梁上的抽气孔根据炉况、炉型尺寸等其它情况合理排布，废气由废气抽吸梁抽离窑体经过除尘器17、引风机18和烟囱16连接。煅烧带10相对的两侧窑壁装有烧嘴7，烧嘴为高温蓄热式烧嘴，高温蓄热烧嘴内装有蓄热体。

[0040] 为避免石灰石物料堵塞烧嘴，烧嘴向下倾斜，倾斜度为：与垂直线的夹角等于75°。如图2、图5所示，煅烧带每侧设有三排烧嘴，每排设有六个烧嘴。所述烧嘴分为燃气烧嘴26和空气烧嘴27，燃气烧嘴与空气烧嘴为并排间隔布置。空气烧嘴通过换向阀8一路与鼓风机22连接，另一路与经过除尘器17、引风机18和烟囱16连接，燃气烧嘴26通过换向阀分别与燃气线或经过除尘器17、引风机18和烟囱16连接，所述换向阀8为三通阀。
所述预热带分为两个区，上部为低温区，下部为高温区，每个区相对两侧的窑壁上分别设置有气孔，用于气体通过，每侧的气孔与集气装置连接。所述冷却带也分为两个区，上部为高温区，下部为低温区，每个区相对两侧的窑壁分别设置有上气孔，用于气体通过，每侧的气孔与集气装置连接，两个区的进气和排气设备逆向设置。冷却带低温区排风侧集气装置6b经管道连接到低预热带温区集气装置5a、5c；冷却带高温区集气装置6c经管道连接到预热带高温区集气装置5b、5d，保温管路砌耐火砖；也可以与进气梁32相连接。预热带废气经废气抽吸梁19抽离窑体，通过除尘器17、废气引风机18连接到烟囱16排放。冷却带低温区集气装置6d和高温区集气装置6a分别与风机30连接。为避免窑内下行的石料堵塞进气孔，如图6所示预热带和冷却带的气孔为横长形孔29，空的具体尺寸根据煅烧的石灰石物料的大小确定。预热带的高温区、低温区的进气侧和排气侧分别设置六排气孔，每排四个横长形气孔。

[0041] 本发明的操作过程为：由原料输送机1把物料运至炉顶，再由炉顶的进料装置2均匀加入炉体内。由冷却带冷却产品后的高温热空气由集气装置的气孔进入预热带的集气装置对物料进行预热。废气通过废气抽吸梁19抽离引出窑体经除尘器17、废气引风机18到烟囱16排放。物料预热后进入煅烧带，煤气和助燃空气从一侧的蓄热式烧嘴进入煅烧带，在煅烧带混合后燃烧加热物料，烟气横向流动，从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后进换向阀8到排放系统排放。由烟气到达换向阀时的温度控制换向，当烟气达到200℃时换向，煤气和助燃空气从另一侧蓄热式烧嘴进入，经高温蓄热式烧嘴中蓄热体预热后进入煅烧带煅烧石灰石，烟气从对面的蓄热式烧嘴出去并对其蓄热体进行蓄热，然后离开窑体经排放系统排放。煅烧好的物料下行到冷却带13，先到高温区，然后到低温区。在高温区，冷却风从进风侧的气孔进入的冷却区，冷却风横向流动对产品进行冷却，冷却产品后的热风从对面排风侧的气孔离开窑体到预热带高温区预热物料，同时也可以将热风引入到进气梁对物料进行预热。在低温区冷却风从进风侧的气孔进入的冷却区，冷却风横向流动对产品进行冷却，冷却产品后的热风从对面排风侧的气孔离开窑体到预热带低温区预热物料，同时也可以将热风引入到进气梁对物料进行预热。冷却带所用冷却风也可以为经由废气抽吸梁抽离引出窑体以及煅烧带排出的烟气经除尘处理后的废烟气，至冷却带对产品进行冷却，此时，根据需要在风机30的入口前设有集气柜21，废烟气经风机、三通阀、集气装置进入窑内对产品进行冷却，集气柜21可根据具体实际情况可加可不加。冷却后的产品经出料口14、出料装置15，离开星形窑装置。在煅烧过程中预热带与煅烧带之间的区域为零压带，煅烧带与冷却带之间的区域为均质带。

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