CN116817590A - 基于流体燃料的物料煅烧立窑 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种以气体或者液体或者可流动固体为燃料，煅烧温度更加均匀，产品质量更好，脱硝投资小、效果好，节能环保，自动化程度高的能够对块状或者颗粒状或者球形状物料进行煅烧的基于流体燃料的物料煅烧立窑。它包括筒体、加料装置、卸料装置、烧嘴、排气装置，在筒体内炉膛高度方向至少有一个突变截面，在筒体内形成物料不能自然到达的空腔，环周烧嘴的出口位于该空腔内；筒体内还设置至少一个导料器，该导料器为上小下大的锥形体或者板、柱状结构、锥形与柱形的复合结构，导料器的几何水平投影为圆形或者多边形，导料器的底端低于环周烧嘴出口；在导料器下部形成物料不能自然到达的无料腔，中心烧嘴的出口位于该无料腔。

Description

基于流体燃料的物料煅烧立窑

技术领域

本技术涉及物料煅烧立窑，尤其是基于流体燃料比如气体或者液体或者粉体燃料进行石灰石、白云石、炼铁球团、铁矿、铝土矿、陶粒或者其他物料的煅烧立窑，和以气体或者液体燃料生产白云石/菱镁矿的高温竖窑等。

背景技术

现有的基于流体燃料的物料煅烧立窑，尤其是煅烧石灰石、白云石等的立窑，和以气体或者液体燃料生产白云石/菱镁矿的高温竖窑，一般包括筒体的几何形状为直筒体，在筒体上端设置有布料装置，在筒体下端设置有卸料装置，在卸料装置的上方具有送风装置，在送风装置的上方的直筒体周边具有燃料烧嘴装置（烧嘴+助燃风供风通道）。

布料装置料钟布料器、旋转布料器等，矿石原料输送到筒体顶部，经过布料器送入筒体内，燃料则通过安装在窑体上的燃烧器送入窑内燃烧，燃料从烧嘴喷出后直接喷到物料上，缺少燃烧空间，燃料和热量难以传送到窑的中央部位，使得在同一个断面边部和中部温度不均匀，靠近烧嘴的和远离烧嘴的区域温度不均匀，煅烧出来的产品质量不均匀，欠烧和过烧都很严重，体积密度不均匀。尤其烧高热值的天然气时，由于局部温度很高，很容易造成物料烧结成大块，烧坏耐火材料，窑的运行周期短，使用寿命短。这种窑一般不适合烧粉体燃料。

另外，由于加料、卸料、鼓风方式的局限性，窑内的热工制度不稳定。

陶粒通常采用的是二段式回转窑煅烧，占地面积比较大，窑体散热损失大，煅烧温度也不易控制。

球团是高炉炼铁原料之一，球团生产目前主要有竖窑焙烧、带式焙烧、链篦式回转窑焙烧三种生产工艺，竖窑煅烧工艺具有占地面积小、投资相对比较小的特点，开始在行业中广泛应用，但其突出的弊病是球团烧制的强度不均匀，低强度的不能满足高炉的技术要求，生产环境也比较差，带式焙烧、链篦式回转窑焙烧工艺球团强度高、均匀性好，但占地面积大，投资比较大，但普遍存在热能利用不好，热损失大，风机配置大、压力高，电耗高。

球团焙烧通常分为五个过程：干燥、预热、焙烧、均热、冷却，在球团竖炉中，这五个过程自上往下分布。目前普遍采用的球团竖炉，竖炉截面为矩形截面，炉顶为生球的加入口，炉底为出料口，在炉的腰部两侧设有燃烧炉，竖炉内设有导风墙，与炉墙形成矩形截面的炉膛，采用梭式布料机布料。工作时，生球被布料到布料机两侧的斜坡式的干燥床，然后自然滑落、堆积在竖炉炉膛内，燃烧炉产生的高温烟气侧向鼓入炉内，穿过物料层，逆向流动与物料进行热交换，对物料进行焙烧、预热，再经过干燥床对生球干燥，最终由吸烟罩进入烟气除尘系统；物料下行经过干燥、预热、焙烧后，进入均热区进一步氧化固结，使料球达到最佳强度，再由鼓入的冷风对料球冷却。球团在氧化焙烧固结过程中，发生放热反应。为防止在焙烧时结大块影响卸料，在出炉之前采用齿辊式卸料机对结大块熟料进行挤压剪切破碎，该齿辊式卸料机还起到对炉内物料的支撑作用，承受炉内物料的压力。球团熟球由振动卸料机卸到链板输送机。炉内导风墙其功能是将在冷却带对物料热交换后的风，导入到导风墙间的通道，直接上升到干燥床对生球进行干燥，这样也避免了冷却带对物料热交换后的风对均热带、焙烧带的物料温度的影响。

以年产55万吨球团竖炉为例，一般实际生产中，焙烧带的温度1200℃，出炉物料温度500-600℃，齿辊式卸料机的辊子必须通水冷却。

设有竖炉冷却风机、助燃风机及煤气加压风机风机房。其中冷却风机两台，一用一备，升压28kPa，流量1350m3/min，功率900kW。助燃风机一台，升压28kPa，流量500m3/min，功率355kW。煤气加压风机两台，一用一备，进口压力8kPa，升压20kPa，流量400m3/min，功率200kW。

竖炉厂房宽19m长29m高27m整体现浇钢筋砼框架结构，楼屋盖为现浇梁板结构。

从上述球团竖炉的结构、工作原理分析，和生产实际状况，这种竖炉存在明显的不合理性：

1.炉内横截面温度分布不均匀热源从侧面进入炉膛，形成靠近炉墙区域的温度比较高，远离炉墙区域温度比较低；温度低的地方球团强度不够，温度高的地方可能造成结块；

2.卸料速度不均匀，炉内物料下行速度不一致，容易出现偏料现象，造成物料在炉内预热、焙烧、均热、冷却的时间不一样；下行速度过快的物料，强度达不到要求，下行速度过慢的物料可能形成结块；

3.冷却效果不好，导致出炉物料还是红料，温度到达600℃，造成能源浪费，并对物料的输送、储存、后道工序带来不利影响；有热平衡统计，在出炉物料温度500℃时，出炉物料带走的热量占34.76%。

4.为保证齿辊在炉内高温下的正常使用，需对齿辊通水冷却，有热平衡统计，冷却水带走的热量占14.95%。

5.由于竖炉结构的不合理，冷却效果不好，冷却的余热也难以利用，有热平衡统计，废气排放带走的热量占27.6%。

6.炉膛内物料阻力大，风机的动力消耗高。

7.炉顶敞开，对物料干燥后的烟气由集尘罩抽风到除尘系统，外界空气漏入量大，对除尘器、引风机增加了很大负荷。

8.由大水梁支撑的导风墙，使用寿命比较短，故障率高，热能浪费也比较大。

还有一种TCS环形球团竖窑，采用的是一种环形回转布料机布料；燃烧室和喷火口置于炉子内，由内向外喷火；出料口位于在炉子下部，环周形布置，出料口个数很多。

菱铁矿和低品位难选铁矿的焙烧一般都采用回转窑进行，投资大、占地面积达、热耗高、生产成本高。

对于烟气的脱硝即NO_X处理，通常有二种方案：选择性非催化还原法即SNCR工艺和选择性催化还原法即SCR工艺，均采用NH₃或者尿素为还原剂，其基本原理是NH₃与NO_X混合，将NO_X还原成N₂,反应需要的条件是要在一定的温度和反应时间，SNCR适应于烟气温度800-1000℃，SCR适应于烟气温度320-400℃，SCR除了还原剂外另外需要使用催化剂比如TiO_2、V₂O_{5 、}WO₃，SCR往往工程投资大，运行成本高。

但对于现有的气体或者液体或者粉体燃料块状或者颗粒状或者球形状物料煅烧立窑，尤其是煅烧石灰石、白云石、菱镁矿立窑，由于炉内温度等热工制度不稳定、脱硝剂也不能有效分布在烟气中，从而不具备采用SNCR的脱硝NOx条件，即使勉强采用SNCR，效果也不好，脱硝剂逃逸大，目前还没有发现采用SNCR方法在炉内脱硝NOx的报导。采用SCR炉外脱硝投资大，运行成本高，能源消耗高。

发明内容

本技术的目的是提供一种以气体或者液体或者可流动固体为燃料，煅烧温度更加均匀，产品质量更好，脱硝投资小、效果好，节能环保，自动化程度高的能够对块状或者颗粒状或者球形状物料进行煅烧的基于流体燃料的物料煅烧立窑，尤其是煅烧石灰石、白云石、炼铁球团、铁矿、铝矾土矿、陶粒、其他球团状物料的立窑，和以气体或者液体燃料生产白云石/菱镁矿的高温竖窑。

本专利所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，包括筒体、加料装置、卸料装置、烧嘴、排气装置，筒体下端的出料口与卸料机构相连接，烧嘴的进口端与燃料源或者高温气体源相通；烧嘴包括环周烧嘴和/或中心烧嘴，在筒体内炉膛高度方向至少有一个突变截面，在水平方向该突变截面上部内腔尺寸小于该突变截面下部内腔尺寸，在筒体内形成物料不能自然到达的空腔，沿着筒体周边布置的环周烧嘴的出口位于该空腔内，环周烧嘴为水平设置或者与水平成夹角设置；筒体内还设置至少一个导料器，该导料器为上小下大的锥形体或者板、柱状结构、锥形与柱形的复合结构，导料器的几何水平投影为圆形或者多边形，导料器的底端低于环周烧嘴出口；在导料器下部形成物料不能自然到达的无料腔，中心烧嘴的出口位于该无料腔。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，筒体内层有耐火材料，外层为壳体，内层为工作层，形成炉膛，物料置于炉膛内。筒体内的物料为块状或者颗粒状或者球形状，烧嘴燃料为气体或者液体或者可流动固体燃料。或者，烧嘴的进口端直接与高温气体源相通。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，加料装置包括加料管和布料器；布料器为上小下大的锥形体或者板、柱状结构、锥形与柱形的复合结构，加料管位于筒体顶部中心位置，加料管的出口端伸入筒体内，布料器位于加料管出口端的下方；加料管出口位置、布料器在筒体内相对筒体的高度可以上下移动调整或者固定在确定的位置。加料时，在布料器的下方形成了物料不能自然到达的无料区，在筒体顶部内周形成了物料不能自然到达的空间。最好，加料管上方设加料仓，卸料机卸料时，加料仓内的物料通过加料管自动补充到窑内，保持窑内物料料位高度不变，加料管、布料器调节升降时加料仓高度不变。最好，布料器上具有通风孔，烟气可以穿过布料器上的通风孔到达排气装置或者烟气穿过布料器上的通风孔并对布料器上方的物料加热后到达排气装置。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，由于含有的布料器、突变截面、导料器的共同作用，在炉膛内形成了至少4个物料不能到达的无料空间区域，即在炉膛内至少形成了2个锥形料堆和2个无料倒锥体料层。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，该导料器通过支撑装置固定在筒体上，导料器和支撑装置含有内部相通的空心结构，支撑装置与筒体外部冷却风或者冷却介质相通，对支撑装置和导料器通风热交换冷却。热交换后的风可以排放到筒体外，也可以通入炉膛内。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，它还包括对物料冷却的冷却风装置，冷却风装置包括风帽和进风管，筒体外部冷却风通过进风管达到风帽，风帽出口与炉膛相通；风帽为锥形体结构或者柱形体结构或者锥形体与柱形体的复合结构。冷却风对煅烧后的产品进行冷却，并对燃料燃烧助燃。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，它还包括对物料冷却的冷却风装置，冷却风装置包括筒体环周布置的环周冷却风进风装置，环周冷却风进风装置的出口与炉膛相通。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，该导料器通过支撑装置固定在筒体上，导料器和支撑装置含有内部相通的空心结构，支撑装置含有与筒体外部燃料源和/或助燃气体相通的通道；中心烧嘴的进口与中空的导料器含有的燃料源和/或助燃气体的通道相通。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，中心烧嘴的输送管穿过导料器与燃料源/或及助燃气或者热气源相通。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，排气装置包括与筒体上部或顶部相通的烟气管，该烟气管分为二路，第一路出口与排气系统比如除尘器、引风机、烟囱等相连接，第二路出口与炉膛比如所述空腔相通。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，排气装置包括与筒体上部或顶部相通的烟气管，该烟气管上设有烟气-空气热交换器或者烟气-燃料热交换器，燃料经过烟气-燃料热交换器与烟气进行热交换后送入烧嘴，空气经过烟气-空气热交换器与烟气进行热交换后送入与烧嘴相匹配的助燃风供风通道。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，SNCR脱硝装置的脱硝剂喷头的出口与空腔或者无料腔或者无料区相通。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，它还包括水池，水池位于卸料装置的下方，出窑物料被隔氧直接迅速落入水池，控制氧化相变。此时该煅烧立窑调整和控制为具有还原气氛特征的立窑。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，卸料装置还具有锁风功能，阻止气体经过卸料装置进出窑内。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，燃料为气体或者液体或者可流动固体（风可输送的煤粉、稻壳等），根据原料、产品等特点和要求，对本专利立窑适当调整需要的功能后，可以煅烧物料为石灰石或者白云石或者铁矿球团或者还原铁矿或者铝土矿或者陶粒或者菱镁矿或者钢铁企业的除尘污泥球团块料或者工业污泥球团块料或者城市污泥球团块料或者含还原剂、不含还原剂的制成球、块、粒、柱条状物料。

上述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，烧嘴在直接通高温气体源为热源时，可以不通或者少通燃料和/或助燃风。高温气体的温度、压力、流量根据煅烧需要控制，此时，与通燃料燃烧的效果基本一致。

本技术中所述锥形体，包含台形体。

本技术的有益效果：

本气体或者液体或者可流动固体燃料块状或者颗粒状或者球形状物料煅烧立窑，尤其是煅烧石灰石、白云石、炼铁球团的立窑，和以气体或者液体燃料生产白云石/菱镁矿的高温竖窑，包括窑筒体，在窑筒体顶部设置有加料装置，在窑筒体内设置有导料器，在筒体底部出料口设置有卸料装置，在窑筒体内卸料装置的上方具有冷却风装置，在冷却风装置的上方筒体具有环周烧嘴和中心烧嘴，筒体顶部连通烟气管。

主要特点：

（1）布料器位于加料管出口下方，布料器的任意横向截面为圆形或者多边形，布料器为锥形状或者板形状、或者柱形状或者锥形与柱形复合体的几何体。物料加入到窑内中心对称分布；布料器的下方为物料不能到达的区域-无料区21。

（2）上筒体内部几何尺寸小于环周烧嘴所在处中筒体内部几何尺寸，形成在中筒体内的环周烧嘴处区域的环形燃烧腔，在筒体高度方向由1-3组组成；烧嘴为已公知的结构，根据燃料特质、窑炉条件采用不同的烧嘴；在燃烧腔，燃料与助燃风供风通道提供的一次风、冷却风装置提供的二次风发生氧化反应产生燃烧，放出热量。

（3）所述导料器为位于筒体内锥形状或者板形状、或者柱形状或者锥形与柱形复合体，导料器由安装在筒体上的支撑装置（如支腿或者支架）支撑，导料器、支撑装置为空心结构，外表可敷设耐火/绝热材料，内部通风冷却；导料器的空心支撑装置与筒体外部的冷却风风源如鼓风机相连接，冷却风通过支撑装置进入导料器，对支撑装置和导料器起冷却作用，冷却风进入立窑内腔，对燃料燃烧助燃。窑内物料在导料器上呈中心对称的自然堆积状态，导料器的下方自然形成物料不能到达的无料腔27。所述导料器及形成的无料空腔27在筒体高度方向由1-3组组成。

（4）所述冷却风装置，风帽出口与窑内相通，对燃料燃烧提供氧气，对烧成物料起冷却作用。

（5）中心烧嘴的出口位于导料器的下方，导料器的下方物料不得到达的无料腔27实际也是燃料的燃烧腔的一部分。

（6）所述顶部加料装置包括位于筒体顶部中央的加料管、布料器，相对于窑筒体可以上下移动，调节窑内物料的高度。最好，布料器的具有通风孔结构，烟气可以穿过布料器到达排气装置或者烟气穿过布料器并对布料器上的物料加热后到达排气装置。

（7）引风机从筒体顶部或者上部连接烟气管，与烟气处理排放系统连接。

（8）对于天然气或者燃料油等高热值燃料，如果需控制燃烧产生过高的温度，则从筒体顶部或者上部连接烟气管道，烟气管道的出口与烧嘴附近的燃烧腔或者物料层相通，通过尾气循环风机驱动形成循环流动。循环流动的烟气在燃烧腔吸收热量，并与燃烧产物气体混合形成混合气体，从而达到控制所需要的气体温度；混合气体与物料进行热交换，把热量又传递给物料，完善煅烧或者加热的要求。混合气体从窑筒体顶部或者上部排出，实现再循环。

（9）为进一步降低能耗，满足烟气处理系统的要求，烟气排放管系统设置热交换器，或者为提高燃烧温度，对助燃空气或者燃料加热后送入窑内。

（10）SNCR烟气脱硝装置的适应范围一般为850-1050℃，但需要有一定的空间和时间，使得脱硝剂与烟气中的NO_X充分接触反应，具有投资省，运行成本低的特点，本专利的空腔23、无料腔27具备采用SNCR的方法脱NO_X，具体方法是将SNCR方法的脱硝剂喷头出口与空腔23、无料腔27相通。此时，根据温度控制需要，空腔或者无料腔可能不通燃料。或者，将排放烟气的一部分返回通入窑内循环，比如该循环烟气与空腔23相通，调节到适当的温度范围。

（11）导料器还可以通过固定在筒体上的至少两根空心支撑装置支撑，支撑装置包括与筒体外部燃料源相通的至少一根燃料源支撑装置，与筒体外部冷却风相通至少一支撑装置冷却风支撑装置，导料器内部具有与燃料源支撑装置相通的燃料通道和与冷却风支撑装置相通的冷却风通道；中心烧嘴的进口与燃料通道相通，与中心烧嘴相匹配的助燃风供风通道与冷却风通道相通。导料器底部设置窑中心烧嘴，中心烧嘴出口与导料器的下方的无料腔27相通，燃料或者助燃风对导料器及其支撑装置冷却。中心烧嘴燃烧产生的高温烟气对物料进行辐射和对流加热，在周向向上穿过物料层上升，与上筒体和中筒体突变截面处的空腔23内气体混合。

通过突变截面下的窑体周向分布的环周烧嘴和设置在窑中央部位的中心烧嘴产生的高温烟气，在布料器、导料器的作用下，可以很均匀的对物料加热、煅烧，从而提高产品的质量。

在物料煅烧立窑工作时，在加料装置、突变截面、导料器、卸料装置、鼓风机、引风机等的综合作用下，对于气流，在立窑炉膛内的高度方向至少形成的4个没有物料的无料空间区域，各个无料空间区域内的气体压力近似相等，自下而上无料空间区域内的气体压力递减，形成压力差，因此气体自下而上流动；在同一高度，因为无料空间区域气体阻力低于有物料区域阻力，所以气体自下而上流动时，从下一层面的无料空间区域导向流入上一层面的无料空间区域；由于在炉膛内物料分布和无料空间区域的分布是轴向对称的，所以气体在穿过料层到达上一层面无料空间区域遇到的阻力轴向大致对称相等，气体的流量、流速、温度也轴大致对称相等，越上升气体温度逐步降低；所以，立窑炉膛内高度方向形成的4个没有物料的无料空间区域实际对气体起到导流作用；环周烧嘴在空腔23释放热量并产生热气流，中心烧嘴在物料腔27释放热量并产生热气流。

在物料煅烧立窑工作时，在加料装置、突变截面、导料器、卸料装置、鼓风机、引风机等的综合作用下，对于物料，物料在炉膛内，在布料器上侧自然形成物料坡面状的锥形料堆；在布料器下方，因为有倒锥体状的无料区21，物料呈轴向对称的中心倒锥体状凹陷堆积；在突变截面处，或者在导料器的上侧，物料呈锥形体堆积；在导料器下方，因为有倒锥体状的无料腔27，物料呈含有轴向对称的中心倒锥体状凹陷堆积。布料器、突变截面、导料器的结构形状和尺寸，决定了物料堆积的状态和尺寸。在卸料装置卸料时，物料在重力的作用下，自加料仓通过加料管自动加入到炉膛内，不卸料时自然停止加料。加料仓、加料管的物料对气体的进出起到阻止作用。由于布料器、突变截面、导料器的作用，物料在下行时被引导移动，下行移动受力、在窑内热交换的条件和效果轴向对称近似一致；在布料器的上侧，物料与自无料区21上升的热气流进行对流、辐射热交换，被干燥、预热；物料逐步下行时，气流温度和物料温度逐步上升，物料逐步由预热带过渡到煅烧带，物料自布料器下方无料区21到在靠近突变截面的空腔23之间，热气流自突变截面空腔23穿过物料层到达布料器下方的无料区21，物料与气体热交换、煅烧的条件和效果对称近似相等，主要以对流方式进行热交换；物料下行到在突变截面，形成锥形料堆，料堆表面的物料受到空腔23高温气体的热辐射的热量相对较多，温度相对较高，煅烧充分，料堆内部的物料或者靠近导料器的物料相对收到的热量比较少，温度比较低，煅烧相对不够充分。物料在继续下行时，靠近导料器侧面温度较低的物料被布置在倒锥体状的表面，无料腔27中心烧嘴产生的高温气体，以热辐射对倒锥体状的表面煅烧后，穿过倒锥体状物料层，以对流的方式对在上方煅烧不够充分的物料进一步充分煅烧，并到达突变截面空腔23,然后与环周烧嘴产生的气体混合，继续流上升穿过料层到达无料区21、布料器，最终排出系统。

完成焙烧的物料继续下行到冷却带。在冷却带，由冷却风装置自窑筒体外鼓入的风对物料进行冷却，热交换后的热风上升到无料腔27、空腔23，为燃料提供热氧气助燃。冷却风装置可以根据窑型的大小、物料颗粒的大小设置供风系统，可以在炉膛内设置风帽冷却，也可以在筒体设置环周供风冷却，或者两者相结合的方式冷却。对于还原焙烧窑炉，则自物料离开煅烧区后直接落入窑炉外的水池中冷却，防止与空气接触而被氧化。

产品由卸料装置均匀的卸出立窑外。根据产品的颗粒大小、窑的产量大小选择适当的卸料装置，但卸料装置应满足物料在窑内下行速度的均匀性、一致性，应满足对窑内气体的锁风防止泄漏，满足环保、安全要求。

由于实现了物料和热气体在炉膛内轴向对称均匀分布，燃烧产生的烟气在燃烧腔（包括空腔、无料腔）中压力均匀、温度均匀，并且，物料与热气体逆向流动进行热交换时，高温气体对物料上下层和内外层加热、焙烧，发生化学反应，热交换的条件相近似，从而实现了物料受热均匀性、一致性，对物料热交换产物的质量有了基本保障。

对于小颗粒物料（比如粒度1-10mm物料），由于通风阻力比较大，通过调节加料装置相对立窑筒体的高度，调节料位高度，必要时，可以通过控制窑内风量、风压和料层厚度，使得小颗粒物料在悬浮状态或者流态化热交换、煅烧。

对于低品位难选铁矿还原焙烧和菱铁矿煅烧，煅烧后的物料不要空气冷却，直接卸入立窑外下方的水池中，这样隔绝了空气，防止物料氧化，控制物料相变；此时该煅烧立窑调整和控制为具有还原气氛特征的立窑。此时该煅烧立窑不设对产品空气冷却装置系统。

对于以还原为目的的物料煅烧，可以控制窑内燃烧为还原气氛。

为了使得最终排放的废气的NO_X含量符合环保要求，本专利采用的低氮燃烧技术，控制燃烧烟气的温度；还可以采取至少在1个温度为850-1050℃的燃烧腔内直接通脱硝剂，采用SNCR脱硝工艺方法，将脱硝剂喷头伸入燃烧腔。此时，根据温度控制需要，空腔或者无料腔可能不通燃料。或者，将排放烟气的一部分返回通入窑内循环，比如该循环烟气与空腔23相通，调节到适当的温度范围。

所述的烧嘴也可以称为燃烧器，通常由喷头、管道、调节阀门、温度压力流量等仪表组成。

根据本专利的结构和原理，可以设计出以气体、液体、可流动固体燃料的不同用途的窑型，主要有煅烧石灰石、白云石、菱镁矿的石灰立窑，煅烧白云石烧结料、菱镁矿的高温竖窑，煅烧铁矿的球团竖窑，煅烧工业污泥球块窑，煅烧城市污泥球块窑，煤球块烘干窑，煅烧陶粒的陶粒窑，煅烧碳酸锶的立窑，煅烧铝土矿立窑、铁矿还原煅烧立窑等等。

产生的积极效果：

1.物料通过加料管进入立窑筒体内，由于加料管下方有布料器，所以布料器的下方形成了没有物料的无料区；由于加料管的存在，在立窑筒体内顶部外周也形成了物料不能自然到达的空间。

由于布料器、突变截面和导料器的设置，在空腔内气体是混合相通的，压力是相等的，所以很容易实现空腔23内的高温烟气温度相等；在导料器的下方形成的无料腔27内的高温烟气在径向也是温度相等；因此，在立窑炉膛内的高度方向至少形成的4个没有物料的无料空间区域，各个无料空间区域内的气体压力近似相等，自下而上无料空间区域内的气体压力递减，形成压力差，因此气体自下而上流动；在同一高度，因为无料空间区域气体阻力低于有物料区域阻力，所以气体自下而上流动时，从下一层面的无料空间区域导向流入上一层面的无料空间区域；由于在炉膛内物料分布和无料空间区域的分布是轴向对称的，所以气流在穿过料层到达上一层面无料空间区域遇到的阻力轴向大致对称相等，从而实现了气体在不同高度截面的流量、流速、温度大致轴向对称均匀的要求。

同理，由于布料器、空腔结构和导料器的设置，物料在下行时被引导移动，下行移动受力、在窑内热交换的条件和效果轴向对称近似一致；在布料器的上侧，物料与自无料区21上升的热气流进行对流、辐射热交换，被干燥、预热；物料逐步下行时，气流温度和物料温度逐步上升，物料逐步由预热带过渡到煅烧带，物料自布料器下方无料区21到在靠近突变截面的空腔23之间，热气流自突变截面空腔23穿过物料层到达布料器下方的无料区21，物料与气体热交换、煅烧的条件和效果对称近似相等，主要以对流方式进行热交换；物料下行到在突变截面，形成锥形料堆，料堆表面的物料受到空腔23高温气体的热辐射的热量相对较多，温度相对较高，煅烧充分，料堆内部的物料或者靠近导料器的物料相对收到的热量比较少，温度比较低，煅烧相对不够充分。物料在继续下行时，靠近导料器侧面温度较低的物料被布置在倒锥体状的表面，无料腔27中心烧嘴产生的高温气体，以热辐射对倒锥体状的表面煅烧后，穿过倒锥体状物料层，以对流的方式对在上方煅烧不够充分的物料进一步充分煅烧。

由于实现了物料和热气体在炉膛内轴向对称均匀分布，燃烧产生的烟气在燃烧腔（包括空腔、无料腔）中压力均匀、温度均匀，并且，物料与热气体逆向流动进行热交换时，高温气体对物料上下层和内外层加热、焙烧，发生化学反应，热交换的条件相近似，从而实现了物料受热均匀性、一致性，对物料热交换产物的质量有了基本保障。

物料在导料器形成锥形坡面状分布，导料器控制了物料锥形坡面状分布的料层厚度，物料下行的速度或者物料在立窑腔体内停留的时间则由立窑卸料装置控制，这就更有利于保障热交换产物的质量。

明显，在空腔23内的烟气温度较高，导料器锥形坡面物料所处的环境温度也较高，高温烟气上升穿过物料层后，布料器处物料所处环境温度较低。由于，（1）立窑的有效容积大，通风面积大，气流速度低，阻力较低；（2）导料器锥形坡面的物料受热时对烟气基本不产生阻力；（3）立窑卸料装置可以控制为连续卸料，所以立式立窑内物料连续下行运动，运动物料比静置物料对气流的阻力大大减小。所以该立窑的阻力低，可以提高料柱的高度，热交换的物料量更大和热交换时间更长，可以降低烟气的排放温度，从而提高了热交换的效率。烧嘴产生的或者通过高温气体源或者烟气管送入的气体介质到达在突变截面处形成的空腔23内，立窑不但通过热辐射方式对物料加热，还穿过料层直接通过与物料主要以对流热交换方式对物料加热，所以物料加热充分。同一个突变截面处形成的空腔23可以是一个或多个，多个空腔23可以在周向相连形成一个环形。

2.加料装置相对于立窑筒体上下移动，可以改变立窑筒体内物料的高度，以适应不同粒径的物料。如果加料装置向下移动，立窑内热交换的物料层高度就比较低，物料层的阻力就比较小，适合较小粒径物料的预热，对于2-15mm物料还可能使得物料呈悬浮状态。加料装置向上移动时，物料层的高度就比较厚，适合块度比较大的物料。几何尺寸相对大些的物料，对气流的阻力小一些，物料内部的传热和传质的时间需要长些，几何尺寸相对小的物料对气流的阻力就大些，物料内部的传热和传质的时间需要短些。因此，为满足料层阻力和热交换的要求，对于大粒径的物料，加料管和布料器相对于立窑筒体的位置可以高一些，这样立窑筒体内物料就多一些。对于小粒径的物料，加料管和布料器相对于立窑筒体的位置可以低一些，这样立窑筒体内物料就少一些。这样，大粒径的物料虽然比表面积小，但立窑筒体内料柱高（或者说料层厚），热交换时间长；小粒径物料虽然比表面积大，但立窑筒体内料柱低（或者说料层薄），热交换时间短，都能够达到需要热交换效果。

3.在立窑筒体内导料器的下方，物料不能自然到达的无料腔27，通入燃料或助燃气并燃烧，该无料腔27则成为一个燃烧室（或者成为燃烧区），燃料及助燃气的流量和压力受到适当的控制，燃烧区的温度也受到控制；在引风机的作用下，燃烧产生的热气体穿过上方的物料层，进行热交换，加热或者煅烧物料，甚至使物料发生化学反应，并最终汇入排气装置。无料腔27和空腔23也可以直接通高温气体，高温气体的温度、压力、流量根据煅烧需要控制，此时，与通燃料燃烧的效果一致。

或者，在突变截面下部处形成物料不能自然到达的空腔23喷入燃料和助燃空气，该空腔23则成为一个燃烧室（或者成为燃烧区），燃料及助燃气体的流量和压力受到适当的控制，燃烧区的温度也受到控制；在引风机的作用下，燃烧产生的热气体穿过上方的物料层，进行热交换，并最终汇入排气装置。

这样整个系统带来巨大的好处是：（1）无料腔27和空腔23形成的两个燃烧室，形成了上下两个层面、内外两个侧面对物料加热，从而物料受热更加均匀；（2）增加的热量可以大幅度增加产品的烧成率和均匀性；无料腔27和空腔23也可以直接通高温气体，高温气体的温度、压力、流量根据煅烧需要控制，此时，与通燃料燃烧的效果基本一致。

4.立窑突变截面的构造有多种，只要物料在立窑筒体内向下流动时，在突变截面处形成物料不能自然到达的空腔即可。

为便于说明方便，现以煅烧石灰立窑作为说明案例。

本技术的有益效果：使用时，物料连续的通过加料仓1、加料管2、布料器6进入到上筒体内。燃料则通过管道输送到烧嘴8（包括环周烧嘴81、中心烧嘴82），喷入中筒体7内的燃烧腔（包括空腔23、无料腔27）。

冷却风由鼓风机通过进风管13、冷却风装置（风帽12）进入窑内，并与烧嘴喷出的燃料混合，使燃料燃烧。冷却风对物料进行冷却，也是助燃风，该助燃风一般称为二次风。

为更有利于燃烧，烧嘴也设计有与烧嘴相匹配的助燃风供风通道，例如，助燃风供风通道环绕烧嘴。通过助燃风供风通道出来的助燃风一般称为一次风。

也就是说，通常助燃风可以分为二部分，一部分通过烧嘴与燃料一起鼓入燃烧腔，另外一部分则从窑的下部冷却带鼓入，与石灰进行热交换对石灰冷却后，在燃烧腔为燃烧燃料提供热的氧气。产生的烟气则从顶部的排烟管排出，石灰则从窑出料口由卸料装置卸出。

通过温度、压力检测和流量计量仪表、调节阀门，控制燃料和助燃空气、冷却风的流量和压力、温度，以符合热工参数控制的要求。

由于本专利设计出的上部加料结构、燃烧腔结构、导料器、鼓风结构、卸料装置等，产生了如下效果：

1.由于布料器、空腔结构和导料器的设置，在空腔内气体是混合相通的，压力是相等的，所以很容易实现空腔23内的高温烟气温度相等；在导料器的下方形成的无料腔27内的高温烟气在径向也是温度相等；因此，在立窑炉膛内的高度方向至少形成的4个没有物料的无料空间区域，各个无料空间区域内的气体压力近似相等，自下而上无料空间区域内的气体压力递减，形成压力差，因此气体自下而上流动；在同一高度，因为无料空间区域气体阻力低于有物料区域阻力，所以气体自下而上流动时，从下一层面的无料空间区域导向流入上一层面的无料空间区域；由于在炉膛内物料分布和无料空间的分布是轴向对称的，所以气体在穿过料层到达上一层面无料空间区域遇到的阻力轴向大致对称相等，从而实现了气体在不同高度截面的流量、流速、温度大致轴向对称均匀的要求。

同理，由于布料器、空腔结构和导料器的设置，物料在下行时被引导移动，下行移动受力、在窑内热交换的条件和效果轴向对称近似一致；在布料器的上侧，物料与自无料区21上升的热气流进行对流、辐射热交换，被干燥、预热；物料逐步下行时，气流温度和物料温度逐步上升，物料逐步由预热带过渡到煅烧带，物料自布料器下方无料区21到在靠近突变截面的空腔23之间，热气流自突变截面空腔23穿过物料层到达布料器下方的无料区21，物料与气体热交换、煅烧的条件和效果对称近似相等，主要以对流方式进行热交换；物料下行到在突变截面，形成锥形料堆，料堆表面的物料受到空腔23高温气体的热辐射的热量相对较多，温度相对较高，煅烧充分，料堆内部的物料或者靠近导料器的物料相对收到的热量比较少，温度比较低，煅烧相对不够充分。物料在继续下行时，靠近导料器侧面温度较低的物料被布置在倒锥体状的表面，无料腔27中心烧嘴产生的高温气体，以热辐射对倒锥体状的表面煅烧后，穿过倒锥体状物料层，以对流的方式对在上方煅烧不够充分的物料进一步充分煅烧。

由于实现了物料和热气体在炉膛内轴向对称均匀分布和流动，燃烧产生的烟气在燃烧腔（包括空腔、无料腔）中压力均匀、温度均匀，并且，物料与热气体逆向流动进行热交换时，高温气体对物料上下层和内外层加热、焙烧，发生化学反应，热交换的条件相近似，从而实现了物料受热均匀性、一致性，对物料热交换产物的质量有了基本保障。

2.燃料与空气的比值容易得到控制，燃料在燃烧腔燃烧更加均匀和充分。

3.可以实现连续加料、连续卸料，物料连续下降，窑内的阻力减小，并且同一断面物料下降的速度相接近。

4.对于要求煅烧温度比较低而燃料热值过高的立窑，采用部分尾气循环，可以调节和控制燃烧速度，从而控制适当的燃烧温度，降低能源消耗。

5.从而产品的质量可以大幅度提高，节约了能源。

6.对于使用较低热值燃料，而要求燃烧温度比较高的情况，使用烟气-空气热交换器对助燃空气进行加热，或者也可以设计为烟气-燃料热交换器对燃料进行加热，比如以高炉煤气为燃料烧石灰，比如以天然气为燃料烧白云石烧结料、超高温煅烧菱镁矿等。

7.可以通过调节顶部加料装置的相对窑筒体高度的位置，调节窑内料位的高度和物料的阻力。加料仓、加料管形成的料柱起到阻止气体泄漏泄入的作用。布料器起到布料/或及对物料加热烘干的作用，尤其对球团、污泥球块等含水分物料起到干燥作用。

8.对于小颗粒物料，可以控制料位高度低一些，在适度的料位高度、和窑内的压力，可以让小颗粒物料处于悬浮状态或者流态化与高温烟气进行热交换，实现煅烧、预热目的。

9.可以通过调节环周烧嘴和中心烧嘴，以及助燃风、窑内气体压力等措施，使得无料腔和空腔至少形成的两个燃烧室，至少形成了上下两个层面、内外两个侧面对物料加热，从而物料受热更加均匀，使得燃烧更加充分，热交换效果更好，产品质量更优。

10.采用SNCR脱硝方法，将脱硝剂喷头与燃烧腔相通，解决了这类窑炉脱硝难的问题，降低了脱硝投资，也降低了脱硝运行费用。也可以采取SNCR脱硝与SCR脱硝相结合的方法，从而进一步提高脱硝效率、降低脱硝成本。

本专利的物料煅烧立窑作为球团竖炉时的技术特点和应用效果：

本专利作为球团竖炉的结构和工作原理完全不同于现有传统球团竖炉和TCS竖炉，具有布料、干燥、预热、焙烧、均热、冷却、出料一体化功能。

1.加料与布料：没有梭式布料机或者环形回转布料机；炉顶采用自动加料和布料装置将生球连续均匀布置到干燥床（布料器），烟气透过干燥床对物料干燥；炉顶锁风密闭，炉内炉外气体互不泄漏和泄入，对物料干燥后的废气，通过炉顶排气管引到除尘系统，因此引风机和除尘器的负荷远远低于现有球团竖炉，炉面也清洁。

2.在炉内设有环周烧嘴燃烧室和中心烧嘴燃烧室，热气流主要以辐射换热和对流换热方式，对下行物料进行内外层和上下层焙烧，使得所有物料受热更加均匀，并可以调节控制物料的煅烧温度和煅烧氧化气氛、煅烧的时间，从而保证球团的焙烧强度和质量优于现有传统球团竖炉。

3.炉体截面大，通风阻力远远低于现有球团竖炉，有利于降低风机电耗。

4.本专利球团竖炉设计的冷却带，冷却风分布合理，出料温度可以降低到150℃，远远低于现有球团竖炉500-600℃的情况，冷却带产生的热空气上升作为燃烧助燃空气，并为球团氧化提供氧气，从而大大节省了能源。

5.由于本专利球团竖炉采用了水平旋转式卸料机构，可以使得物料在同一个截面连续均匀下料，保证物料在炉内的煅烧时间的一致性。

6.由于本专利球团竖炉采用了可靠锁风卸料机构，从而解决了卸料产生的扬尘问题。

7.由于本专利球团竖炉的特殊结构和良好可控的调节手段，与传统的球团竖炉相比，没有了梭式布料机、没有了两侧的燃烧室、没有了齿辊卸料机、没有了导风墙，从而无需建设混凝土厂房，无需大量的冷却水、无需超大功率的风机，设备运行可靠性更高，更加环保、更加节能、投资更省、运行费用更低。

附图说明

图1是实施例1的煅烧立窑的示意图；

图2是实施例2的煅烧立窑的示意图；

图3是实施例3的煅烧立窑的示意图；

图4是实施例4的煅烧立窑的示意图；

图5是实施例5的煅烧立窑示意图；

图6是实施例6的煅烧立窑示意图

图7是实施例7的煅烧立窑示意图；

图8是实施例8的煅烧立窑示意图；

图9是4个无料空间区域上下布置示意图。

图中，加料仓1，加料管2，烟气管3，上筒体（具有上大下小的锥形底部）4，上筒体（直筒形）5，布料器6，中筒体7，烧嘴8，环周烧嘴81，中心烧嘴82，导料器9，支腿10，燃料源支腿101，冷却风支腿102，环周冷却风进风管103，下筒体11，风帽12，进风管13，卸料口14，卸料装置15，循环烟气风门16，烟气循环管17，尾气循环风机171，助燃风供风通道18，中心助燃风供风通道183，烟气-空气热交换器19，空气鼓风机20，无料区21，空间22，空腔23，悬索或者吊杆25，无料腔27，脱硝剂喷头30，水池31。

具体实施方式

实施例1：

参见图1所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，包括直筒形的上筒体5（或者具有上大下小的锥形底部的上筒体4）、中筒体7、下筒体11。在上筒体上部设置用于向筒体内填加物料的加料仓1、加料管2和布料器6。加料管的出口端位于上筒体顶部中心位置，并与上筒体内相通，布料器位于加料管出口的下方。加料管2可以相对于上筒体可以伸缩以改变长度（相当于加料管可以相对于上筒体上下移动）。布料器6为上小下大的锥形体，通过悬索或者吊杆25悬挂在上筒体顶部，可以调节悬索或者吊杆以改变布料器相对于上筒体的上下位置，然后再刚性固定。

下筒体11底部的卸料口14接卸料装置15。

在下筒体上设置用于向筒体内送入冷却风的冷却风装置，冷却风装置包括支撑在筒体内部的风帽12和进风管13，筒体外部冷却风（二次风）通过进风管达到风帽，风帽出口与筒体内部相通。

中筒体7上端中心部与上筒体下端相接，中筒体7的上端内径尺寸大于上筒体下端内径尺寸，形成一个突变截面，物料在筒体内向下流动时，在突变截面下部、中筒体7内上部外周处形成物料不能自然到达的空腔23。

烧嘴8包括环周烧嘴81和中心烧嘴82。环周烧嘴81的出口与该空腔23相通，进口接燃料源，助燃风供风通道18环绕烧嘴8或者烧嘴8环绕助燃风供风通道18。通过助燃风供风通道18提供一次风，使得从烧嘴喷出的燃料燃烧更加充分。

对于烧嘴8包括环周烧嘴81和中心烧嘴82，或者也可以直接与高温气源相通。

在中筒体内还设置导料器9，该导料器为上小下大的锥形体，并以筒体轴线为对称轴轴对称；导料器的底端高度低于环绕烧嘴81出口，通过穿出下筒体上的多个空心支腿10支撑。在导料器9下部形成物料不能自然到达的无料腔27，中心烧嘴的出口位于该无料腔。支腿包括与筒体外部燃料源相通的至少一根燃料源支腿101，与筒体外部冷却风相通至少一根冷却风支腿102。导料器内部具有与燃料源支腿相通的燃料通道和与冷却风支腿相通的冷却风通道；中心烧嘴82的进口与燃料通道相通，与中心烧嘴相匹配的中心助燃风供风通道183与冷却风通道相通。当然，也可以设置独立的燃料源、助燃空气源管道与中心烧嘴82的进口连接相通，而不通过支腿输送燃料。

物料通过加料仓、加料管进入筒体内，由于加料管下方有布料器6，所以布料器的下方形成了没有物料的近似倒锥体的无料区21，在筒体内顶部外周也形成了物料不能自然到达的空间22；在上筒体顶部或者上部的周边连接有烟气管3。烟气管3与空间22相通，并与除尘器、引风机、烟囱相连接。

另外，可以在布料器上开通风孔，从无料区21有烟气穿过布料器到达空间22，或者从无料区21有烟气穿过布料器并对布料器上面的物料进行热交换、干燥潮湿物料后到达空间22。

实施例2:

参见图2所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例1的不同之处主要在于：

实施例2中，串联尾气循环风机171的烟气循环管17将空腔23与上筒体上部相通，把部分尾气引入空腔23进行循环，以调节和控制空腔内的温度不宜过高，这样可以比采用增加冷风调节温度更加节能；这种情况适合于以天然气、油为燃料的高热值燃料，但对煅烧温度又不需要过高的情况。

实施例2中，SNCR脱硝装置的脱硝剂喷头30伸入到空腔23内，对燃烧产生的烟气脱除NO_X。如果温度超过1050℃时，可以采用部分尾气循环，并调节燃料、助燃风量等，使得空腔23内温度保持在850-1050℃，并直接通入脱硝剂，采用SNCR脱硝工艺方法，脱除氮氧化物。当然，SNCR脱硝装置也可以在实施例1或者其他实施例中应用。

其他结构与实施例1基本相同。

实施例3：

参见图3所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例2的不同之处主要在于：

支撑导料器9的空心支腿10均是与筒体外部冷却风相通的冷却风支腿102，没有燃料源支腿。中心烧嘴82的进口穿过上筒体与燃料源直接相通，与中心烧嘴相匹配的中心助燃风供风通道183穿过上筒体与冷却风直接相通。

其他结构与实施例2基本相同。

实施例4：

参见图4所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例1的不同之处主要在于：

实施例4中的烟气管3出口分为二路，第一路与除尘器、引风机、烟囱相连接，第二路为串联有循环烟气调节风门16的烟气循环管17。烟气循环管17环绕助燃风供风通道18与空腔23相通。这种结构可以用于不同的所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑。

实施例4中的导料器9和空心支腿10为内部相通的空心结构，内部通冷却风，外表敷设耐火材料。空心支腿10均为冷却风支腿102，无燃料源支腿。风帽12上端通过连通管与导料器的中空内部相通，筒体外部冷却风（二次风）通过冷却风支腿102、导料器9、连通管达到风帽12，风帽出口与筒体内部相通。这种结构可以用于不同的所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑。

其他结构与实施例1基本相同。

实施例5：

参见图5所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例4的不同之处主要在于：

它具有中心烧嘴82和中心助燃风供风通道183。中心烧嘴82的进口穿过中筒体与燃料源直接相通，与中心烧嘴相匹配的中心助燃风供风通道183穿过中筒体与冷却风直接相通。在导料器9下部形成物料不能自然到达的无料腔27，中心烧嘴82的出口位于该无料腔。

其他结构与实施例4基本相同。

实施例6：

参见图6所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例5的不同之处主要在于：

烟气管3上设有烟气-空气热交换器19，经过空气鼓风机20鼓入的空气经过烟气-空气热交换器与烟气进行热交换后送入与环周烧嘴相匹配的助燃风供风通道18。当然，烟气管上也可以是设有烟气-燃料热交换器，经过燃料鼓风机加压鼓入的燃料经过烟气-燃料热交换器与烟气进行热交换后送入环周烧嘴。

其他结构与实施例5基本相同。

这种情况适合于燃料热值比较低，比如高炉煤气，但煅烧温度要求相对比较高，比如煅烧石灰，需要对燃料和/或者助燃空气预加热的情况。

实施例7：

参见图7所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例6的不同之处主要在于：

实施例7没有实施例6中的风帽12及连通管，但增加了水池31，水池位于锁风功能的卸料装置15的下方，出窑物料被隔氧直接落入水池31。这样隔绝了空气，防止物料氧化，控制物料相变；此时该煅烧立窑不设对产品空气冷却装置系统。

其他结构与实施例6基本相同。

这种立窑适合类似低品位难选铁矿的还原焙烧或者菱铁矿的焙烧等情况，在还原气氛下焙烧后，隔绝空气冷却，防止煅烧产品被氧化、发生相变。

实施例8:

参见图8所示的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其与实施例1的不同之处主要在于：

实施例8中，下筒体11环周布置有环周冷却风进风管103，环周冷却风进风管103的出口与下筒体11内部相通。

其他结构与实施例1基本相同。

这种冷却方式适合于粒度比较小、阻力比较大的物料情况，或者需要冷却面积更大的更大型的窑炉，尤其是比如钢铁行业的球团竖炉、钢铁除尘污泥球团物料、工业或者城市废料污泥球块物料、陶粒、超高温煅烧菱镁矿/白云石等。这样由环周冷却风进风管103，与风帽12进风管13共同组成的内、外风冷却装置，冷却效果和均匀性更好。

Claims (10)

1.基于流体燃料的物料煅烧立窑，包括筒体、加料装置、卸料装置、烧嘴、排气装置，筒体下端的出料口与卸料机构相连接，烧嘴的进口端与燃料源或者高温气体源相通；其特征是：烧嘴包括环周烧嘴和/或中心烧嘴，在筒体内炉膛高度方向至少有一个突变截面，在水平方向该突变截面上部内腔尺寸小于该突变截面下部内腔尺寸，在筒体内形成物料不能自然到达的空腔，沿着筒体周边布置的环周烧嘴的出口位于该空腔内，环周烧嘴为水平设置或者与水平成夹角设置；筒体内还设置至少一个导料器，该导料器为上小下大的锥形体或者板、柱状结构、锥形与柱形的复合结构，导料器的底端低于环周烧嘴出口；在导料器下部形成物料不能自然到达的无料腔，中心烧嘴的出口位于该无料腔。

2.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：加料装置包括加料管和布料器；布料器为上小下大的锥形体或者板、柱状结构、锥形与柱形的复合结构，加料管位于筒体顶部中心位置，加料管的出口端伸入筒体内，布料器位于加料管出口端的下方；加料管出口位置、布料器在筒体内相对筒体的高度可以上下移动调整或者固定在确定位置。

3.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：该导料器通过支撑装置固定在筒体上，导料器和支撑装置含有内部相通的空心结构，支撑装置与筒体外部冷却风或者冷却介质相通。

4.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：它还包括对物料冷却的冷却风装置，冷却风装置包括风帽和进风管，筒体外部冷却风通过进风管达到风帽，风帽出口与炉膛相通；风帽为锥形体结构或者柱形体结构或者锥形体与柱形体的复合结构。

5.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：它还包括对物料冷却的冷却风装置，冷却风装置包括筒体环周布置的环周冷却风进风装置，环周冷却风进风装置的出口与筒体内部相通。

6.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：该导料器通过支撑装置固定在筒体上，导料器和支撑装置含有内部相通的空心结构，支撑装置含有与筒体外部燃料源和/或助燃气体相通的通道；中心烧嘴的进口与中空的导料器含有的燃料源和/或助燃气体的通道相通。

7.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：排气装置包括与筒体上部或顶部相通的烟气管，该烟气管分为二路，第一路出口与排气系统相连接，第二路出口与所述空腔相通。

8.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：SNCR脱硝装置的脱硝剂喷头的出口与空腔或者无料腔或者无料区相通。

9.如权利要求2所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：布料器上具有通风孔，烟气可以穿过布料器上的通风孔到达排气装置或者烟气穿过布料器上的通风孔并对布料器上方的物料加热后到达排气装置。

10.如权利要求1所述的基于流体燃料的物料煅烧立窑，其特征是：它还包括水池，水池位于卸料装置的下方，出窑物料被隔氧直接落入水池。