CN101643597A - 一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法 - Google Patents

一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，是采用燃气间接加热的方式加热开孔珍珠岩：a.采用上小下大的膨胀筒体(3)构成的燃气式间接加热膨胀炉，b.开孔珍珠岩在炉膛内的小膨胀筒体内高温区(5)膨胀，使珍珠岩微粉失去结晶水迅速膨胀、体积增大；c.膨胀后的珍珠岩迅速进入大筒体内的低温区(8)逐渐降温，且珍珠岩不粘四壁；d.引风机通过高温烟道(6)吸收炉膛内的高温废气，使大筒体内低温区的温度降低，珍珠岩定形；出料端采用分级闭环分离系统，确保环境无污染。本发明解决了珍珠岩微粉100－250目的膨胀问题，珠子膨胀行程短、出料快、效率高、不结炉，适合大颗粒和微分颗粒的膨胀和分离，并且设备投资少。

Description

一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法
技术领域
本发明涉及膨胀炉技术领域，尤其涉及一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法。
背景技术
目前，珍珠岩是一种酸性火山玻璃熔岩、性脆，具有珍珠光泽和油脂光泽，有特殊的弧形裂纹，硬度5.5～7，密度2.2～2.4g/cm3。膨胀倍数可达7～30倍以上，耐火度高达1300～1380℃。经破碎、筛分、预热烧焙后成为多孔粒状物料---膨胀珍珠岩，用它配用不同的胶结剂，可制成各种开头和性能的珍珠岩制品，具有重量轻、导热系数低、吸音性强、不腐蚀、不燃烧、耐酸碱、无毒无味等性能，为高效能和超轻质的保温、隔热、隔音、装饰材料，广泛应用於冶金、石油、化工、电力、建筑和国防工业，还可用於铸造、改良土壤、制作洗涤剂、模型填充料、油漆起纹剂等。
膨胀珍珠岩是珍珠岩矿石经破碎形成一定粒度的矿砂，经急速加热1000℃以上，矿砂中水份汽化，在软化的矿砂粒子内部膨胀，形成多孔结构，体积膨胀到原来的10～30倍。珍珠岩根据其膨胀技术条件及用途不同分为三种形态，开放孔(OPEN CELL)、闭孔(CLOSED CELL)、中空孔(BALLOON)。
部分水是在凝固之后从海里或珍珠岩所侵入的潮湿的沉积物里吸收的。脱玻作用通常沿著裂纹或在斑晶和结晶质体(球粒)的表面上自发地开始的。有些微粒结晶质岩石显示出发育完好的珍珠构造，所以无疑就是完全脱玻化的珍珠岩。球粒在某些不含玻璃的岩石中呈弧形带和同心圆形带的分布表明是一种沿裂纹有球粒生长的脱玻化珍珠岩。
现有的珍珠岩膨胀炉具有开孔式膨胀炉和闭孔式膨胀炉，无论那一种都不能解决珍珠岩微粉100-250目以下的膨胀问题。如明火开孔式膨胀炉膨胀珍珠岩微粉，极易及结炉、无法使用且膨胀后的高温燃料废气与膨胀出的珍珠岩微粉100-250目以下产品极难分离，实践证明不能使用。闭孔式膨胀炉，也不能膨胀珍珠岩由于它的炉膛高，温度由上向下逐渐升高，如炉膛温度由700°、900°、1150°逐渐升高至玻化温度1150度以上，物料开始膨胀、玻化。当膨胀珍珠岩微粉由上向下进入炉膛，珍珠岩微粉太细经过高温玻化区即结炉，实践证明也不能使用。
发明内容
为解决上述现有开孔式和闭孔式膨胀炉不能膨胀珍珠岩微粉100-250目以下的问题，本发明提供一种燃气式间接加热珍珠岩微粉膨胀的方法，能够解决出料珍珠岩微粉珠子和燃气废气的分离、降温和收集问题，珠子膨胀行程短、出料快、效率高、不结炉，适合大颗粒和微分颗粒的膨胀和分离。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，是采用燃气间接加热的方式加热珍珠岩，尤其适用膨胀珍珠岩微粉100-250目的产品，其步骤如下：
1、采用燃气间接加热的方式膨胀开孔珍珠岩的工艺为：
a.采用由炉体与上小下大的膨胀筒体构成的燃气式间接加热膨胀炉，炉体与膨胀筒体上部的小筒体之间构成上燃烧腔体，上燃烧腔体的炉体上设有若干旋转的燃气烧嘴，燃气烧嘴通过燃气与助燃空气的燃烧，在上燃烧腔体内的小筒体内形成膨胀开孔珍珠岩的高温区；炉体与膨胀筒体下部的大筒体之间构成下燃烧腔体，下燃烧腔体内的大筒体内为膨胀开孔珍珠岩的低温区；
b.预热后的珍珠岩微粒通过进料口在炉膛内的小膨胀筒体内高温区膨胀，使珍珠岩微粒失去结晶水迅速膨胀、体积增大；上燃烧腔体内的蓄热空间大，气流速度慢换热时间长，温度分布均匀；营造膨胀珍珠岩的高温区环境温度为1000-1150；
c.膨胀后的珍珠岩微粒、迅速进入膨胀筒体的大筒体内的低温区逐渐降温，且膨胀桶的低温区直径大，膨胀后的珍珠岩有小桶到大桶不粘四壁，并且低温区的温度低，即不存在结炉的温度又不存在结炉的条件，所以不结炉；
d.炉膛下燃烧腔体的下部一侧设有引风机，通过高温烟道吸收炉膛内的高温废气，废气气体在大膨胀筒体处流道小、流速快，使大膨胀筒体内低温区的温度低，膨胀后的珍珠岩颗粒从大膨胀筒体内低温区的下端排出；
e.进料口可设多个，可在炉体的上方，也可在炉体的下方低温区到出料一段，方便加进辅助添加剂使产品改性。(可通过改性的方法生产出闭孔珍珠岩)
2、膨胀后的开孔珍珠岩的回收工艺为：
膨胀后的珍珠岩首先降落到膨胀筒体底部的接料器；经鼓风机在接料器出口处鼓风，对膨胀后的珍珠岩降温，并且在接料器内形成负压，在自重、负压、风压的共同作用下，膨胀后的珍珠岩颗粒被风送入密封性强的分级闭环分离系统，分级闭环系统由鼓风机通过出料通道将膨胀的珍珠岩微粉输送到料仓上部，经风选机在大小不同的料仓内沉积，部分珍珠岩微粉经料仓尾部的回收通道进入鼓风机的入口进行下次循环；
a.膨胀珍珠岩微粉时，采用分级闭环分离系统的闭环系统，关闭除尘器端的切换阀，打开鼓风机端的切换阀，构成循环回收珍珠岩微粉；
b.膨胀大颗粒珍珠岩时，采用分级闭环分离系统的开放型系统，关闭鼓风机端的切换阀，末端排放采用脉冲袋式除尘器。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，加热的开孔珍珠岩采用膨胀炉高温烟道废气余热通过内热式炒沙炉，加热、烘炒珍珠岩微粉，不再另外消耗能源，每小时可节约燃气消耗210KW。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，预热的空气为燃气烧嘴的助燃风，是通过鼓风机输送的常温气体与膨胀炉废气出口的高温气体，在热交换器内进行热交换，把每小时进入烧嘴的2600多立方米气体加热到200度以上，有效的提高了系统的热利用率10％以上。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，被炒热的珍珠岩颗粒通过斗式提升装料机，经管道输入到膨胀炉的进料口。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，所述控制系统具有燃烧控制系统采用PLC微电脑自动控温系统和自动点火系统；具有出料控制系统采用变频分级恒压闭环控制系统；具有控制内热式炒沙炉转速的变频调速系统，达到控制炒沙温度的作用；具有微电脑引风-窑压-变频恒压控制系统，使膨胀炉温度分布均匀、热损失小、热利用率高、燃烧更加充分，充分利用废气余热，又不使出口的引风机抽走多余的热量，造成热能损失，使能源消耗降到最低。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，所述膨胀筒体可为上小下大的圆锥形筒体。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，所述膨胀筒体还可由两个或多个筒体构成上小下大的塔式结构。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，所用的炉体可用圆形、方形或多边形炉体。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，炉体下方的低温区至出料口一段，可设多个辅助添加剂进料口。
所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，分级闭环分离系统具有出料口下端设置的出料通道一端与鼓风机连通，出料通道另一端与风选机连通，风选机输出端一与料仓一连通，风选机输出端二与料仓二连通，料仓一与料仓二上部连通，料仓二上部设有与除尘器、鼓风机连通的管路，除尘器、鼓风机的管路进口端分别设有切换阀。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
该一种燃气式间接加热膨胀开孔珍珠岩的方法，可膨胀珍珠岩微粉100-250目，还可膨胀常规的大颗粒珍珠岩。采用了上小下大的塔形膨胀筒构成了上大下小的炉膛，有效解决了膨胀珍珠岩的结炉问题，由于引入间接加热方式，使燃料废气与膨胀后的珍珠岩颗粒直接分离，是废气余热得到充份利用，并且解决了明火膨胀珍珠岩的燃料废气与膨胀珍珠岩颗粒难分离的问题、减少了设备投资，解决了出料珠子的降温和分离。珠子膨胀行程短、出料快、效率高、不结炉，适合大颗粒和微分颗粒的膨胀和分离。出料端采用了可分级闭环分离系统，系统密封性良好，膨胀微粉时，可不用除尘器，膨胀大颗粒采用布袋除尘器，确保环境无污染。
本发明利用专利产品-内热式炒沙炉充分利用废气余热炒沙，不再另外消耗能源，每小时可节约燃气消耗210KW，燃烧电控系统采用PLC微电脑自动控温系统和自动点火，出料系统采用变频分级恒压闭环控制系统，内热式炒砂炉采用变频调速系统，控制炒沙炉转速，达到控制炒沙温度的目的。为了使膨胀炉温度分布均匀、热损失小、热利用率高、燃烧更加充分，充分利用废气余热，又不使出口的引风机抽走多余的热量，采用了微电脑引风-窑压-变频恒压控制系统，使燃烧更加合理，使能源消耗降低到极低。
附图说明
图1是燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀炉的结构示意图；
图中：1-进料口；2-燃气烧嘴；3-膨胀筒体；4-上燃烧腔体；5-高温区；6-高温烟道；7-鼓风机；8-低温区；9-出料通道；10-接料器；11-出料口；12-炉体；13-添加剂进料口。
具体实施方式
实施方式一
如图1中所示：一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，是采用燃气间接加热的方式加热开孔珍珠岩，尤其适用膨胀开孔珍珠岩微粉100-250目以下的产品，工作时，首先采用燃气间接加热的方式制造上大下小的间接加热膨胀炉，该膨胀炉由炉体12与上小下大的膨胀筒体3构成上大下小的炉膛结构，并且使炉膛上燃烧腔体4内的膨胀珍珠岩的高温区5环境温度达到1000-1150高温；所述膨胀筒体由两个或两个以上筒体构成上小下大的塔式结构，还可为上小下大的圆锥形筒体。
其次：1、利用炉膛上燃烧腔体4的高温烟气加热进入燃气烧嘴的空气，即通过膨胀炉高温烟道6出口的热交换器与风机输送的常温气体进行热交换，把进入燃气烧嘴2的空气加热到200度以上，解决膨胀炉每小时燃烧需要的2600多立方米气体，是系统余热利用率提高10％以上；
2、利用专利产品-内热式炒砂炉通过膨胀炉高温烟道6的高温废气炒热开孔珍珠岩微粉，不再另外消耗能源，每小时可节约燃气消耗210KW；每天相当4000多度电，被炒热的开孔珍珠岩通过斗式提升装料机，经管道输入到膨胀炉的进料口1。
其具体步骤如下：
1)、采用燃气间接加热的方式膨胀开孔珍珠岩的工艺为：
a.采用由炉体12与上小下大的膨胀筒体3构成的燃气式间接加热膨胀炉，所述膨胀筒体3可由两个或多个筒体构成上小下大的塔式结构。所用的炉体12可用圆形、方形或多边形炉体。所述炉体12下方的低温区8至出料口11一段，可设多个辅助添加剂进料口13。
炉体与膨胀筒体上部的小筒体之间构成上燃烧腔体4，上燃烧腔体的炉体12上设有若干旋转的燃气烧嘴2，燃气烧嘴2通过燃气与预热空气的燃烧，使上燃烧腔体内的小筒体内为膨胀开孔珍珠岩的高温区5；炉体与膨胀筒体3下部的大筒体之间构成下燃烧腔体，下燃烧腔体内的大筒体内为膨胀开孔珍珠岩的低温区8；所述预热的空气为燃气烧嘴7的助燃空气，采用膨胀炉余热将空气加热，通过膨胀炉高温烟道6废气出口的热交换器与风机输送的常温气体进行热交换，把每小时进入燃气烧嘴7的2600多立方米气体加热到200度以上，可是系统热利用率提高10％以上。
b.所述被炒热的开孔珍珠岩通过斗式提升装料机，经管道输入到膨胀炉的进料口1。使加热的开孔珍珠岩通过进料口1在炉膛内的小膨胀筒体内高温区5膨胀，使珍珠岩微粉失去结晶水迅速膨胀、体积增大；上燃烧腔体4内的蓄热空间大，气流速度慢换热时间长，通过控制系统使燃烧充分、温度分布均匀；营造膨胀珍珠岩的高温区5环境温度为1000-1150；所述加热的开孔珍珠岩采用膨胀炉高温烟道6废气余热通过内热式炒沙炉炒热珍珠岩微粉，不再另外消耗能源，每小时可节约燃气消耗210KW；
c.膨胀后的珍珠岩迅速进入炉膛内膨胀筒体的大筒体内的低温区8逐渐降温，且膨胀后降温的珍珠岩不粘四壁，并且低于结炉的温度条件；
d.炉膛下燃烧腔体一侧设有引风机通过高温烟道6吸收炉膛内的高温废气，废气气体流速快，使膨胀筒体3的大筒体内低温区8的温度降低，膨胀后的珍珠岩定形；
2)、膨胀后的开孔珍珠岩的回收工艺为：
膨胀后的珍珠岩首先降落到膨胀筒体3底部接料器10内；经鼓风机7配风对膨胀后的珍珠岩降温，并且在接料器10内形成负压、通过接料器底部的出料口11进入密封性强的分级闭环分离系统，分级闭环分离系统由鼓风机通过出料通道9将膨胀的珍珠岩微粉输送到料仓上部，在大小不同的料仓内沉积，部分珍珠岩微粉经料仓尾部的回收通道进入鼓风机7的入口进行下次循环；所述分级闭环分离系统具有出料口11下端设置的出料通道9一端与鼓风机7连通，出料通道9另一端与风选机连通，风选机输出端一与料仓一连通，风选机输出端二与料仓二连通，料仓一与料仓二上部连通，料仓二上部设有与除尘器、鼓风机7连通的管路，除尘器、鼓风机7的管路进口端分别设有切换阀。
a.膨胀珍珠岩微粉时，采用分级闭环分离系统的闭环系统，关闭除尘器端的切换阀，打开鼓风机7端的切换阀，构成循环回收珍珠岩微粉；
b.膨胀大颗粒珍珠岩时，采用分级闭环分离系统的开放型系统，关闭鼓风机7端的切换阀，末端排放至脉冲袋式除尘器。
所述控制系统具有燃烧控制采用PLC微电脑自动控温系统和自动点火系统；具有出料系统采用变频分级恒压闭环控制系统；具有控制内热式炒沙炉转速的变频调速系统，达到控制炒沙温度的作用；具有微电脑引风-窑压-变频恒压控制系统，使膨胀炉温度分布均匀、热损失小、热利用率高、燃烧更加充分，充分利用废气余热，又不使出口的引风机抽走多余的热量，造成热能损失，使能源消耗降到最低。所述燃烧系统采用PLC微电脑自动控温系统和自动点火系统，出料系统采用变频分级恒压闭环控制系统，内热式炒沙炉采用变频调速系统，控制炒沙炉转速，达到控制炒沙温度的目的；所述微电脑引风-窑压-变频恒压控制系统，使膨胀炉温度分布均匀、热损失小、热利用率高、燃烧更加充分，充分利用废气余热，又不使出口的引风机抽走多余的热量，造成热能损失，使能源消耗降到最低。
实施方式二
如图1中所示：一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，还可以对18——40目的大颗粒开孔珍珠岩膨胀，所述膨胀筒体3还可为上小下大的圆锥形筒体；工作的方法同上述的开孔珍珠岩膨胀的方法一样。膨胀大颗粒珍珠岩时，珠子的分离方式采用开放型，关闭鼓风机端的切换阀，使大颗粒珍珠岩经鼓风机通过出料通道9料仓上部风选机分离进入分级闭环分离系统的大小不同的料仓沉积，部分大颗粒珍珠岩经料仓末端排放，由脉冲布袋除尘器收集。

Claims (10)

1、一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：是采用燃气间接加热的方式加热开孔珍珠岩，尤其适用膨胀开孔珍珠岩微粉100-250目的产品，其步骤如下：
1)、采用燃气间接加热的力式膨胀开孔珍珠岩的工艺为：
a.采用由炉体(12)与上小下大的膨胀筒体(3)构成的燃气式间接加热膨胀炉，炉体与膨胀筒体上部的小筒体之间构成上燃烧腔体(4)，上燃烧腔体的炉体(12)上设有若干旋转的燃气烧嘴(2)，燃气烧嘴(2)通过燃气与预热空气的燃烧，使上燃烧腔体内的小筒体内为膨胀开孔珍珠岩的高温区(5)；炉体与膨胀筒体(3)下部的大筒体之间构成下燃烧腔体，下燃烧腔体内的大筒体内为膨胀开孔珍珠岩的低温区(8)；
b.加热的开孔珍珠岩通过进料口(1)在炉膛内的小膨胀筒体内高温区(5)膨胀，使珍珠岩微粉失去结晶水迅速膨胀、体积增大；上燃烧腔体(4)内的蓄热空间大，气流速度慢换热时间长，通过控制系统使燃烧充分、温度分布均匀；营造膨胀珍珠岩的高温区(5)环境温度为1000-1150；
c.膨胀后的珍珠岩迅速进入炉膛内膨胀筒体的大筒体内的低温区(8)逐渐降温，且膨胀后降温的珍珠岩不粘四壁，并且低于结炉的温度条件；
d.炉膛下燃烧腔体一侧设有引风机通过高温烟道(6)吸收炉膛内的高温废气，废气气体流速快，使膨胀筒体(3)的大筒体内低温区(8)的温度降低，膨胀后的珍珠岩定形；
2)、膨胀后的开孔珍珠岩的回收工艺为：
膨胀后的珍珠岩首先降落到膨胀筒体(3)底部接料器(10)内；经鼓风机
(7)配风对膨胀后的珍珠岩降温，并且在接料器(10)内形成负压、通过接料器底部的出料口(11)进入密封性强的分级闭环分离系统，分级闭环分离系统由鼓风机通过出料通道(9)将膨胀的珍珠岩微粉输送到料仓上部，在大小不同的料仓内沉积，部分珍珠岩微粉经料仓尾部的回收通道进入鼓风机(7)的入口进行下次循环；
a.当膨胀珍珠岩微粉时，采用分级闭环分离系统的闭环系统，关闭除尘器端的切换阀，打开鼓风机(7)端的切换阀，构成循环回收珍珠岩微粉；
b.当膨胀大颗粒珍珠岩时，采用分级闭环分离系统的开放型系统，关闭鼓风机(7)端的切换阀，末端排放至脉冲袋式除尘器。
2、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：加热的开孔珍珠岩采用膨胀炉高温烟道(6)废气余热通过内热式炒沙炉炒热珍珠岩微粉，不再另外消耗能源，每小时可节约燃气消耗210KW。
3、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：预热的空气为燃气烧嘴(7)的助燃空气，采用膨胀炉余热将空气加热，通过膨胀炉高温烟道(6)废气出口的热交换器与风机输送的常温气体进行热交换，把每小时进入燃气烧嘴(7)的2600多立方米气体加热到200度以上，可是系统热利用率提高10％以上。
4、根据权利要求1或2所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：被炒热的开孔珍珠岩通过斗式提升装料机，经管道输入到膨胀炉的进料口(1)。
5、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：所述控制系统具有燃烧控制采用PLC微电脑自动控温系统和自动点火系统；具有出料系统采用变频分级恒压闭环控制系统；具有控制内热式炒沙炉转速的变频调速系统，达到控制炒沙温度的作用；具有微电脑引风-窑压-变频恒压控制系统，使膨胀炉温度分布均匀、热损失小、热利用率高、燃烧更加充分，充分利用废气余热，又不使出口的引风机抽走多余的热量，造成热能损失，使能源消耗降到最低。
6、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：所述膨胀筒体(3)可为上小下大的圆锥形筒体。
7、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：所述膨胀筒体(3)还可由两个或多个筒体构成上小下大的塔式结构。
8、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：所用的炉体(12)可用圆形、方形或多边形炉体。
9、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：炉体(12)下方的低温区(8)至出料口(11)一段，可设多个辅助添加剂进料口(13)。
10、根据权利要求1所述的一种燃气式间接加热开孔珍珠岩膨胀的方法，其特征在于：分级闭环分离系统具有出料口(11)下端设置的出料通道(9)一端与鼓风机(7)连通，出料通道(9)另一端与风选机连通，风选机输出端一与料仓一连通，风选机输出端二与料仓二连通，料仓一与料仓二上部连通，料仓二上部设有与除尘器、鼓风机(7)连通的管路，除尘器、鼓风机(7)的管路进口端分别设有切换阀。
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