CN102200394B - 一种陶粒回转窑尾气利用的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种陶粒回转窑尾气利用的方法及装置，属于无机非金属材料类技术领域。它解决了现有预烘干设备远不能达到对热尾气携带的热源进行充分利用的问题。本陶粒回转窑尾气利用的方法步骤如下：A、尾气进入一烟道入口后同时进入出气管道一和出气管道二中；B、尾气从出气管道一中出来通过一烘干机后排放；C、尾气从出气管道二中出来通过一热交换器后排放。陶粒回转窑尾气利用的装置包括陶粒回转窑，陶粒回转窑的尾部连接有两个出气管道的烟道，即出气管道一和出气管道二，出气管道一与一烘干机相连接，出气管道二与一热交换器相连接。本陶粒回转窑尾气利用的方法及装置能够完善整体工艺中的能源有效耗费的配置，符合可持续发展战略。

Description

一种陶粒回转窑尾气利用的方法及装置

技术领域

本发明属于无机非金属材料类技术领域，特别涉及一种陶粒回转窑尾气利用的方法及装置。

背景技术

目前城市不断发展壮大，人们生活中大量产生的生活垃圾、污水处理厂中源源不断生成的污泥，处理这些生活废物成为日益突出的问题，也同时是城市生活管理要持久面对的一个难题。传统的处理方式为将这些垃圾深度掩埋或排放入海或焚烧，上述的几种处理方式无疑会对生态环境造成二次污染，同时也无法解决垃圾持续增多的问题，可见传统方式不是从本质上解决垃圾处理的最佳方案，人们逐渐期待一种变废为宝的处理方案的出现。

随着科技、经济的迅猛发展，人们的认知不断提升，产生了将生活垃圾、废物加工烧制成一种陶粒材料的处理方法，该陶粒材料可大量用于建筑业、造船业等，其具有质量轻、强度佳，可替代钢筋、混凝土而节省原材料耗费等特点，从而实现了变废为宝的理念，其解决了垃圾环保处理的同时推行了循环再利用的方案。

在陶粒的烧制过程中仍然需要能源供热，根据充分利用能源，减少浪费的可持续发展理念，在陶粒烧制的能源利用上，人们作出了各种方案的节能措施。例如，中国专利文献曾公开了一种淤泥陶粒生产的预烘干工艺【中国专利号：ZL200710053105.3；授权公告号：CN101148349A】，它包括如下步骤：1)准备回转钢笼：回转钢笼由旋转架(1)、钢笼(2)、旋转驱动机构构成，钢笼(2)与旋转架(1)固定连接，旋转架(1)与旋转驱动机构相连；钢笼(2)为钢条与钢条相互间隔围成圆筒状结构，形成内为空腔通道，钢条与钢条之间的缝隙小于待预烘干的陶粒生料球的直径；钢笼(2)与水平面成a角度，a＝2。一8。，钢笼(2)处于低位的一端为低端口，处于高位的一端为高端口；2)将回转钢笼置于陶粒煅烧回转窑的尾部，将回转窑通风所产生的热尾气由钢笼(2)低端口导入钢笼(2)的空腔通道中；启动回转钢笼的旋转驱动机，旋转驱动机驱动旋转架(1)旋转，带动钢笼(2)旋转；待预烘干的陶粒生料球从钢笼(2)的高端口进入钢笼(2)的空腔通道中，陶粒生料球在钢笼(2)的空腔通道内翻转时与由钢笼(2)低端口导入的热尾气充分接触，从而迅速烘干水分；烘干后的陶粒生料球从钢笼(2)低端口排出。

上述淤泥陶粒生产的预烘干工艺中将回转窑的热尾气引流用于对淤泥原料进行预烘干操作，回转窑的热尾气温度较高，通常在300℃左右，使用其单一预烘干淤泥原料远远不能够达到对该热尾气携带的热源进行充分利用，从而该工艺仍有待完善。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够充分利用烧制陶粒的回转窑尾气，从而实现能源的循环利用，提高生产效率、降低生产成本和节能环保的陶粒回转窑尾气利用的方法。

本发明的另一目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够对烧制陶粒的回转窑尾气进行充分再利用的陶粒回转窑尾气利用的装置。

本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种陶粒回转窑尾气利用的方法，该方法包括以下步骤：

A、陶粒回转窑所产生的尾气首先进入一烟道入口，所述的烟道有两个出气管道，即出气管道一和出气管道二，上述的尾气通过烟道后同时进入出气管道一和出气管道二中；

B、所述的出气管道一与一烘干机相连接，从出气管道一中出来的尾气通过上述的烘干机后，经过一净化处理装置作净化处理，并最后通过烟囱向外排放；

C、所述的出气管道二与一热交换器相连接，从出气管道二中出来的尾气通过上述的热交换器后，也经过上述的净化处理装置作净化处理，并最后通过烟囱向外排放。

本实施方案中燃气燃烧并由陶粒回转窑的低端入口喷入，陶粒回转窑持续以一恒定转速转动，陶粒回转窑内的陶粒在转动中被高温燃气灼烧，灼烧作用完毕的燃气由陶粒回转窑的尾部排出，此时陶粒回转窑的排放尾气仍携带较高的温度，如直接将该尾气作为废气排放无疑是对能源的浪费，故将该尾气通过烟道分为两条流路，一条流路通入烘干机，烘干机内放置含水率为23～28％的陶粒湿物料，尾气进入烘干机的入口温度为240～350℃，尾气排出烘干机的出口温度为≯80℃，由此对陶粒湿物料进行烘干后使其物料含水率为≯15％；另一条流路通入热交换器进行水气热交换，使换热后流出热交换器的循环水温度≮55℃。

在上述的陶粒回转窑尾气利用的方法中，所述的出气管道一与所述的烘干机之间还接有风机，所述的步骤B中从出气管道一中出来的尾气是通过该风机的带动下进入烘干机的。风机串联在出气管道一连通烘干机的管路上，风机抽引陶粒回转窑尾气定量流入烘干机内进行烘干作用，其为尾气流动提供了协助动力，同时确保烘干机为达到物料烘干标准所需的热源气体流量速率。

在上述的陶粒回转窑尾气利用的方法中，所述的热交换器内设置有盘管，所述的盘管内充满循环水，所述的步骤C中从出气管道二中出来的尾气进入热交换器内与所述盘管中的循环水换热，所述换热后的循环水由管道引流至一养护窑内。养护窑内放置已烧制完毕的陶粒砖，其对陶粒砖进行定值恒温与定值恒湿的存放养护，换热后温度≮55℃的循环水通过管道流进养护窑的室内空间并维持其所需恒温而进行散热，散热后温度降低的循环水继而流出养护窑进入热交换器重新吸热升温，从而形成一个持续不断的循环供热体系，养护窑内所需的定值湿度由另一回路的水蒸气持续提供。

本发明的另一个目的可通过下列技术方案来实现：一种陶粒回转窑尾气利用的装置，包括陶粒回转窑，其特征在于，所述的陶粒回转窑的尾部连接有烟道，所述的烟道有两个出气管道，即出气管道一和出气管道二，所述的出气管道一与一烘干机相连接，所述烘干机的出风口连接有净化处理装置，所述的出气管道二与一热交换器相连接，所述热交换器的出风口连接上述净化处理装置。

本陶粒回转窑尾气利用的装置中陶粒回转窑以一恒速自转，且其呈入口端低、出口端高的状态固设，将燃烧着的燃气火焰由低端入口通入陶粒回转窑内腔，并在腔内对陶粒进行烧制，而后从高端出口喷出，喷出后的高温尾气通过烟道的两个出气管道，一部分流入烘干机内对陶粒湿物料进行加热烘干，另一部分流入热交换器内进行与低温循环水的热交换，从而实现对陶粒回转窑尾气余热的再次利用。

在上述的陶粒回转窑尾气利用的装置中，所述的热交换器具有能够容纳气体的热交换腔，所述的热交换腔内设有盘管，所述盘管具有的进口与出口分别对应连通外部管道，所述的外部管道连通至一养护窑内。养护窑分为若干间狭长型的养护室，输送循环水的管道对应分成多条支管，支管均匀划分并对应伸入养护室内，其贴靠于室壁的顶部与底部，从而实现对单个养护室的恒温维持，支管输出养护室后将合并为一总合的管道，该管道连通热交换器内部的盘管。

在上述的陶粒回转窑尾气利用的装置中，所述的烘干机具有进料口与出料口，所述进料口处连接有送料器，所述的出料口处连接有收料器。送料器包括输送皮带和控制系统，皮带运输含水率为≯15％陶粒湿物料，并由进料口投放入烘干机内，烘干机定时定量完成烘干陶粒湿物料后，将其释放至呈斗状的收料器内进行收集存放。

在上述的陶粒回转窑尾气利用的装置中，所述陶粒回转窑的尾部连接有冷烟室，所述冷烟室连通上述烟道。尾气排出陶粒回转窑后进入冷烟室，尾气在冷烟室内首先进行灰尘沉降，由此使尾气中携带的大颗粒杂质停留在冷烟室底部进而排放清除，从而提高尾气的流动性，利于对其剩余热能的充分利用。

在上述的陶粒回转窑尾气利用的装置中，所述的净化处理装置包括依次通过管道连接的脉冲袋式除尘器、引风机、除尘除臭脱硫喷淋塔与烟囱。充分利用后的尾气依次通过脉冲袋式除尘器进行除尘，进入除尘除臭脱硫喷淋塔进行除臭与脱硫，最终通过烟囱排放入外界。

与现有技术相比，本陶粒回转窑尾气利用的方法及装置将陶粒回转窑产生的高温尾气分为两条再利用方案，一条通入烘干机对原料球进行烘干，从而降低能源耗费、提升产品质量，减少因烘干污泥而产生的尾气排放量与刺鼻臭味；另一条通入热交换器升温循环水，进而循环水携带热能对陶粒成品进行养护，且其方便、节能，提高砌块制品早期强度，缩短养护时间，提高养护窑周期使用率。由上述两条再利用方案实现对陶粒回转窑尾气的充分再利用，完善整体工艺中的能源有效耗费的配置，符合可持续发展战略。

附图说明

图1是本陶粒回转窑尾气利用的方法及装置的工艺流程示意图。

图中，1、陶粒回转窑；2、冷烟室；3、烟道；4、热交换器；5、养护窑；6、引风管道；7、风机；8、烘干机；9、送料器；10、收料器；11、脉冲袋式除尘器；12、引风机；13、除尘除臭脱硫喷淋塔；14、烟囱。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本陶粒回转窑尾气利用的装置包括陶粒回转窑1，陶粒回转窑1的尾部连接有烟道3，烟道3有两个出气管道，该两个出气管道分别一一对应连接烘干机8与热交换器4。

陶粒回转窑1呈筒状，其中空的内腔为陶粒的烧制窑腔，陶粒回转窑1呈倾斜设置，其入口端低、出口端高，即窑体头端朝下倾斜，尾端朝上倾斜，陶粒回转窑1能够在动力带动下以一恒速自转。陶粒回转窑1的尾端首先密封连通有一冷烟室2，冷烟室2用于对陶粒回转窑1尾气进行再利用前的灰尘沉降作用，从而清除尾气中携带的大颗粒杂质，提高尾气的纯净性与流动性。

冷烟室2的外端连通烟道3，烟道3的两个出气管道为出气管道一和出气管道二，出气管道一通过连接一定长度的引风管道6延伸至烘干机8所处位置，且引风管道6上还串联一与管路相通的风机，风机为陶粒回转窑1尾气定量流入烘干机8内提供了协助动力。烘干机8具有进风口和出风口，引风管道6管口连接在进风口上，出风口通过管道连通一净化处理装置。烘干机8还具有进料口与出料口，进料口处设有包括输送皮带和控制系统的送料器9，皮带可运输陶粒湿物料，并由进料口投放入烘干机8内，出料口处设有呈斗状的收料器10。出气管道二连通入热交换器4具有的热交换腔内，热交换腔的出风口通过管道连通上述净化处理装置，热交换腔的中部均匀设有盘管，盘管由一条管道盘旋形成且其具有进口和出口，该进口与出口均伸出热交换腔并对应与外部管道连通，外部管道延伸至一养护窑5内，且进口连通的外部管道与出口连通的外部管道连接形成闭合回路。养护窑5分为若干间狭长型的养护室，出口连通的外部管道对应分成多条支管，支管均匀划分并对应伸入养护室内，其贴靠于室壁的顶部与底部，支管输出养护室后将合并为一总合的外部管道，该外部管道连通盘管的进口。

净化处理装置包括依次通过管道连接的脉冲袋式除尘器11、引风机12、除尘除臭脱硫喷淋塔13与烟囱14。充分利用后的尾气依次通过脉冲袋式除尘器11进行除尘，进入除尘除臭脱硫喷淋塔13进行除臭与脱硫，最终通过烟囱14排放入外界。

陶粒回转窑尾气利用的方法包括以下步骤：

A、陶粒回转窑1的窑腔内放置陶粒，且陶粒回转窑1以一恒速自转，燃烧的燃气由陶粒回转窑1的低端入口喷入，陶粒在翻转中被烧制，灼烧作用完毕的尾气由陶粒回转窑1的高端出口排出，首先尾气进入冷烟室2内进行灰尘沉降，由此使尾气中携带的大颗粒杂质停留在冷烟室2底部进而排放清除，而后尾气进入一烟道3入口，尾气通过烟道3后同时进入出气管道一和出气管道二中；

B、出气管道一与一烘干机8相连接，烘干机8具有进料口与出料口，送料器9将物料含水率为23～28％的陶粒湿物料投放入烘干机8内，从出气管道一中出来的温度为240～350℃的尾气在风机的带动下沿引风管道6流入烘干机8内，其对陶粒湿物料进行烘干作用，通过烘干机8后的尾气温度下降为≯80℃，并通过管道进入净化处理装置进行除尘、除臭和脱硫的程序，最后通过烟囱14向外排放，陶粒湿物料烘干至物料含水率为≯15％，由烘干机8从出料口释放至收料器10内进行收集存放；

C、出气管道二与一热交换器4相连接，热交换器4内设置有盘管，盘管与贯穿养护窑5的外部管道形成一闭合回路，且该回路管道中充满循环水，从出气管道二中出来的尾气通入热交换器4中，与盘管中的循环水进行热交换，而后尾气通过管道进入净化处理装置进行除尘、除臭和脱硫的程序，最后通过烟囱14向外排放，循环水通过吸热使温度上升至≮55℃，循环水流出热交换器4流经贯穿养护窑5的外部管道，持续散热维持养护窑5室内所需的恒定温度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了陶粒回转窑1；冷烟室2；烟道3；热交换器4；养护窑5；引风管道6；风机；烘干机8；送料器9；收料器10；脉冲袋式除尘器11；引风机12；除尘除臭脱硫喷淋塔13；烟囱14等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种陶粒回转窑尾气利用的方法，该方法包括以下步骤：

A、陶粒回转窑(1)所产生的尾气首先进入一烟道(3)入口，所述的烟道(3)有两个出气管道，即出气管道一和出气管道二，上述的尾气通过烟道(3)后同时进入出气管道一和出气管道二中；

B、所述的出气管道一与一烘干机(8)相连接，从出气管道一中出来的尾气通过上述的烘干机(8)后，经过一净化处理装置作净化处理，并最后通过烟囱(14)向外排放；

C、所述的出气管道二与一热交换器(4)相连接，从出气管道二中出来的尾气通过上述的热交换器(4)后，也经过上述的净化处理装置作净化处理，并最后通过烟囱(14)向外排放。

2.根据权利要求1所述的陶粒回转窑尾气利用的方法，其特征在于，所述的出气管道一与所述的烘干机(8)之间还接有风机(7)，所述的步骤B中从出气管道一中出来的尾气是通过该风机(7)的带动下进入烘干机(8)的。

3.根据权利要求1所述的陶粒回转窑尾气利用的方法，其特征在于，所述的热交换器(4)内设置有盘管，所述的盘管内充满循环水，所述的步骤C中从出气管道二中出来的尾气进入热交换器(4)内与所述盘管中的循环水换热，所述换热后的循环水由管道引流至一养护窑(5)内。

4.一种陶粒回转窑尾气利用的装置，包括回转窑，其特征在于，所述的回转窑的尾部连接有烟道(3)，所述的烟道(3)有两个出气管道，即出气管道一和出气管道二，所述的出气管道一与一烘干机(8)相连接，所述烘干机(8)的出风口连接有净化处理装置，所述的出气管道二与一热交换器(4)相连接，所述热交换器(4)的出风口连接上述净化处理装置。

5.根据权利要求4所述的陶粒回转窑尾气利用的装置，其特征在于，所述的热交换器(4)具有能够容纳气体的热交换腔，所述的热交换腔内设有盘管，所述盘管具有的进口与出口分别对应连通外部管道，所述的外部管道连通至一养护窑(5)内。

6.根据权利要求4所述的陶粒回转窑尾气利用的装置，其特征在于，所述的烘干机(8)具有进料口与出料口，所述进料口处连接有送料器(9)，所述的出料口处连接有收料器(10)。

7.根据权利要求4或5或6所述的陶粒回转窑尾气利用的装置，其特征在于，所述回转窑的尾部连接有冷烟室(2)，所述冷烟室(2)连通上述烟道(3)。

8.根据权利要求4或5或6所述的陶粒回转窑尾气利用的装置，其特征在于，所述的净化处理装置包括依次通过管道连接的脉冲袋式除尘器(11)、引风机(12)、除尘除臭脱硫喷淋塔(13)与烟囱(14)。

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