CN102331191B - 一种利用余热气预热矿砂的方法及预热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿砂膨胀生产技术领域，公开一种利用余热气预热矿砂的方法及预热炉，所述预热炉包括：换热管路、旋转炉体和废气粉尘过滤装置，所述旋转炉体内的换热管路和旋转炉体两端设置的收尘罩通过废气粉尘引风管与废气粉尘过滤装置连通。所述方法是将余热气的热量通过旋转炉体内的换热管路传递给转动的矿砂；使预热后的尾气和含尘砂蒸汽，通过废气粉尘引风管送入废气粉尘过滤装置过滤，再排入大气；本发明能够增大预热炉的换热面积，提高燃料的热利用率，提高矿砂的预热效果；并能够解决现有预热炉受热膨胀而损坏的问题，达到安全生产，提高预热炉的使用寿命。同时还能够解决现有预热炉对周边环境的污染，达到节能减排和环保除尘的目的。
Description
技术领域
本发明涉及矿砂膨胀生产技术领域，尤其涉及矿砂预热生产的一种利用余热气预热矿砂的方法及预热炉。
背景技术
目前，生产工业、建筑业所用的开孔膨胀珍珠岩，一般都要将酸性玻璃质溶岩矿物质——松脂岩矿砂，经过预热、膨胀这两个过程生产的，即预热的目的是除去矿砂表面所含的水份，使矿砂温度预热到300度左右，达到预膨胀状态；膨胀就是将预热后呈预膨胀状态的矿砂颗粒在高温下快速膨胀，使体积迅速膨胀到原来的10—20倍以上。
而现有的矿砂预热装置一般采用膨胀后的余热废气来预热矿砂，由于预热装置仅有旋转炉体内的导风管预热矿砂，预热后产生的废气通过烟囱排出；矿砂预热效果一般；为了解决矿砂的预热效果，有的预热装置将旋转炉体内的导风管再通过增加支管对矿砂的预热；由于旋转炉体内的导风管和支管长度在8-10米需要支架固定，当炉体内温度升高，炉体内的导风管和支管受热膨胀，经常发生导风管和支管脱离支架，及导风管膨胀顶坏设备和支管膨胀断裂的事故，造成预热装置损坏。并且现有的矿砂预热装置还存在预热的矿砂产生的砂蒸汽无法排除，致使矿砂预热的效果一般，预热的矿砂不利于进入膨胀炉膨化，既浪费了能源，又污染了周边的环境。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种利用余热气预热矿砂的方法及预热炉，能够提高矿砂预热的效果，提高矿砂的预热效率。能够将预热后的余热废气和砂蒸汽，通过过滤不污染周边的环境，达到节能减排和环境保护的目的，同时提高了燃料的热利用率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，包括：进料装置、换热管路、旋转炉体和废气粉尘过滤装置，所述旋转炉体外设置有旋转传动机构，所述旋转炉体内设置有与余热气源连通的换热管路，所述换热管路另一端与废气粉尘引风管连通；所述旋转炉体两端分别设置有第一收尘罩和第二收尘罩，第二收尘罩中部设置有进入旋转炉体内砂仓的进料口，第一收尘罩下部设置有出料口；所述第一收尘罩和第二收尘罩的上部通过废气粉尘引风管与废气粉尘过滤装置连通。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，所述换热管路由中心热风管一端通过若干连通风管与回风夹套连通构成，所述回风夹套另一端与烟箱连通；所述中心热风管另一端设置在密封接口装置内与余热气源套管配合连接；所述中心热风管上设置有若干个伸缩夹套，伸缩夹套通过支架杆固定在回风夹套的内壁上。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，所述旋转炉体内砂仓为回风夹套与中心热风管和连通风管相间的腔体。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，所述烟箱由旋转密封体与环形腔体连接构成，旋转密封体与回风夹套密封相连，环形腔体固定在基座上，环形腔体上设置有出气口；所述环形腔体的内环和外环为圆形体结构，或环形腔体的外环为矩形箱体结构。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，所述收尘罩由旋转密封体与箱体连接构成，所述箱体的一端设置有与回风夹套内管体密封相连的圆形旋转密封体；所述箱体上设置有与废气粉尘引风管相连的排气口，箱体固定在基座上，箱体为圆形箱体结构或为矩形箱体结构。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，废气粉尘过滤装置由水洗除尘装置和排气系统构成，所述水洗除尘装置由水洗除尘塔顶部设置的喷淋装置与水洗除尘塔下部设置的粉尘废气进入口和水洗除尘塔上部设置的过滤后粉尘废气排出口；所述排气系统由与水洗除尘塔上的粉尘废气排出口连通的引风管通过引风机与烟囱连通。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，旋转传动机构由固定在旋转炉体两端的传动滚圈与低温端旋转炉体上的传动齿圈和传动电机构成，所述传动电机轴上的齿轮与旋转炉体上的传动齿圈啮合连接。
一种利用余热气预热矿砂的预热炉，旋转炉体由回风夹套壳体构成，所述回风夹套由两个管体之间的腔体一端的内壁与若干连通管相连，腔体的另一端与烟箱连通；腔体的内管伸出端与收尘罩相连，腔体的外管上设置有传动滚圈和传动齿圈，腔体的外管壁上设置有保温材料层。
一种利用余热气预热矿砂的方法，其步骤如下：
1、是将余热气源通过旋转炉体内换热管路的中心热风管将旋转炉体内砂仓温度升高至270°-520°，再将矿砂通过进料口送入旋转炉体内的砂仓，使换热管路内的热量传递给转动的矿砂，所述余热气源为膨胀炉余热气，或为锅炉余热气、煤气发生炉余热气；
2、预热矿砂后的尾气热量通过预热管路的回风夹套对旋转炉体内矿砂进行再次加热，并对旋转炉壳体进行保温，经过再次加热、保温后的尾气通过烟箱进入废气粉尘引风管；
3、旋转炉体内砂仓的潮湿矿砂，经换热管路加热产生的含尘砂蒸汽，通过旋转炉体端的收尘罩收集，进入废气粉尘引风管；
4、废气粉尘引风管将烟箱来的加热矿砂后的废气与收尘罩来的含尘砂蒸汽混合送入废气粉尘过滤装置；
5、废气粉尘过滤装置再将废气粉尘引风管来的含尘砂蒸汽、废气，通过水洗除尘装置将其中的有害物质、砂尘除去，再将过滤后的无污染气体经引风机、烟囱排出；
6、旋转炉体内砂仓的潮湿矿砂通过旋转机构旋转，使矿砂由低温端的进料口旋转至高温端的出料口，矿砂逐渐由常温升高至270-360°经出料口进入下一道工序进行矿砂膨化。
一种利用余热气预热矿砂的方法，所述烟箱来的预热矿砂、保温后的废气与收尘罩来的含尘砂蒸汽分别通过废气管、含尘砂蒸汽管送入废气粉尘过滤装置。
由于采用如上技术方案，本发明具有如下优越性：
一种利用余热气预热矿砂的方法及预热炉，通过采用中心热风管与回风夹套组成的换热管路，能够使预热炉增大散热面积，提高燃料的热利用率，提高矿砂的预热效果；通过采用双层筒体组成的回风夹套和中心热风管的伸缩夹套，能够使预热炉不易受热膨胀而损坏，达到安全生产，提高预热炉的使用寿命。通过采用废气粉尘过滤装置，能够使预热后的余热废气和砂蒸汽通过废气粉尘过滤装置排入大气，不污染周边的环境，达到节能减排和环保除尘的目的。
并且本发明还能够使用各种余热气源如：锅炉余热气、煤气发生炉余热气，对矿砂进行预热。扩大了预热炉对余热气源的使用范围。
附图说明
图l为本发明的工作示意图；
图中：1、烟箱，2、收尘罩，3、收尘罩，4、进料口，5、出料口，6、传动电机，7、传动齿圈，8、传动滚圈，9、中心热风管，10、回风夹套，11、保温层，12、膨胀炉，13、废气粉尘引风管，1 4、水洗除尘塔， 15、喷淋装置，16、引风机，17、烟囱。
具体实施方式
如图1所示，一种利用余热气预热矿砂的预热炉，包括：进料装置、换热管路、旋转炉体和废气粉尘过滤装置，所述旋转炉体外设置有旋转传动机构，所述旋转炉体内设置有与余热气源连通的换热管路，所述换热管路另一端与废气粉尘引风管13连通；所述旋转炉体两端分别设置有第一收尘罩2和第二收尘罩3，第二收尘罩3中部设置有进入旋转炉体内砂仓的进料口4，第一收尘罩2下部设置有出料口5；所述第一收尘罩2和第二收尘罩3的上部通过废气粉尘引风管13与废气粉尘过滤装置连通。
所述换热管路由中心热风管9的一端通过若干连通风管与回风夹套10连通构成，所述回风夹套10另一端与烟箱1连通。所述中心热风管9另一端设置在密封接口装置内与余热气源套管配合连接；所述中心热风管9上设置有若干个伸缩夹套，伸缩夹套通过支架杆固定在回风夹套10的内壁上。其换热管路能够增大预热炉的换热面积，提高燃料的热利用率，提高矿砂的预热效果；其采用双层筒体组成的回风夹套和中心热风管的伸缩夹套能够使预热炉不易受热膨胀而损坏，达到安全生产，提高预热炉的使用寿命。
所述旋转炉体内砂仓为回风夹套10与中心热风管9和连通风管相间的腔体。
所述烟箱1由旋转密封体与环形腔体连接构成，旋转密封体与回风夹套10密封相连，环形腔体固定在基座上，环形腔体上设置有出气口；所述环形腔体的内环和外环为圆形体结构，或环形腔体的外环为矩形箱体结构。
所述收尘罩由旋转密封体与箱体连接构成，所述箱体的一端设置有与回风夹套10内管体密封相连的圆形旋转密封体；所述箱体上设置有与废气粉尘引风管13相连的排气口，箱体固定在基座上，箱体为圆形箱体结构或为矩形箱体结构。
所述废气粉尘过滤装置由水洗除尘装置和排气系统构成，所述水洗除尘装置由水洗除尘塔14顶部设置的喷淋装置15与水洗除尘塔14下部设置的粉尘废气进入口和水洗除尘塔14上部设置的过滤后粉尘废气排出口组成；所述排气系统由与水洗除尘塔14上的粉尘废气排出口连通的引风管通过引风机16与烟囱17连通。其废气粉尘过滤装置能够使预热后的余热废气和砂蒸汽通过废气粉尘过滤装置排入大气，不污染周边的环境，达到节能减排和环保除尘的目的。
旋转传动机构由固定在旋转炉体两端的传动滚圈8与低温端旋转炉体上的传动齿圈7和传动电机6构成，所述传动电机6轴上的齿轮与旋转炉体上的传动齿圈7啮合连接。
旋转炉体由回风夹套10壳体构成，所述回风夹套10由两个管体之间的腔体一端的内壁与若干连通管相连，回风夹套10腔体的另一端与烟箱1连通；回风夹套10腔体的内管伸出端与第一收尘罩2和第二收尘罩3相连，腔体的外管上设置有传动滚圈8和传动齿圈7，回风夹套10腔体的外管壁上设置有保温材料保温层11。
一种利用余热气预热矿砂的方法，其步骤如下：
1、是将余热气源通过旋转炉体内换热管路的中心热风管9将旋转炉体内砂仓温度升高至270°-520°，再将矿砂原料通过进料口4送入旋转炉体内的砂仓，使换热管路内的热量传递给转动的矿砂，所述余热气源采用膨胀炉余热气；
2、通过中心热风管9预热矿砂后的尾气热量通过预热管路的回风夹套10对旋转炉体内矿砂进行再次加热，并对旋转炉壳体进行保温，经过再次加热后的尾气通过烟箱1进入废气粉尘引风管13；
3、旋转炉体内砂仓的潮湿矿砂，经换热管路加热产生的含尘砂蒸汽，通过旋转炉体端的收尘罩——第一收尘罩2和第二收尘罩3收集，进入废气粉尘引风管13；
4、废气粉尘引风管13将烟箱1来的加热矿砂后的废气与第一收尘罩2和第二收尘罩3收集来的含尘砂蒸汽混合送入废气粉尘过滤装置；
5、废气粉尘过滤装置再将废气粉尘引风管13来的含尘砂蒸汽、废气，通过水洗除尘装置——将其中的有害物质、砂尘除去，再将过滤后的无污染气体经引风机、烟囱排出；
6、旋转炉体内砂仓的潮湿矿砂通过旋转机构旋转，使矿砂由低温端的进料口旋转至高温端的出料口，矿砂逐渐由常温升高至270-360°经出料口进入下一道工序，经斗式提升机18进入膨胀炉12进行矿砂膨化。如：预热后的珍珠岩膨化，提高了珍珠岩膨胀系统燃料的利用率，降低了热能的损耗。
当旋转炉体内温度升高，中心热风管9受热膨胀，中心热风管9一端通过固定在旋转炉体内的伸缩夹套伸长进入密封接口装置的余热气源套管内，避免中心热风管9膨胀将设备损坏。
使用时，所述烟箱1来的预热矿砂后的废气与收尘罩来的含尘砂蒸汽也可以分别通过废气管和含尘砂蒸汽管送入废气粉尘过滤装置；通过水洗除尘过滤，将其中的有害物质、砂尘除去，再将过滤后的无污染气体经引风机16、烟囱17排出。
并且本发明还能够使用各种余热气源如：锅炉余热气、煤气发生炉余热气，对矿砂进行预热。扩大预热炉对余热气源的使用范围。节约了热能的资源。即充分的利用了社会余热气资源。
Claims (7)
1.一种利用余热气预热矿砂的预热炉，其特征在于：包括：进料装置、换热管路、旋转炉体和废气粉尘过滤装置，所述旋转炉体外设置有旋转传动机构，所述旋转炉体内设置有与余热气源连通的换热管路，所述换热管路另一端与废气粉尘引风管（13）连通；所述旋转炉体两端分别设置有第一收尘罩（2）和第二收尘罩（3），第二收尘罩（3）中部设置有进入旋转炉体内砂仓的进料口（4），第一收尘罩（2）下部设置有出料口（5）；所述第一收尘罩（2）和第二收尘罩（3）的上部通过废气粉尘引风管（13）与废气粉尘过滤装置连通；
其中，所述换热管路由中心热风管（9）一端通过若干连通风管与回风夹套（10）连通构成，所述回风夹套（10）另一端与烟箱（1）连通；所述中心热风管（9）另一端设置在密封接口装置内与余热气源套管配合连接；所述中心热风管（9）上设置有若干个伸缩夹套，伸缩夹套通过支架杆固定在回风夹套（10）的内壁上；
其中，旋转传动机构由固定在旋转炉体两端的传动滚圈（8）与低温端旋转炉体上的传动齿圈（7）和传动电机（6）构成，所述传动电机（6）轴上的齿轮与旋转炉体上的传动齿圈（7）啮合连接；
其中，废气粉尘过滤装置由水洗除尘装置和排气系统构成，所述水洗除尘装置由水洗除尘塔（14）顶部设置的喷淋装置（15）与水洗除尘塔（14）下部设置的粉尘废气进入口和水洗除尘塔（14）上部设置的过滤后粉尘废气排出口组成；所述排气系统由与水洗除尘塔（14）上的粉尘废气排出口连通的引风管通过引风机（16）与烟囱（17）连通。
2.根据权利要求1所述的一种利用余热气预热矿砂的预热炉，其特征在于：所述旋转炉体内砂仓为回风夹套（10）与中心热风管（9）和连通风管相间的腔体。
3. 根据权利要求1所述的一种利用余热气预热矿砂的预热炉，其特征在于：所述烟箱（1）由旋转密封体与环形腔体连接构成，旋转密封体与回风夹套（10）密封相连，环形腔体固定在基座上，环形腔体上设置有出气口；所述环形腔体的内环和外环为圆形体结构，或环形腔体的外环为矩形箱体结构。
4. 根据权利要求1所述的一种利用余热气预热矿砂的预热炉，其特征在于：所述第一收尘罩（2）或第二收尘罩（3）由旋转密封体和箱体连接构成，所述箱体的一端设置有与回风夹套（10）内管体密封相连的圆形旋转密封体；所述箱体上设置有与废气粉尘引风管（13）相连的排气口，箱体固定在基座上，箱体为圆形箱体结构或为矩形箱体结构。
5. 根据权利要求1所述的一种利用余热气预热矿砂的预热炉，其特征在于：旋转炉体由回风夹套（10）壳体构成，所述回风夹套（10）由两个管体之间的腔体一端的内壁与若干连通管相连，回风夹套（10）腔体的另一端与烟箱（1）连通；回风夹套（10）腔体的内管伸出端分别与第一收尘罩（2）和第二收尘罩（3）相连，回风夹套（10）腔体的外管上设置有传动滚圈（8）和传动齿圈（7），回风夹套（10）腔体的外管壁上设置有保温材料保温层（11）。
6. 一种利用如权利要求1所述预热炉预热矿砂的方法，其特征在于：其步骤如下：
1）、是将余热气源通过旋转炉体内换热管路的中心热风管（9）将旋转炉体内砂仓温度升高至270°-520°，再将矿砂通过进料口（4）送入旋转炉体内的砂仓，使换热管路内的热量传递给转动的矿砂；所述余热气源为膨胀炉余热气，或为锅炉余热气、煤气发生炉余热气；
2）、通过中心热风管（9）预热矿砂后的尾气热量通过换热管路的回风夹套（10）对旋转炉体内矿砂进行再次加热，并对旋转炉壳体进行保温，经过再次加热后的尾气通过烟箱（1）进入废气粉尘引风管（13）；
3）、旋转炉体内砂仓的潮湿矿砂，经换热管路加热产生的含尘砂蒸汽，通过旋转炉体端的第一收尘罩（2）和第二收尘罩（3）收集，进入废气粉尘引风管（13）；
4）、废气粉尘引风管（13）将烟箱（1）来的加热矿砂后的废气与第一收尘罩（2）和第二收尘罩（3）来的含尘砂蒸汽混合送入废气粉尘过滤装置；
5）、废气粉尘过滤装置再将废气粉尘引风管（13）来的含尘砂蒸汽、废气，通过水洗除尘装置将其中的有害物质、砂尘除去，再将过滤后的无污染气体经引风机（16）、烟囱（17）排出；
6）、旋转炉体内砂仓的潮湿矿砂通过旋转炉体旋转，使矿砂由低温端的进料口（4）旋转至高温端的出料口（5），矿砂逐渐由常温升高至270-360°经出料口（5）进入下一道工序进行矿砂膨化。
7. 根据权利要求6所述的预热炉预热矿砂的方法，其特征在于：所述烟箱（1）来的预热矿砂后的废气与第一收尘罩（2）和第二收尘罩（3）来的含尘砂蒸汽分别通过废气管和含尘砂蒸汽管送入废气粉尘过滤装置。
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