CN102878808B - 一种串联工业炉窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串联工业炉窑，包括单独炉窑，进风口、烟道、上气体通道、下气体通道、燃料管道和废气排放管道。空心结构单独炉窑的窑顶、窑壁和窑底构成预热风通道。至少2个单独炉窑串联连接，连接方式为：前一个单独炉窑的烟道通过下气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接，前一个单独炉窑的炉膛通过上气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接，或前一个单独炉窑同时通过下气体通道和上气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接。本发明无需鼓风机和外部烧嘴，助燃空气通过下气体通道、上气体通道和预热风通道进入燃烧室，不仅节能而且不受高温限制使用高温空气。串联炉窑是介于间歇式与连续式炉窑之间的一种炉窑。

Description

一种串联工业炉窑

技术领域

    本发明属于加热设备技术领域，涉及一种工业炉窑，尤其涉及一种介于间歇式炉窑和连续式炉窑之间的串联工业炉窑。

背景技术

    工业炉窑是冶金、机械、化工、建材行业加热或煅烧的大型设备，按操作方式划分为两大类；一类为间歇式炉窑，主要包括倒焰窑、梭式窑、抽屉窑、箱式炉、井式炉、反射炉、池炉和坩埚炉等。另一类为连续式炉窑，主要包括隧道窑、回转窑、竖窑和轮窑。两类炉窑各有优缺点。间歇式炉窑主要特点是单独炉窑、间歇式操作、设备简单、事故率低和工艺灵活，适于多品种生产，其不足是不能充分利用已烧炉窑的蓄热和烟气余热，产能低，能耗高。连续式炉窑的特点是工艺平稳、产能高、气体与物料逆向运行热交换充分，适用于大批量工业生产；其不足是结构复杂，附属设备多，卡、挂、结圈、停和事故率高，投资大、维修费用高，操作难度大，动力消耗大，散热面积大，且漏风率高，总能耗高和工艺灵活性差。

上述两类炉窑采用实体墙结构，用材多，蓄热大，散热快，易烧损，设备使用寿命短。炉窑使用的助燃风机、风管、烧嘴、换热器多为金属结构，耐高温的程度受限，不能直接使用高温助燃风，影响充分利用余热，不适用于速烧和高温工艺。炉窑多为多烧嘴加热方式，难于做到多个烧嘴的风燃比严格匹配，烧嘴周围局布高温影响炉窑整体温度均匀分布，降低窑顶、墙壁及整个炉窑得使用体寿命。外壳多采用铁皮型钢结构，散热快，造价高。

发明内容

    为克服现有技术的不足，本发明提供一种串联工业炉窑，兼有间歇式炉窑与连续式炉窑的特点，采用不同工艺连续作业，特别是充分利用已烧炉窑的蓄热和烟气余热，降低能量消耗和生产成本，提高经济效益。

本发明串联工业炉窑，包括单独炉窑、下气体通道、上气体通道、燃料管道和废气排放管道。单独炉窑设有炉膛、烟道和燃烧室。至少两个单独炉窑串联连接，连接方式为：前一个单独炉窑的烟道其中一路通过下气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接，前一个单独炉窑炉膛通过上气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接，或前一个单独炉窑烟道其中一路通过下气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接，同时前一个单独炉窑炉膛通过上气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连接。燃烧室与炉膛、燃料管道、下气体通道和上气体通道连接，各管道分别设有阀门。烟道的另一路与废气排放管道连接，连接管道上设有阀门。

单独炉窑的窑底设有下火孔、支烟道和烟道，炉膛通过下火孔与支烟道连通，支烟道通过烟道与下气体通道连接，下气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连通。

    串联工业炉窑为环形排布或链形排布，单独炉窑之间为分体串联连接或连体串联连接。窑体为固定窑底结构、台车结构或池式结构。台车结构窑底设有台车，台车上设有下火孔、支烟道和烟道，炉膛通过台车的下火孔、支烟道与烟道连接，烟道与下气体通道连接。串联工业炉窑设有烟气环管，各单独炉窑的烟道分为两路，一路和下气体通道连接，另一路与烟气环管连接，各连接管道设有阀门，烟气环管设有阀门，烟气环管上的阀门位于各单独炉窑之间。单独炉窑为倒焰窑、梭式窑、抽屉窑、池窑、坩埚窑、反射炉、箱式炉、井式炉或罩式炉，不排除其它炉窑。单独炉窑的窑顶、窑壁和窑底为空心结构。单独炉窑设有进风口，单独炉窑的窑顶、窑壁和窑底设有预热风通道 ，进风口通过预热风通道与燃烧室连接。

   本发明串联工业炉窑分为两大类：分体串联炉窑和连体串联炉窑，三种串联形式，包括下连通、上连通、混合连通，多种组合。分体串联炉窑为分离的几个单独炉窑串联在一起，连体串联炉窑为共用墙壁或墙壁紧靠在一起的几个单独炉窑串在一起。下连通是指前炉窑的烟道连通后炉窑的燃烧室，上连通是指前单独炉窑的炉膛与后单独炉窑的燃烧室连通，混合连通即上述两种共用。多种组合是指预热风通道 两头连接的炉窑的个数和位置不同的组合形式，组合形式包括：一个单独炉窑连一个单独炉窑、一个单独炉窑连多个单独炉窑、多个单独炉窑连一个单独炉窑或多个单独炉窑连多个单独炉窑、相邻的单独炉窑连通，间隔一个单独炉窑或数个单独炉窑连通的串联炉窑。串联炉窑兼有间歇式炉窑与连续式炉窑的优点，充分利用已烧炉窑及物料的蓄热和烟气余热。

    串联工业炉窑自身换热设备为空心结构的炉窑底、墙和顶，空气通过空心通道进入燃烧室，既回收了余热，又降低了底、墙、顶壁的温度，起到保护炉窑整体结构的作用。本发明无需鼓风机、风力输送设备和烧嘴，助燃空气通过自身换热设备通道进入燃烧室，不仅节能而且不受高温限制使用高温空气。

     本发明串联工业炉窑用于耐火材料的煅烧/电瓷、耐火产品的烧成、碳素制品的埋碳烧成和海绵铁生产。实施结果表明，已烧炉窑的蓄热可将助燃空气预热至800～1350℃，烟气可将待烧窑炉预热至800～1300℃，点火后2—4小时温度可升至1500～1700℃。煅烧或加热速度快，高铝耐火砖生产一天或两天（烧火时间）烧一炉窑产品，最快19小时烧一窑产品，吨产品能耗均在200㎏以内，包括碳素制品的烧成，节省能量50%—80%。

本发明串联工业炉窑由上气体通道和下气体通道把二个或二个以上的单独炉窑串在一起，实现气体与物料逆向运行，用前面单独炉窑的烟气、热空气预热后面单独炉窑的被加热物料。各炉窑可以采用不同工艺并保持连续平稳生产，空气通过砖砌空心结构的窑底、墙、顶的预热气体通道得到预热并且保护炉窑。本发明助燃空气通过下气体通道、上气体通道和预热风通道进入燃烧室，无需鼓风机、风管和烧嘴，节省设备投资、操作费用和维护费用，有利于降低被加工产品的生产成本，实现多功能高温速烧高效节能效果。

附图说明

图1为本发明串联工业炉窑结构示意图；

图2为本发明另一实施方案的结构示意图；

图3为本发明第三实施方案的结构示意图；

图4为燃烧室示意图；

图5为链形串联工业炉窑的示意图；

图6为本发明第四实施方案的连接示意图。

其中

1—燃料管道、2—燃烧室、3—上气体通道、4—下气体通道、5—进风口、6—炉膛、7—预热风通道 、8—下火孔、9—支烟道、10—烟道、11—阀门、12—烟气环管、13—废气排放管、14—台车、15—单独炉窑。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1

    本发明串联工业炉窑，如图1所示，包括单独炉窑15、进风口5、下火孔8、支烟道9、烟道10、上气体通道3、下气体通道4、燃料管道1和废气排放管道13。单独炉窑设有炉膛6和燃烧室2，燃烧室位于炉膛的端墙。单独炉窑的窑顶、窑壁和窑底为空心结构，空心结构的窑顶、窑壁和窑底设有预热风通道7。炉膛通过下火孔与支烟道连通，支烟道通过烟道与下气体通道连接，下气体通道4与燃烧室2连接。如图5所示，8台单独炉窑15连体串联连接，为链形排布形式，前一个单独炉窑的烟道10通过下气体通道4与后一个单独炉窑的燃烧室2连接。前一个单独炉窑炉膛6通过上气体通道3与后一个单独炉窑的燃烧室2连接。如图4所示，燃烧室2与炉膛6、燃料管道1、下气体通道4和上气体通道3连接，各管道分别设有阀门11。烟道的另一路与废气排放管道13连接，连接管道上设有阀门。

本发明串联工业炉窑的运行过程为，空气通过一个或数个已烧单独炉窑预热后进入正在燃烧的单独炉窑15与燃料混合进行燃烧，燃烧后的烟气通过一个或数个待烧单独炉窑放出热量后到废气排放管道13排放。

将被加热物料置入炉膛内封闭加热。燃料气经燃料管道1进入燃烧室2，助燃空气一路经进风口5和预热风通道 7进入燃烧室，另一路经前面单独炉窑炉的下气体通道4进入燃烧室2，再一路经前面单独炉窑的上气体通道3进入燃烧室。燃料在燃烧室燃烧，烟气加热炉膛中物料。加热物料后的烟气经上气体通道和下气体通道到下一单独炉窑的燃烧室，对下一单独炉窑炉膛中的物料进行预热。

实施例2

本发明另一实施方式如图2所示，为分体串联连接结构。两台单独炉窑15之间隔开一段距离，通过上气体通道3和下气体通道4连接，上、下气体通道设有阀门。本实施例的其它结构和运行操作与实施例1相同。

实施例3

本发明第三种实施方式如图3所示，单独炉窑的窑底为台车结构，台车14设有下火孔8、支烟道9、烟道10和车轮。炉膛通过台车的下火孔、支烟道9烟道10与下气体通道4连接。将被加热物料放在台车上，推入炉膛，调整好位置，使台车的烟道10与下气体通道4连通。运行时高温烟气通过台车上的下火孔8、支烟道9、烟道10和下气体通道4进入下一单独炉窑的燃烧室2。本实施例的其它结构和操作与实施例1相同。

实施例4

本发明第四实施方式如图6所示，串联工业炉窑设有烟气环管12，各单独炉窑的烟道10分为两路，一路和下气体通道4连接，另一路与烟气环管12连接，各连接管道设有阀门11，烟气环管设有阀门11，烟气环管上的阀门位于各单独炉窑之间。通过调整烟气环管和各个阀门，实现单独炉窑个数和位置不同的组合。连接方式分：两个单独炉窑相连，一个单独炉窑连多个单独炉窑，多个单独炉窑连一个单独炉窑，多个单独炉窑连多个单独炉窑，相邻的单独炉窑相连，间隔一个或数个单独炉窑连接。串联炉窑兼有间歇式炉窑与连续式炉窑的优点，充分利用已烧单独炉窑及物料的蓄热和烟气余热。

Claims (8)

1.一种串联工业炉窑，包括单独炉窑（15）、下气体通道（4）、上气体通道（3）、燃料管道（1）和废气排放管道（13)，单独炉窑设有炉膛（6）、烟道（10）和燃烧室（2），其特征是：至少两个单独炉窑串联连接，连接方式为：前一个单独炉窑的烟道（10）其中一路通过下气体通道（4）与后一个单独炉窑的燃烧室（2）连接，前一个单独炉窑炉膛通过上气体通道（3）与后一个单独炉窑的燃烧室（2）连接；所述燃烧室（2）与炉膛（6）、燃料管道（1）、下气体通道（4）和上气体通道（3）连接；所述烟道的另一路与废气排放管道（13）连接，连接管道上设有阀门；所述串联工业炉窑设有烟气环管（12），各单独炉窑的烟道（10）分为两路，一路与下气体通道（4）连接，另一路通过烟气环管（12）与废气排放管道（13）连接，烟气环管设有阀门，烟气环管上的阀门位于各单独炉窑之间。

2.根据权利要求1所述的串联工业炉窑，其特征是：所述单独炉窑的窑底设有下火孔（8）、支烟道（9）和烟道（10），所述炉膛（6）通过下火孔与支烟道连通，支烟道通过烟道与下气体通道连接，下气体通道与后一个单独炉窑的燃烧室连通。

3.根据权利要求1所述的串联工业炉窑，其特征是：所述串联工业炉窑为环形排布或链形排布，所述单独炉窑（15）之间为分体串联连接或连体串联连接。

4.根据权利要求1所述的串联工业炉窑，其特征是：所述单独炉窑（15）为固定窑底结构、台车（14）结构或池式结构。

5.根据权利要求4所述的串联工业炉窑，其特征是：所述台车结构窑底设有台车（14），所述台车上设有下火孔（8）、支烟道（9）和烟道（10），所述炉膛通过台车的下火孔、支烟道与烟道连接，烟道与下气体通道连接。

6.根据权利要求1所述的串联工业炉窑，其特征是：所述单独炉窑为倒焰窑、梭式窑、抽屉窑、池窑、坩埚窑、反射炉、箱式炉、井式炉或罩式炉。

7.根据权利要求1所述的串联工业炉窑，其特征是：所述单独炉窑的窑顶、窑壁和窑底为空心结构。

8.根据权利要求1或7所述的串联工业炉窑，其特征是：所述单独炉窑设有进风口（5），单独炉窑的窑顶、窑壁和窑底设有预热风通道（7），所述进风口（5）通过预热风通道 （7）与燃烧室连接。