CN103175396A - 环形窑以及基于环形窑的物料烘干设备及烘干方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环形窑以及基于环形窑的物料烘干设备及烘干方法，通过在环形窑窑底上设置环形砂封组件，可保证窑腔内的高温气体无法进入窑底下方空间，避免了窑底传动装置受热损坏，提高了环形窑的使用寿命。采用本发明环形窑，热风从窑底中层向上喷吹，穿过物料层，热传递方式为辐射传热和对流传热，所以烘干效果好，有效烘干面积大，烘干产量大于500T/d；本发明可使用电石矿尾气作为热风，烘干设备收集冷却段的余热并送入预热段，可实现二次风的利用，并且单位烘干能耗低。

Description

环形窑以及基于环形窑的物料烘干设备及烘干方法

技术领域

本发明涉及一种环形窑以及基于环形窑的物料烘干设备及烘干方法。 

背景技术

现有的物料烘干设备主要有两种，一种是回转窑，另一种是竖窑。 

回转窑存在以下缺陷：1、粉料多，损耗大于25％；2、最大产量仅为400T/d；3、有效烘干面积小，烘干不彻底；4、窑内所产生的水汽不能单独排出，影响烘干质量和烘干效率；5、进风温度高达500℃，可能达到兰炭等烘干料的燃点，存在不安全因素。 

竖窑虽然损耗只有5-8％，有效烘干面积较大，烘干效果较好，但是仍然存在以下缺陷：1、不锈钢棱形外壳容易损坏；2、下滑速度缓慢，兰炭等烘干料容易着火。 

而且，回转窑和竖窑都存在余热未能即时收集，造成能源浪费的技术缺陷。 

现有的环形窑是一种炼钢用的工业设施，是用高窑煤气或者天然气作为燃料，经过烧嘴加热来还原原料。环形窑的窑体内外窑墙和窑顶构成环形窑膛，是窑体的固定结构；窑膛是供热空间，窑膛上部安装窑气燃烧喷嘴；窑体由钢结构骨架、窑壳钢板和隔热材料内衬构成，钢结构骨架起支撑窑体结构的作用，窑壳钢板使窑体严密并用于安装隔热材料，隔热材料内衬使窑子保温，降低外壳温度，此外还有一套专用的液压站。环形窑底可以转动，转动窑底的机械装置系由上下两层框架、数十套支承辊、数十套定心辊、圆周销齿轮、几套液压马达及驱动齿轮、轨道、护板等组成。窑底机械能够防止热膨胀、保持环形窑底面的水平度及同心度、保证所有支承辊与轨道均匀接触、保证主动齿轮与销齿轮良好啮合、液压马达和主动齿轮方便维修等；窑底——系在钢结构框架底盘上铺隔热材料。 

发明内容

为了解决现有的物料加热设备存在安全隐患、产量低、能源利用率低的技术问题，本发明提出一种环形窑以及基于环形窑的物料烘干设备及烘干方法。 

本发明的技术解决方案是： 

一种环形窑，包括内环墙、外环墙、窑顶和窑底构成的窑腔20以及设置在窑底的传动装置；所述窑底包括窑底耐火隔热层10和窑底钢结构框架16；其特殊之处是，还包括隔热系统，所述隔热系统包括设置在外环墙和窑底耐火隔热层之间以及内环墙和窑底耐火隔热层之间的砂封组件；所述砂封组件包括设置在窑腔内的环形砂封槽41、放置在砂封槽内的耐热砂43、环形静刀片42、环形动刀片44；所述静刀片的上边缘与外环墙或内环墙密封连接，其下边缘插入耐热砂中；所述动刀片的上边缘与窑底耐火隔热层密封连接，其下边缘插入耐热砂中。 

基于环形窑的物料烘干设备，包括环形窑；所述环形窑包括内环墙、外环墙、窑顶和窑底构成的窑腔20以及设置在环形窑的传动装置；所述窑底包括窑底耐火隔热层10和窑底钢结构框架16；其特殊之处是，还包括加热系统，所述窑腔包括沿窑底转动方向依次设置的预热段、烘干段和冷却段，其中，预热段的开始部分为进料段，冷却段的最后部分为出料段；所述加热系统包括设置在窑底耐火隔热层10上方的空心热风通道层17、设置在空心热风通道层上底面的不锈钢多孔板11、设置在外环墙预热段和烘干段的多个外环墙进风口18、设置在外环墙和窑底耐火隔热层之间以及内环墙和窑底耐火隔热层之间的砂封组件；所述外环墙进风口的一端口通热风，另一端口正对热风通道层的外侧面；所述砂封组件包括设置在窑腔内的环形砂封槽41、放置在砂封槽内的耐热砂43、环形静刀片42、环形动刀片44；所述静刀片的上边缘与外环墙或内环墙密封连接，其下边缘插入耐热砂中；所述动刀片的上边缘与窑底耐火隔热层密封连接，其下边缘插入耐热砂中。 

上述物料烘干设备，还包括热风回收系统，所述热风回收系统包括热风回收管，所述热风回收管的一端为设置在窑顶冷却段的多个开口，其另一端接外部热风回收利用系统。 

上述物料烘干设备还包括热风回收系统，所述热风回收系统包括热风回收管，所述热风回收管的一端为设置在窑顶冷却段的多个开口，其另一端接预热段的外环墙进风口。 

上述物料可为兰炭。 

采用上述物料烘干设备的烘干方法，包括以下步骤： 

1】进料： 

在进料段将需要烘干的物料平铺在多孔板上，多孔板在传动装置的带动下连同物料一起沿窑腔前进； 

2】预热： 

预热段的外环墙热风进口18向热风通道17通入热风，热风从热风通道层上底面的多孔板向上喷吹，穿过物料进行预热； 

3】烘干： 

烘干段的外环墙热风进口18向热风通道17通入热风，热风从热风通道层上底面的多孔板向上喷吹，穿过物料进行烘干； 

4】冷却： 

在冷却段对烘干物料进行冷却，热风回收系统收集烘干段和冷却段物料释放的余热风； 

5】出料： 

冷却后的物料经出料段出窑。 

上述方法还包括热风回收系统收集的余热风通过预热段的外环墙热风进口18送入预热段的步骤。 

本发明所具有的优点： 

1、本发明环形窑采用砂封方式隔热，可保证窑腔内的高温气体无法进入窑底下方空间，避免了窑底传动装置受热损坏，提高了环形窑的使用寿命。 

2、本发明物料烘干设备采用环形窑，物料相对不动，相互间屋碰撞和摩擦，粉料大幅度降至3％； 

3、烘干设备采用环形窑，热风从窑底中层向上喷吹，穿过物料层，热传递方式为辐射传热和对流传热，所以烘干效果好，有效烘干面积大，烘干产量大于500T/d； 

4、烘干设备采用分段式设计，可在烘干段独立排出水分； 

5、本发明可使用电石矿尾气作为热风，烘干设备收集冷却段的余热并送入预热段，可实现二次风的利用，并且单位烘干能耗低。 

6、本发明环形窑的窑腔不动，所以可以做到很好的保温措施，使环形窑的外壳温度只有60至70℃，有效降低了热能损失。 

附图说明

图1为本发明基于环形窑的物料烘干设备的结构示意图； 

图2为图1中A-A剖视图； 

图3为图2中砂封组件的放大图； 

附图标记为：1-窑顶隔热层，2-外环墙钢结构框架，3-外环墙隔热层，4-砂封组件，41-砂封槽，42-静刀片，43-耐热砂，44-动刀片，5-销齿传动装置，6-窑底托辊，7-支撑框架，8-定心装置，10-窑底耐火隔热层，11-窑底上层不锈钢多孔板，12-烘干物料，13-内环墙隔热层，14-内环墙钢结构框架，15-窑顶钢结构框架，16-窑底钢结构框架，17-热风通道，18-外环墙热风进口，19-窑腔，20-隔板，21-热风回收管，I-进料段，II-出料段，III-预热段，IV-烘干段，V-冷却段。 

具体实施方式

环形窑，包括内环墙、外环墙、窑顶和窑底构成的窑腔20以及设置在窑底的传动装置；窑顶均包括窑顶隔热层1和窑顶钢结构框架15；内环墙包括内环墙隔热层13和内环墙钢结构框架14；外环墙包括外环墙隔热层3和外环墙钢结构框架2；窑底包括窑底耐火隔热层10和窑底钢结构框架16；转动窑底的机械装置可采用现有的环形窑的机械装置，本发明环形窑最主要的特点是隔热系统，隔热系统包括设置在外环墙和窑底耐火隔热层之间以及内环墙和窑底耐火隔热层之间的砂封组件；砂封组件包括设置在窑腔内的环形砂封槽41、放置在砂封槽内的耐热砂43、环形静刀片42、环形动刀片44；静刀片绕环形窑一周，其上边缘与外环墙或内环墙密封连接，其下边缘插入耐热砂中；动刀片绕环形窑一周，其上边缘与窑底耐火隔热层密封连接，其下边缘插入耐热砂中。 

基于上述环形窑的物料烘干设备，将上述环形窑沿窑底转动方向依次分为预热段、烘干段和冷却段；烘干设备设置有加热系统，其中，预热段的开始部分为进料段，冷却段的最后部分为出料段；加热系统包括设置在窑底耐火隔热层10上方的空心热风通道层17、设置在空心热风通道层上底面的不锈钢多孔板11、设置在外环墙预热段和烘干段的多个外环墙进风口18、设置在外环墙和窑底耐火隔热层之间以及内环墙和窑底耐火隔热层之间的砂封组件；外环墙进风口的一端口通热风，另一端口正对热风通道层的外侧面；砂封组件包括设置在窑腔内的环形砂封槽41、放置在砂封槽内的耐热砂43、环形静刀片42、环形动 刀片44；静刀片的上边缘与外环墙或内环墙密封连接，其下边缘插入耐热砂中；动刀片的上边缘与窑底耐火隔热层密封连接，其下边缘插入耐热砂中。密封砂可采用普通的细砂；进风口也可设置在内环墙。 

为了减少能耗，还可在环形窑中增加热风回收系统，热风回收系统包括热风回收管，所述热风回收管的一端为设置在窑顶冷却段的多个开口，其另一端接外部热风回收利用系统。热风回收系统的热风回收管的另一端也可以接预热段的外环墙进风口。 

本发明尤其适合于兰炭的烘干，也可适用于其他工业原料或农产品的烘干。 

烘干过程如下 

1】进料：在进料段将需要烘干的物料平铺在多孔板上，多孔板在传动装置的带动下连同物料一起沿窑腔前进； 

2】预热：预热段的外环墙热风进口18向热风通道17通入热风，热风从热风通道层上底面的多孔板向上喷吹，穿过物料进行预热； 

3】烘干：烘干段的外环墙热风进口18向热风通道17通入热风，热风从热风通道层上底面的多孔板向上喷吹，穿过物料进行烘干； 

4】冷却：在冷却段对烘干物料进行冷却，热风回收系统收集烘干段和冷却段物料释放的余热风；热风回收系统收集的余热风通过预热段的外环墙热风进口18送入预热段； 

5】出料：冷却后的物料经出料段出窑。 

本发明原理：环形窑是一种窑膛呈环形结构的窑，窑墙、窑顶及热风装置固定不动，环形窑底转动。窑底装载物料匀速连续旋转。环形窑分为三段，在预热段进行物料预热，烘干段主要实施烘干，冷却段将烘干后高温的物料冷却。物料平铺于中空的窑底上随窑底转动，中空的窑底下层为钢结构上打结耐火材料，上层为不锈钢多孔板，200-300℃热风在预热段和烘干段经进风口进入热风通道层向上喷吹，穿过物料层进行烘干，烘干后的物料如兰炭转入冷却段冷却至80℃通过螺旋机出窑，烘干段和冷却段的热风进入预热段进行预热，实现二次热风循环利用。烘出的水汽从预热段和烘干段直接排走。 

Claims (7)

1.一种环形窑，包括内环墙、外环墙、窑顶和窑底构成的窑腔以及设置在窑底的传动装置；所述窑底包括窑底耐火隔热层和窑底钢结构框架；其特征在于：还包括隔热系统，所述隔热系统包括设置在外环墙和窑底耐火隔热层之间以及内环墙和窑底耐火隔热层之间的砂封组件；所述砂封组件包括设置在窑腔内的环形砂封槽、放置在砂封槽内的耐热砂、环形静刀片、环形动刀片；所述静刀片的上边缘与外环墙或内环墙密封连接，其下边缘插入耐热砂中；所述动刀片的上边缘与窑底耐火隔热层密封连接，其下边缘插入耐热砂中。

2.基于环形窑的物料烘干设备，包括环形窑；所述环形窑包括内环墙、外环墙、窑顶和窑底构成的窑腔以及设置在环形窑的传动装置；所述窑底包括窑底耐火隔热层和窑底钢结构框架；其特征在于：还包括加热系统，所述窑腔包括沿窑底转动方向依次设置的预热段、烘干段和冷却段，其中，预热段的开始部分为进料段，冷却段的最后部分为出料段；所述加热系统包括设置在窑底耐火隔热层上方的空心热风通道层、设置在空心热风通道层上底面的不锈钢多孔板、设置在外环墙预热段和烘干段的多个外环墙进风口、设置在外环墙和窑底耐火隔热层之间以及内环墙和窑底耐火隔热层之间的砂封组件；所述外环墙进风口的一端口通热风，另一端口正对热风通道层的外侧面；所述砂封组件包括设置在窑腔内的环形砂封槽、放置在砂封槽内的耐热砂、环形静刀片、环形动刀片；所述静刀片的上边缘与外环墙或内环墙密封连接，其下边缘插入耐热砂中；所述动刀片的上边缘与窑底耐火隔热层密封连接，其下边缘插入耐热砂中。

3.根据权利要求2所述的基于环形窑的物料烘干设备，其特征在于：还包括热风回收系统，所述热风回收系统包括热风回收管，所述热风回收管的一端为设置在窑顶冷却段的多个开口，其另一端接外部热风回收利用系统。

4.根据权利要求2所述的基于环形窑的物料烘干设备，其特征在于：还包括热风回收系统，所述热风回收系统包括热风回收管，所述热风回收管的一端为设置在窑顶冷却段的多个开口，其另一端接预热段的外环墙进风口。

5.根据权利要求2或3或4所述的基于环形窑的物料烘干设备，其特征在于：所述物料为兰炭。

6.权利要求2所述的物料烘干设备的烘干方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】进料：

在进料段将需要烘干的物料平铺在多孔板上，多孔板在传动装置的带动下连同物料一起沿窑腔前进；

2】预热：

预热段的外环墙热风进口向热风通道通入热风，热风从热风通道层上底面的多孔板向上喷吹，穿过物料进行预热；

3】烘干：

烘干段的外环墙热风进口向热风通道通入热风，热风从热风通道层上底面的多孔板向上喷吹，穿过物料进行烘干；

4】冷却：

在冷却段对烘干物料进行冷却，热风回收系统收集烘干段和冷却段物料释放的余热风；

5】出料：

冷却后的物料经出料段出窑。

7.根据权利要求6所述的物料烘干设备的烘干方法，其特征在于：所述热风回收系统收集的余热风通过预热段的外环墙热风进口18送入预热段。

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