CN103435277B - 一种用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑，所述竖窑的炉体从上到下包括预热段、恒温段和冷却段，所述炉体的中部恒温段呈鼓形凸起，恒温段的中心设置有内筒燃烧器，所述内筒燃烧器呈锥形并且顶端和底部分别通过十字供台与炉壁相结合；在所述炉体下部的冷却段上部侧面设有燃气进口，在所述冷却段下部侧面设有空气进口。本发明的方法包括以下步骤：将粒径范围为30～80mm菱镁矿原料置入所述竖窑中，经过250～300℃左右的烟气进行干燥预热20min；然后在900～1100℃温度下煅烧30～45min；在所述竖窑的空气进口鼓入助燃空气；冷却后的物料温度为150～200℃，由炉底出料口排出炉膛。本发明的竖窑及生产方法的能耗低、热利用率高、产品附加值高，得到的产品活性好。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑及方法。
背景技术
中国是世界上菱镁矿资源最为丰富的国家，总保有储量矿石30亿吨，居世界第一位。其中，辽宁菱镁矿储量最为丰富，占全国的85.6%，主要集中在大石桥、海城一带。菱镁矿是制取镁化合物的主要原料，轻烧镁是由菱镁矿煅烧所得，被广泛用于建材、化工、冶金、医药等多个领域，是生产防火板、轻质隔墙板、硫酸镁、造纸、除硫工艺、钢厂护炉溅渣等的理想材料，也是制取重烧镁、高纯镁砂和电熔镁的原料。
现有用于生产轻烧镁的炉窑是由钢外壳和耐火砖内衬组成的传统竖窑或者只有耐火砖堆砌而成的土窑，生产过程中，将煤和大块石料层铺式装料由窑顶置入窑中，空气由窑的下部导入，原料块借重力逐渐下移，煅烧一定的时间即得轻烧镁产品，由炉低卸出，产品质量无法保证。
此种炉窑生产轻烧镁存在很多弊端：（1）原料利用率不高，入料粒度大多为100～300mm的块料，这种情况不仅造成粉料的浪费，在生产过程中，由于粒度大，传热不均匀，经常出现局部欠烧现象，造成资源浪费和产品质量下降，且能耗过高；（2）因炉内煤炭的燃烧靠炉底吸入的自然风量助燃，难以保证煤充分燃烧所需的氧气，会造成煤的不完全燃烧，或因煤量偏低，形成过剩燃烧，造成局部高温现象，使物料局部过烧；（3）自动化程度低，环境污染严重。主要体现在粉尘和烟气的无组织排放，不仅污染周边环境，还对当地的居民和工作人员造成健康伤害；（4）主要体现在产品轻烧镁含量低，活性不高，产品附加值不高。
现有轻烧镁行业以工艺也比较落后，以小规模生产为主，入料粒度大多为100～300mm的块料，直接放置竖窑中煅烧1.5～2h，等冷却后即得到产品，由于粒度大，传热不均匀，经常出现欠烧现象，同时大量的粉料被废弃，造成环境污染，资源利用率不高。由于上述粗放的生产工艺，导致轻烧镁产品含量低，活性低，产品附加值低，浪费了品质优良的菱镁矿资源，同时生产过程中能耗高，不注重余热的回收利用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑及方法。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑，其特征在于，所述竖窑的炉体从上到下包括预热段、恒温段和冷却段，所述炉体的顶部设有料仓，所述料仓下方设有布料器，所述炉体顶部侧面设有烟气出口，所述炉体底部设有出料口；所述炉体内衬耐火砖，所述耐火砖与所述炉体的外壳间填充有纤维毡；所述炉体的中部恒温段呈鼓形凸起，恒温段的中心设置有内筒燃烧器，所述内筒燃烧器呈锥形并且顶端和底部分别通过十字供台与炉壁相结合；在所述炉体下部的冷却段上部侧面设有燃气进口，在所述冷却段下部侧面设有空气进口。
根据上述的竖窑，其特征在于，所述炉体的外壳是由普通钢板焊制的圆筒。
根据上述的竖窑，其特征在于，所述空气进口通过管道连接炉体内的塔形布风器。
一种使用上述的竖窑生产轻烧氧化镁的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将粒径范围为30～80mm菱镁矿原料置入所述竖窑中，经过250～300℃左右的烟气进行干燥预热20min，回收了烟气的余热；然后在900～1100℃温度下煅烧30～45min，煅后熟料继续下行进入冷却段；在所述竖窑的空气进口鼓入助燃空气，与所述竖窑中的物料形成逆流，物料与空气进行热交换；冷却后的物料温度为150～200℃，由炉底出料口排出炉膛，作为轻烧镁产品。
本发明的有益效果：
1.原料为30～80mm的快料，减少欠烧和过烧现象，成品轻烧氧化镁含量在92%以上。
2.原料粒径小，传热速度快且均匀，可大幅缩短煅烧时间，提高产能。
3.煅后熟料经过空气快速冷却后活性大，其碘吸附值可达90mgl/g以上。
4.此工艺多处环节进行余热回收，节能环保。
附图说明
图1是本发明竖窑的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑，其炉体4从上到下包括预热段I、恒温段II和冷却段III，炉体4的顶部设有料仓1和布料器3，炉体4的顶部侧面设有烟气出口2，炉体底部设有出料口9。炉体4内衬耐火砖，耐火砖与炉体的外壳间填充有纤维毡。炉体的中部恒温段呈鼓形凸起，恒温段的中心设置有内筒燃烧器5，内筒燃烧器5呈锥形并且顶端和底部分别通过十字供台6与炉壁相结合；在炉体5下部的冷却段III上部侧面设有燃气进口11，燃气通过燃气出口7进入恒温段II，在冷却段III下部侧面设有空气进口8。炉体4的外壳是由普通钢板焊制的圆筒。
下面结合实例说明本发明的使用过程。筛分后直径30~80mm的菱镁矿从炉顶料仓1装入窑内，通过伞形布料器3均匀分布后，由上向下运行，依次经过预热段I、恒温段II和冷却段III。预热段I中物料先被烟气干燥，随后随着下行温度不断升高。在恒温段II，物料被来自于内筒燃烧器5的约1100℃的烟气横向流过加热，物料在这一阶段煅烧完全分解。煅后熟料继续下行进入冷却段III，在冷却段物料被常温的空气快速冷却。冷却后的物料温度为150～200℃，由炉底出料口9排出炉膛，作为轻烧镁产品。
常温的空气由炉底的塔形布风器8进入炉体，空气由下向上运行，如图1中箭头所示，这个过程中快速冷却物料，同时回收物料的热量提高自身温度，预热后的空气上升进入内筒燃烧器助燃。燃气经燃气管由喷嘴喷入内筒燃烧器5与热的空气发生燃烧反应生成1100℃左右的烟气。烟气由内筒燃烧器5壁上的气孔进入炉膛，烟气在炉膛内上升，因为内筒燃烧器具有一定的高度，所以在炉膛内会形成一定高度的恒温区域。烟气继续上升到预热段加热物料，同时烟气被冷却。到炉膛顶部烟气被冷却后经由排烟口排出。
使用炉窑进行生产的方法包括以下步骤：
以菱镁矿为原料，粒径范围为30～80mm，置入竖窑中，物料从上向下移动，高温烟气从下向上流动，整体呈大逆流，经过250～300℃左右的烟气进行干燥预热20min，有效回收了烟气的余热，然后在900～1100℃温度下煅烧30～45min，煅后熟料继续下行进入冷却段，在炉窑底部鼓入助燃空气，与物料形成逆流，物料与空气进行热交换，被常温的空气快速冷却，而加热的空气则用作助燃空气，有效的进行余热回收。冷却后的物料温度为150～200℃，由炉底出料口排出炉膛，作为轻烧镁产品。
实施例1：将粒径范围30-80mm菱镁矿原料放置竖窑中，在高温烟气中预热干燥20min，然后在900℃下煅烧30min，后经空气快速冷却，得到轻烧镁产品，其氧化镁含量92.3%，碘吸附值90mgl/g。
实施例2：将粒径范围30-80mm菱镁矿原料放置竖窑中，在高温烟气中预热干燥20min，然后在900℃下煅烧45min，后经空气快速冷却，得到轻烧镁产品，其氧化镁含量92.2%，碘吸附值92mgl/g。
实施例3：将粒径范围30-80mm菱镁矿原料放置竖窑中，在高温烟气中预热干燥20min，然后在1100℃下煅烧30min，后经空气快速冷却，得到轻烧镁产品，其氧化镁含量92.8%，碘吸附值91mgl/g。
实施例4：将粒径范围30-80mm菱镁矿原料放置竖窑中，在高温烟气中预热干燥20min，然后在1100℃下煅烧45min，后经空气快速冷却，得到轻烧镁产品，其氧化镁含量93.4%，碘吸附值90mgl/g。
Claims (4)
1.一种用于生产轻烧氧化镁的内燃气烧竖窑，其特征在于，所述竖窑的炉体从上到下包括预热段、恒温段和冷却段，所述炉体的顶部设有料仓，所述料仓下方设有布料器，所述炉体顶部侧面设有烟气出口，所述炉体底部设有出料口；所述炉体内衬耐火砖，所述耐火砖与所述炉体的外壳间填充有纤维毡；所述炉体的中部恒温段呈鼓形凸起，恒温段的中心设置有内筒燃烧器，所述内筒燃烧器呈锥形并且顶端和底部分别通过十字供台与炉壁相结合；在所述炉体下部的冷却段上部侧面设有燃气进口，在所述冷却段下部侧面设有空气进口；常温的空气由炉底的塔形布风器进入炉体，空气由下向上运行，这个过程中快速冷却物料，同时回收物料的热量提高自身温度，预热后的空气上升进入内筒燃烧器助燃；燃气经燃气管由喷嘴喷入内筒燃烧器与热的空气发生燃烧反应生成1100℃的烟气；烟气由内筒燃烧器壁上的气孔进入炉膛，烟气在炉膛内上升，因为内筒燃烧器具有一定的高度，所以在炉膛内会形成一定高度的恒温区域；烟气继续上升到预热段加热物料，同时烟气被冷却；到炉膛顶部烟气被冷却后经由排烟口排出。
2.根据权利要求1所述的竖窑，其特征在于，所述炉体的外壳是由普通钢板焊制的圆筒。
3.根据权利要求1所述的竖窑，其特征在于，所述空气进口通过管道连接炉体内的塔形布风器。
4.一种使用如权利要求1-3之一所述的竖窑生产轻烧氧化镁的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将粒径范围为30～80mm菱镁矿原料置入所述竖窑中，经过250～300℃的烟气进行干燥预热20min，回收了烟气的余热；然后在900～1100℃温度下煅烧30～45min，煅后熟料继续下行进入冷却段；在所述竖窑的空气进口鼓入助燃空气，与所述竖窑中的物料形成逆流，物料与空气进行热交换；冷却后的物料温度为150～200℃，由炉底出料口排出炉膛，作为轻烧镁产品。
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