CN104313350A

CN104313350A - 一种间壁式炼镁回转窑

Info

Publication number: CN104313350A
Application number: CN201410539823.1A
Authority: CN
Inventors: 贾会平
Original assignee: Shijiazhuang Xinhua Energy Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Shijiazhuang Xinhua Energy Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2034-10-14
Also published as: CN104313350B

Abstract

本发明涉及一种间壁式炼镁回转窑，包括回转窑、结晶器、进料设备、出料设备、烟气换热器和物料预热器。回转窑体由同轴安装的内筒和外筒构成，内筒的中心为窑膛，内筒和外筒之间为环形物料膛，环形物料膛设有支撑。回转窑设有加料环和出料环，加料环和出料环分别与真空泵或加压泵连接，加料环上设有加料锁，出料环上设有出料锁。结晶器为环形结构，安装在窑体的外部，结晶器通过管路与出料环连接。内筒为波纹结构，内筒和外筒的两端设有密封法兰，窑体两端通过液压夹紧机构密封。本发明隔焰加热方式煅烧物料，有利于提高炼镁的产品质量。回转窑体外安装结晶器，镁蒸汽直接进入结晶器结晶，实现了炼镁生产的连续性操作。

Description

一种间壁式炼镁回转窑

技术领域

本发明属于金属冶炼设备技术领域，涉及一种炼镁的设备，具体涉及一种间壁式炼镁回转窑。

背景技术

热还原法炼镁是生产金属镁的方法之一，主要以白云石、菱镁石等为原料，在窑炉中段烧成氧化镁，然后加入还原剂在还原炉中加热还原成金属镁。国内外普遍采用皮江法工艺炼镁，即煅烧后的白云石（MgO、Cao）为原料，以硅铁为还原剂，按一定的比例混合磨成细粉，压成团块，装进还原罐，在还原炉中加热还原得到镁蒸汽，冷凝结晶固态镁，再熔成镁锭。这种方法的优点简单，其不足是能耗过高。煅烧白云石和热还原炼镁过程，都是高温下进行，持续时间长，需要消耗大量的煤或燃料气，而且两个过程分别进行，这样加大了生产过程的燃料消耗和加工成本。

授权公告号为CN 102102147 B的中国发明专利公开“一种链篦机回转窑生产镁质球团工艺，按照下述组分的重量百分比配料：磁铁精矿92～96%，膨润土1.0～3.0%，菱镁矿3.0～4.5%，将此配料混匀，加水搅拌均匀，混合料送入造球盘造球形成生球，将筛分出合格的生球给入链篦机进行干燥、预热成预热球，将预热球给入回转窑焙烧成焙烧球，测试此焙烧球的性能，将焙烧球送入环冷机冷却后成为合格镁质球团矿”。该专利的回转窑用于生产镁质球团，不能用作生产金属镁的设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种间壁式炼镁回转窑，通过隔焰加热方式煅烧物料，利用煅烧的烟气还原炼镁提供热量，充分利用镁生产过程热量，提高煅烧白云石和还原炼镁的热效率，实现连续性炼镁生产。

本发明的技术方案是：间壁式炼镁回转窑，包括回转窑、结晶器、进料设备和出料设备、烟气换热器、物料预热器，回转窑设有窑头罩、窑体、窑尾罩和燃烧器。窑体由同轴安装的内筒和外筒构成，内筒的中心为窑膛，内筒和外筒之间为环形物料膛，环形物料膛设有支撑。燃烧器通过窑头罩安装在窑膛，窑膛的窑尾罩一侧设有烟气出口。回转窑设有加料环和出料环，加料环位于窑尾罩一侧，出料环位于窑头罩的一侧。加料环和出料环或随回转窑转动，或固定不动。加料环和出料环分别与真空泵或加压泵连接，加料环上设有加料锁，出料环上设有出料锁。结晶器为环形结构，安装在窑体的外部，结晶器通过管路与出料环连接。外筒设有落料孔和出料孔，加料环通过落料孔与环形物料膛连通，环形物料膛通过出料孔与出料环连通。内筒为波纹结构，内筒和外筒的两端设有密封法兰，窑体的两端通过液压夹紧机构密封。

加料环中设有物料抄板，物料抄板安装在加料环的内壁，位于落料孔的入口处。环形物料膛设有物料挡板，物料挡板安装在落料孔的出口处。进料设备包括料仓，料仓通过加料锁与加料环连接，料仓的出口处设有闸板阀。炼镁回转窑设有发电设备，发电设备包括废热锅炉、蒸汽轮机和发电机，废热锅炉设有蒸汽盘管。烟气出口通过废热锅炉连接到废气排放系统。蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。炼镁回转窑设有脱硫脱硝设备，废热锅炉的废气出口通过脱硫脱硝设备与废气排放系统连接。炼镁回转窑设有烟气换热器和物料预热器，烟气出口通过烟气换热器连接到废热锅炉。烟气换热器另一程入口与鼓风机连接，出口与物料换热器连接。高温烟气可直接预热物料，或经过烟气换热器把干净空气预热，高温的干净空气在物料预热器内预热物料。结晶器设有冷却水套，冷却水套安装在结晶器的周围。外筒的材质为碳钢，内筒的材质为耐热不锈钢，内筒的内壁装有耐热材料。外筒的外部安装水冷壁或风管，用于辅助外筒散热。燃烧器为气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴和固体燃料烧嘴。

本发明间壁式炼镁回转窑通过同轴安装的内筒和外筒，利用内筒和外筒之间的环形物料膛，隔焰加热方式煅烧物料（单面或双面加热），有利于提高炼镁产品的质量。利用回转窑炼镁烟气的余热发电，提高了还原炼镁生产的热效率。回转窑体外安装结晶器，煅烧过程的镁蒸汽直接进入结晶器结晶，实现了炼镁生产的连续性操作。在窑体安装加料环和出料环，改进了进料和出料方式，优化了间壁式回转窑的操作。加料环中设有物料抄板和环形物料膛设有物料挡板，便于物料进入环形物料膛，避免物料从下部的进料孔流出和堵塞加料环。回转窑的内筒采用波纹结构，有利于提高内筒的强度，提高回转窑的操作的安全性和窑体的使用寿命。窑体两端设置液压夹紧机构，优化了回转窑环形物料膛的密封性能。烟气可直接预热物料或经过烟气换热器把干净空气预热，高温的干净空气在物料预热器内预热物料，保证产品的质量和产量。

附图说明

图1为本发明间壁式炼镁回转窑的结构示意图；

图2为图1的A-A图；

图3为图1的B-B图；

图4为图1的C-C图。

其中：

1—窑尾罩、2—液压夹紧机构、3—加料环、4—加料锁、5—真空泵、6—外筒、7—支撑、8—内筒、9—窑膛、10—冷却水套、11—结晶器、12—出料环、13—焊接密封、14—窑头罩、15—燃烧器、16—出料锁、17—发电设备、18—耐热材料、19—废气排放系统、20—料仓、21—闸板阀、22—物料抄板、23—落料孔、24—物料挡板、25—环形物料膛、26—出料孔、27—脱硫脱硝设备、28—烟气换热器、29—物料预热器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明间壁式炼镁回转窑如图1所示，包括回转窑、结晶器11、进料设备、出料设备、发电设备17、脱硫脱硝设备27、烟气换热器28和物料预热器29。回转窑设有窑头罩14、窑体、窑尾罩1和燃烧器15。如图3所示，窑体由同轴安装的内筒8和外筒6构成，内筒的中心为窑膛9，内筒和外筒之间为环形物料膛25。外筒的材质为碳钢，内筒的材质为耐热不锈钢，内筒的内壁装有耐热材料18，环形物料膛设有支撑7。燃烧器15为煤粉烧嘴，燃烧器通过窑头罩安装在窑膛，窑膛的窑尾罩一侧设有烟气出口。回转窑设有加料环3和出料环12，加料环位于窑尾罩一侧，出料环位于窑头罩的一侧，加料环和出料环随回转窑转动。加料环和出料环分别与真空泵5连接，加料环上设有加料锁4，出料环上设有出料锁16。结晶器为环形结构，安装在窑体的外部，结晶器通过管路与出料环连接。结晶器11设有冷却水套10，冷却水套安装在结晶器的周围。外筒设有落料孔23和出料孔26，加料环通过落料孔与环形物料膛连通，环形物料膛通过出料孔与出料环连通。内筒为波纹结构，内筒和外筒的两端分别通过法兰密封，内筒和外筒的两端通过液压夹紧机构2密封。如图2所示加料环3中设有物料抄板22，物料抄板安装在加料环壁上，位于落料孔23的入口处。环形物料膛25设有物料挡板24，物料挡板安装在落料孔的出口处。进料设备包括料仓20，料仓通过加料锁4与加料环3连接，料仓的出口处设有闸板阀21。如图4所示，环形物料膛通过出料环和出料锁与出料设备连接。发电设备包括废热锅炉、蒸汽轮机和发电机，废热锅炉设有蒸汽盘管。蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。烟气出口经烟气换热器28连接到废热锅炉，废热锅炉的废气出口通过脱硫脱硝设备27与废气排放系统19连接。鼓风机经烟气换热器28连接到物料预热器29。

碳钢和不锈钢材料不易焊接，内筒和外筒在端部通过法兰密封，内筒的法兰和外筒的法兰通过液压夹紧装置夹紧，法兰之间设有耐高温的密封材料。炼镁生产过程中在真空条件下进行，为增加环形物料膛的强度，内筒制作成波纹结构，内筒和外筒之间设置有耐高温和物料冲刷的支撑7。为延长内筒的使用寿命，优化内筒的工作环境，炉膛侧涂装耐热材料，防止氧化性烟气冲刷内壁降低内筒的寿命，同时防止内筒温度过热。间壁回转窑的加料环与外筒之间焊接固定，加料环上设有双密封的加料口，加料环的内表面设有抄料板，随着回转窑旋转的过程中将物料抄起落入环形炉膛。外筒内侧对应落料口的部位设置有挡料板，防止环形炉膛加料的过程中，物料再从落料口流出。加料环随回转窑每转动一圈加一次料，加料的过程中，回转窑可以暂停旋转一段时间，出料环也是同样方法出料。加料环和出料环与抽真空装置连接，抽真空装置设有多个，布置在回转窑外壁上，随窑体转动。出料环上连接有结晶器，在炼镁的过程中，镁蒸汽通过出料环上的连接管进入结晶器结晶。

本发明间壁式炼镁回转窑的运行方式为，白云石原料经料仓20、加料锁4和加料环3进入回转窑的环形物料膛25。窑膛中燃烧器燃烧产生的热量间壁加热环形物料膛中的物料，煅烧产生的镁蒸气经出料环上的出口和连接管路到结晶器11，再经冷凝形成结晶镁。煅烧产生的固体物质经出料环12、出料锁16和出料设备出装置。真空泵5定时抽真空，控制炼镁过程在负压下操作。窑膛9燃烧器燃烧产生的烟气经烟气出口到烟气换热器28预热空气，预热后的干净空气到物料预热器29内加热物料，热交换后的废气进入废热锅炉加热蒸汽盘管，蒸汽盘管发生的蒸汽驱动蒸汽轮机转动，带动发电机组发电。放出热量的烟气经脱硫脱硝设备27脱除烟气中的硫和氮氧化合物后到废气排放系统排放。鼓风机鼓出的空气经烟气换热器28换热成高温空气，高温空气到物料预热器29预热物料后到废气排放系统19排放。

Claims

1.一种间壁式炼镁回转窑，包括回转窑、结晶器（11）、进料设备和出料设备，所述回转窑设有窑头罩（14）、窑体、窑尾罩（1）和燃烧器（15）；窑体由同轴安装的内筒（8）和外筒（6）构成，内筒的中心为窑膛（9），内筒和外筒之间为环形物料膛（25）；所述环形物料膛设有支撑（7）；所述燃烧器通过窑头罩安装在窑膛，窑膛的窑尾罩一侧设有烟气出口；其特征是：所述回转窑设有加料环（3）和出料环（12），所述加料环位于窑尾罩一侧，出料环位于窑头罩的一侧；所述加料环和出料环分别与真空泵（5）或加压泵连接，加料环上设有加料锁（4），出料环上设有出料锁（16）；所述结晶器为环形结构，安装在窑体的外部，结晶器通过管路与出料环连接；所述外筒设有落料孔（23）和出料孔（26），加料环通过落料孔与环形物料膛连通，环形物料膛通过出料孔与出料环连通；所述内筒为波纹结构，所述内筒和外筒的两端设有密封法兰，窑体两端通过液压夹紧机构（2）密封。

2.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述加料环（3）中设有物料抄板（22），所述物料抄板安装在加料环的内壁，位于落料孔（23）的入口处；所述环形物料膛（25）设有物料挡板（24），所述物料挡板安装在落料孔的出口处。

3.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述进料设备包括料仓（20），所述料仓通过加料锁（4）与加料环（3）连接，料仓的出口处设有闸板阀（21）。

4.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述炼镁回转窑设有发电设备（17），所述发电设备包括废热锅炉、蒸汽轮机和发电机，所述废热锅炉设有蒸汽盘管；所述烟气出口通过废热锅炉连接到废气排放系统（19）；所述蒸汽盘管与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机组同轴连接。

5.根据权利要求4所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述炼镁回转窑设有脱硫脱硝设备（27），所述废热锅炉的废气出口通过脱硫脱硝设备与废气排放系统（19）连接。

6.根据权利要求4所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述炼镁回转窑设有烟气换热器（28）和物料预热器（29），所述烟气出口通过烟气换热器连接到废热锅炉；烟气换热器另一程入口与鼓风机连接，出口与物料预热器连接。

7.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述结晶器（11）设有冷却水套（10），所述冷却水套安装在结晶器的周围。

8.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述外筒的材质为碳钢，所述内筒的材质为耐热不锈钢，内筒的内壁装有耐热材料（18）。

9.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述燃烧器（15）为气体燃料烧嘴、液体燃料烧嘴和固体燃料烧嘴。

10.根据权利要求1所述的间壁式炼镁回转窑，其特征是：所述外筒的外部安装水冷壁或风管。