CN105066684B - 一种煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，旋转窑倾斜布置，内置燃烧器，燃烧器连接空气控制阀与煤气控制阀；旋转窑高端设有闭风器进料，并且经翅片段、气管连接除尘器；翅片段外部设有罩筒，气管外部设有套管式空气换热器，罩筒与空气换热器下抽气口汇合后，分别连接煤气控制阀和空气控制阀；引风机具有叶片为反水滴形、背板为蝶形的结构；旋转窑内设有凸起的耐火板。本发明凸起的耐火板增加了旋转窑的传热面积，促进物料翻动，有利于提高热效率；翅片段和空气换热器实现尾热利用，有利于燃烧；急冷液有效缓解生产液膨胀的环保压力；引风机不积尘有效杜绝安全事故，特别适合锰矿的灼烧加工，应用前景广阔。

Description

一种煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统

技术领域

本发明涉及一种旋转窑，具体指煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统。

背景技术

旋转窑由于适应能力强、运行费用低、可靠性强，是矿物配料、成球、反应和干燥的主要首选设备之一，特别适用于锰矿的加工灼烧。旋转窑在工作过程需消耗燃料来保持窑内适合的高温，因而旋转窑排放的尾气中含有大量热能和粉尘，需要对尾气进行净化与尾热回收操作，实现节能减排。

旋转窑一般为圆筒形，因而物料与窑体的传热面积很小，导致热效率不高。

风机是旋转窑进行除尘和热回收的关键设备，风机一般为离心风机，风机的连续、稳定、可靠工作对旋转窑的除尘十分关键，由于旋转窑使用的场合大多都含有一定的粉尘，风机工作时，气流通过高速旋转的风机叶轮时由于离心分离作用，灰尘颗粒会脱离气流相而沉积附着在风机叶轮上。

由于风机叶轮转速一般都较高，只要气流中有微量灰尘存在，长时间工作后都会积累较多灰尘，从而改变引风机叶轮旋转的平衡，如果风机叶轮对灰尘没有自净作用也没有及时清理，就会越积越多并逐步改变引风机叶轮的静态和动态平衡，从而产生振动。一旦遇到有部分板结的灰尘被振动脱落，就会立即远离风机的动态旋转平衡，继而产生强烈振动，这可能会引发严重的人员和设备安全事故。如果能设计离心式风机叶轮，使其能进行自动清理就不用担心造成灰尘积累，对于保持风机的稳定可靠工作和杜绝安全事故都具有特别重要的意义。

因此，如果设计热效率高、尾热回收与除尘效果好、物料进出流畅、连续化程度高且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，对于实现节能减排、提高工作效率和杜绝安全事故都具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单实用，热效率高、尾热回收与除尘效果好、物料进出流畅、连续化程度高且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统。

为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

一种煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，包括旋转窑，其特征在于：旋转窑倾斜布置，内置燃烧器，燃烧器连接空气控制阀与煤气控制阀；旋转窑高端设有闭风器进料，并且经翅片段、气管连接旋风除尘器，旋风除尘器连接引风机，引风机的排气口连接布袋除尘器，旋风除尘器下方连接闭风器，闭风器下方设有收尘桶；翅片段内设有翅片，翅片段外部设有罩筒，气管外部设有套管式空气换热器，罩筒与空气换热器下抽气口汇合后经管道分两路供给预热后的空气，一路经鼓风机、煤气炉连接煤气控制阀，另一路经鼓风机连接空气控制阀；旋转窑内设有凸起的耐火板；所述引风机包括风机叶轮和机壳，风机叶轮包括叶轮背板、叶轮面板和叶片，叶片布置成叶轮轴径向、中心对称的中空反水滴形，叶轮背板为碟形；中空反水滴形叶片连接叶轮面板并与碟形叶轮背板焊接组成叶轮主体；叶轮面板设有进风口、碟形叶轮背板通过铆钉固定并连接轴座，轴座通过轴孔与风机轴进行配合连接；机壳设有进风口和出风口，机壳外形轮廓线是渐开线，渐开线圆圆心与风机轴心重合，渐开线从机壳出风口内侧开始，划线半径随渐开线圆逐渐加大，到机壳出风口外侧结束，机壳出风口宽度等于渐开线圆周长；机壳进风口设有盖板，盖板上也有进风口便于连接管道，且轴心和叶轮轴心重合。

所述旋转窑的低端连接保温反应桶，保温反应桶连接急冷液池，急冷液池中布置有出料带，出料带受托辊支撑。

所述凸起的耐火板为梯形或矩形或三角形。

所述机壳固定在机座上。机壳起到封闭作用，进风口进气通过叶轮旋转获得动能，并在机壳内进行能量转换，一部分动能转换为气体的静压能，这样使输出气流具有速度动压头还有静压头，两者之和就是风机全压。

机壳进风口可以依需要连接风管，进风口盖板可拆卸，通过螺栓固定连接机壳，机壳的蜗壳形渐开廓线满足风机壳密闭、输送气体同时实现能量高效转换的需要，使输出气流可以达到所需流量与全压。

所述机壳进风口盖板通过螺栓固定连接机壳，并且可以拆卸。

旋转窑是系统的核心组件，一般结构都是钢筒内固定耐火保温层，在本设计中将凸起的耐火板可以连续、间断、长短、均布等多种组合形式构成牢固的钢筒内耐火材料整体。

旋转窑内布置燃烧器，燃烧器连接空气控制阀与煤气控制阀，煤气炉产生煤气，通过阀门控制加入在燃烧器内，混合空气后喷出燃烧。

矿物粉料可以拌料后造粒，通过闭风器进入旋转窑，燃气在旋转窑中是由左向右运动，与物料由右向左运动构成逆流换热，实现高温处理。

旋转窑有适当的倾角，控制一定转速旋转，物料可以实现受控由高端向低端运动，同时完成反应操作，凸起的耐火板可以操料，促进物料翻动，同时大大增加火焰加热面积，有利于快速达到反应温度，提高效率。

球状物料高温反应后向低端输出，进入保温反应桶，继续进行余热高温后续反应，急冷液池中布置有出料带，急冷池中可以是反应液，对球料进行急速冷却和反应，通过控制出料带运动从保温反应桶底部输出进入急冷液池中，托辊可以有效提高出料带的承载能力，对池中固液混合物输出就能进入下步处理工序。

尾气通过旋转窑右端输出连接旋风除尘器，实现第一次除尘；旋风除尘器的中心管输出除尘气体连接引风机，引风机出口连接布袋除尘器，实现第二次除尘。尾热回收第一段是翅片段，第二步回收是套管空气换热器，罩筒与空气换热器下抽气口汇合后，经管道分两路供给预热后的空气，一路供煤气炉，另一路通过阀门供燃烧器，尾气经除尘与热回收后排放，实现节能减排。

本发明的引风机叶轮使用时，由于叶片设计成中空反水滴形，且叶片轴径向中心对称，因而高速旋转时，叶片表面在离心力作用下具有离心自净作用，使灰尘受到离心力作用而无法附着，这样就不会影响叶轮的动态、静态平衡，更不会积累灰尘；这种叶片结构的技术方案，特别适合输送气流量大的宽叶轮引风机采用。

与普通引风机的叶轮背板相比，碟形叶轮背板的特点和优势为：当钢板厚度一样时，碟形背板由于刚性增强、应力分散、弹性缓冲性提高以及形状稳定性也大幅提高，因而承载能力可在普通平背板基础上提高一倍以上。由于背板几乎承载了全部风机负载，所以背板制成碟形会更加耐用，载重汽车的轮毂因为具有碟形结构，所以承载能力增强，也更加耐用。

与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：

凸起的耐火板增加了旋转窑的传热面积，促进物料翻动，有利于快速达到反应温度，提高了热效率；翅片段和空气换热器实现尾热利用，有利于燃烧器的燃烧；尾热利用与热物料保温后续反应具有显著节能特点，急冷液池对球料进行急速冷却、反应可以蒸发大量水分，有效缓解生产液膨胀的环保压力，特别适合锰矿的灼烧加工，应用前景广阔。

引风机叶片设计成中空反水滴形，且叶片轴径向中心对称，使其所连接的风机背板与面板抗相对扭转、挤压刚性极强，可以杜绝长时间使用造成的风机叶片连接背板根部的断裂。

引风机叶片设计成中空反水滴形，且叶片轴径向中心对称，即使是用较薄的板材制作风机叶轮也能获得较高的强度，保证稳定、可靠使用，既能节省材料，便于制作，也有利于设备的轻巧化。

中空反水滴形叶片具有流线外形，叶片气流平稳掠过性极好，所以引风机运行噪音特别小，改善了工作环境。

本发明将引风机叶片巧妙设计成中空反水滴形，且叶片轴径向中心对称的形状，实现了叶片上灰尘的实时清理，延长了设备的使用寿命并能有效杜绝灰尘积累引发的安全事故，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图2是旋转窑的截面结构示意图。

图3是引风机叶轮的平面结构示意图。

图4是引风机叶轮的剖面结构示意图。

图5是引风机的平面结构示意图。

图中各标号表示：

A、引风机；1、旋转窑；2、保温反应桶；3、出料带；4、急冷液池；5、凸起的耐火板（梯形）；6、燃烧器；7、火焰；8、旋风除尘器；9、风管；10、布袋除尘器；11、闭风器；12、煤气炉；13、鼓风机；14、翅片；15、翅片段；16、罩筒、17、气管；18、套管式空气换热器；19、空气控制阀；20、煤气控制阀；21、球状料；22、托辊；23、收尘桶；31、反水滴形叶片；32、叶轮外圆；33、叶轮进风口；34、轴座；35、铆钉；36、轴孔；37、碟形叶轮背板；38、叶轮面板；41、叶轮；42、机壳进风口；43、渐开线圆；44、机座；45、机壳；46、机壳进风口盖板；47、机壳出风口。

具体实施方式

现结合附图，对本发明进一步具体说明。

如图1、图2、图3、图4、和图5所示煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，包括旋转窑1，旋转窑1倾斜布置，内置燃烧器6，燃烧器6连接空气控制阀19与煤气控制阀20；旋转窑高端设有闭风器11进料，并且经翅片段15、气管17连接旋风除尘器8，旋风除尘器8连接引风机A，引风机A的排气口连接布袋除尘器10，旋风除尘器8下方连接闭风器，闭风器下方设有收尘桶23；翅片段15内设有翅片14，翅片段15外部设有罩筒16，气管17外部设有套管式空气换热器18，罩筒16与空气换热器18下抽气口汇合后经管道分两路供给预热后的空气，一路经鼓风机、煤气炉12连接煤气控制阀20，另一路经鼓风机连接空气控制阀19；旋转窑1内设有凸起的耐火板5；；所述引风机包括风机叶轮41和机壳45，风机叶轮41包括叶轮背板37、叶轮面板38和叶片31，叶片31布置成叶轮轴径向、中心对称的中空反水滴形，叶轮背板37为碟形；中空反水滴形叶片31连接叶轮面板38并与碟形叶轮背板37焊接组成叶轮主体；叶轮面板38设有进风口33、碟形叶轮背板37通过铆钉35固定并连接轴座34，轴座34通过轴孔36与风机轴进行配合连接；机壳45设有进风口42和出风口47，机壳外形轮廓线是渐开线，渐开线圆圆心与风机轴心重合，渐开线从机壳出风口47内侧开始，划线半径随渐开线圆逐渐加大，到机壳出风口47外侧结束，机壳出风口宽度等于渐开线圆43周长；机壳进风口42设有盖板46，盖板上也有进风口便于连接管道，且轴心和叶轮轴心重合。

所述旋转窑1的低端连接保温反应桶2，保温反应桶2连接急冷液池4，急冷液池4中布置有出料带3，出料带3受托辊22支撑。

所述凸起的耐火板为梯形或矩形或三角形。

所述机壳45固定在机座44上。机壳45起到封闭作用，进风口42进气通过叶轮41旋转获得动能，并在机壳45内进行能量转换，一部分动能转换为气体的静压能，这样使输出气流具有速度动压头还有静压头，两者之和就是风机全压。

机壳进风口42可以依需要连接风管，进风口盖板46可拆卸，通过螺栓固定连接机壳45，机壳45的蜗壳形渐开廓线满足风机壳密闭、输送气体同时实现能量高效转换的需要，使输出气流可以达到所需流量与全压。

所述机壳进风口盖板46通过螺栓固定连接机壳45，并且可以拆卸。

旋转窑1是系统的核心组件，一般结构都是钢筒内固定耐火保温层，在本设计中将凸起的耐火板5可以连续、间断、长短、均布等多种组合形式构成牢固的钢筒内耐火材料整体。

旋转窑内布置燃烧器6，燃烧器6连接空气控制阀19与煤气控制阀20，煤气炉12产生煤气，通过煤气控制阀20控制加入在燃烧器6内，混合空气后喷出燃烧。

矿物粉料可以拌料后造粒，通过闭风器11进入旋转窑1，燃气在旋转窑1中是由左向右运动，与物料由右向左运动构成逆流换热，实现高温处理。

旋转窑1有适当的倾角，控制一定转速旋转，物料可以实现受控由高端向低端运动，同时完成反应操作，凸起的耐火板5可以操料，促进物料翻动，同时大大增加火焰加热面积，有利于快速达到反应温度，提高效率。

球状料21高温反应后向低端输出，进入保温反应桶2，继续进行余热高温后续反应，急冷液池4中布置有出料带3，急冷液池4中可以是反应液，对球状料21进行急速冷却和反应，通过控制出料带3运动从保温反应桶2底部输出进入急冷液池中，托辊22可以有效提高出料带3的承载能力，对池中固液混合物输出就能进入下步处理工序。

尾气通过旋转窑右端输出连接旋风除尘器8，实现第一次除尘；旋风除尘器的中心管输出除尘气体连接引风机A，引风机A出口连接布袋除尘器10，实现第二次除尘。尾热回收第一段是翅片段15，第二步回收是套管空气换热器18，罩筒16与空气换热器18下抽气口汇合后，经管道分两路供给预热后的空气，一路供煤气炉12，另一路通过空气控制阀19供燃烧器6，尾气经除尘与热回收后排放，实现节能减排。

本发明的引风机A叶轮使用时，由于叶片设计成中空反水滴形，且叶片轴径向中心对称，因而高速旋转时，叶片表面在离心力作用下具有离心自净作用，使灰尘受到离心力作用而无法附着，这样就不会影响叶轮的动态、静态平衡，更不会积累灰尘；这种叶片结构的技术方案，特别适合输送气流量大的宽叶轮引风机采用。

与普通引风机的叶轮背板相比，碟形叶轮背板的特点和优势为：当钢板厚度一样时，碟形背板由于刚性增强、应力分散、弹性缓冲性提高以及形状稳定性也大幅提高，因而承载能力可在普通平背板基础上提高一倍以上。由于背板几乎承载了全部风机负载，所以背板制成碟形会更加耐用，载重汽车的轮毂因为具有碟形结构，所以承载能力增强，也更加耐用。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，包括旋转窑，其特征在于：旋转窑倾斜布置，内置燃烧器，燃烧器连接空气控制阀与煤气控制阀；旋转窑高端设有闭风器进料，并且经翅片段、气管连接旋风除尘器，旋风除尘器连接引风机，引风机的排气口连接布袋除尘器，旋风除尘器下方连接闭风器，闭风器下方设有收尘桶；翅片段内设有翅片，翅片段外部设有罩筒，气管外部设有套管式空气换热器，罩筒与空气换热器下抽气口汇合后经管道分两路供给预热后的空气，一路经鼓风机、煤气炉连接煤气控制阀，另一路经鼓风机连接空气控制阀；旋转窑内设有凸起的耐火板；所述引风机包括风机叶轮和机壳，风机叶轮包括叶轮背板、叶轮面板和叶片，叶片布置成叶轮轴径向、中心对称的中空反水滴形，叶轮背板为碟形；中空反水滴形叶片连接叶轮面板并与碟形叶轮背板焊接组成叶轮主体；叶轮面板设有进风口、碟形叶轮背板通过铆钉固定并连接轴座，轴座通过轴孔与风机轴进行配合连接；机壳设有进风口和出风口，机壳外形轮廓线是渐开线，渐开线圆圆心与风机轴心重合，渐开线从机壳出风口内侧开始，划线半径随渐开线圆逐渐加大，到机壳出风口外侧结束，机壳出风口宽度等于渐开线圆周长；机壳进风口设有盖板，盖板上也有进风口便于连接管道，且轴心和叶轮轴心重合；所述旋转窑的低端连接保温反应桶，保温反应桶连接急冷液池，急冷液池中布置有出料带，出料带受托辊支撑。

2.根据权利要求1所述煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，其特征在于：所述凸起的耐火板为梯形或矩形或三角形。

3.根据权利要求1所述煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，其特征在于：所述机壳固定在机座上。

4.根据权利要求1所述煤气炉供热且引风机不积尘的锰加工旋转窑系统，其特征在于：所述机壳进风口盖板通过螺栓固定连接机壳，并且可以拆卸。