CN105157415B - 环形竖窑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环形竖窑，包括：窑本体、第一换热器7和第二换热器8，其中，窑本体包括内圆筒1和窑壳2，窑壳2中设置有至少一层燃烧室，内圆筒1通过第一气道10与第一换热器7连通，内圆筒1通过第二气道11与第二换热器8与连通，第一换热器7用于对原料进行预加热，第二换热器8用于对燃料进行预加热。本发明通过配置独立的换热器对燃料和原料分别进行加热，能够让环形竖窑工作时所采用的燃料提前升温，从而使环形竖窑采用超低热值的燃料，放宽了环形竖窑对燃料和原料的要求，使环形竖窑在采用超低热值的燃料进行工作时仍旧能够保证成品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种环形竖窑。
背景技术
环形竖窑技术起源于欧洲，主要被钢铁和化工企业所使用，可生产石灰等非金属矿物制品，可使用的燃料为煤粉等固体燃料、重油等液体燃料和各种燃气。
虽然从理论上来说，环形竖窑能够使用的燃料种类较多，但是，由于受原料、燃料条件的多种实际情况的影响，为了保证生产的效率和成品质量，环形竖窑通常主要使用高热值的气体燃料，因此对燃料的选择条件较为严格，从而导致环形竖窑的使用和发展受到一定限制。
目前，针对环形竖窑对燃料的选择条件较为严格的问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种环形竖窑，能够对原料和燃料分别进行预热，从而使环形竖窑能够采用超低热值的燃料，降低环形竖窑对燃料选择的要求。
根据本发明的环形竖窑包括窑本体、第一换热器7和第二换热器8，其中，窑本体包括内圆筒1和窑壳2，窑壳2中设置有至少一层燃烧室，内圆筒1通过第一气道10与第一换热器7连通，内圆筒1通过第二气道11与第二换热器8与连通，第一换热器7用于对原料进行预加热，第二换热器8用于对燃料进行预加热。
并且，根据本发明的环形竖窑可以进一步包括：出料机18和环形轨道19，其中，环形轨道19位于环形竖窑下方，出料机18安装在环形轨道19的圆弧内侧，出料机18的出料口所朝向的方向随着出料机18沿着环形轨道19运动而变化。
并且，本发明的环形竖窑可以进一步包括：卸料机构卸料装置16和料仓17，其中，卸料装置16位于环形竖窑下方，料仓17位于卸料装置16下方，出料机18安装在料仓17底部的出料口处。
可选地，料仓17的纵截面呈V字形，出料机18位于料仓17下部的中间位置。
此外，燃烧室可以在竖直方向的至少一个层中设置，每个层均包括至少一个燃烧室。
可选地，每一层设置的燃烧室数量可以为3-7个，燃烧室分布的层数可以为1-3层。
此外，每个燃烧室都设置有耐火材料砌筑的火桥3，火桥将内圆筒1与窑壳2连接。
其中，根据本发明的环形竖窑可以进一步包括循环风管道和冷却梁，循环风管道和冷却梁从内窑筒1的侧引出，火桥3用于保护冷却梁和循环风管道，并将冷却梁和循环风管道引出窑壳2以外。
此外，根据本发明的环形竖窑可以进一步包括：废气排放口9，与内圆筒1连通，其中，废气排放口9、第一气道10和第二气道11均位于内圆筒1顶部。
此外，内圆筒1和窑壳2由耐火材料砌筑而成。
本发明通过配置独立的换热器对燃料和原料分别进行加热，能够让环形竖窑工作时所采用的燃料提前升温，从而使环形竖窑采用超低热值的燃料，放宽了环形竖窑对燃料和原料的要求，使环形竖窑在采用超低热值的燃料进行工作时仍旧能够保证成品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的环形竖窑的纵截面图；
图2是根据本发明实施例的环形竖窑的结构图；
图3是根据本发明实施例的环形竖窑的俯视图；
图4是根据本发明实施例的料仓和出料机的结构图；
图5是根据本发明实施例的环形轨道的俯视图；
图6是根据本发明实施例的环形轨道的截面图。
在附图中：1、内圆筒；2、窑壳；3、拱桥(火桥)；4、上排燃烧室；5、下排燃烧室；6、引射器；7、第一换热器；8、第二换热器；9、窑顶废气；10、第一气道；11、第二气道；12、第一环管；13、第二环管；14、第三环管；15、窑顶布料器；16、卸料装置；17、窑底料仓；18、旋转式振动出料机；19、环形轨道；20、窑底出料皮带机；21、紧急出料皮带机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种环形竖窑，由于本发明提出的环形竖窑采用两个独立的换热器进行预热，所以，本发明的环形竖窑也可以称为双预热环形竖窑。根据本发明的环形竖窑可以用于煅烧各种矿物，例如，可用于煅烧铝矾土、石灰石、白云石、菱镁矿等非金属矿物。
根据本发明的竖窑由窑本体、上料装置、卸料系统、燃烧系统、换热器、引射器和风机系统构成。如图1所示，窑本体由内圆筒1和窑壳2组成，内圆筒1分为上、下两部分，优选地，内圆筒1可以为双层耐热钢板夹壁结构。
在图1所示的实例中，内圆筒1的上部可以设置有环管12和13，下部可以设置有环管14。实际上，环管的数量可以根据具体需求来设计。
此外，通常情况下，窑壳2外部设1-3层燃烧室。在图1中所示的实施例中，环形竖窑可以包含两层燃烧室，即上排燃烧室4和下排燃烧室5。实际上，燃烧室的层数可以根据实际产量而定，在产量要求较低时，可以仅设计一层燃烧室即可；而在需要大吨位产量时，可以增加多层燃烧室。另外，在每层可以设置3-7个燃烧室，各层的燃烧室可以沿圆周方向均匀分布。每个上排燃烧室4和下排燃烧室5对应设置耐火材料砌筑的火桥3(即，拱桥)，将内圆筒1和窑壳2相连接，火桥3砌筑的耐火材料将内圆筒1夹壁引出的冷却梁和循环气体管道保护起来，并引出窑壳2外部。可选地，火桥3可以采用镁铝尖晶石砖结合高铝砖、高铝浇注料等非碱性材料复合砌体，确保了窑体稳定长寿命运行。
可选地，竖窑内圆筒1的内外侧和外窑壳2的内侧都砌筑有耐火材料。
另外，在环形竖窑的下部，设置有卸料装置16和料仓17。在图1所示出的实例中，料仓17为的纵截面呈V字形。
其中，本发明通过两套独立的外置换热装置分别对非金属矿物原料和燃料进行预先加热，其中，第一换热器7用于对原料进行预加热，第二换热器8用于对燃料进行预加热。
通过图2和图3可以看出，第一换热器7和第二换热器8可以在圆周方向上分布，两者不重叠。图3所示出的仅仅是一个具体实例，实际上，第一换热器7和第二换热器8可以设置在圆周的其他位置处。
本发明提出的双预热结构能够大大提高竖窑的理论燃烧温度。以使用煤气为例，煤气预热温度每提高100℃，理论燃烧温度提高约50℃；空气预热温度每提高100℃，理论燃烧温度提高约36℃。例如，根据本发明的环形竖窑可以单独使用热值≥750kCal/Nm3的纯高炉煤气等超低热值燃料。因此，本发明提出的双预热环形竖窑大幅提高了煅烧物料的产量和质量。
在废气经过内圆筒1排出时，废气中的三分之二通过上部内圆筒抽出，即，三分之二的废气通过气道10和11分别进入第一换热器7和第二换热器8，而另外三分之一的废气通过废气排放口9从窑顶抽出。与现有技术相比，从窑顶抽出的废气量更少，从内圆筒1抽出的废气量更多，因而窑顶温度有所降低。
如图4所示，卸料系统16下部料仓17可以设有出料机18(该出料机可以是旋转式振动出料机)。该装置位于竖窑底部料仓17下部中心位置，正常生产时振动出料机固定在某一角度将物料由窑底料仓输送至窑底出料皮带20。环形轨道19位于环形竖窑下方，出料机18安装在环形轨道19的圆弧内侧，出料机18的出料口所朝向的方向随着出料机18沿着环形轨道19运动而变化。在开窑初期或者出现紧急情况时，出料机18旋转至某一角度，将开窑初期的废料或紧急状况下所生产物料卸出。与现有技术相比，由于是中心卸料，因而窑内物料均匀下落，保证了窑内料面平稳和生产稳定。
图5是根据本发明一个实施例的环形轨道19的俯视图。其中，图5所示出的环形轨道19为圆形，在其他没有示出的实施例中，环形轨道可以是非整圆形，而是一段圆弧。
图6示出了环形轨道19的横截面。在图6所示出的实施例中，环形轨道19的横截面为工字形。出料机18可以在内侧凹槽内运动，从而改变出料机18的出料口的朝向。
可选地，本发明的风机系统可以包括布袋除尘风机、废气引风机、驱动空气风机、内圆筒夹壁冷却风机等。通过风机系统、换热器7、8和窑内特殊的结构设计形成循环气体气流，从而形成后置煅烧带。
本发明所述非金属矿物的煅烧过程为：物料经上料系统进入窑内预热带内圆筒1和窑壳2组成的环形空间内，依靠重力下落，在煅烧带完成煅烧。煅烧带自上而下分为两部分：即逆流煅烧带和顺流煅烧带。各层燃烧室之间区域为逆流煅烧带，下部燃烧室至下部内圆筒入口处为顺流煅烧带。
综上所述，借助于本发明的技术方案，通过采用独立的换热器对原料和燃料进行分别预热，能够让环形竖窑使用发热值更低的气体、固体或液体燃料，使得环形竖窑对非金属矿物原料和所用燃料的条件放宽，并且能够有效降低能耗，还能够减少污染物排放；另外，本发明还能够让环形竖窑的装料和出料更加均匀，因此容易烧成高质量的非金属矿物制品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环形竖窑，其特征在于，包括窑本体、第一换热器(7)和第二换热器(8)，其中，所述窑本体包括内圆筒(1)和窑壳(2)，所述窑壳(2)中设置有至少一层燃烧室，所述内圆筒(1)通过第一气道(10)与所述第一换热器(7)连通，所述内圆筒(1)通过第二气道(11)与所述第二换热器(8)与连通，所述第一换热器(7)用于对原料进行预加热，所述第二换热器(8)用于对燃料进行预加热；
并且，所述环形竖窑进一步包括：出料机(18)和环形轨道(19)，其中，所述环形轨道(19)位于所述环形竖窑下方，所述出料机(18)安装在所述环形轨道(19)的圆弧内侧，所述出料机(18)的出料口所朝向的方向随着所述出料机(18)沿着所述环形轨道(19)运动而变化，其中，环形轨道(19)的横截面为工字形，并且出料机(18)在内侧凹槽内运动。
2.根据权利要求1所述的环形竖窑，其特征在于，进一步包括：卸料机构卸料装置(16)和料仓(17)，所述卸料装置(16)位于所述环形竖窑下方，所述料仓(17)位于所述卸料装置(16)下方，所述出料机(18)安装在所述料仓(17)底部的出料口处。
3.根据权利要求2所述的环形竖窑，其特征在于，所述料仓(17)的纵截面呈V字形，所述出料机(18)位于所述料仓(17)下部的中间位置。
4.根据权利要求1所述的环形竖窑，其特征在于，所述燃烧室在竖直方向的至少一个层中设置，每个层均包括至少一个燃烧室。
5.根据权利要求4所述的环形竖窑，其特征在于，每一层设置的燃烧室数量为3-7个，燃烧室分布的层数为1-3层。
6.根据权利要求1所述的环形竖窑，其特征在于，每个燃烧室都设置有耐火材料砌筑的火桥(3)，所述火桥将所述内圆筒(1)与所述窑壳(2)连接。
7.根据权利要求6所述的环形竖窑，其特征在于，进一步包括循环风管道和冷却梁，所述循环风管道和所述冷却梁从所述内圆 筒(1)的侧引出，所述火桥(3)用于保护所述冷却梁和所述循环风管道，并将所述冷却梁和所述循环风管道引出所述窑壳(2)以外。
8.根据权利要求1所述的环形竖窑，其特征在于，进一步包括：废气排放口(9)，与所述内圆筒(1)连通，其中，所述废气排放口(9)、所述第一气道(10)和所述第二气道(11)均位于所述内圆筒(1)顶部。
9.根据权利要求1所述的环形竖窑，其特征在于，所述内圆筒(1)和所述窑壳(2)由耐火材料砌筑而成。
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