CN105923987B - 一种用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，包括混料装置、送料装置、炉前加料器、熔窑、燃料输送器、燃烧器、助燃空气换热器、四辊离心机、集棉装置、固化炉和喷胶器，送料装置的出料口位于炉前加料器的进料口上方，炉前加料器的出料口与熔窑的进料口相通；燃料输送器的出口与熔窑的燃料进口连通，助燃空气换热器与窑炉连接，燃烧器位于熔窑的端部；熔窑的熔体出料口位于四辊离心机的进料口正上方，喷胶器连接在四辊离心机的四个离心辊周围，四辊离心机的成棉区与集棉装置的进料口连通，集棉装置的出料口与固化炉的进料口连通。该窑炉装置用于生产玄武岩纤维，废棉可全部回炉再利用，具有高效、节能、环保功效。
Description
技术领域
本发明属于玄武岩岩棉的制备领域，具体来说，涉及一种用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置。
技术背景
节能减排已是我国发展的基本国策。据统计，我国目前建筑运行的能耗约占社会总能耗的30%，随着我国城镇化建设的不断加快，城市高楼不断增多，建筑保温节能的任务更加繁重。矿棉、玻璃棉、岩棉保温板是无机纤维保温材料，符合国家对建筑外墙保温材料的要求。但矿棉遇雨水容易膨胀，导致保温性能大幅度降低，加之酸度系数较低（仅为1.5～1.7），其力学性能和化学稳定性较差，型板容易分层，还有其它种种缺陷，不适宜用于高层建筑的外墙保温。玻璃棉一般不耐碱，且吸水率较高，力学性能和化学性能低于岩棉，亦不适于用于建筑外墙保温。玄武岩纤维是新兴的环保型无机纤维材料，具有轻质高强、耐高温、耐侵蚀、绝热隔音等优异性能，在航天航空、汽车船舶、土建交通等领域具有广泛用途，市场前景广阔。玄武岩岩棉具有酸度系数高、力学性能好、耐高温、保温性好等特点，在建筑外墙保温领域应用越来越广。
目前生产矿棉或玄武岩岩棉基本都是采用冲天炉的生产方式进行生产，该生产方式的对原料和燃料的粒径要求较高，一般情况，原料的粒径控制在30-70mm、燃料焦炭粒径控制在60-120mm。由于燃料是焦炭，故产生的烟气中含有较高的二氧化硫、硫化氢、一氧化碳，严重污染空气，对烟气输送管道亦有严重的侵蚀。其中部分烟气逸出到厂房及厂区内，污染生产作业环境，甚至会造成工人一氧化碳中毒事件。另外，厂区内除原料仓库外，还需设置焦炭仓库，占用较大的面积，厂容厂貌较差。虽然冲天炉生产工艺具有根据销售情况而随时关停的灵活性，但冲天炉一般每个月都要停炉进行维修几天，生产效率降低，这也严重影响的其产量。同时，冲天炉生产方式在生产过程中产生的废棉更是其较难解决的难题。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于生产玄武岩岩棉的熔窑装置，该窑炉装置用于生产玄武岩岩棉，可使用多种罐装、管道输送燃料，废棉可全部回炉再利用，具有高效、节能、环保功效。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，该熔窑装置包括混料装置、送料装置、炉前加料器、熔窑、燃料输送器、燃烧器、助燃空气换热器、四辊离心机、集棉装置、固化炉和喷胶器，其中，混料装置的出料口位于送料装置的进料口上方，送料装置的出料口位于炉前加料器的进料口上方，炉前加料器的出料口与熔窑的进料口相通；燃料输送器的出口与熔窑的燃料进口连通，助燃空气换热器与窑炉连接，燃烧器位于熔窑的端部；熔窑的熔体出料口位于四辊离心机的进料口正上方，喷胶器连接在四辊离心机的四个离心辊周围，四辊离心机的成棉区与集棉装置的进料口连通，集棉装置的出料口与固化炉的进料口连通。
作为优选例，所述的助燃空气换热器和燃料输送器分别为两个，工作时，同一助燃空气换热器中交替通入助燃空气和废气，且在同一时刻，一个助燃空气换热器中通入助燃空气，另一个助燃空气换热器中通入废气。
作为优选例，所述的助燃空气换热器的一端设有助燃空气进口和废气出口，另一端设有助燃空气出口和废气进口。
作为优选例，所述的助燃空气换热器的废气出口与固化炉的气体入口连通。
作为优选例，所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，还包括第一传送装置、粉碎装置和第二传送装置，第一传送装置用于将四辊离心机、集棉装置、固化炉工作中产生的废棉输送到粉碎装置中，粉碎装置的出口通过第二传送装置与混料装置或炉前加料器的进口连接。
作为优选例，所述的燃料输送器输送的燃料为天然气、发生炉煤气、焦炉煤气、重油、渣油、煤焦油和石油焦中的一种。
作为优选例，所述的助燃空气换热器由耐火材料制成。
作为优选例，所述的耐火材料为氧化锆质、氧化镁质、氧化铬质、氧化硅质、高氧化铝质或者粘土材料。
作为优选例，所述的炉前加料器为位于熔窑两侧的至少一对螺旋输送装置，且螺旋输送装置中设有冷却装置，冷却装置靠近螺旋输送装置的出料口。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明采用熔窑结构生成玄武岩岩棉，而没有采用冲天炉结构。这有利于提高玄武岩岩棉的生产效率、产品质量及节能环保。本实施例采用熔窑式熔制熔体，在料道及出料口不会累积熔体，更不会像冲天炉一样在炉底产生铁水、结壳现象，因此也不会像冲天炉一样每一月停炉一次进行维修。因此本发明的生产效率更高。窑炉中燃料燃烧产生的高温废气在助燃空气换热器中，与助燃空气进行换热，使得即将进入熔窑中的助燃空气升温至接近窑炉内的温度，更易达到熔制温度，有利于提高窑炉中燃料的燃烧效率，这是其具有节能环保功效之一。同时，产生的低温废气（约300℃）可通入固化炉，对岩棉进行固化，节省了大量的原冲天炉在此工艺段使用的天然气，这是其又一节能环保功效。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中有：混料装置1、送料装置2、炉前加料器3、熔窑4、燃料输送器5、燃烧器6、助燃空气换热器7、四辊离心机8、集棉装置9、固化炉10、喷胶器11。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例的技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本发明实施例的一种用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，包括混料装置1、送料装置2、炉前加料器3、熔窑4、燃料输送器5、燃烧器6、助燃空气换热器7、四辊离心机8、集棉装置9、固化炉10和喷胶器11。混料装置1的出料口位于送料装置2的进料口上方，送料装置2的出料口位于炉前加料器3的进料口上方，炉前加料器3的出料口与熔窑4的进料口相通。燃料输送器5的出口与熔窑4的燃料进口连通，助燃空气换热器7与熔窑4连通，燃烧器6位于熔窑4的端部。作为优选，燃烧器6位于熔窑4的端部。在熔窑4的下部点燃燃料和助燃空气，有利于燃料和空气的充分燃烧。熔窑4的熔体出料口位于四辊离心机8的进料口正上方。喷胶器11连接在四辊离心机8的四个离心辊周围，四辊离心机8的成棉区与集棉装置9的进料口连通，集棉装置9的出料口与固化炉10的进料口连通。
作为上述实施例的优选例，所述的助燃空气换热器7和燃料输送器5分别为两个。两个助燃空气换热器7和两个燃料输送器5分别与熔窑4连通。一个助燃空气换热器7和一个燃料输送器5对应设置。工作时，助燃空气换热器7的一端用于通入助燃空气，另一端用于连接熔窑4，输送废气。工作时，同一助燃空气换热器7中交替通入助燃空气和废气，且在同一时刻，一个助燃空气换热器7中通入助燃空气，另一个助燃空气换热器7中通入废气。当废气从熔窑4中排出，其为高温废气，在进入助燃空气换热器7中，高温废气将其中的热量传送至助燃空气换热器7的壁面中，使得助燃空气换热器7蓄积了热量。当通入常温的助燃空气时，助燃空气从助燃空气换热器7中吸收了热量，使得助燃空气温度升高。由于熔窑4中的燃烧温度最高可达1650℃以上，所以在助燃空气换热器7中，对助燃空气加热后，使得助燃空气升温后的温度更易达到熔制温度，有利于提高窑炉中燃料的燃烧效率，具有节能功效。
作为优选例，所述的助燃空气换热器7的一端设有助燃空气进口和废气出口，另一端设有助燃空气出口和废气进口。助燃空气换热器7的助燃空气出口和废气进口分别与熔窑4连接。在同一助燃空气换热器7中，设有一通道。废气和助燃空气共用该通道。当从熔窑4中排出废气时，关闭助燃空气进口和助燃空气出口。当向熔窑4中通入助燃空气时，关闭废气进口和废气出口。
上述实施例采用窑炉结构生成玄武岩岩棉，而没有采用冲天炉结构。这有利于提高玄武岩岩棉的生产效率、产品质量及节能环保。具体来说，本发明实施例采用熔窑的生产方式生产玄武岩岩棉，其生产工艺是：首先在混料装置1中，将原料混合，原料主要包括玄武岩矿石、白云石等无机矿物原料，将混合后的原料通过送料装置2传输至炉前加料器3中。按照生产要求，控制炉前加料器3向熔窑4中添加的原料量。炉前加料器3可以连续不断的将原料均匀加入熔窑4内。外界的助燃空气通过助燃空气换热器7换热后，进入熔窑4中。燃料通过燃料输送器5输入窑炉4中。进入窑炉4中的空气和燃料燃烧，产生高温，加热玄武岩矿石等原料，最高可达1650℃以上，从而熔化熔窑4中的原料，生成玄武岩熔液。在空气和燃料燃烧后产生的高温废气，通过窑炉4的出口通入助燃空气换热器7中。
熔化后的高温玄武岩熔液经熔窑4的熔体出料口，流到四辊离心机8的第一辊上，开始制棉。四辊离心机8将高温玄武岩熔液在高速离心力作用下，甩制成玄武岩岩棉，同时附在四辊离心机周围的喷胶器11对玄武岩岩棉进行喷胶，通过高压风，吹入集棉装置9，再利用集棉装置9对已经喷了胶的玄武岩岩棉进行收集，最后利用固化炉10将玄武岩岩棉固化成型为棉板。
在上述实施例中，所述的助燃空气换热器7的废气出口与固化炉10的气体入口连通。助燃空气换热器7包含共用的废气通道和助燃空气通道。从窑炉4流出的高温废气，从助燃空气换热器7中流出，变为低温废气，但仍高于外界环境温度。固化炉10对玄武岩岩棉进行固化时，需要利用温度较高的气流，而从助燃空气换热器7的废气出口流出的废气温度可以满足这一要求。因此，将助燃空气换热器7的废气出口与固化炉10的气体入口连通，利用废气的高温对固化炉10中的玄武岩岩棉进行加热，实现了对废气中的废热利用，有利于节能环保。从固化炉10中的气体出口流出的废气经过处理流向外界。
上述实施例的改进方案，所述的熔窑装置还包括第一传送装置、粉碎装置和第二传送装置，第一传送装置用于将四辊离心机8、集棉装置9、固化炉10工作中产生的废棉输送到粉碎装置中，粉碎装置的出口通过第二传送装置与混料装置1或炉前加料器3的进口连接。
在成棉、固化、剪切过程中，不可避免会有部分岩棉在生产线上散落下来，随切边机切下来的岩棉也都归入到废棉产品系列。对于冲天炉生产工艺而言，这类废棉是无法合理处理的，而本实施例设置第一传送装置、粉碎装置和第二传送装置，将成棉、固化、剪切过程中产生的废料经过粉碎后传送到混料装置1或炉前加料器3中，再通过混料装置1或炉前加料器3重新加入窑炉4中加热。这样，整个生成过程中，实现了废料的重新利用，全生产过程没有固体废弃物排放。相对于现有技术中产生的固体废物无法重新利用，该实施例有利于节能环保。
作为优选例，所述的炉前加料器3为位于熔窑4两侧的至少一对螺旋输送装置，且螺旋输送装置中设有冷却装置，冷却装置靠近螺旋输送装置的出料口。由于螺旋输送装置通常为金属制成，而熔窑4内温度较高，为避免螺旋输送装置靠近熔窑4的一端受高温变形，在螺旋输送装置的出料口设置冷却装置，使得螺旋输送装置靠近熔窑4的一端不易变形损坏。
现有技术中冲天炉利用的燃料是焦炭，而本实施例中，优选燃料为天然气、发生炉煤气、焦炉煤气、重油、渣油、煤焦油和石油焦中的一种。本优选例可以使用多种燃料，对燃料及原材料粒径要求不高，粒径细者较好。燃料可以是固态、气态或液态。这些燃料存储、输送方便，由于对于气态和液态，不需要占用过大的场地进行存储。同时，这些燃料燃烧后产生的废气中无一氧化碳、二氧化硫等有毒气体排放，对生产环境无污染。
作为上述实施例的优选例，所述的助燃空气换热器7由耐火材料制成。作为优选的，耐火材料为氧化锆质、氧化镁质、氧化铬质、氧化硅质、高氧化铝质或者粘土材料。由于高温废气和助燃空气进行换热时，温度高达1100℃以上。如果采用金属材质作成助燃空气换热器7，那么换热器长期在如此高温条件下工作，容易损坏，通常每年需要更换1—3次。而本优选例，采用耐高温、抗侵蚀的耐火材料制成助燃空气换热器7，在高温条件下工作，也不容易损坏，不需要频繁更换，通常可连续工作5—10年。
在上式实施例中，由于助燃空气和燃料在窑炉4内充分燃烧，使窑炉4内保持高温状态，从而使得熔制得到的熔体在熔窑内充分均化，所以熔体质量高，相应得到的玄武岩岩棉质量也较高。经此熔窑熔制得到的高温熔体的均匀性显著优于冲天炉熔化的熔体，制得的玄武岩岩棉品质更高。
本实施例采用熔窑式熔制熔体，在料道及出料口不会累积熔体，更不会像冲天炉一样在炉底产生铁水、结壳现象，可连续不断地进行生产，而也不会像冲天炉一样每一月停炉1-3次进行维修。因此本发明的生产效率很高，设计年产能2万吨年，实际产能基本就是2万吨年。与冲天炉相比，本实施例熔窑进行岩棉的生产，生产效率高、岩棉质量高、节约能耗、清洁环保、综合成本降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，该熔窑装置包括混料装置(1)、送料装置(2)、炉前加料器(3)、熔窑(4)、燃料输送器(5)、燃烧器(6)、助燃空气换热器(7)、四辊离心机(8)、集棉装置(9)、固化炉(10)和喷胶器(11)，其中，
混料装置(1)的出料口位于送料装置(2)的进料口上方，送料装置(2)的出料口位于炉前加料器(3)的进料口上方，炉前加料器(3)的出料口与熔窑(4)的进料口相通；
燃料输送器(5)的出口与熔窑(4)的燃料进口连通，助燃空气换热器(7)与熔窑(4)连接，燃烧器(6)位于熔窑(4)的端部；熔窑(4)的熔体出料口位于四辊离心机(8)的进料口正上方，喷胶器(11)连接在四辊离心机(8)的四个离心辊周围，四辊离心机(8)的成棉区与集棉装置(9)的进料口连通，集棉装置(9)的出料口与固化炉(10)的进料口连通；
所述的助燃空气换热器(7)和燃料输送器(5)分别为两个，工作时，同一助燃空气换热器(7)中交替通入助燃空气和废气，且在同一时刻，一个助燃空气换热器(7)中通入助燃空气，另一个助燃空气换热器(7)中通入废气；
所述的助燃空气换热器(7)的一端设有助燃空气进口和废气出口，另一端设有助燃空气出口和废气进口；在同一助燃空气换热器(7)中，设有一通道，废气和助燃空气共用该通道。
2.按照权利要求1所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，所述的助燃空气换热器(7)的废气出口与固化炉(10)的气体入口连通。
3.按照权利要求1所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，还包括第一传送装置、粉碎装置和第二传送装置，第一传送装置用于将四辊离心机(8)、集棉装置(9)、固化炉(10)工作中产生的废棉输送到粉碎装置中，粉碎装置的出口通过第二传送装置与混料装置(1)或炉前加料器(3)的进口连接。
4.按照权利要求1所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，所述的燃料输送器(5)输送的燃料为天然气、发生炉煤气、焦炉煤气、重油、渣油、煤焦油和石油焦中的一种。
5.按照权利要求1所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，所述的助燃空气换热器(7)由耐火材料制成。
6.按照权利要求5所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，所述的耐火材料为氧化锆质、氧化镁质、氧化铬质、氧化硅质、高氧化铝质或者粘土材料。
7.按照权利要求1所述的用于生产玄武岩岩棉的具有高效节能环保的熔窑装置，其特征在于，所述的炉前加料器(3)为位于熔窑(4)两侧的至少一对螺旋输送装置，且螺旋输送装置中设有冷却装置，冷却装置靠近螺旋输送装置的出料口。
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