CN1060563C - 一种热力闭循环隧道窑 - Google Patents

Abstract

一种热力闭循环隧道窑，它有隧道窑体等，隧道窑体分为干燥预热段，烧结段和冷却段，其特征在于：干燥预热段和烧结段平行，在烧结段出口与预热干燥段出口之间设置有通风通道，冷却段与烧结段垂直，在通风通道中有高温引风风扇。使用高温风扇引风，把由烧结段排出的高温空气和用于冷却烧结后的烧结坯料、吸收了烧结坯料热量的冷却空气送入预热干燥段对待烧结坯料进行干燥和预热加温。通过通风通道把烧结热量重复利用，因此整个系统的热量损失很小，大大提高了能量利用率。

Description

一种热力闭循环隧道窑

一种热力闭循环隧道窑，它属于陶瓷制造设备，可用于工业及用陶瓷的烧结处理，也可用于建筑用砖瓦的烧制。

现在工业以及大批量民用陶瓷烧制加工，多使用隧道窑。它采用烧结坯料连续运动通过高温烧制区加温烧制的方法完成烧结处理。这种方法的优点是可连续加工，有较高的生产效率。如CN 85104678的专利申请，随采用了分成，由干燥预热段、烧结段和冷却段三段组成的窑体。可是，由于采用直线型窑体，三段窑体在一条直线上，烧结坯料连续运动，不断进料、出料。因此隧道窑的两端是开放的，热能流与烧结坯料的物流方向一致，热量被坯料和所排尾气带走，因而热量损失较大，能量利用率不高。

本发明的目的是发明一种热力闭循环隧道窑，使大部分热能循环利用，减小热量损失，提高能量利用率。

本发明的结构如附图1所示，它有隧道窑体1，在隧道窑体1中有坯料输送装置2，在隧道窑体1的壁上装有燃料喷嘴3，燃烧喷嘴3有多个，与燃料喷嘴3相连有燃料输送泵4和燃料输送泵驱动电机12，并有鼓风机5和鼓风机驱动电机13，隧道窑体1分为三段，由干燥预热段6，烧结段7和冷却段8组成，燃料喷嘴3装在烧结段7中，其特征在于：干燥预热段6和烧结段7平行，在烧结段7出口与预热干燥段6出口之间设置有通风通道9，冷却段8与烧结段7垂直，在通风通道9中有高温引风风扇10，有驱动高温引风风扇10的风扇驱动电机11。

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明中热量流动示意图。

附图3为本发明采用机电一体化测控设备实施例的示意图。

本发明的工作原理如下：

它有隧道窑体1，在隧道窑体1中有坯料输送装置2。待烧结坯料在输送装置2的传输下，从窑体1的进料端缓慢进入，并在窑体1内移动。在隧道窑体1烧结段7的壁上有燃料喷嘴3，燃料喷嘴3有多个，并与燃料输送泵4相连。燃料输送泵4由燃料输送泵驱动电机12驱动，烧结用燃料通过燃料输送泵4加压后从燃料喷嘴3喷出。有鼓风机5和鼓风机驱动电机13，鼓风机5送出的含氧空气被送入隧道窑体1中燃料喷嘴处，与由燃料喷嘴3喷出的燃料混合燃烧，形成坯料烧结区。隧道窑体1分为3段，分别为干燥预热段6，烧结段7和冷却段8。干燥预热段6和烧结段7平行，在烧结段7出口与预热干燥段6出口之间设置有通风通道9，冷却段8与烧结段7垂直，在通风通道9中有高温引风风扇10，高温引风风扇10由风扇驱动电机11驱动。高温引风风扇10把由烧结段7排出的热空气抽入通风通道9中，同时也把由冷却段8出料口处进入的冷却用空气抽入通风通道9中。通风通道9的另一端与预热干燥段6末端相通，由于由烧结段7排出的热空气和在冷却段8冷却了烧结过烧结坯料的空气混合后，还有较高的温度，(一般可有800-1000℃)，因此，送入预热干燥段6后，对进入的烧结坯料进行干燥预热。用于干燥预热后的热风把热量传递给待烧结坯料后，从预热干燥段6的入料口排出。

在本发明中，使用把整个窑体分为预热干燥段，烧结段和冷却段三段，在烧结段出口与预热干燥段出口之间设置通风通道，使用高温风扇引风，把由烧结段排出的高温空气和用于冷却烧结后的烧结坯料并吸收了烧结坯料热量的冷却空气送入预热干燥段对待烧结坯料进行干燥和预热加温。它通过通风通道把烧结热量重复利用，其热量流动如附图2所示，图中，虚线表示由空气携带的热量流，实线表示由烧结坯料携带的热量流。从附图2中可以看出，热量流是闭循环的。由预热干燥段入料口端排出的空气，由于通过了整个预热干燥段，把热量都传递给了待烧结坯料，温度已很低，所含热量很少。而由冷却段出口出来的已烧结坯料由于被从出口处进入的冷却空气冷却，温度也很低，也没有含过多的剩于热量，因此整个系统的热量损失很小，大大提高了能量利用率。

本发明中，隧道窑体1的结构与普通隧道窑一样，只是把它分为三段，前两段之间用半圆过渡，后两段之间用四分之一圆弧连接。大小和横截面形状可由待烧结坯料决定。

本发明中的坯料输送装置2也和普通隧道窑中的坯料输送装置一样，可以是托盘滑台式的，也可以是轨道小车式的，还可以是传送带式的。

本发明中的坯料输送装置2运行速度由要求的生产率确定，在确定了输送速度后，根据要求的烧结保持时间，计算相对应的烧结段7长度，预热干燥段6的长度可以和烧结段7长度相等，冷却段长度可以接近烧结段长度。

在本发明中，燃料喷嘴3、燃料输送泵4和燃料输送泵驱动电机12都可以和普通隧道窑中使用的一样，本发明无特殊要求。可以使用煤浆、重油、柴油或是煤气、天然气等不同的燃料。使用不同的燃料时，换用不同的喷嘴和输送泵。本发明中，鼓风机5可以使用普通的离心式鼓风机或轴流式鼓风机，其通风量可以比普通隧道窑的小一些，用送风管道送到每一个燃料喷嘴3近旁。燃烧时的空气过剩系数应控制在1．05-1．10之间。由于整个装置的热量损失小，因此相应的也可以减小燃料输送速度。

在本发明中，高温引风风扇10可以是用轴流式风扇，把风扇驱动电机11装于通风通道9外，通过传动轴与放置于通风通道9中的风扇叶片相连，这样可使风扇驱动电机11工作在常温之下。风扇叶片应使用耐热材料制造，可以用镍基合金，也可以用钼基合金，还可以使用钛合金制造，风扇叶片可以悬臂支于通风通道壁外的轴承支座上。

本发明中的通风通道9可以是使用耐热材料制造的管道，如水泥管、内衬有耐热保温材料的金属管等。也可以是直接由如耐火砖等砌成的通道，与隧道窑体1的结构一样。

在本发明中的燃料输送泵驱动电机12、鼓风机驱动电机13和风扇驱动电机11都可以使用数控变工况电机，如中国专利号为CNZL 92200002．6的电机，在隧道窑体1的预热干燥段6的进料口处，烧结段7中、冷却段8与烧结段7的连接处和通风通道中装有温度传感器15、16、17和18，用于测量相应部分的气温，有工业过程控制器14与数控变工况电机和温度传感器15、16、17和18相连，其结构如附图3所示。工业过程控制器14不断采集由温度传感器15、16、17和18测得的对应处温度值。通过控制软件的判断，相应调整对应的数控变工况电机的工况，实现机电一体化测控。如，当工业过程控制器14采集到烧结段7中装有的温度传感器16测得的气温高于设定的烧结温度时，工业过程控制器14控制燃料输送泵4的驱动数控变工况电机12和鼓风机5的驱动数控变工况电机13减小转速，从而降低燃烧产生的热量。当工业过程控制器14采集到的由装于预热干燥段6的进料口处的温度传感器11测得的排气温度高于设计值时，工业过程控制器14控制风扇驱动电机11的工况，减小其工况值。

本发明采用机电一体化测控方式的实施例中，温度传感器15、16、17和18都可以是普通温度传感器，如热电偶、半导体等温度传感器。工业控制器14可以采用现成的产品，也可以使用如专利号为CNZL 90110001．3的结构，或专利号为CNZL 90217927．6的结构。

本发明可以在预热干燥段6的进料口端加接有与地面垂直的排气烟囱。一方面可以把燃烧废气排入高层大气，便于扩散，减少地面污染。另一方面热引射作用，用于减小排气阻力。本发明也可以在预热干燥段6的进料口部开有专用排气口，在排气口处装有排气风扇，以减少排气阻力。

Claims (2)

1．一种热力闭循环隧道窑，它有隧道窑体(1)，在隧道窑体(1)中有坯料输送装置(2)，在隧道窑体(1)的壁上装有燃料喷嘴(3)，燃烧喷嘴(3)有多个，与燃料喷嘴(3)相连有燃料输送泵(4)和燃料输送泵驱动电机(12)，并有鼓风机(5)和鼓风机驱动电机(13)，隧道窑体(1)分为三段，由干燥预热段(6)，烧结段(7)和冷却段(8)组成，燃料喷嘴(3)装在烧结段(7)中，其特征在于：干燥预热段(6)和烧结段(7)平行，在烧结段(7)出口与预热干燥段(6)出口之间设置有通风通道(9)，冷却段(8)与烧结段(7)垂直，在通风通道(9)中有高温引风风扇(10)，有驱动高温引风风扇10的风扇驱动电机(11)。

2．如权利要求1所述的热力闭循环隧道窑，其特征在于：燃料输送泵驱动电机(12)、鼓风机驱动电机(13)和风扇驱动电机(11)都为数控变工况电机，在隧道窑体(1)的预热干燥段(6)的进料口处，烧结段(7)中、冷却段(8)与烧结段(7)的连接处和通风通道中装有温度传感器(15)、(16)、(17)和(18)，用于测量相应部分的气温，有工业过程控制器(14)与数控变工况电机和温度传感器(15)、(16)、(17)和(18)相连。

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