CN109940125A - 高产能砂热法再生焙烧炉 - Google Patents

Abstract

一种高产能砂热法再生焙烧炉，用于热处理颗粒物，包括炉腔、工作腔、隔离板、沸腾头、进气装置；所述炉腔底面设置有与进气装置连通的沸腾头，且所述炉腔中设置至少一个所述隔离板，所述隔离板将炉腔分隔成若干层，每层均为一个用于容纳颗粒物的所述工作腔，所述隔离板上设置有所述沸腾头，所述沸腾头将两个相邻的空间连通。以分层的方式充分利用焙烧炉中的高温气体，在同样的热源情况下，充分利用热能，提高热处理颗粒的产量，高效节能。

Description

高产能砂热法再生焙烧炉

技术领域

本发明涉及砂热法再生焙烧炉领域，尤其涉及高产能砂热法再生焙烧炉领域。

背景技术

砂热法再生是采用燃烧或者热交换的方式将旧砂中的不可用部分焙烧，经过除尘和筛分后，获得可再利用的再生砂。燃烧式的焙烧炉需要不可再生的天然气通过燃烧来提供热能，热交换的焙烧炉需要用电能提供热量，但不论是热交换还是燃烧的方式，炉内的温度都是较高的，能量消耗很大，怎么才能更高效的利用产生的热量，实现单位热量的重复利用，需要对现有的焙烧炉进行改进。

发明内容

本发明克服了现有天然气式焙烧炉热量利用不充分的问题，提供了一种砂热法再生焙烧炉，实现对上层热量的再次利用，减少能耗，同时提高产能。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：

一种高产能砂热法再生焙烧炉，用于热处理颗粒物，包括炉腔、工作腔、隔离板、沸腾头、进气装置；所述炉腔底面设置有与进气装置连通的沸腾头，且所述炉腔中设置至少一个所述隔离板，所述隔离板将炉腔分隔成若干层，每层均为一个用于容纳颗粒物的所述工作腔，所述隔离板上设置有所述沸腾头，所述沸腾头将两个相邻的空间连通。

利用设置有沸腾头的隔离板将下层的热量传递给上层，而且因为下层有机物的再次燃烧使得传递上去的气体温度还是足够热处理颗粒物，如此一来，不仅提高了产量还充分利用了能源，使用同样的能源，产量能至少翻番。

优选的，所述沸腾头包括腔体、进气口和出气口，所述腔体上设置有所述进气口和所述出气口，且所述腔体上表面为封闭面，所述进气口面积是所述出气口面积的0.8～1.2倍，所述进气口与进气装置或者下层工作腔连通，所述沸腾头成矩阵排列，从沸腾头出气口喷出的气体向上喷射或者相邻的沸腾头出气口喷出的气体作用后产生向上的对流气流。

腔体上表面封闭，使得沸腾中的颗粒物不会落入出气口甚至堵塞出气口，控制进气口和出气口的面积以控制压力，同时布置沸腾头，以使得从沸腾头出气口喷出的气体向上喷射或者相邻的沸腾头出气口喷出的气体作用后产生向上的对流气流，保证一定高度的沸腾，而且提高换热效果。

优选的，所述沸腾头出气口的壁厚大于或者等于所述颗粒物在出气口处堆积成的堆积体的底面两点间最大长度。

沸腾的颗粒物运动方向各种不确定，会有很大概率进入出气口，出气口出的壁厚加厚设计，也就是延长出气口的通路，一方面起到了稳流作用，另一方面使得颗粒物在通路中碰壁从而被吹出，或者即使在停止吹气的时候在出气口堆积也不会落入沸腾头内，延长沸腾头寿命的同时，防止上层的颗粒物落入下层。

优选的，还包括每个工作腔中均设置的加热装置，所述加热装置包括电热管，所述腔体在所述工作腔中沿底面延伸，所述电热管设置在所述腔体，所述腔体的上部或者一端设置进气口，所述腔体的底部间隔设置有开口朝下的排气孔，所述排气孔距离所述工作腔底面为设定距离。

以电热加热的时候，是将电热管布置在沸腾头的腔体内，腔体沿底面延伸，以增加电热管长度，同时将排气孔设计成开口冲下，如此利用底面的反作用，使气流向上喷射，以沸腾颗粒物。

优选的，还包括加热装置，所述加热装置设置在最底层工作腔，或者设置在最底层工作腔且同时设置在至少一个上层工作腔中；所述加热装置包括燃气输入管、打火装置，所述工作腔中设置有打火装置，所述腔体向上延伸，所述燃气输入管从所述进气口端管套装在所述腔体中或者套装在所述腔体外，端部的燃气输入管与所述腔体连通，且端部最外侧侧壁设置有所述出气口。

以燃气加热的时候，最优的是燃气和空气或者助燃气体在一定空间内混合之后由出气口喷出，在工作腔中打火，以使得充分燃烧，充分利用天然气。

优选的，还包括出颗粒口，每一个所述工作腔的一端均设置出颗粒口；或者还包括出颗粒口、出颗粒通路，至少一个所述工作腔的一端设置出颗粒口，设置有出颗粒口的工作腔位于没有设置出颗粒口的工作腔下方，且没有设置出颗粒口的工作腔与下部相邻的工作腔之间通过出颗粒通路连通，出颗粒通路位于进颗粒口下方。

优选的，还包括进颗粒口，每一个所述工作腔的一端均设置进颗粒口；或者还包括进颗粒口、进颗粒通路，至少一个所述工作腔的一端设置进颗粒口，设置有进颗粒口的工作腔位于没有设置进颗粒口的工作腔上方，且没有设置进颗粒口的工作腔与上部相邻的工作腔之间通过进颗粒通路连通，进颗粒通路位于进颗粒口下方。

每个工作腔可以是独立的进颗粒口和出颗粒口，也可以利用一个或者多个进颗粒口和若干进颗粒通路使得从上面进入的颗粒在颗粒通路处被分流，一部分在上层工作腔，一部分落入下层工作腔，或者利用一个或多个出颗粒口和若干出颗粒通路使得上层颗粒通过出颗粒通路，根据现场情况选择合适的进颗粒和出颗粒的方式。

优选的，还包括流量控制装置，所述进颗粒口、所述进颗粒通路、所述出颗粒口、所述出颗粒通路均设置流量控制装置，用于控制通过的颗粒量。

设置流量控制装置，准确的知晓流量，从而控制每个工作腔中的颗粒量，以合理高效的完成热处理工作。

优选的，还包括冷却装置、除尘装置，所述冷却装置与所述出颗粒口连通，所述冷却装置通过盘旋管道中的冷却液或者冷空气与颗粒进行热交换，所述除尘装置与所述炉腔上部连通，且与冷却装置上部连通。

高温处理后的颗粒需要冷却从而再次使用，利用冷却管道与高温颗粒之间进行热交换，从而能达到冷却效果，而且能通过在冷却装置处将气体加热，然后在进入炉腔，提高能量利用率。在热处理的过程中会产生很多灰尘，通过炉腔和冷却装置中设置的除尘装置去除，最终得到的颗粒的细度符合要求。

优选的，所述隔离板上的沸腾头成矩阵排列，所述隔离板倾斜设置，即所述隔离板由进颗粒口一端向处颗粒口一端倾斜。

倾斜设置是为了让刚进入的颗粒厚度薄一些，更快速的被加热，后面的层厚逐渐加厚，更高效的出颗粒，倾斜角度适中，可以提高工作效率。

由上述技术方案可知，本发明公开的一个方面带来的一个有益效果是，以分层的方式充分利用焙烧炉中600℃的高温气体，在同样的热源情况下，充分利用热能，提高热处理颗粒的产量，高效节能。

附图说明

附图1是根据本发明公开的一个实施例的高产能砂热法再生焙烧炉整体的结构示意图。

附图2是根据本发明公开的一个燃气式高产能砂热法再生焙烧炉炉腔部分的结构示意图。

附图3是根据本发明公开的一个电热式高产能砂热法再生焙烧炉炉腔部分的结构示意图。

附图4是根据本发明公开的第一种实施例的高产能砂热法再生焙烧炉的隔离板部分的结构示意图。

附图5是根据本发明公开的第二种实施例的高产能砂热法再生焙烧炉的隔离板部分的结构示意图。

附图6是根据本发明公开的第三种实施例的高产能砂热法再生焙烧炉的隔离板部分的结构示意图。

附图7是根据本发明公开的一个燃气式高产能砂热法再生焙烧炉带燃气管输入管的沸腾头部分的结构示意图。

图中：工作腔20、隔离板30、沸腾头40、腔体41、进气口42、出气口43、进气装置50、加热装置60、电热管61、燃气输入管62、出颗粒口70、出颗粒通路80、进颗粒口90、进颗粒通路100、冷却装置120、除尘装置130。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。

热法再生设备可以对合适颗粒度的，现在主要是用于砂的热处理，将打印后的砂芯通过燃烧去除树脂胶，剩下颗粒砂可以再次重复利用。现有的热法再生设备只能实现单层烧砂，因为火焰直接烧在沸腾的砂层中燃烧，所以传统一直认为砂层就是温度最高的地方，但是我们发现砂层竟然不是炉腔中最热的部分，具体是当砂层表面温度达到600℃时，炉体上层的有机物在进行二次燃烧，这种二次燃烧使得上层空气温度达到700℃以上，如此一来就颠覆了传统的观念，完全可以利用二次燃烧产生的热量再一次甚至多次进行热处理砂。如此一来，解决了现有技术中砂再生过程中能耗大、热能浪费的问题，同时大幅提高生产效率。

本方案所提供的一种高产能砂热法再生焙烧炉，总的来说是将传统的卧式砂再生设备分为上下两层甚至多层，利用原有的下部加热模块进行点火加热，将下层砂进行再生的同时，利用产生的余热将上层旧砂再生，在设计成多层的时候，就可以在第三层再添加部分加热装置60，从而利用一部分下层热量一部分新的热量完成再生，而产生的余热也足够再处理第四层的颗粒。进气装置50或者下部的余热经过沸腾头40的出气口43将砂吹浮在空中，形成砂悬浮层，保证了砂再生的充分性；所述砂再生设备还设置有除尘装置130和远程监控系统。所述砂再生设备通过自动运行和远程监控实现启停等设备运行状态，从而提升了设备的使用率，降低了非工作状态下的消耗。

实施例1：

参照附图1所示，一种高产能砂热法再生焙烧炉，用于热处理颗粒物，包括炉腔、工作腔20、隔离板30、沸腾头40、进气装置50、加热装置60、进颗粒口90、出颗粒口70、流量控制装置。

所述炉腔底面设置有与进气装置50和加热装置60连通的沸腾头40，且所述炉腔中设置至少一个所述隔离板30，隔离板30参照附图4所示，所述隔离板30将炉腔分隔成若干层，每层均为一个用于容纳颗粒物的所述工作腔20，所述隔离板30上设置有所述沸腾头40，所述沸腾头40将两个相邻的空间连通。

每一个所述工作腔20的一端均设置进颗粒口90，且相对的另一端设置出颗粒口70，进颗粒口90和出颗粒口70处均设置有流量控制装置，用于控制通过的颗粒量。冷却装置120与所述出颗粒口70连通，所述冷却装置120通过盘旋管道中的冷却液或者冷空气与颗粒进行热交换，所述除尘装置130与所述炉腔上部连通，且与冷却装置120上部连通。

沸腾头40包括腔体41、进气口42和出气口43，所述腔体41上设置有所述进气口42和所述出气口43，且所述腔体41上表面为封闭面，所述进气口42面积是所述出气口43面积的0.8～1.2倍，所述进气口42与进气装置50或者下层工作腔20连通。沸腾头40出气口43的壁厚大于或者等于所述颗粒物在出气口43处堆积成的堆积体的底面两点间最大长度。

所述沸腾头40成矩阵排列，从沸腾头40出气口43喷出的气体向上喷射或者相邻的沸腾头40出气口43喷出的气体作用后产生向上的对流气流。沸腾头40的设置要满足出气口43喷出的气体是能形成向上的气流，而不是成了乱流。

隔离板30倾斜设置，即所述隔离板30由进颗粒口90一端向处颗粒口一端倾斜。当隔离板30是倾斜设置的时候，所有沸腾头40的出气口43最佳是在同一水平面的，如此使得相邻的沸腾头40的出气口43喷出的气流对冲，相互作用之后，形成一股向上的气流，如果沸腾头40是随即布置的，那么相邻的出气口43之间形成的就是乱流，没有办法沸腾颗粒，也就不能工作。

具体的，在焙烧炉炉腔的中部设置以隔离板30，所述隔离板30将所述焙烧炉炉体分割为上部空间和下部空间，此结构焙烧炉可以实现5吨～6吨旧砂的再生，是之前再生量的两倍。

在进颗粒口90和出颗粒口70上装有耐高温电动蝶阀，对进砂量和出砂量进行控制，确保整个沸腾系统处于稳定运行状态，所述中间分割层可根据实际产能大小需求进行增加或者减少；相应的下部空间底部的燃烧板块也可以根据焙烧量增加或者减少。

所述分割层焊接于所述炉体的内壁上，可以使水平设置，也可以从进砂口到出砂口方向上向下的倾斜角度，以利于砂流的流动，也即方便的将进砂口的旧砂流动到出砂口，实现进砂口高度浓度砂向出砂口的低浓度砂方向移动，所述倾斜角度为10～15度。同时在所述炉体的侧壁上还设有点火器，以实现对底部燃烧板块的点火。同时，还可以在分割层的下落孔上也设置高温电动蝶阀，从而实现对下部空间旧砂焙烧量的控制；也可以实现进砂口上电动蝶阀和下落孔上电动蝶阀的联动，从而实现炉体内进砂量的有效控制，以保证焙烧再生的全面性。

实施例2：

参照附图2所示，与实施例1的区别仅在于，隔离板30是水平设置的，结构容易组装，不需要像实施例1中隔离板30上还需要所有沸腾头40的出气口43找平，更易于制造。

同时整个炉腔在最上层的工作腔20的一端设置进颗粒口90，且在最下层工作腔20的一端设置出颗粒口70，中间的工作箱均是由出颗粒通路80和进颗粒通路100连通，参照附图5所示，出颗粒通路80和进颗粒通路100均设置在隔离板30上，设置有进颗粒口90的工作腔20位于没有设置进颗粒口90的工作腔20上方，且没有设置进颗粒口90的工作腔20与上部相邻的工作腔20之间通过进颗粒通路100连通，进颗粒通路100位于进颗粒口90下方，设置有出颗粒口70的工作腔20位于没有设置出颗粒口70的工作腔20下方，且没有设置出颗粒口70的工作腔20与下部相邻的工作腔20之间通过出颗粒通路80连通，出颗粒通路80位于进颗粒口90下方。其中进颗粒通路100、出颗粒通路80均设置流量控制装置，用于控制通过的颗粒量，例如耐高温电动蝶阀，控制颗粒流动和流量。通过减少通路来更好的控制炉腔内部工作，减少散热，提高效率。

实施例3：

参照附图3所示，在实施例1或实施例2的基础上，加热装置60为电热管61，也就是用电热管61的方式加热，电热管61设置在沸腾头40的腔体41中，腔体41在所述工作腔20中沿底面延伸，如此加大电热管61与颗粒物的接触面积，腔体41的上部或者一端或者两端设置进气口42，所述腔体41的底部间隔设置有开口朝下的排气孔，所述排气孔距离所述工作腔20底面为设定距离。底层工作腔20中，进气装置50将气体输入沸腾头40中，且经过电热管61，如此带出热气，使得工作腔20达到工作温度，工作腔20中的有机物的二次燃烧放出来的热量被导入上层工作腔20再次利用，参照附图6所示，隔离板30上设置有长条装置腔体41，腔体41两端连通管道与下层工作腔20连通，将下层工作腔20的热气引入腔体41，因为是长条状的腔体41，所以将沸腾头40的出气口43设置为开口朝下，气体喷射到底面之后向上反射，如此沸腾颗粒物。

实施例4：

在实施例1或者实施例2的基础上，参照附图7所示，加热装置60为燃气输入管62、打火装置，所述工作腔20中设置有打火装置，所述腔体41向上延伸，所述燃气输入管62从所述进气口42端管套装在所述腔体41中或者套装在所述腔体41外，端部的燃气输入管62与所述腔体41连通，且端部最外侧侧壁设置有所述出气口43。燃气加热装置60设置在最底层工作腔20，或者设置在最底层工作腔20且同时设置在至少一个上层工作腔20中。以天然气燃烧的方式加热，要使得空气与天然气的充分混匀提高燃烧效率，保证完全燃烧，从而能尽快达到设定温度。

Claims (10)

1.一种高产能砂热法再生焙烧炉，用于热处理颗粒物，其特征在于：包括炉腔、工作腔、隔离板、沸腾头、进气装置；所述炉腔底面设置有与进气装置连通的沸腾头，且所述炉腔中设置至少一个所述隔离板，所述隔离板将炉腔分隔成若干层，每层均为一个用于容纳颗粒物的所述工作腔，所述隔离板上设置有所述沸腾头，所述沸腾头将两个相邻的空间连通。

2.根据权利要求1所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：所述沸腾头包括腔体、进气口和出气口，所述腔体上设置有所述进气口和所述出气口，且所述腔体上表面为封闭面，所述进气口面积是所述出气口面积的0.8～1.2倍，所述进气口与进气装置或者下层工作腔连通；所述沸腾头成矩阵排列，从沸腾头出气口喷出的气体向上喷射或者相邻的沸腾头出气口喷出的气体作用后产生向上的对流气流。

3.根据权利要求2所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：所述沸腾头出气口的壁厚大于或者等于所述颗粒物在出气口处堆积成的堆积体的底面两点间最大长度。

4.根据权利要求2所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：还包括每个工作腔中均设置的加热装置，所述加热装置包括电热管，所述腔体在所述工作腔中沿底面延伸，所述电热管设置在所述腔体中，所述腔体的上部或者一端设置进气口，所述腔体的底部间隔设置有开口朝下的排气孔，所述排气孔距离所述工作腔底面为设定距离。

5.根据权利要求2所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：还包括加热装置，所述加热装置设置在最底层工作腔，或者设置在最底层工作腔且同时设置在至少一个上层工作腔中；所述加热装置包括燃气输入管、打火装置，所述工作腔中设置有打火装置，所述腔体向上延伸，所述燃气输入管从所述进气口端管套装在所述腔体中或者套装在所述腔体外，端部的燃气输入管与所述腔体连通，且端部最外侧侧壁设置有所述出气口。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：还包括出颗粒口，每一个所述工作腔的一端均设置出颗粒口；或者还包括出颗粒口、出颗粒通路，至少一个所述工作腔的一端设置出颗粒口，设置有出颗粒口的工作腔位于没有设置出颗粒口的工作腔下方，且没有设置出颗粒口的工作腔与下部相邻的工作腔之间通过出颗粒通路连通，出颗粒通路位于进颗粒口下方。

7.根据权利要求6所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：还包括进颗粒口，每一个所述工作腔的一端均设置进颗粒口；或者还包括进颗粒口、进颗粒通路，至少一个所述工作腔的一端设置进颗粒口，设置有进颗粒口的工作腔位于没有设置进颗粒口的工作腔上方，且没有设置进颗粒口的工作腔与上部相邻的工作腔之间通过进颗粒通路连通，进颗粒通路位于进颗粒口下方。

8.根据权利要求7所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：还包括流量控制装置，所述进颗粒口、所述进颗粒通路、所述出颗粒口、所述出颗粒通路均设置流量控制装置，用于控制通过的颗粒量。

9.根据权利要求7所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：还包括冷却装置、除尘装置，所述冷却装置与所述出颗粒口连通，所述冷却装置通过盘旋管道中的冷却液或者冷空气与颗粒进行热交换，所述除尘装置与所述炉腔上部连通，且与冷却装置上部连通。

10.根据权利要求7所述的高产能砂热法再生焙烧炉，其特征在于：所述隔离板倾斜设置，即所述隔离板由进颗粒口一端向处颗粒口一端倾斜。