CN110342842A - 石膏煅烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石膏煅烧炉，包括：炉体，炉体的内腔中设有布风装置，布风装置将炉体的内腔分隔为位于炉体的内腔上部的沸腾区以及位于炉体的内腔下部的布风区，布风装置包括邻近布风区一侧的第一布风板及邻近沸腾区一侧的第二布风板，第一布风板与第二布风板中间形成有中空部，第一布风板上开设有第一类通风孔，第二布风板上开设有第二类通风孔，第一类通风孔与第二类通风孔交错布置且互不通透以使得自进风口进入布风区内的风先通过第一布风板上的第一类通风孔进入中空部，在中空部进行一次均流混合后，再通过第二布风板上的第二类通风孔进行二次均流后进入沸腾区。本发明的布风装置能够保证布风均匀、提高出料效率以及减少堵料现象发生。
Description
技术领域
本发明涉及石膏生产领域，尤其涉及一种石膏煅烧装置。
背景技术
当前，石膏石或工业副产石膏是以二水硫酸钙形式存在，其分子式中有两个结晶水，只有脱去一个半结晶水生成半水硫酸钙才有胶凝性质，脱去结晶水的过程即为石膏煅烧。
建筑石膏的生产采用干法煅烧石膏工艺，其种类繁多：按加热方式分为间接加热和直接加热，按煅烧脱水速度分为慢速煅烧和快速煅烧，按出料方式可分为间歇和连续两种，目前国内应用比较多的是回转窑工艺和沸腾炉工艺。然而，在目前的石膏沸腾炉中，粉料在干燥脱水后的出料过程容易发生堵料窜料现象，导致出料不顺畅，从而影响整体的工作效率。
如中国专利申请第201680012168号揭示的一种石膏煅烧装置及石膏煅烧方法，其装置包括具有圆形或环形的水平截面或水平轮廓的炉内壁面的石膏燃烧炉、以及配置在该煅烧炉的中心部且用于生成高温气体的燃烧管，从配置在该燃烧管的下部的高温气体出口部向炉内区喷出高温气体喷流，利用高温气体对连续或间歇性的供给到炉内区的原料石膏进行煅烧或干燥，并将煅烧或干燥了的石膏排出到炉外。该石膏煅烧装置包括辅助装置，其对炉内壁面附近的原料石膏沿煅烧炉的周向施力，或者，助力炉内壁面附近的原料石膏沿周向的运动，该辅助装置具有在燃烧管的外周区隔开角度间隔的在周向上排列的多个固定叶片，相邻的固定叶片形成使喷流到炉底部的高温气体的上升流向燃烧管的径向外侧和周向偏转的高温奇特及原料石膏的流动路径。然而，该专利申请的石膏煅烧装置并未解决粉料在干燥脱水后的出料过程容易发生堵料窜料的问题。
又如中国专利申请第201610562657号揭示的一种石膏蒸汽煅烧炉，上部内有旋流除尘器，蒸汽加热管安装于中部，蒸汽加热管的进气口与出气口有高度落差，能使蒸汽加热管里的蒸汽产生的冷凝水顺利排出，有风孔的流化风板被固定于下部，流化风板具有坡度四周高中间矮，流化风板中间连接有清渣管道，生产中沉积在流化板上的渣石自动滚动到清渣管道上端，清渣管道上安装有电磁锁风卸料阀，周期性地开关电磁锁风卸料阀可进行在线清查。然而，该专利申请的石膏蒸汽煅烧炉的流化风板由于坡度四周高中间矮，从而易造成局部堵料，影响整体的工作效率。
因此，提供一种能够保证布风均匀、避免发生窜料同时减少堵料现象的石膏煅烧装置成为业内急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种石膏煅烧炉，其能够保证布风均匀、避免发生窜料、粉料定向流动、加快粉料流动速度、提高出料效率以及减少堵料现象发生。
为了实现上述目的，本发明提供了一种石膏煅烧炉，包括：炉体，炉体的第一侧壁上设有用于向炉体加入石膏粉的进料口，炉体的第二侧壁上设有至少一个出料口，炉体的底部均匀布设有若干个向炉体内部送风的进风口，炉体的顶部设置有排烟口，炉体的内腔中设有布风装置，布风装置将炉体的内腔分隔为位于炉体的内腔上部的沸腾区以及位于炉体的内腔下部的布风区，布风装置包括邻近布风区一侧的第一布风板及邻近沸腾区一侧的第二布风板，第一布风板与第二布风板中间形成有中空部，第一布风板上开设有第一类通风孔，第二布风板上开设有第二类通风孔，第一类通风孔与第二类通风孔交错布置且互不通透以使得自进风口进入布风区内的风先通过第一布风板上的第一类通风孔进入中空部，在中空部进行一次均流混合后，再通过第二布风板上的第二类通风孔进行二次均流后，进入沸腾区。
可选择地，进风口处设有罗茨风机，通过罗茨风机向炉体内部均匀地鼓入空气，避免发生窜料现象。
可选择地，布风装置自第一侧壁至第二侧壁的方向向下倾斜5～20度。
优选地，布风装置向下倾斜的角度为10～15度，最优选地为向下倾斜13度。
由此，布风装置的设置一方面可以保证进风均匀，避免发生窜料现象，另一方面在停止工作时可以支撑固体粉料不致漏粉。
可选择地，第一类通风孔与第二类通风孔交错布置且互不通透，即，第一布风板上的每个第一类通风孔竖直向上的投影与第二布风板上的每个第二类通风孔均不重叠，从而有效延长来自下方的若干个进风口的空气在第一布风板与第二布风板中间的中空部内的均匀混合时间。进一步可选地，第一类通风孔和第二类通风孔均可为矩阵状排布的同样大小的若干圆形孔，且孔直径可设定为1～4毫米，比如均为2毫米。并且，孔间距设定为1～5毫米，比如均为2毫米。优选地，第一布风板上的每个第一类通风孔竖直向上的投影位于第二布风板上的相邻四个第二类通风孔的中央。
可选择地，第一类通风孔包括沿其横向布置的第一组通风孔、第二组通风孔及第三组通风孔；其中，第一组通风孔及第三组通风孔结构相同，包括若干个矩形阵列等距间隔布置的当量直径为2～3毫米的椭圆形孔，第二组通风孔包括若干个矩形阵列等距间隔布置的边长为2～3毫米的方形孔；两个相邻的椭圆形孔之间的距离设定为第一距离，两个相邻的方形孔之间的距离设定为第二距离，两个相邻的椭圆形孔与方形孔之间的距离设定为第三距离，第一距离与第二距离相等，第一距离小于第三距离。
可选择地，第一组通风孔可以为椭圆形以外的其他形状，诸如三角形或菱形。
可选择地，第二类通风孔包括若干个矩形阵列等距间隔布置的圆形孔，圆形孔的直径为1～2毫米。
可选择地，第二布风板上的第二类通风孔可以为圆形以外的其他形状。
可选择地，第一布风板及第二布风板可以由金属制成。
可选择地，进料口设置于第一侧壁的顶部，第二侧壁上设置有两个出料口，分别为设置于第二侧壁的上端的第一出料口以及设置于第二侧边的下端的第二出料口，布风装置与第二侧壁的连接处位于第二出料口的下方。
可选择地，进一步包括换热器，换热器包括：换热器本体、形成于换热器本体内的烟气流路以及空气流路，烟气流路的两端形成有高温烟气入口以及中温烟气出口，空气流路的两端形成有中温空气入口以及高温空气出口，高温烟气入口与石膏煅烧炉的排烟口相连通以将高温烟气引入换热器与空气换热，中温烟气出口与烟囱相连通，高温空气出口通过空气管线与石膏煅烧炉的一个进风口相连通以将高温空气输送至布风区。
可选择地，进一步包括过滤除尘器，过滤除尘器包括：除尘器本体、填充于除尘器本体内部的过滤体、设置于除尘器本体的一侧壁的中温烟气入口，以及设置于除尘器本体的另一侧壁的除尘气出口，中温烟气入口与换热器的中温烟气出口相连通，除尘气出口与烟囱相连通，使得中温烟气通过中温烟气入口切向进入过滤除尘器的内部流动穿过过滤体以去除中温烟气中的灰尘及杂质后经除尘气出口排出至烟囱。
可选择地，除尘器本体的内腔中还设有空气预热管，空气预热管的两端分别形成有冷空气入口以及中温空气出口，冷空气入口与空气源相连通，中温空气出口与换热器的中温空气入口相连通，使得来自空气源的冷空气通过冷空气入口进入空气预热管与过滤除尘器中的中温烟气换热后形成中温空气，自中温空气出口输送至换热器。
可选择地，沸腾区内设有用于向炉体的内部释放热量以使得石灰粉沸腾的导油管，导油管的热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。
可选择地，布风装置仅包括第二布风板。即可以不采用第一布风板。
可选择地，炉体的底部设置有用于支撑炉体的至少四个支座，支座的高度为炉体的高度的十分之一至八分之一，起到稳固的支撑固定效果。
可选择地，炉体底部均布有多个向炉体内部送风的进风口，炉体顶部分布有一排风口，进风口处设有罗茨风机，通过罗茨风机向炉体内部均匀地鼓入空气，避免发生窜料现象。依靠布风板自身的阻力，使从进风口鼓入的空气在布风板的两侧分布均匀，空气均匀地流入沸腾区域内部并产生均匀的流化状态。炉体内部的沸腾区域内设有导油管，导油管换热将热量释放到炉体内部并使炉体内部的粉料沸腾。具体地，导油管的热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。
本发明的有益效果是：(1)、依靠布风装置自身的阻力，使从进风口鼓入的空气在布风装置的上下两侧均匀分布，从而保证布风均匀，避免发生窜料；(2)、布风装置包括第一布风板和第二布风板，第一布风板与第二布风板上的通风孔的大小形状不同，且相互不通透，空气通过第一布风板的具有不同形状及不同间隔的第一类通风孔进入中空部后，在中空部进行第一次均匀混合后，再通过第二布风板的具有相同孔径及间隔的第二类通风孔进行第二次均流后排出至沸腾区，使得进入沸腾区内的空气形成均匀的流化状态；(3)、布风装置向下倾斜设置使得沸腾区内的粉料由压力大的一侧流向压力小的一侧流动，有利于粉料的定向流动，且流动更加顺畅快速，大大提高了出料效率，同时减少堵料现象发生；(4)、设置换热器可充分利用石膏煅烧产生的烟气热量，换热后的热空气进入布风区，进一步提高石膏粉料的煅烧效率，同时降低排入环境的烟气温度，减少对环境造成的热污染；(5)、来自换热器的热空气采用切向旋流进风方式进入炉体的进风口，使得空气在炉膛内旋转上升，延长了空气在炉膛内的停留反应时间。
附图说明
图1为本发明的石膏煅烧炉的结构示意图。
图2是本发明的石膏煅烧炉的剖面结构示意图。
图3是本发明的布风装置的结构示意图。
图4是本发明的第一布风板的结构示意图。
图5是本发明的第二布风板的结构示意图。
图6是本发明的过滤除尘器的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参照图1及图2，作为一种非限制性实施方式，本发明的石膏煅烧炉，包括：炉体100、炉体100的内部上方为沸腾区200，炉体100内部下方为布风区300，沸腾区域200和布风区300之间通过布风装置400进行分隔。
炉体100包括有第一侧壁101和第二侧壁102，炉体100的底部均布有多个向炉体100内部送风的进风口103，炉体100的顶部分布有一排风口104，炉体的第一侧壁101上方具有一个进料口105，第二侧壁102的两端分布有两个出料口，分别为第一出料口106和第二出料口107。
在炉体100底部的四个角落还安装有用于支撑整个炉体100的支座108，支座108的高度至少为整个炉体100高度的五分之一，从而可以起到可靠的支撑固定效果。
作为一种非限制性实施方式，如图2所示，炉体100内部的沸腾区域200内设有导油管201，导油管201换热将热量释放到炉体100内部并使炉体100内部的粉料沸腾。具体地来讲，导油管201的热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。
在该非限制性实施方式中，如图3所示，布风装置400包括邻近布风区300一侧的第一布风板401及邻近沸腾区200一侧的第二布风板402，第一布风板401与第二布风板402中间形成有中空部403，第一布风板401上开设有第一类通风孔404，第二布风板402上开设有第二类通风孔405，第一类通风孔404与第二类通风孔405交错布置且互不通透。
对于布风装置400的结构，如图4所示，第一类通风孔404包括沿其横向布置的第一组通风孔4041、第二组通风孔4042及第三组通风孔4043。第一组通风孔4041及第三组通风孔4043的结构相同，包括若干个矩形阵列、等距间隔布置的、当量直径为2～3毫米的椭圆形孔E，第二组通风孔4042包括若干个矩形阵列、等距间隔布置的、边长为2～3毫米的方形孔S。两个相邻的椭圆形孔E之间的距离与两个相邻的方形孔S之间的距离相等，但是小于两个相邻的椭圆形孔E与方形孔S之间的距离。如图5所示，第二类通风孔405包括若干个矩形阵列、等距间隔布置的、直径为1～2毫米的圆形孔C。
由此，空气自进风口103进入布风区300，先通过第一布风板401上的第一类通风孔404进入中空部403，在中空部403进行第一次均流混合后，再通过第二布风板401上的第二类通风孔405进行第二次均流后，进入沸腾区200，不仅可以保证进风均匀，避免发生窜料现象，而且在停止工作时可以支撑固体粉料不致漏粉。
作为另一种实施方式，本发明还进一步包括换热器500。换热器500包括：换热器本体501、形成于换热器本体501内的烟气流路(图未示)以及空气流路(图未示)，烟气流路的两端形成有高温烟气入口502以及中温烟气出口503，空气流路的两端形成有中温空气入口504以及高温空气出口505，高温烟气入口502与石膏煅烧炉100的排烟口104相连通，从而将高温烟气引入换热器500与空气换热，高温空气出口505通过空气管线与石膏煅烧炉100的进风口103相连通，高温空气以切向旋流进风方式进入布风区300。即，在每个进风口103处，来自换热器500的高温空气沿切向方向进入每个进风支管1031内部，使得高温空气沿着每个进风支管1031的内壁向上旋转流动，高温空气经过连接于每个进风支管上部的喇叭口状锥形部1032以形成更大旋流后进入布风区300。换言之，高温空气在布风区300的底部形成为若干个漩涡，使得空气混合均匀并延长了空气在炉膛内的停留反应时间，从而有利于粉料流化沸腾。
为了降低烟气对环境的污染，本发明还包括过滤除尘器600，过滤除尘器600包括：除尘器本体601、填充于除尘器本体601内部的过滤体(图未示)、设置于除尘器本体601的一侧壁的中温烟气入口602，以及设置于除尘器本体601的另一侧壁的除尘气出口603，中温烟气入口602与换热器500的中温烟气出口503相连通，除尘气出口603与烟囱(图未示)相连通，由此，中温烟气通过中温烟气入口切向进入过滤除尘器600的内部，流动穿过过滤体，在去除中温烟气中的灰尘及杂质后，经除尘气出口603排出至烟囱。
作为又一种非限制性实施方式，为了更好地、彻底利用中温烟气的余热，如图6所示，除尘器本体601的内腔中还设有空气预热管604，空气预热管604的两端分别形成有冷空气入口605以及中温空气出口606，冷空气入口605与空气源相连通，中温空气出口606与换热器500的中温空气入口504相连通，使得来自空气源的冷空气通过冷空气入口605进入空气预热管604，与过滤除尘器600中的中温烟气换热后形成中温空气，自中温空气出口606输送至换热器500，进一步提高了换热器的换热效率，并更彻底地利用石膏煅烧炉的烟气余热能量。
由此可见，本发明石膏煅烧炉的工作过程为：通过进风口103向炉体100内部鼓入空气，然后通过布风装置400均匀地进入沸腾区200并吹动炉体内粉料，此时沸腾区200内的加热管201向物料传递大量的热量，使二水石膏粉达到脱水分解的温度，二水石膏脱去结晶水并变为蒸汽。一方面，蒸汽与炉体100底鼓入的空气混合在一起向上运动，由于蒸汽量比鼓入的空气量多，所以整个沸腾区200内的流态化主要是靠石膏脱水形成的蒸汽来实现；另一方面经过脱水后的粉料质量变轻，自动流动到出料口，由于布风装置400向下倾斜设置，沸腾区200内脱水后的粉料由压力大的一侧向压力小的一侧流动，物料的流动更加顺畅快速，也大大提高了出料效率。即，由于布风装置400自第一侧壁101向第二侧壁102向下倾斜大约13度，从而，沸腾区200内的邻近第一侧壁101区域处的压力大于邻近第二侧壁102区域处的压力，脱水后的粉料由邻近第一侧壁101区域处向邻近第二侧壁102区域处流动，使得物料的流动更加顺畅快速。
尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。例如，填充于除尘器本体内部的过滤体可省略，仅在烟气盘旋上升过程中利用重力作用除尘。此外，本发明中的参数可以根据具体使用条件在本发明所公开的范围内适当选取。
Claims (10)
1.一种石膏煅烧炉，包括：
炉体，所述炉体的第一侧壁上设有用于向所述炉体加入石膏粉的进料口，所述炉体的第二侧壁上设有至少一个出料口，所述炉体的底部均匀布设有若干个向所述炉体内部送风的进风口，所述炉体的顶部设置有排烟口，所述炉体的内腔中设有布风装置，所述布风装置将所述炉体的内腔分隔为位于所述炉体的内腔上部的沸腾区以及位于所述炉体的内腔下部的布风区，其特征在于，
所述布风装置包括邻近所述布风区一侧的第一布风板及邻近所述沸腾区一侧的第二布风板，所述第一布风板与所述第二布风板中间形成有中空部，所述第一布风板上开设有第一类通风孔，所述第二布风板上开设有第二类通风孔，以使得自所述进风口进入所述布风区内的风先通过所述第一布风板上的所述第一类通风孔进入所述中空部，在所述中空部进行一次均流混合后，再通过所述第二布风板上的所述第二类通风孔进行二次均流后，进入所述沸腾区。
2.如权利要求1所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述布风装置自所述第一侧壁至所述第二侧壁的方向向下倾斜5～20度。
3.如权利要求2所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述第一类通风孔包括沿其横向布置的第一组通风孔、第二组通风孔及第三组通风孔；
其中，所述第一组通风孔及所述第三组通风孔结构相同，包括若干个矩形阵列等距间隔布置的当量直径为2～3毫米的椭圆形孔，所述第二组通风孔包括若干个矩形阵列等距间隔布置的边长为2～3毫米的方形孔；
两个相邻的所述椭圆形孔之间的距离设定为第一距离，两个相邻的所述方形孔之间的距离设定为第二距离，两个相邻的所述椭圆形孔与所述方形孔之间的距离设定为第三距离，所述第一距离与所述第二距离相等，所述第一距离小于所述第三距离。
4.如权利要求3所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述第二类通风孔包括若干个矩形阵列等距间隔布置的圆形孔，所述圆形孔的直径为1～2毫米。
5.如权利要求2所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述进料口设置于所述第一侧壁的顶部，所述第二侧壁上设置有两个所述出料口，分别为设置于所述第二侧壁的上端的第一出料口以及设置于所述第二侧边的下端的第二出料口，所述布风装置与所述第二侧壁的连接处位于所述第二出料口的下方。
6.如权利要求1所述的石膏煅烧炉，其特征在于，进一步包括换热器，所述换热器包括：换热器本体、形成于所述换热器本体内的烟气流路以及空气流路，所述烟气流路的两端形成有高温烟气入口以及中温烟气出口，所述空气流路的两端形成有中温空气入口以及高温空气出口，所述高温烟气入口与所述石膏煅烧炉的所述排烟口相连通以将高温烟气引入所述换热器与空气换热，所述中温烟气出口与烟囱相连通，所述高温空气出口通过空气管线与所述石膏煅烧炉的一个进风口相连通以将高温空气输送至所述布风区。
7.如权利要求6所述的石膏煅烧炉，其特征在于，进一步包括过滤除尘器，所述过滤除尘器包括：除尘器本体、填充于所述除尘器本体内部的过滤体、设置于除尘器本体的一侧壁的中温烟气入口，以及设置于所述除尘器本体的另一侧壁的除尘气出口，所述中温烟气入口与所述换热器的中温烟气出口相连通，所述除尘气出口与烟囱相连通，使得中温烟气通过所述中温烟气入口切向进入所述过滤除尘器的内部流动穿过所述过滤体以去除中温烟气中的灰尘及杂质后经所述除尘气出口排出至烟囱。
8.如权利要求7所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述除尘器本体的内腔中还设有空气预热管，所述空气预热管的两端分别形成有冷空气入口以及中温空气出口，所述冷空气入口与空气源相连通，所述中温空气出口与所述换热器的所述中温空气入口相连通，使得来自空气源的冷空气通过所述冷空气入口进入所述空气预热管与所述过滤除尘器中的中温烟气换热后形成中温空气，自所述中温空气出口输送至所述换热器。
9.如权利要求1所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述沸腾区内设有用于向所述炉体的内部释放热量以使得所述石灰粉沸腾的导油管。
10.如权利要求6所述的石膏煅烧炉，其特征在于，所述炉体的底部设置有用于支撑所述炉体的至少四个支座，所述支座的高度为所述炉体的高度的十分之一至八分之一。
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