CN110470131A - 一种套筒隔炎焙烧窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套筒隔炎焙烧窑，包括给料部、主筒体部、燃烧部、排料除尘部以及驱动主筒体部旋转的动力部，给料部包括给料斗以及螺旋输送机，主筒体部包括内筒体以及外筒体，内筒体内侧为燃烧室，内筒体的外圆柱面上设有螺旋叶片；外筒体套在内筒体的外侧，内筒体和外筒体之间的空间为焙烧室，给料部通过螺旋输送机与焙烧室相连通，燃烧部与燃烧室相连通；动力部包括内筒传动机构和外筒传动机构。内筒体壁和其外部的螺旋叶片为传热导体，与物料接触加热外筒体内的物料，实现加热焙烧。焙烧室内固相与气相充分接触，加速了反应速度，提高了焙烧效率，燃烧气体与物料不接触。

Description

一种套筒隔炎焙烧窑

技术领域

本发明属于矿物焙烧设备技术领域，特别涉及一种套筒隔炎焙烧窑。

背景技术

在化工、冶金、建材和环保等行业，用焙烧方式对矿石和物料进行处理，是生产过程中的一个重要环节。焙烧窑是实现焙烧的主要设备。现有工业焙烧炉窑的种类：1、竖炉是国内最早使用的工业焙烧竖炉是鞍山式竖炉，容积为50~70m³，适合焙烧块状物料，入料粒度为75~10mm，容积小、产能低、耗能高、易结炉、不能处理粉状物料。2、斜坡炉，处理入料粒度为15~0mm，靠物料自身重量作用滚动入炉，物料在炉内停留时间短、易堵塞、生产效率低。3、回转窑，是目前国内工业应用最广泛的焙烧窑，具有产能高、结构简单、运行可靠、可连续生产的特点，入料粒度为50~0mm，但也有窑体转速低、物料移动缓慢、焙烧时间长、明火焙烧风量大、除尘复杂、投资大等缺点。4、沸腾炉，适合处理粉状物料，入料粒度为3~0mm，是以流化床技术为基础发展的高效焙烧炉，产能大。但能耗高、风量大、除尘设施复杂。5、闪速焙烧炉，是近几年由长沙矿冶研究院研制的新型炉窑，处理物料粒度<0.5mm，利用流态化技术，使粉状物料与气相充分接触，多级旋风加温焙烧，具有加热快、焙烧效率高等优势，但也存在着耗风量大、除尘负荷大的缺点，目前，还没有推广使用。6、转底炉，上世纪80年代从日本引进的工业焙烧炉窑，入料粒度为30~0mm，产能大、热效率高，但占地面积大、基建投资大。另外还有多膛炉、多层炉和反射炉等形式，但都是间断性生产，规模小、效率低、产量低，不适合连续性大规模工业生产。

以上炉窑均采用明火焙烧，即物料与火焰直接接触，缺点是加热不均匀，易产生局部过烧或欠烧现象，产生废气量大，燃烧产生的C、CO、CO2、NO和水蒸气等易与物料混杂，产生化学反应，容易产生结窑、结圈、结蛋现象，影响正常生产。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种促进焙烧室内固相与气相充分接触，同时燃烧室内的燃烧气体与物料不接触，提高焙烧反应速度和焙烧效率的焙烧窑。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种套筒隔炎焙烧窑，包括给料部、主筒体部、燃烧部、排料除尘部以及驱动主筒体部旋转的动力部，所述主筒体部包括内筒体以及外筒体，所述内筒体内侧为燃烧室，所述内筒体的外圆柱面上设有螺旋叶片和扬料板；所述外筒体套在所述内筒体的外侧，内筒体和外筒体之间的空间为焙烧室，所述给料部与所述焙烧室相连通，所述燃烧部与燃烧室相连通；所述动力部包括内筒传动机构和外筒传动机构，所述内筒体由内筒传动机构进行驱动，所述外筒体由外筒传动机构进行驱动。

所述给料部包括给料斗以及螺旋输送机，所述给料部通过螺旋输送机与所述焙烧室相连通，所述螺旋输送机包括送料螺旋、送料通道、转轴以及送料电机，所述转轴内部中空，其一端设有可与热风管道连接的热风阀，另一端与所述焙烧室相连通。

所述外筒体的一端设有进料封闭罩，另一端则与所述排料除尘部相连接，所述进料封闭罩上设有外筒观察窗，外筒体的外圆柱面上设有测温仪、外筒滚圈以及外筒保温层，外筒体下方设有混凝土基础以及外筒托辊。所述内筒体的两端从外筒体的两端伸出，并在下方设有内筒托辊。在内、外筒体的端部设有观察窗，便于人工观察，或通过摄像镜头，远程监控筒体内的燃烧状态和物料运行状态。在外筒体上布置多个温度测控仪，在沉降箱上设有风压表和气氛测量仪，并可实现远程终端接收信号，可以随时监控焙烧窑内的温度、风压和气体成分，了解工况技术参数。

所述排料除尘部包括挡流板、旋风除尘器以及沉降箱，所述沉降箱与所述焙烧室相连通，所述挡流板固定在焙烧室的出口出，所述旋风除尘器插入到所述沉降箱的内部，沉降箱中的气体经旋风除尘器除尘后排出。在焙烧室尾部设置沉降箱，保证焙烧尾气外排含尘量较少，旋风除尘器收尘后在沉降箱内自动排出，避免了二次扬尘产生。旋风除尘器下部筒体安放在沉降箱，可保证经旋风除尘器外排的气体温度不降低，不产生冷凝现象。

所述燃烧部包括燃烧器、密封圈以及支架，所述燃烧器的输出端与所述内筒体靠近焙烧室的出口的一端相连通，并通过密封圈进行密封，所述内筒体的另一端设有热风管和内筒观察窗。燃烧器布置在内筒体的尾部，与排料除尘部位于同一侧，内筒体中燃烧气流的运动方向与外筒体中物料的运动方向相反，为逆向运动，有利于物料升温焙烧和燃烧废气的降温，热能利用率高。

所述内筒体的外圆柱面上设有扬料板，所述扬料板与所述螺旋叶片交错设置；所述扬料板为L形的长条板，其包括相互垂直的连接部和扬料部，所述连接部与内筒体的外圆柱面固定连接，扬料部与内筒的外圆柱面垂直，所述内筒体的外圆柱面靠近两端的部分采用用螺旋叶片，中部采用扬料板。螺旋叶片和扬料板均采用间断布置，即螺旋叶片和扬料板分成多段，沿内筒体的外圆柱面非连续布置。

内筒体上设有螺旋叶片和扬料板，并以较快的速度旋转，带动外筒体下部的物料不断地被扬起抛落，成流态化悬浮状态，固相与气相充分接触，提高了反应速度，缩短了焙烧时间，提高了焙烧效率，并且实现了物料的水平移动，可以连续给料，连续焙烧，具有较高的处理量。

所述扬料板通过螺栓与内筒体的筒壁相连接，所述螺栓的头部位于内筒体的外侧，杆部在内筒体内部通过螺母进行固定，并延伸出一定长度。增加了内筒体的受热面积，提高了热传导效率。可以将燃烧的热能通过螺栓及时传导到物料上。

所述外筒体的轴线与内筒体的轴线相平行，外筒体与内筒体内切布置，二者的旋转方向相反。由于内、外筒体做相反方向的运动，保证物料随时处于悬浮运动状态，并且内、外筒体作内向切相互运动，不会形成结窑、结圈和结蛋现象，保证了生产过程平稳运行。

本发明的有益效果是：外筒体套在内筒体的外侧，内筒体为燃烧加热室，外筒体为焙烧导料室，内筒体壁和其外部的螺旋叶片为传热导体，与物料接触加热外筒体内的物料，实现加热焙烧。内筒体外壁上设置有螺旋叶片和螺旋扬料板，通过旋转不断地扬起物料，使物料处于流态化悬浮态中，并带动物料向前移动。物料从进入外筒体到经过沉降箱外排，先后经历预热升温区、焙烧区和保温区，完成焙烧过程。焙烧室内产生的气体通过沉降室和除尘器除尘后，外排冷却处理，固体物料经沉降室排料斗外排，进入下道工序处理。焙烧室内固相与气相充分接触，加速了反应速度，提高了焙烧效率，燃烧气体与物料不接触，燃烧产生C、CO、CO2、NO和水蒸气等不参与焙烧反应。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明主筒体部A-A断面示意图；

图3是本发明B处的局部示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

如图1至图3所示，一种套筒隔炎焙烧窑，包括给料部1、主筒体部2、燃烧部3、排料除尘部4以及驱动主筒体部2旋转的动力部5，所述主筒体部2包括内筒体22以及外筒体21，所述内筒体22内侧为燃烧室7，所述内筒体22的外圆柱面上设有螺旋叶片23；所述外筒体21套在所述内筒体22的外侧，内筒体22和外筒体21之间的空间为焙烧室6，所述燃烧部3与燃烧室7相连通；所述动力部5包括内筒传动机构51和外筒传动机构52，所述内筒体22由内筒传动机构51进行驱动，所述外筒体21由外筒传动机构52进行驱动。

所述给料部1包括给料斗11以及螺旋输送机12，所述给料部1通过螺旋输送机12与所述焙烧室6相连通。所述螺旋输送机12包括送料螺旋13、送料通道15、转轴14以及送料电机16，所述转轴14内部中空，其一端设有可与热风管25道连接的热风阀17，另一端与所述焙烧室6相连通。

所述外筒体21一端设有进料密封罩211，另一端则与所述排料除尘部4相连接，所述进料密封罩211上设有外筒观察窗27，外筒体21的外圆柱面上设有测温仪29、外筒滚圈28以及外筒保温层，外筒体21下方设有混凝土基础53以及外筒托辊54。所述内筒体22的两端从外筒体21的两端伸出，并在下方设有内筒托辊55。在内、外筒体22、21的端部设有观察窗，便于人工观察，或通过摄像镜头，远程监控筒体内的燃烧状态和物料运行状态。在外筒体21上布置多个温度测控仪，在沉降箱43上设有风压表和气氛测量仪，并可实现远程终端接收信号，可以随时监控焙烧窑内的温度、风压和气体成分，了解工况技术参数。

所述排料除尘部4包括挡流板41、旋风除尘器42以及沉降箱43，所述沉降箱43与所述焙烧室6相连通，所述挡流板41固定在焙烧室6的出口出，所述旋风除尘器42插入到所述沉降箱43的内部，沉降箱43中的气体经旋风除尘器42除尘后排出。在焙烧室6尾部设置沉降箱43，保证焙烧尾气外排含尘量较少，旋风除尘器42收尘后在沉降箱43内自动排出，避免了二次扬尘产生。旋风除尘器42下部筒体安放在沉降箱43，可保证经旋风除尘器42外排的气体温度不降低，不产生冷凝现象。

所述燃烧部3包括燃烧器31、密封圈32以及燃烧器支架33，所述燃烧器31的输出端与所述内筒体22靠近焙烧室6的出口的一端相连通，并通过密封圈32进行密封，所述内筒体22的另一端设有热风管25和内筒观察窗26。燃烧器31布置在内筒体22的尾部，与排料除尘部4位于同一侧，内筒体22中燃烧气流的运动方向与外筒体21中物料的运动方向相反，为逆向运动，有利于物料升温焙烧和燃烧废气的降温，热能利用率高。

所述内筒体22的外圆柱面上设有扬料板24，所述扬料板24与所述螺旋叶片23交错设置；所述扬料板24为L形的长条板，其包括相互垂直的连接部241和扬料部242，所述连接部241与内筒体22的外圆柱面固定连接，扬料部242与内筒的外圆柱面垂直，所述扬料板24的长度方向与内筒体22轴向平行。螺旋叶片23和扬料板24均采用间断布置，即螺旋叶片23和扬料板24分成多段，沿内筒体22的外圆柱面非连续布置。

内筒体22上设有螺旋叶片23和扬料板24，并以较快的速度旋转，带动外筒体21下部的物料不断地被扬起抛落，成流态化悬浮状态，固相与气相充分接触，提高了反应速度，缩短了焙烧时间，提高了焙烧效率，并且实现了物料的水平移动，可以连续给料，连续焙烧，具有较高的处理量。

所述扬料板24通过螺栓与内筒体22的筒壁相连接，所述螺栓的头部位于内筒体22的外侧，杆部在内筒体22内部通过螺母进行固定，并延伸出一定长度。增加了内筒体22的受热面积，提高了热传导效率。可以将燃烧的热能通过螺栓及时传导到物料上。

所述外筒体21的轴线与内筒体22的轴线相平行，外筒体21与内筒体22内切布置，二者的旋转方向相反。由于内、外筒体21做相反方向的运动，保证物料随时处于悬浮运动状态，并且内、外筒体21作内向切相互运动，不会形成结窑、结圈和结蛋现象，保证了生产过程平稳运行。

具体实施时，给料斗11用碳钢板焊接，螺旋输送机12采用普通钢材质制作，二者固定在给料机支架1上，热风阀17通过结头与螺旋输送机12中空转轴14连接。螺旋输送机12的送料通道15外筒为无缝管套筒，设有夹壁层，燃烧室7产生的废气，一部分经过滤后通过气管、热风阀17、螺旋送料机12空心转轴14至焙烧室6以及给料斗11的夹壁层，实现对物料的预热。

在主筒体部2的首端，即靠近给料部1的一端，设置有进料密封罩211，进料密封罩211固定在设备混凝土基础53上，连接螺旋输送机12、外筒体21和内筒体22，进料密封罩211与螺旋输送机12外筒焊接连接，进料密封罩211与外筒体21、内筒体22采用弧形板密封连接，进料密封罩211和弧形板均采用耐热钢板。外筒体21内圈钢板采用310S，保温层采用铝硅酸盐纤维板和膨化珍珠岩充填，外筒体21外圈钢板采用耐热钢板制作，筒体长度可以根据不同的焙烧物料与焙烧时间要求确定。外筒体21外部设置外筒滚圈28，外筒滚圈28由普通碳钢铸件加工，外筒滚圈28与外筒体21之间的连接采用缓冲隔热连接，外筒滚圈28安放在下部的外筒托辊54上，作为传动机构的传动电机通过外筒托辊54带动外筒滚圈28，带动外筒体21低速转动。在一侧的外筒托辊54中间设有两个定位挡滚，防止外筒体21水平方向移动，传动电机可以变频调速控制，外筒体21在长度方向安装多个无线测温仪29，可把筒体内的温度信号发射到集中控制室的接收终端，实现远程测温。

尾部沉降除尘部，沉降箱43通过支架固定在地基上，采用耐热钢板焊接，与外筒体21和内筒体22的连接处，采用弧形板密封，沉降箱43内设有挡流板41，用耐热钢板焊接，保证气体中的粉尘经过沉降箱43沉降后，气体再经过上部抽风口排出，沉降箱43上部并排设置有两台旋风除尘器42，从沉降箱43顶部两角抽风至旋风除尘器42内形成负压，旋风除尘器42的排风口统一进入外排风筒，被抽风机抽出外排。在沉降箱43上部设有压力表可以测量沉降箱43内部的风压。在抽风管上部设有气氛测量仪，可以测量沉降箱43内气体成分，压力表和气氛测量仪可将测量信号发射到集中控制室的接收终端，旋风除尘器42安装在沉降箱43上，旋风除尘器42采用310S焊接，下部安装在沉降箱43内，可保证经除尘器外排的气体不会降温凝结，也有利于收尘的排放，除尘器下部设有翻版自动排料阀，使灰尘通过沉降箱43排料斗集中外排。

热源燃料采用天然气或煤气，燃烧器31采用集成燃烧器31。需具有调整进气量、进风量、风压、风速等参数的功能，燃烧器31出风口采用螺旋布置，保证燃烧气体、煤气与空气充分混合，火焰呈螺旋状态喷出，使火焰与内筒体22的筒壁充分接触，保证导热效率，燃烧器31采用就近控制和远程控制两种控制方式，燃烧器31与内筒体22之间采用密封圈32连接，由于内筒体22内部为负压，燃气不会外泄，燃烧器31安装在支架上，铺设操作平台，内筒体22端部设有观察窗，便于观察燃烧火焰状态。

内筒体22与外筒体21成内向切布置，二者均为水平布置，无倾斜角度，内筒体22外壁设有螺旋叶片23和扬料板24，螺旋叶片23和扬料板24为间断布置，与外筒体21之间有一定间隙，保证热变形后二者不会接触卡死。内筒体22包括螺旋叶片23、螺旋扬料板24和螺栓均采用不锈钢310S，具有耐热耐腐蚀的性能，叶片可以更换。内筒体22两端采用用螺旋叶片23，中部采用扬料板24，在内筒体22和外筒体21之间为物料堆积区，由于内筒体22以较高的转速旋转，此物料不断地被扬起和向前移动，内筒体22支撑在两端的内筒托辊55上，在尾部设有链轮，作为内筒传动机构51电机通过传动链和内筒体22上的链轮，带动内筒体22旋转。内筒体22传动机构电机可以变频调速，控制内筒体22转速。内筒体22尾部设有排风活接，与固定的排风管连接，保证燃烧废气顺畅外排，不发生泄露。排风活接与排风管处的风温已降低，二者均采用普通碳钢制作。

工作过程：

1、给料过程：

给料斗11内的物料通过螺旋输送机12给入到外筒体21内，物料落入到内筒体22外表面，经内筒体22上的螺旋叶片23旋转带入到外筒体21底部，并被螺旋叶片23向前移动进入加热区域，螺旋输送机12转轴14为中空轴，可通入燃烧废气对物料进行预热，实现余热利用。

2、焙烧过程：

物料经预热区后进入焙烧扬料区，不断被内筒体22上的扬料板24扬起和加温，被扬起的物料成流态化悬浮状，与气体充分接触发生化学反应，然后进入保温区域，被内筒体22表面的螺旋叶片23输送到外筒体21尾部的沉降箱43排出，完成焙烧过程。内筒体22以较高的速度旋转带动物料扬起和移动。外筒体21以较低的转速做相反方向旋转，将被扬起下落的物料不断地汇聚到内筒体22的底部，实现物料不断地被扬起、抛落的循环过程，保持物料的悬浮状态。

3、除尘过程：

在外筒体21尾部装有沉降箱43，粗颗粒物料经排料斗排出，气体经旋风除尘器42抽出后外排，携带的粉尘被旋风除尘器42收集，通过翻版排料阀排入到沉降箱43底部的排料斗。沉降室内设有挡流板41，使焙烧室6中的气体先经过沉降箱43沉降后，再经过沉降箱43顶部的排风口进入旋风除尘器42，然后外排。

4、加热过程：

燃料采用天然气或煤气，经过燃烧器31喷入到内筒体22内燃烧加温内筒体22，通过内筒体22外壁和其上的螺旋叶片23和扬料板24，将热量传导至物料，对物料加热焙烧。燃烧废气外排和利用。燃烧室7中的气体经过焙烧区域和预热区域后温度有所降低，在内筒体22的尾部，通过排风活接和固定热风管25外排，引入到物料的干燥系统，对物料进行干燥预热。一部分废气通过支流管道和螺旋输送机12转轴14的热风阀17连接，进入螺旋输送机12，对给料斗11中的物料预热，实现余热利用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (10)

1.一种套筒隔炎焙烧窑，包括给料部、主筒体部、燃烧部、排料除尘部以及驱动主筒体部旋转的动力部，其特征在于：所述主筒体部包括内筒体以及外筒体，所述内筒体内侧为燃烧室，所述内筒体的外圆柱面上设有螺旋叶片；所述外筒体套在所述内筒体的外侧，内筒体和外筒体之间的空间为焙烧室，所述给料部与所述焙烧室相连通，所述燃烧部与所述燃烧室相连通；所述动力部包括内筒传动机构和外筒传动机构，所述内筒体由内筒传动机构进行驱动，所述外筒体由外筒传动机构进行驱动。

2.根据权利要求1所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述给料部包括给料斗以及螺旋输送机，所述给料部通过螺旋输送机与所述焙烧室相连通，所述螺旋输送机包括送料螺旋、送料通道、转轴以及送料电机，所述转轴内部中空，其一端设有可与热风管道连接的热风阀，另一端与所述焙烧室相连通。

3.根据权利要求1所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述外筒体的一端设有进料封闭罩，另一端则与所述排料除尘部相连接，所述进料封闭罩上设有外筒观察窗，外筒体的外圆柱面上设有测温仪、外筒滚圈以及外筒保温层，外筒体下方设有混凝土基础以及外筒托辊。

4.根据权利要求3所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述排料除尘部包括挡流板、旋风除尘器以及沉降箱，所述沉降箱与所述焙烧室相连通，所述挡流板固定在焙烧室的出口处，所述旋风除尘器插入到所述沉降箱的内部，沉降箱中的气体经旋风除尘器除尘后排出。

5.根据权利要求1所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述燃烧部包括燃烧器、密封圈以及支架，所述燃烧器的输出口与所述内筒体靠近焙烧室的出口的一端相连通，并通过密封圈进行密封，所述内筒体的另一端设有热风管和内筒观察窗。

6.根据权利要求1所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述内筒体的两端从外筒两端体伸出，并在下方设有内筒托辊。

7.根据权利要求1所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述内筒体的外圆柱面上设有扬料板，所述扬料板与所述螺旋叶片交错设置；所述扬料板为L形的长条板，其包括相互垂直的连接部和扬料部，所述连接部与内筒体的外圆柱面固定连接，扬料部与内筒的外圆柱面垂直，所述内筒体的外圆柱面靠近两端的部分采用用螺旋叶片，中部采用扬料板。

8.根据权利要求7所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述螺旋叶片和扬料板均采用间断式布置。

9.根据权利要求7所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述扬料板通过螺栓与内筒体的筒壁相连接，所述螺栓的头部位于内筒体的外侧，杆部在内筒体内部通过螺母进行固定，并延伸出一定长度。

10.根据权利要求1至8任一所述套筒隔炎焙烧窑，其特征在于：所述外筒体的轴线与内筒体的轴线相平行，外筒体与内筒体内切布置，二者的旋转方向相反。