CN110736344B - 一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室 - Google Patents

一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，具体涉及氧化镁生产装置领域，包括悬浮窑本体，所述悬浮窑本体一侧固定设有燃烧室本体，所述悬浮窑本体和燃烧室本体底部均固定设有支撑立墩，所述悬浮窑本体顶部固定设有排烟囱，所述悬浮窑本体内腔固定设有物料仓，所述物料仓内部设有收纳空腔。本发明通过散火板对由天然气燃烧口喷射出的火焰的分散，保证对物料仓供热的均匀度，且采用天然气为燃料替代传统的煤气，实现产品的低烧失量的目的，为生产优质高纯镁砂提供原料保障，且物料仓、散火板和耐高温层采用镁铝尖晶高温耐火材料，可承受温度，保证该悬浮窑的使用寿命。

Description

一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室
技术领域
本发明涉及氧化镁生产装置技术领域，更具体地说，本发明涉及一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室。
背景技术
轻烧氧化镁引(MgO)学名氧化镁，俗称菱苦土、轻烧粉引、镁氧粉。密度2.94，淡黄色或白色粉末。熔点2852℃，沸点3600℃。溶于酸和铵盐，难溶于水和乙醇。煅烧温度400℃时比表面积为180m2/g。1300℃时比表面积仅为3m2/g。在空气中易潮解。它属于气硬性的胶结材料。轻烧氧化镁亦称苛性苦土，活性镁砂。是一种由天然菱镁矿石、水镁石和由海水或卤水中提取的氢氧化镁Mg(OH)2，经700~1000℃温度下煅烧所获得的轻烧氧化镁。折叠工业级轻烧氧化镁主要用于菱镁制品的生产。轻烧氧化镁与氯化镁水溶液以一定比例配合，可胶凝硬化成具有一定物理力学性能的硬化体，称之为菱镁水泥。菱镁水泥作为一种新型水泥，具有轻质高强、防火隔热、节能环保等优势，可广泛应用于建材、市政、农业、机械等领域；高级润滑油级氧化镁主要用于高级润滑油加工中的清洁剂、抑钒剂、脱硫剂，大大提高润滑膜致密性和流变性，降低灰分。脱铅除汞减少润滑油或燃油废弃物对环境的污染，经表面处理的氧化镁亦可做为炼油工艺中的络合剂、螯合剂、载体，更有利于产品分馏提高产品的质量；食品级氧化镁用于食品添加剂、色泽稳定剂、pH值调节剂作为保健品、食品的镁元素的补充剂。用做砂糖精制时的脱色剂冰淇淋粉PH调节剂等。作为抗结块剂和抗酸剂用于小麦粉、奶粉巧克力、可可粉、葡萄粉、糖粉等领域，也可用于制造陶瓷、搪瓷、玻璃、染料等领域。
菱镁矿石是氧化镁的主要来源之一，(MgO)含量占47%左右，MgCO3经过轻煅烧(400~600℃)煅烧后再研磨成的固态粉末(MgO)；悬浮窑是处理粉状菱镁矿，生产轻烧氧化镁粉的主要窑炉，现有窑炉多采用煤气为燃料，因为其热值较低，燃烧室和窑体的耐火材质（高铝）耐热温度较低，只有1350℃，生产的轻烧氧化镁粉烧失量较高（≥3%）无法作为生产优质高纯镁砂的原料使用。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，通过采用天然气为燃料，改变燃烧室的耐火材料材质，代替悬浮窑燃烧室以前使用的耐材，燃料为煤气或其他燃料，生产轻烧氧化镁粉，实现产品的低烧失量的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，包括悬浮窑本体，所述悬浮窑本体一侧固定设有燃烧室本体，所述悬浮窑本体和燃烧室本体底部均固定设有支撑立墩，所述悬浮窑本体顶部固定设有排烟囱，所述悬浮窑本体内腔固定设有物料仓，所述物料仓内部设有收纳空腔，所述物料仓顶端与收纳空腔之间设有水汽排放通道，所述物料仓顶部外壁均匀分布多个换气孔，所述悬浮窑本体与收纳空腔之间设有物料排放管；
所述燃烧室本体内部设有天然气燃烧通道，所述天然气燃烧通道一端设有散火板，所述天然气燃烧通道另一端与燃烧室本体之间设有天然气燃烧口，所述散火板中部均匀分布多个分焰孔；
所述燃烧室本体内壁设有耐高温层，所述耐高温层与燃烧室本体之间设有空腔夹层，所述燃烧室本体与空腔夹层之间设有补液通道。
在一个优选地实施方式中，所述燃烧室本体与天然气燃烧通道之间、悬浮窑本体顶部与悬浮窑本体内腔之间均固定设有连接管道，所述悬浮窑本体一侧设有维修口，所述维修口内设有挡板。
在一个优选地实施方式中，所述悬浮窑本体厚度与排烟囱厚度相等，所述燃烧室本体、耐高温层和空腔夹层的厚度总和与悬浮窑本体厚度相等。
在一个优选地实施方式中，所述天然气燃烧通道设置为左小右大的圆台状，所述散火板与天然气燃烧通道右端内径相适配，且散火板与耐高温层固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述燃烧室本体、耐高温层和空腔夹层均由天然气燃烧口贯穿，所述燃烧口与天然气燃烧通道相连。
在一个优选地实施方式中，所述分焰孔的数量设置为多个，多个所述分焰孔呈圆形阵列且贯穿散火板。
在一个优选地实施方式中，所述物料仓、散火板和耐高温层均由镁铝尖晶高温耐火材料制成。
在一个优选地实施方式中，所述天然气燃烧口外接燃气，所述燃气设置为天然气。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过散火板对由天然气燃烧口喷射出的火焰的分散，由天然气燃烧口产生的喷射状火焰，火焰外焰接触散火板受到一定格挡，较大的火焰由分焰孔分散成多组长度均匀的火焰苗，对物料仓外壁进行燃烧供热，从而对物料仓供热的均匀度，保证物料仓内菱镁矿石原料的受热均匀及成品质量，较传统的大火焰加热可避免局部温度过高，且采用天然气为燃料替代传统的煤气，由于天然气热值高且加上均匀供热方式生产轻烧氧化镁粉，可实现产品的低烧失量的目的，为生产优质高纯镁砂提供原料保障，且物料仓、散火板和耐高温层采用镁铝尖晶高温耐火材料，可承受高达1700℃温度，保证该悬浮窑的使用寿命；
2、本发明通过设有物料仓和换气孔，天然气火焰对物料仓加热，可将菱镁矿石分解成氧化镁和二氧化碳及潮湿空气产生的水蒸气，粉末状的氧化镁跟随高温二氧化碳及水蒸气悬浮，但高度上升至一定高度后在自身重量作用下降落聚集在收纳空腔内，高温气体由物料仓顶端水汽排放通道排出，且由连接管道鼓入的空气经换气孔产生空气对流，热空气上升、冷空气下沉产生的空气对流，可加速分解气体经排烟囱排出，保证反应的进程。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的图1中B-B方向剖面结构示意图。
图3为本发明的散火板结构示意图。
图4为本发明的散火板剖面结构示意图。
图5为本发明的图1中A部放大图。
图6为本发明的物料仓结构示意图。
图7为本发明的物料仓剖面结构示意图。
附图标记为：1悬浮窑本体、2燃烧室本体、3支撑立墩、4排烟囱、5物料仓、6收纳空腔、7水汽排放通道、8换气孔、9物料排放管、10天然气燃烧通道、11散火板、12天然气燃烧口、13分焰孔、14耐高温层、15空腔夹层、16补液通道、17连接管道、18维修口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，包括悬浮窑本体1，所述悬浮窑本体1一侧固定设有燃烧室本体2，所述悬浮窑本体1和燃烧室本体2底部均固定设有支撑立墩3，所述悬浮窑本体1顶部固定设有排烟囱4，所述燃烧室本体2内部设有天然气燃烧通道10，所述天然气燃烧通道10一端设有散火板11，所述天然气燃烧通道10另一端与燃烧室本体2之间设有天然气燃烧口12，所述散火板11中部均匀分布多个分焰孔13，所述燃烧室本体2内壁设有耐高温层14，所述耐高温层14与燃烧室本体2之间设有空腔夹层15，所述燃烧室本体2与空腔夹层15之间设有补液通道16，所述悬浮窑本体1厚度与排烟囱4厚度相等，所述燃烧室本体2、耐高温层14和空腔夹层15的厚度总和与悬浮窑本体1厚度相等，所述天然气燃烧通道10设置为左小右大的圆台状，所述散火板11与天然气燃烧通道10右端内径相适配，且散火板11与耐高温层14固定连接，所述燃烧室本体2、耐高温层14和空腔夹层15均由天然气燃烧口12贯穿，所述燃烧口与天然气燃烧通道10相连，所述分焰孔13的数量设置为多个，多个所述分焰孔13呈圆形阵列且贯穿散火板11，所述物料仓5、散火板11和耐高温层14均由镁铝尖晶高温耐火材料制成，所述天然气燃烧口12外接燃气，所述燃气设置为天然气。
如图1-5所示的，实施方式具体为：使用者将菱镁矿石原料经物料排放管9送入收纳空腔6内部，随后关闭物料排放管9，随后经天然气燃烧口12外接天然气，天然气燃烧产生的喷射状火焰，圆台状的天然气燃烧通道10可对火焰形状进行限定，从而有效增大远离天然气燃烧口12方向处的火焰的外焰有效面积，因外焰温度远大于内焰温度，由外焰对物料仓5供热燃烧，保证天然气的有效供热，期间火焰外焰接触散火板11受到一定格挡，较大的火焰由分焰孔13分散成多组长度均匀的火焰苗，对物料仓5外壁进行燃烧供热，从而对物料仓5供热的均匀度，保证物料仓5内菱镁矿石原料的受热均匀及成品质量，较传统的大火焰加热可避免局部温度过高，且采用天然气为燃料替代传统的煤气，由于天然气热值高且加上均匀供热方式生产轻烧氧化镁粉，可实现产品的低烧失量（≤1.5%）的目的，为生产优质高纯镁砂提供原料保障，且物料仓5、散火板11和耐高温层14采用镁铝尖晶高温耐火材料，可承受高达1700℃温度，保证该悬浮窑的使用寿命，此外天然气燃烧期间，可由连接管道17外接鼓风装置，向天然气燃烧通道10内供给充足的氧气，保证天然气的燃烧充分，且可加速排烟囱4的空气流速，将分解的气体排离该悬浮窑，补液通道16向空腔夹层15补充水分，可吸收燃烧室本体2上的热量转换成水汽由补液通道16挥发，一方面进一步的保护悬浮窑使用寿命，另一方面可降低燃烧室本体2周边温度。
所述悬浮窑本体1内腔固定设有物料仓5，所述物料仓5内部设有收纳空腔6，所述物料仓5顶端与收纳空腔6之间设有水汽排放通道7，所述物料仓5顶部外壁均匀分布多个换气孔8，所述悬浮窑本体1与收纳空腔6之间设有物料排放管9，所述燃烧室本体2与天然气燃烧通道10之间、悬浮窑本体1顶部与悬浮窑本体1内腔之间均固定设有连接管道17，所述悬浮窑本体1一侧设有维修口18，所述维修口18内设有挡板；
如图1和6-7所示的，实施方式具体为：天然气火焰对物料仓5加热，可将菱镁矿石分解成氧化镁和二氧化碳及潮湿空气产生的水蒸气，粉末状的氧化镁跟随高温二氧化碳及水蒸气悬浮，但高度上升至一定高度后在自身重量作用下降落聚集在收纳空腔6内，高温气体由物料仓5顶端水汽排放通道7排出，且由连接管道17鼓入的空气经换气孔8产生空气对流，热空气上升、冷空气下沉产生的空气对流，可加速分解气体经排烟囱4排出，保证反应的进程，且使用者可定期开启挡板，由维修口18进入悬浮窑本体1内部进行清理、维修。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-5，天然气燃烧产生的喷射状火焰，圆台状的天然气燃烧通道10可对火焰形状进行限定，从而有效增大远离天然气燃烧口12方向处的火焰的外焰有效面积，因外焰温度远大于内焰温度，由外焰对物料仓5供热燃烧，保证天然气的有效供热，期间火焰外焰接触散火板11受到一定格挡，较大的火焰由分焰孔13分散成多组长度均匀的火焰苗，对物料仓5外壁进行燃烧供热，从而对物料仓5供热的均匀度，保证物料仓5内菱镁矿石原料的受热均匀及成品质量，较传统的大火焰加热可避免局部温度过高，且采用天然气为燃料替代传统的煤气，由于天然气热值高且加上均匀供热方式生产轻烧氧化镁粉，为生产优质高纯镁砂提供原料保障；
进一步的，参照说明书附图1和6-7，天然气火焰对物料仓5加热，可将菱镁矿石分解成氧化镁和二氧化碳及潮湿空气产生的水蒸气，粉末状的氧化镁跟随高温二氧化碳及水蒸气悬浮，但高度上升至一定高度后在自身重量作用下降落聚集在收纳空腔6内，高温气体由物料仓5顶端水汽排放通道7排出，且由连接管道17鼓入的空气经换气孔8产生空气对流，热空气上升、冷空气下沉产生的空气对流，可加速分解气体经排烟囱4排出，保证反应的进程。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，包括悬浮窑本体（1），所述悬浮窑本体（1）一侧固定设有燃烧室本体（2），所述悬浮窑本体（1）和燃烧室本体（2）底部均固定设有支撑立墩（3），其特征在于：所述悬浮窑本体（1）顶部固定设有排烟囱（4），所述悬浮窑本体（1）内腔固定设有物料仓（5），所述物料仓（5）内部设有收纳空腔（6），所述物料仓（5）顶端与收纳空腔（6）之间设有水汽排放通道（7），所述物料仓（5）顶部外壁均匀分布多个换气孔（8），所述悬浮窑本体（1）与收纳空腔（6）之间设有物料排放管（9）；
所述燃烧室本体（2）内部设有天然气燃烧通道（10），所述天然气燃烧通道（10）一端设有散火板（11），所述天然气燃烧通道（10）另一端与燃烧室本体（2）之间设有天然气燃烧口（12），所述散火板（11）中部均匀分布多个分焰孔（13）；
所述燃烧室本体（2）内壁设有耐高温层（14），所述耐高温层（14）与燃烧室本体（2）之间设有空腔夹层（15），所述燃烧室本体（2）与空腔夹层（15）之间设有补液通道（16）。
2.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述燃烧室本体（2）与天然气燃烧通道（10）之间、悬浮窑本体（1）顶部与悬浮窑本体（1）内腔之间均固定设有连接管道（17），所述悬浮窑本体（1）一侧设有维修口（18），所述维修口（18）内设有挡板。
3.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述悬浮窑本体（1）厚度与排烟囱（4）厚度相等，所述燃烧室本体（2）、耐高温层（14）和空腔夹层（15）的厚度总和与悬浮窑本体（1）厚度相等。
4.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述天然气燃烧通道（10）设置为左小右大的圆台状，所述散火板（11）与天然气燃烧通道（10）右端内径相适配，且散火板（11）与耐高温层（14）固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述燃烧室本体（2）、耐高温层（14）和空腔夹层（15）均由天然气燃烧口（12）贯穿，所述燃烧口与天然气燃烧通道（10）相连。
6.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述分焰孔（13）的数量设置为多个，多个所述分焰孔（13）呈圆形阵列且贯穿散火板（11）。
7.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述物料仓（5）、散火板（11）和耐高温层（14）均由镁铝尖晶高温耐火材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室，其特征在于：所述天然气燃烧口（12）外接燃气，所述燃气设置为天然气。
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