CN111288804A - 一种悬浮窑焙烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬浮窑焙烧系统，包括：前料仓、星型给料机、螺旋给料机、布料管、悬浮窑、排烟机、两个螺旋输料机、旋风分离器组、袋式除尘器；其中，前料仓连通星型给料机，星型给料机下方为螺旋给料机，该螺旋给料机通过布料管连通悬浮窑；悬浮窑底端下方有一个螺旋输料机。悬浮窑连通旋风分离器组，旋风分离器组底端下方为另一个螺旋输料机，旋风分离器组上部依次连通外部余热锅炉、袋式除尘器、排烟机。悬浮窑还连接外部控制器。本发明所述一种悬浮窑焙烧系统具有产品质量高、无污染、节能程度非常高等特点，可广泛应用于矿产领域。

Description

一种悬浮窑焙烧系统

技术领域

本发明涉及焙烧技术领域，特别是涉及一种悬浮窑焙烧系统。

背景技术

专利号为“ZL 201610910437.8”、名称为“一种大型悬浮窑及其生产工艺”的中国发明专利中，悬浮窑由多级预热旋风分离器、煅烧反应器、中间分离器和多级冷却旋风分离器组成；其中，多级预热旋风分离器平均分成多组，每组内各级预热旋风分离器间的进气管道、排气管道为串联连接，组与组之间的预热旋风分离器的进气、排气管道为并联连接；多级冷却旋风分离器平均分成多组，每组内各级旋风分离器间的进气、排气、进料和出料管道均采用串联连接，组与组之间的冷却旋风分离器的进气、排气、进料和出料管道均采用并联连接。该发明专利采用多个小规格旋风分离器分组，且并、串联相结合的方式实现悬浮窑的大型化，在确保分离效率的前提下，有效降低悬浮窑的总体高度，减少系统运行阻力，控制建设及运行成本。

专利号为“ZL 201820549291.3”、名称为“一种轻烧MgO悬浮窑联产Mg(OH)₂的生产装置”中国实用新型专利中，所述生产装置，包括原料仓、四级旋风预热器、分解炉、旋风分离器、流化冷却床、水合反应塔、成品收集收尘器、成品仓等，碳酸镁粉料烧结后得到MgO熟料，经气固分离后，由切换闸门喂入流化冷却床冷却后即可制得轻烧MgO成品，或由切换闸门喂入水合反应塔与蒸馏水水合反应后即可制得Mg(OH)2成品。该实用新型通过该装置的切换闸门改变高温烧结MgO的工艺流程，在不增加生产设备的情况下，可实现生产轻烧MgO的同时联产Mg(OH)2的目的，有效提高了设备利用率，节约了能源，降低了生产成本。

申请号为“200620044137.8”、名称为“悬浮窑”的中国实用新型专利申请中，悬浮窑物流处理装置包括依次连接的原料中间仓、回转阀、拉链机、提升泵、悬浮窑焙烧旋风筒组、回转阀、拉链机、提升机和成品仓；其气流装置包括冷却塔和空气入口，分别连接于悬浮窑焙烧旋风筒组的上部和下部，冷却塔下部通过2个回转阀直接与成品输送系统的拉链机相连接，冷却塔沉降下来的粉料不再送往原料中间仓而直接经过成品输送系统的拉链机和提升机进入到成品仓，直接作为成品使用。

申请号为“201911082651.9”、名称为“一种以天然气为燃料生产轻烧氧化镁粉的悬浮窑燃烧室”的中国发明专利申请中，所述悬浮窑燃烧室包括悬浮窑本体，悬浮窑本体一侧固定设有燃烧室本体，悬浮窑本体和燃烧室本体底部均固定设有支撑立墩，悬浮窑本体顶部固定设有排烟囱，悬浮窑本体内腔固定设有物料仓，物料仓内部设有收纳空腔。该申请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。

目前，各种类型的悬浮窑的改进主要集中在两方面：第一，根据产量和流程确定悬浮窑规模大小或悬浮窑与其它设备的联合；第二，对于悬浮窑本身的改进。但是，对于悬浮窑本身的改进设计中，尚无如何提高产品质量、如何实现降低环境污染等方面的内容。

由此可见，在现有技术中，悬浮窑还存在着产品质量较低、污染比较严重、浪费较大等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种产品质量高、无污染、节能程度非常高的悬浮窑焙烧系统。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种悬浮窑焙烧系统，包括：前料仓、星型给料机、螺旋给料机、布料管、悬浮窑、排烟机、第一螺旋输料机、旋风分离器组、第二螺旋输料机、袋式除尘器；其中，布料管位于悬浮窑的中下部；

前料仓出口端连通星型给料机入口端，星型给料机设置于螺旋给料机垂直上方，螺旋给料机输出端连通布料管输入端，布料管连通悬浮窑；悬浮窑底端固体出料口垂直下方设置有第一螺旋输料机；悬浮窑上部气固出料口连通旋风分离器组，旋风分离器组固体出料口位于旋风分离器组底端，旋风分离器组固体出料口垂直下方设置有第二螺旋输料机，旋风分离器组上部气固出料口依次连通外部余热锅炉、袋式除尘器、排烟机；悬浮窑还连接外部控制器。

综上所述，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统处于正常工作状态时，将送入前料仓的粒径为0毫米～0.5毫米的低品位菱镁矿粉，依次通过星型给料机、螺旋给料机、布料管进入悬浮窑。低品位菱镁矿粉在悬浮窑中进行焙烧，焙烧充分得到的轻烧粉与燃烧产生的烟气在排烟机的作用下一起进入旋风分离器组；焙烧不充分得到的轻烧粉通过底端出料口落入第一螺旋输料机上，并由第一螺旋输料机输送入下一工序。旋风分离器组中，焙烧充分得到的轻烧粉与燃烧产生的烟气在旋风分离的作用下，颗粒较小的轻烧粉与燃烧产生的烟气通过气固出料口进入外部余热锅炉进行热交换，颗粒较大的轻烧粉通过旋风分离器组的固体出料口落入第二螺旋输料机，并由第二螺旋输料机输送入下一个工序。本发明所述一种悬浮窑焙烧系统能对焙烧产物依次进行悬浮窑内的分类、旋风分离器组内的分类，对不同的分类产品进行不同的工艺处理，为得到高品质的最终产品起到了关键作用；而且，悬浮窑内燃烧产生的烟气进入其他工序进行热交换，能量被得到充分利用，而且整个焙烧过程二氧化碳被提纯，无污染气体扩散到大气中。由此可知，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统具有产品质量高、无污染、节约能源等特点。

附图说明

图1为本发明所述悬浮窑焙烧系统总体组成结构的主视图。

图2为本发明所述悬浮窑下部结构放大示意图。

图3为本发明所述第一料罐的放大示意图。

图4为本发明所述烧嘴上燃料管路分布的放大示意图。

图5为本发明所述悬浮窑焙烧系统总体组成结构的俯视图。

图6为本发明所述烧嘴的分布示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图1为本发明所述悬浮窑焙烧系统总体组成结构的主视图。图5为本发明所述悬浮窑焙烧系统总体组成结构的俯视图。如图1、图5所示，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统，包括：前料仓9、星型给料机12、螺旋给料机13、布料管11、悬浮窑、排烟机33、第一螺旋输料机23、旋风分离器组4、第二螺旋输料机1、袋式除尘器；其中，布料管11位于悬浮窑的中下部；

前料仓9出口端连通星型给料机12入口端，星型给料机12设置于螺旋给料机13垂直上方，螺旋给料机13输出端连通布料管11输入端，布料管11连通悬浮窑；悬浮窑底端出料口垂直下方设置有第一螺旋输料机23；悬浮窑上部气固出料口连通旋风分离器组4，旋风分离器组4固体出料口位于旋风分离器组4底端，旋风分离器组4固体出料口垂直下方设置有第二螺旋输料机1，旋风分离器组4上部气固出料口依次连通外部余热锅炉、袋式除尘器、排烟机33；悬浮窑还连接外部控制器。

实际应用中，星型给料机12能实现定量给料。布料管11位于悬浮窑的中下部，布料管11出口端处于悬浮窑周向截面的中心处，以实现均匀布料。另外，布料管11是由耐高温的耐火材料制成的。

实际应用中，本发明所述旋风分离器组4中包括一个以上的旋风分离器。

总之，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统处于正常工作状态时，将送入前料仓的粒径为0毫米～0.5毫米的低品位菱镁矿粉，依次通过星型给料机、螺旋给料机、布料管进入悬浮窑。低品位菱镁矿粉在悬浮窑中进行焙烧，焙烧充分得到的轻烧粉与燃烧产生的烟气在排烟机的作用下一起进入旋风分离器组；焙烧不充分得到的轻烧粉通过底端出料口落入第一螺旋输料机上，并由第一螺旋输料机输送入下一工序。旋风分离器组中，焙烧充分得到的轻烧粉与燃烧产生的烟气在旋风分离的作用下，颗粒较小的轻烧粉与燃烧产生的烟气通过气固出料口进入外部余热锅炉进行热交换，颗粒较大的轻烧粉通过旋风分离器组的固体出料口落入第二螺旋输料机，并由第二螺旋输料机输送入下一个工序。本发明所述一种悬浮窑焙烧系统能对焙烧产物依次进行悬浮窑内的分类、旋风分离器组内的分类，对不同的分类产品进行不同的工艺处理，为得到高品质的最终产品起到了关键作用；而且，悬浮窑内燃烧产生的烟气进入其他工序进行热交换，能量被得到充分利用，而且整个焙烧过程二氧化碳被提纯，无污染气体扩散到大气中。由此可知，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统具有产品质量高、无污染、节约能源等特点。

图2为本发明所述悬浮窑下部结构放大示意图。图3为本发明所述第一料罐的放大示意图。图4为本发明所述烧嘴上燃料管路分布的放大示意图。图6为本发明所述烧嘴的分布示意图。如图1～图6所示，本发明所述悬浮窑包括：上升段8、下落段7、过渡段、拱桥10、一个以上的烧嘴14、窑外壳27、窑内衬26、第一料罐21、比例调节阀17、助燃气旁路15、燃料旁路18、截止阀16、双道阀门22、燃料管道19、助燃气管道20；下落段7上部开设有气固出料口6；其中，上升段8、下落段7与过渡段均为由窑外壳27、窑内衬26组成的腔体；第一料罐21为由第一料罐内壳25、第一料罐外衬24组成的容器；气固出料口6通过管路连通所述旋风分离器组4；

所述悬浮窑整体呈∩型，上升段8、下落段7分别为所述悬浮窑两边的竖直圆柱部分，过渡段为所述悬浮窑的顶部的弧形部分；上升段8底端与下落段7底端均分别装设有一个第一料罐21，第一料罐21为漏斗型，两个第一料罐21底端固体出料口处均装设有一个双道阀门22。

这里，第一料罐21底端固体出料口即为悬浮窑底端固体出料口。

拱桥10装设于上升段8内的中下部。烧嘴14位于拱桥10下方，且每个烧嘴14沿上升段8周向倾斜分布于上升段8外侧，且烧嘴14连通上升段8内部。这里，拱桥10是由耐火材料砌筑的。

烧嘴14上装设有连通外部煤气源的燃料管道19与连通外部助燃气源的助燃气管道20，比例调节阀17装设于燃料管道19与助燃气管道20上，且比例调节阀17进口端的燃料管道19上与助燃气管道20上均装设有截止阀16，比例调节阀17出口端的燃料管道19上与助燃气管道20上也均装设有截止阀16。燃料管道19上还安装有一个燃料旁路18，燃料旁路18不经过比例调节阀17，且燃料旁路18上装设有截止阀16。助燃气管道20上也安装有一个助燃气旁路15，助燃气旁路15不经过比例调节阀17，且助燃气旁路15上装设有截止阀16。

实际应用中，悬浮窑的上升段8、过渡段、下落段7均为内、外两层结构，外层为由金属材料制成的金属壳27，内层结构为由耐火材料制成的具有保温作用的内衬26。第一料罐21也均为内、外两层结构，第一料罐内壳即内层，其为由金属材料制成的金属壳25；第一料罐外衬即外层，其为由耐火材料制成的具有保温作用的外衬24。

实际应用中，可根据产能与悬浮窑大小的不同，具体确定烧嘴14的数量。本发明中，各烧嘴14沿上升段8圆周切向分布于上升段8外侧，具体为：各烧嘴14与上升段8径向夹角为5度，各烧嘴14与上升段8圆周切向的夹角为15度。实际应用中，沿上升段8圆周切向装设的各烧嘴14能使得悬浮窑内的气流与低品位菱镁矿粉形成旋流，延长燃烧气体与低品位菱镁矿粉在悬浮窑内的停留时间，以满足低品位菱镁矿粉分解时间的需要，且能提高气流对低品位菱镁矿粉向上的推力。

实际应用中，装设于燃料管道19与助燃气管道20上的比例调节阀17用来根据实时工况调节煤气与助燃气的比例。截止阀16用于控制各管路的开闭状态。燃料管道19上旁侧的燃料旁路18、助燃气管道20上旁侧的助燃气旁路15的设置是为了方便在线检修。

本发明中，所述布料管11出口端处于悬浮窑周向截面的中心处，具体为：所述布料管11出口端处于上升段8周向截面的中心处。

本发明中，所述燃料管道19由外部煤气源提供的煤气为低品位菱镁矿综合利用系统中还原炉还原出的还原煤气，该还原煤气包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、杂质气体，且一氧化碳的体积含量为55％，二氧化碳的体积含量为29％，氢气的体积含量为13％，杂质气体的体积含量为3％。由此可见，在悬浮窑内，作为燃料的煤气与助燃气燃烧后产生的气体以二氧化碳为主，且二氧化碳的浓度达到95％以上。也就是说，悬浮窑实现了二氧化碳的提纯富集。

所述助燃气管道20由外部助燃源提供的助燃气为二氧化碳与氧气的混合物。

本发明中，在上升段8上，拱桥10与烧嘴14之间的窑壁上还设置有压力变送器28，且压力变送器28连接外部控制器。实际应用中，压力变送器28将测量得到的实时压力信号发送至外部控制器，控制器对该实时压力信号进行对应的处理后，向排烟机调频器发送控制信号，该控制信号通过控制排烟机中电机的转数，从而实现调节排烟量的效果。控制器的处理内容非本发明申请的内容，此处不再赘述。

本发明中，连通所述排料口6与所述旋风分离器组4的管路上还设置有热电偶5，且热电偶5连通外部控制器。实际应用中，热电偶5将测得的实时温度信号发送至外部控制器，控制器对该实时温度信号进行对应的处理后，向比例调节阀17发送控制信号，用于按比例调节煤气与助燃气体的流量。控制器的处理内容非本发明申请的内容，此处不再赘述。

本发明中，所述旋风分离器组4包括一个以上的旋风分离器；其中，每个旋风分离器均包括分离器本体、第二料罐3；第二料罐3装设于分离器本体底端出口处，第二料罐3底端固体出料口也装设有双道阀门；分离器本体为由分离器壳体与分离器外衬组成的腔体，第二料罐3为由第二料罐内壳32、第二料罐外衬31组成的容器；分离器本体上部气固出料口依次连通外部余热锅炉、袋式除尘器、排烟机33。

这里，第二料罐3底端固体出料口即为旋风分离器组4固体出料口。分离器本体上部连通外部余热锅炉的气固出料口即为旋风分离器组4上部连通外部余热锅炉的气固出料口。

实际应用中，每个旋风分离器本体均为内、外两层结构，分离器壳体即内层，其为由金属材料制成的金属壳30；分离器外衬即外层，其为由耐磨耐火材料制成的具有保温作用的外衬29。第二料罐3也均为内、外两层结构，内层为由金属材料制成的金属壳32，外层结构为由耐火材料制成的具有保温作用的内衬31。

综上所述，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统处于正常工作状态时，低品位菱镁矿粉通过布料管进入悬浮窑的上升段进行焙烧，在特殊角度设置的烧嘴喷出的气流流向作用下，煤气、二氧化碳、氧气等混合组成的燃料燃烧生成的气体产物与低品位菱镁矿粉形成旋流，使得低品位菱镁矿粉在上升段不停地进行分解，在排烟机向上的吸力与气流向上的推力的作用下，焙烧比较充分后得到的轻烧粉与燃烧产生的烟气通过过渡段进入下落段，进入下落段的轻烧粉仍然继续分解，烟气与一部分轻烧粉在排烟机的作用下进入旋风分离器组。这里，上升段中焙烧不完全充分得到的轻烧粉、下落段中另一部分焙烧比较充分的轻烧粉分别向下落入对应的第一料罐中，并在第一料罐中靠余热继续自行分解，分解后的轻烧粉由各第一料罐中排出至第一螺旋输料机上，进入下一个对应的工序。旋风分离器组中，在旋风分离的作用下，焙烧充分的轻烧粉被进一步分离，高品位的轻烧粉与燃烧产生的烟气通过气固出料口进入外部余热锅炉进行热交换，分解程度稍差的轻烧粉通过旋风分离器组的固体出料口进入第二料罐靠余热继续自行分解，继续分解的轻烧粉分解后仍能得到的高品质轻烧粉，且这部分高品质轻烧粉落入第二螺旋输料机，并由第二螺旋输料机输送入下一个工序。实际应用中，进入外部余热锅炉的高品位轻烧粉与燃烧产生的烟气经过换热后，进入袋式除尘器。袋式除尘器排出的高品位轻烧粉进入相应的下一个工序，袋式除尘器排出的烟气进入二氧化碳储罐。由此可见，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统能对焙烧产物经过各个处理工序的分类后，能得到各类高品质轻烧粉；而且，悬浮窑内燃烧产生的燃烧产物与高品位轻烧粉进入其他工序进行热交换，能量被得到充分利用；进一步地，整个焙烧过程实现了二氧化碳的提纯富集，且二氧化碳被集中回收，无任何污染气体扩散到大气中。由此可知，本发明所述一种悬浮窑焙烧系统具有产品质量高、无污染、节约能源等特点。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (7)

1.一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，所述焙烧系统包括：前料仓、星型给料机、螺旋给料机、布料管、悬浮窑、排烟机、第一螺旋输料机、旋风分离器组、第二螺旋输料机、袋式除尘器；其中，布料管位于悬浮窑的中下部；

前料仓出口端连通星型给料机入口端，星型给料机设置于螺旋给料机垂直上方，螺旋给料机输出端连通布料管输入端，布料管连通悬浮窑；悬浮窑底端固体出料口垂直下方设置有第一螺旋输料机；悬浮窑上部气固出料口连通旋风分离器组，旋风分离器组固体出料口位于旋风分离器组底端，旋风分离器组固体出料口垂直下方设置有第二螺旋输料机，旋风分离器组上部气固出料口依次连通外部余热锅炉、袋式除尘器、排烟机；悬浮窑还连接外部控制器。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，所述悬浮窑包括：上升段、下落段、过渡段、拱桥、一个以上的烧嘴、窑外壳、窑内衬、第一料罐、比例调节阀、助燃气旁路、燃料旁路、截止阀、双道阀门、燃料管道、助燃气管道；下落段上部开设有气固出料口；其中，上升段、下落段与过渡段均为由窑外壳、窑内衬组成的腔体；第一料罐为由第一料罐内壳、第一料罐外衬组成的容器；气固出料口通过管路连通所述旋风分离器组；

所述悬浮窑整体呈∩型，上升段、下落段分别为所述悬浮窑两边的竖直圆柱部分，过渡段为所述悬浮窑的顶部的弧形部分；上升段底端与下落段底端均分别装设有一个第一料罐，第一料罐为漏斗型，两个第一料罐底端固体出料口处均装设有一个双道阀门；

拱桥装设于上升段内的中下部；烧嘴位于拱桥下方，且每个烧嘴沿上升段圆周切向分布于上升段外侧，烧嘴连通上升段内部；

烧嘴上装设有连通外部煤气源的燃料管道与连通外部助燃气源的助燃气管道，比例调节阀装设于燃料管道与助燃气管道上，且比例调节阀进口端的燃料管道上与助燃气管道上均装设有截止阀，比例调节阀出口端的燃料管道上与助燃气管道上也均装设有截止阀；燃料管道上还安装有一个燃料旁路，燃料旁路不经过比例调节阀，且燃料旁路上装设有截止阀；助燃气管道上也安装有一个助燃气旁路，助燃气旁路不经过比例调节阀，且助燃气旁路上装设有截止阀。

3.根据权利要求2所述的一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，所述每个烧嘴沿所述上升段圆周切向分布于所述上升段外侧，具体为：所述每个烧嘴与所述上升段径向夹角为5度，所述每个烧嘴与所述上升段圆周切向的夹角为15度。

4.根据权利要求2所述的一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，在所述上升段上，所述拱桥与所述烧嘴之间的窑壁上还设置有压力变送器，且压力变送器连接外部控制器。

5.根据权利要求2所述的一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，连通所述排料口与所述旋风分离器组的管路上还设置有热电偶，且热电偶连通外部控制器。

6.根据权利要求1所述的一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，所述旋风分离器组包括一个以上的旋风分离器；其中，

每个旋风分离器均包括分离器本体、第二料罐；第二料罐装设于分离器本体底端出口处，第二料罐底端固体出料口也装设有双道阀门；分离器本体为由分离器壳体与分离器外衬组成的腔体，第二料罐为由第二料罐内壳、第二料罐外衬组成的容器；分离器本体上部气固出料口依次连通外部余热锅炉、袋式除尘器、排烟机。

7.根据权利要求2所述的一种悬浮窑焙烧系统，其特征在于，所述燃料管道由外部煤气源提供的煤气为低品位菱镁矿综合利用系统中还原炉还原出的还原煤气，该还原煤气包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、杂质气体，且一氧化碳的体积含量为55％，二氧化碳的体积含量为29％，氢气的体积含量为13％，杂质气体的体积含量为3％；

所述助燃气管道由外部助燃源提供的助燃气为二氧化碳与氧气的混合物。

Images