CN111559877B - 一种超高温竖窑 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐火材料煅烧技术领域，特别涉及一种超高温竖窑，其特征在于，脱硝室内居中设有加料管，脱硝室的外侧壁上绕圆周方向均匀设有脱硝剂喷枪；炉膛横断面为圆形结构，炉膛侧壁上绕圆周方向均匀设有非金属烧嘴；冷却室横断面为圆形结沟，冷却室侧壁设有若干个均匀分布的热风排放通道，窑体外套有热风排放环管，热风排放环管与热风排放通道由连通道相连通，热风排放环管的底部设有排灰斗。与现有技术相比，本发明的优点如下：1）出料无需冲水冷却，烧嘴不用水冷却，方便余热回收和利用。2）本窑利用系数大于7t/m3·d，标准煤耗小于57kg/t成品，出料温度小于150℃，出窑废气中N0x含量小于500mg/m3。

Description

一种超高温竖窑
技术领域
本发明属于冶金用氧化镁压球物料高温煅烧技术领域，特别涉及一种超高温竖窑。
背景技术
高档镁砂被广泛的用于冶金领域。颗粒体积密度大于3.3g/cm3的高档镁砂是由氧化镁压球物料经过超高温（大于2000℃）煅烧生成。超高温竖窑是一种热工炉窑设备，一般采用重油、裂化柴油或柴油或天然气为燃料，煅烧温度大于2000℃，用于煅烧难烧结矿物原料的立式炉窑。目前，国内生产高档镁砂的烧油高温竖窑，存在着排料技术落后、喷水冷却出炉高温物料、烧嘴采用水冷却、利用系数低、热量损失大、出窑废气N0x严重超标等问题。
申请号为201721058728.5的中国实用新型专利公开一种底部可以注水的高温竖窑，包括竖窑下料壳体和检修门，竖窑下料壳体底端的圆盘上设置有注水喷枪，竖窑下料壳体上设置有检修门，注水喷枪的一端设置有喷枪注水环管，喷枪注水环管的一端设置有喷枪冷却水给水环管，喷枪注水环管的另一端设置有喷枪冷却水回水环管，注水喷枪设置有四个，注水喷枪降低了高温竖窑出料和出料系统的温度，同时可以提高高温竖窑高温区的最高温度，有利于增加成品体积密度，减少烧失量。
申请号为201310237699.9的中国发明专利公开了一种竖窑进料装置，环形设置在竖窑内部，为一环形布料盘，该布料盘设若干通孔，通孔密度及孔径设置的要求满足物料从布料盘外缘下落的物料多于从盘心处下落的物料。本发明设置布料盘，并在布料盘上设置若干通孔，物料可从布料盘的各部分下落，使布料效率得到保证。
申请号为201510025228.0的中国发明公开了一种回转窑脱硝室内喷枪植入装置及其脱硝方法，窑体上设有至少两个环形卡槽，支撑座上设有与环形卡槽相匹配的托轮以支撑窑体，喷枪沿窑体的中线轴线处设置，喷枪通过固定在窑体内部的旋转支架设置在窑体中线轴线上，位于窑体外的喷枪管路通过固定架固定在窑体尾部，喷枪喷头植入回转窑内850～1050℃的温度区间，脱硝还原剂溶液通过喷枪在压缩空气的作用下雾化喷入窑体内，脱硝还原剂溶液采用尿素溶液、氨水，脱硝还原剂溶液与NOx进行反应，生成氮气和水。
上述文献均未提及出料不用水冷却和热风排风环管的技术内容以及该技术内容对生产工艺的优化倾向。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高温竖窑，克服了现有技术的缺陷，通过配置热风排放通道和热风排放环管排放多余的物料冷却空气、设置非金属烧嘴取消冷却水、设置窑内脱硝室进行高温脱销，解决背景技术中高温竖窑的生产效率低、热能损失大、物料冷却技术落后、废气N0x含量高等问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种超高温竖窑，其特征在于：窑体从上至下依次为脱硝室、炉膛和冷却室及出料机，脱硝室内居中设有加料管，脱硝室顶部设有废气排出口，所述脱硝室的外侧壁上绕圆周方向均匀设有若干个脱硝剂喷枪；所述炉膛横断面为圆形结构，炉膛侧壁上绕圆周方向均匀设有若干个非金属烧嘴；冷却室横断面为圆形结沟，冷却室侧壁设有若干个均匀分布的热风排放通道，窑体外套有热风排放环管，热风排放环管与热风排放通道由连通道相连通，所述热风排放环管的底部设有若干个排灰斗，冷却室底部与出料机相连。
进一步的，所述加料管将脱硝室分成居中的物料通道和周边环形的废气通道，使脱硝室横断面形成环形结构，所述废气通道中设有上封板和下封板，所述上封板和下封板上设有开孔。
进一步的，所述上封板和下封板上的开孔的直径为100~200mm，开孔率为40~60%。
进一步的，所述脱硝剂喷枪的入炉角度与径向成20~35°角。
进一步的，所述非金属烧嘴结构为管状，内径为10~30mm。
进一步的，所述热风排放环管为钢结构焊合件，内壁砌有100~200mm厚耐火材料层，热风排放环管的横断面为方形或圆形，排灰斗的结构为圆椎形漏斗。
进一步的，所述热风排放通道的纵断面为内侧大外侧小的直角梯形，底部斜边与水平面之间具有15~90°的夹角。
本发明在窑体上配置脱硝室，实现了窑内高温脱硝的过程，使出窑废气中的含N0X大大降低；非金属烧嘴，免去了大量的冷却水，减少了窑的热损失，减少燃料消耗；热风排放通道及热风排放环管采用大量冷空气冷却物料，物料温度可达100℃以下，大大提高了窑的产量，从而提高利用系数和生产效率，同时从冷却室排出的400~60℃热空气可用来预热燃烧需要的一次空气至200℃以上，因而节约了燃料，实现了节能。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1）设置窑内高温脱硝，使出窑废气中N0x含量小于500mg/m3，出料温度低；2）设置非金属烧嘴，不用水冷却，节约燃料；3）通过设置热风排放通道及热风排放环管，取消物料水冷设施，排出的热风余热利用；出料温度小于100℃，产量提高，利用系数大于9 t/m3·d；4）方便余热回收和利用。5）本发明竖窑有效容积最大为30m3，日产能为270吨/天，标准煤耗小于57kg/t·成品。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图。
图2是图1中沿A-A线剖示图。
图3是图1中沿B-B线剖示图。
图4是图1中沿C-C线剖示图。
图5是图1中沿D-D线剖示图。
图6是图1中的E向视图。
图中：1-加料管、2-脱硝室、3-脱硝剂喷枪、4-炉膛、5-非金属烧嘴、6-冷却室 7-热风排放通道、8-热风排放环管、9-连通道、10-排灰斗、11-出料机、12-换热器、13-预混装置、14-上封板、15-下封板。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，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。
见图1－图6，是本发明一种超高温竖窑实施例结构示意图，窑体从上至下依次为脱硝室2、炉膛4和冷却室6及出料机11，脱硝室2内居中设有加料管1，脱硝室2顶部设有废气排出口，脱硝室2的外侧壁上绕圆周方向均匀设有若干个脱硝剂喷枪3；炉膛4横断面为圆形结构，炉膛4侧壁上绕圆周方向均匀设有若干个非金属烧嘴5，非金属烧嘴5为高级耐火材料制成；冷却室6横断面为圆形结沟，冷却室6侧壁设有若干个均匀分布的热风排放通道7，窑体外套有热风排放环管，热风排放环管8与热排风通道7由连通道9相连通，热风排放环管8的底部设有若干个排灰斗10，冷却室6底部与出料机11相连。从E向看，热风排放通道7的纵断面为内侧大外侧小的直角梯形，底部斜边与水平面之间具有15~90°的夹角，该结构不容易造成粉尘堆积现象。热风排放环管8为钢结构焊合件，内壁砌有100~200mm厚的耐火材料层，热风排放环管8的横断面为方形或圆形，实施例中为方形，排灰斗10的结构为圆椎形漏斗。
加料管1将脱硝室2分成居中的物料通道和周边环形的废气通道，使脱硝室2形成横断面为环形的结构，废气通道中设有上封板14和下封板15，上封板和下封板上设有开孔。开孔的直径为100~200mm，开孔率为40~60%。
脱硝剂喷枪3为310S不锈钢SNCR脱硝喷枪，可以最小的气水比使喷雾达到最小的粒径，节约空气输进量，布置在脱硝室2的外环上，其入炉角度与径向成20~35°角，形成切向气流，与烟气更均匀的混合。
非金属烧嘴5结构为管状，非金属烧嘴5由高级耐火材料制成，内径为10~30mm，可实现按比例预混的燃料和空气从非金属烧嘴5喷5入窑内。
从热风排放环管8排出的热风，进入换热器12，在换热器12中与一次冷空气热交换后排至大气，经换热器12预热后的冷空气进入预混器13，通过换热器12热风的预热得到充分利用。
以上实施例仅是为详细说明本发明的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制发明的保护范围，凡在不违背本发明的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超高温竖窑，其特征在于：窑体从上至下依次为脱硝室、炉膛和冷却室及出料机，脱硝室内居中设有加料管，脱硝室顶部设有废气排出口，所述脱硝室的外侧壁上绕圆周方向均匀设有若干个脱硝剂喷枪；所述炉膛横断面为圆形结构，炉膛侧壁上绕圆周方向均匀设有若干个非金属烧嘴；冷却室横断面为圆形结沟，冷却室侧壁设有若干个均匀分布的热风排放通道，窑体外套有热风排放环管，热风排放环管与热风排放通道由连通道相连通，所述热风排放环管的底部设有若干个排灰斗，冷却室底部与出料机相连；
所述加料管将脱硝室分成居中的物料通道和周边环形的废气通道，使脱硝室横断面为环形结构，所述废气通道中设有上封板和下封板，所述上封板和下封板上设有开孔。
2.根据权利要求1所述的一种超高温竖窑，其特征在于：所述上封板和下封板上的开孔的直径为100~200mm，开孔率为40~60%。
3.根据权利要求1所述的一种超高温竖窑，其特征在于：所述脱硝剂喷枪的入炉角度与径向成20~35°角。
4.根据权利要求1所述的一种超高温竖窑，其特征在于：所述非金属烧嘴结构为管状，内径为10~30mm。
5.根据权利要求1所述的一种超高温竖窑，其特征在于：所述热风排放环管为钢结构焊合件，内壁砌有100~200mm厚耐火材料层，热风排放环管的横断面为方形或圆形，排灰斗的结构为圆椎形漏斗。
6.根据权利要求1所述的一种超高温竖窑，其特征在于：所述热风排放通道的纵断面为内侧大外侧小的直角梯形，底部斜边与水平面之间具有15~90°的夹角。
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