CN111732351B - 一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑 - Google Patents

Abstract

本发明属于套筒石灰窑技术领域，尤其涉及一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑。所述具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，包括石灰窑筒体、引风机、进料系统、窑体内套筒、窑体外套筒、燃烧室组、环形空气冷却器、出灰机组和成品灰仓。内、外燃烧室组包括在内、外燃烧室输入端的烧嘴。窑体内套筒与窑体外套筒同轴套接形成环形窑膛，内燃烧室组固定在窑体内套筒侧壁，外燃烧室组固定在窑体外套筒侧壁，引风机和进料系统由上至下依次固定于石灰窑筒体顶部，石灰窑筒体下部由上至下依次固定出灰机组、环形空气冷却器和成品灰仓。内燃烧室组高于外燃烧室组，烧嘴和燃烧室密封连接，燃烧室内保持微正压，提高了石灰石的分解度和石灰的生产效率。

Description

一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑

技术领域

本发明涉及套筒石灰窑技术领域，尤其涉及一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑。

背景技术

随着工业的迅猛发展，石灰作为建材、冶金和化工等领域的基础原材料，需求量日益增加。石灰的制备原理为利用高温煅烧石灰石，石灰石分解为以CaO为主要成分的石灰。目前，普遍采用占地面积相对较小的竖窑生产石灰，其中，套筒对烧石灰窑因成本较低在近几年得到普遍应用。

授权公告号为CN103641338A的中国专利公开了一种对烧式套筒石灰窑，该专利采用内外对烧式燃烧室组，使内、外燃烧室组高度一致的相对布置在窑体外套筒和窑体内套筒上，由内、外燃烧室组向环形窑膛射流的高温烟气会在环形窑膛中间位置相遇，并产生气流滞止区，使位于环形窑膛中间位置的石灰石得到的热量不足以使石灰石充分煅烧分解，石灰石的分解度偏低。

授权公告号为CN201434585Y的中国专利公开了一种环形套筒对烧窑炉，其内、外燃烧室组也采用高度一致的相对设置方式，燃烧室内保持负压，由于烧嘴和燃烧室的加工精度和配合精度较低，使烧嘴与燃烧室的连接处存在缝隙，因石灰窑筒体内为负压，该缝隙被忽视。负压的设置会导致来自燃烧室组的高温烟气进入环形窑膛时动量不足，高温烟气射流的路径较短，使石灰石煅烧的时间较短，无法充分受热分解，从而降低了石灰石的分解度和石灰的生产效率。

同时，由于石灰窑筒体位于进料系统和环形窑膛间的部分呈上窄下宽的锥形，使不同粒径的石灰石由进料系统进入石灰窑筒体内并向下运动时，根据颗粒流动的渗透机理，粒径较小的石灰石会由粒径较大的石灰石间的间隙继续下落，使部分粒径较大的石灰石滚落到外套筒附近，而粒径较小的石灰石多分布于内套筒附近。由于内燃烧室组和外燃烧室组相对设置，内、外燃烧室组向环形窑膛射流出的烟气在环形窑膛内的路径长度相同，使分布于环形窑膛不同位置的不同粒径的石灰石的受热时间和受热温度也相同，当粒径较小的石灰石充分分解时粒径较大的石灰石未完全分解，造成粒径较大的石灰石分解度较低，降低了石灰的生产效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其解决了石灰石的分解度和石灰的生产效率较低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，包括石灰窑筒体、引风机、进料系统、窑体内套筒、窑体外套筒、燃烧室组、出灰机组、环形空气冷却器和成品灰仓。

所述燃烧室组包括设置在燃烧室输入端的烧嘴，所述燃烧室组包括内燃烧室组和外燃烧室组，所述燃烧室包括内燃烧室和外燃烧室。所述窑体内套筒置于窑体外套筒内侧，所述窑体内套筒和窑体外套筒同轴套接并在两者之间形成环形窑膛。所述内燃烧室组固定安装在窑体内套筒的内侧壁上，所述外燃烧室组固定安装在窑体外套筒的外侧壁上。所述引风机和进料系统由上至下依次固定于石灰窑筒体的顶部，所述石灰窑筒体下部的侧壁由上至下依次固定设有出灰机组、环形空气冷却器和成品灰仓，所述环形窑膛、出灰机组、环形空气冷却器和成品灰仓相连通。

其中，所述内燃烧室组的安装高度高于外燃烧室组，所述烧嘴和燃烧室密封连接，所述燃烧室内保持微正压。

根据本发明，所述内燃烧室组和外燃烧室组的安装高度所形成的高度差Δh满足公式Δh>D·tanα。其中，Δh是指内燃烧室输出端的出口下边缘与外燃烧室输出端的出口上边缘的间距，D是指窑体内套筒外壁与窑体外套筒内壁的间距，α是指烟气射流的最高处射线与水平面间的夹角。

根据本发明，所述燃烧室组还包括设置于燃烧室输入端的空气供应装置和燃气供应装置，所述空气供应装置和燃气供应装置内部设有鼓风机，所述烧嘴、空气供应装置、燃气供应装置、燃烧室和环形窑膛相连通。

根据本发明，所述石灰窑筒体位于进料系统和环形窑膛间的部分呈上窄下宽的锥形。

根据本发明，所述成品灰仓为向下逐渐收缩的无盖空腔结构。

根据本发明，所述环形空气冷却器与大气连通。

根据本发明，所述空气供应装置与大气连通。

根据本发明，所述进料系统连接石灰石输送装置。

根据本发明，所述成品灰仓连接成品灰输送机。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，设置内燃烧室组的安装高度高于外燃烧室组的安装高度，可避免内燃烧室组和外燃烧室组向环形窑膛射流烟气时，两端的烟气相遇并在环形窑膛中间位置形成气流滞止区，使位于环形窑膛中间位置的石灰石能够得到足够热量从而被充分煅烧分解，提高了该位置处石灰石的煅烧质量、石灰石的分解度和石灰的生产效率；设置外燃烧室组的安装高度低于内燃烧室组，可使外燃烧室组的烟气进入环形窑膛时有较长的射流路径，从而延长位于外套筒附近的粒径较大石灰石的煅烧时间，使粒径较大的石灰石可充分受热分解，提高了粒径较大石灰石的分解度和石灰的生产效率；提高燃烧室组中的烧嘴和燃烧室的加工精度和配合精度，使烧嘴和燃烧室采用密封连接，提高燃烧室组的密封性，并通过调节鼓风机和引风机的流量参数改变燃烧室内的压力，使燃烧室内能够保持微正压，所述微正压是指燃烧室内压力高于大气压力100-500Pa，从而提高高温烟气进入环形窑膛时的动量，使高温烟气射流进入环形窑膛后有较长的路径，给石灰石提供充足的受热时间使充分煅烧分解，从而提高了石灰石的分解度和石灰的生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑示意图；

图2为图1中的内燃烧室和外燃烧室的相对安装位置示意图。

【附图标记说明】

1：石灰窑筒体；2：进料系统；3：窑体内套筒；4：窑体外套筒；5：内燃烧室组；51：内燃烧室；6：外燃烧室组；61：外燃烧室；7：出灰机组；8：环形空气冷却器；9：成品灰仓。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

参照图1和图2，本发明提供一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，包括石灰窑筒体1、进料系统2、引风机、窑体内套筒3、窑体外套筒4、内燃烧室组5、外燃烧室组6、出灰机组7、环形空气冷却器8和成品灰仓9。所述窑体内套筒3置于窑体外套筒4内侧，所述窑体内套筒3和窑体外套筒4同轴套接并在两者之间形成环形窑膛，所述环形窑膛用于容纳并煅烧石灰石。所述内燃烧室组5固定安装在窑体内套筒3的内侧壁上，外燃烧室组6固定安装在窑体外套筒4的外侧壁上，所述内燃烧室组5的安装高度高于外燃烧室组6。所述引风机和进料系统2由上至下依次固定于所述石灰窑筒体1的顶部，所述石灰窑筒体1下部的侧壁由上至下依次固定设有出灰机组7、环形空气冷却器8和成品灰仓9，所述成品灰仓9为向下逐渐收缩的三角形截面的无盖空腔结构。所述环形窑膛、出灰机组7、环形空气冷却器8和成品灰仓9相连通，所述环形空气冷却器8与大气连通。

实际应用中，石灰石经由进料系统2进入石灰窑筒体1内，并沿环形窑膛向下缓慢滑落，燃烧室组向环形窑膛内持续供给高温烟气，石灰石受热煅烧分解为石灰，分解后的石灰继续下落，经环形空气冷却器8提供的低温空气的冷却后，由出灰机组7排出到成品灰仓9内。低温空气与石灰交换热量后沿环形窑膛向上运动并由进料系统2排出。

进一步地，所述内燃烧室组5与外燃烧室组6的安装高度形成高度差Δh，并满足公式Δh>D·tanα。其中，Δh是指内燃烧室51输出端的出口下边缘与外燃烧室61输出端的出口上边缘的间距，D是指窑体内套筒3外壁与窑体外套筒4内壁的间距，α是指烟气射流的最高处射线与水平面间的夹角。设置该高度差Δh可避免内燃烧室组5和外燃烧室组6向环形窑膛射流烟气时两端的烟气相遇，从而避免在环形窑膛中间位置形成气流滞止区，使位于环形窑膛中间位置的石灰石能够得到足够热量从而被充分煅烧分解，提高该位置处石灰石的煅烧质量、石灰石的分解度和石灰的生产效率。

进一步地，所述燃烧室组包括设置在燃烧室输入端的烧嘴、空气供应装置和燃气供应装置。所述烧嘴、空气供应装置、燃气供应装置、燃烧室和环形窑膛相连通。燃气供应装置提供的燃气和空气供应装置提供的空气经由烧嘴进入燃烧室内，空气作为助燃剂使燃气在燃烧室内燃烧转化为高温烟气，高温烟气由燃烧室的输出端的出口进入环形窑膛内，该高温烟气用于煅烧石灰石。

进一步地，所述石灰窑筒体1位于进料系统2和环形窑膛间的部分呈上窄下宽的锥形。在实际应用中，当不同粒径的石灰石由进料系统2进入石灰窑筒体1内，由于石灰窑筒体1上部的锥形结构，使不同粒径的石灰石向下运动时，根据颗粒流动的渗透机理，粒径较小的石灰石会由粒径较大的石灰石间的缝隙继续下落，使粒径较小的石灰石多分布于窑体内套筒3外壁附近，粒径较大的石灰石多分布于窑体外套筒4内壁附近。现有技术中，普遍将内燃烧室组5和外燃烧室组6相对设置，使内、外燃烧室组向环形窑膛射流出的烟气路径长度相同，从而使分布于环形窑膛不同位置的不同粒径石灰石的受热时间和受热温度也相同，当粒径较小的石灰石充分分解时粒径较大的石灰石未完全分解，造成粒径较大的石灰石分解度较低，降低了石灰的生产效率。而本申请通过设置外燃烧室组6的安装高度低于内燃烧室组5，可使外燃烧室组6的烟气进入环形窑膛时有较长的射流路径，从而延长了位于窑体外套筒4附近的粒径较大的石灰石的煅烧时间，使粒径较大的石灰石可充分煅烧分解，提高了粒径较大石灰石的分解度和石灰的生产效率。

进一步地，所述空气供应装置和燃气供应装置的内部设有鼓风机。所述鼓风机将燃气供应装置提供的燃气和空气供应装置提供的空气经由烧嘴送入燃烧室内，所述引风机将高温烟气由燃烧室输出端的出口送入环形窑膛并使之沿环形窑膛上升。

现有的套筒式石灰窑筒体内部普遍设置为负压，由于烧嘴和燃烧室的加工精度和配合精度较低，使烧嘴与燃烧室的连接处存在缝隙，因为石灰窑筒体内采用负压，该缝隙被忽视。但负压的设置会导致高温烟气进入环形窑膛的动量不足，使高温烟气在环形窑膛内的烟气路径较短，造成石灰石受热煅烧的时间较短，石灰石无法充分受热分解，从而降低了石灰石的分解度和石灰的生产效率。本申请通过提高烧嘴和燃烧室的加工精度和配合精度，使烧嘴和燃烧室密封连接，提高了燃烧室组的密封性，并通过调节鼓风机和引风机的流量参数改变燃烧室内的压力，使燃烧室内能够保持微正压，所述微正压是指燃烧室内压力高于大气压力100-500Pa，从而增大了高温烟气进入环形窑膛时的动量，使射流进入环形窑膛的高温烟气的路径较长，给石灰石提供充足的受热煅烧时间，从而提高了石灰石的分解度和石灰的生产效率。

进一步地，所述进料系统2连接石灰石输送装置，所述成品灰仓9连接成品灰输送机。

本装置的工作原理为：

石灰石输送装置将石灰石由进料系统2送入石灰窑筒体1内，石灰石向下进入环形窑膛，并沿环形窑膛缓慢下落。内、外燃烧室组持续向环形窑膛内射流高温烟气，高温烟气穿透石灰石并对石灰石加热煅烧，石灰石受热后温度持续上升，当石灰石的温度上升至分解温度时逐渐分解为石灰。位于环形窑膛下端的环形空气冷却器8向环形窑膛内喷射低温空气，分解后的石灰经低温空气冷却后进入出灰机组7，并排出到成品灰仓9，由成品灰输送机输送到石灰窑筒体1外部。

本发明通过设置内燃烧室组5的安装高度高于外燃烧室组6，提高了环形窑膛中间位置和粒径较大的石灰石的分解度和石灰的生产效率。并将烧嘴和燃烧室密封连接，调节鼓风机和引风机的流量参数改变燃烧室内的压力，使燃烧室内能够保持微正压，提高了石灰石的整体分解度和石灰的生产效率。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，包括石灰窑筒体(1)、引风机、进料系统(2)、窑体内套筒(3)、窑体外套筒(4)、燃烧室组、出灰机组(7)、环形空气冷却器(8)和成品灰仓(9)；

所述燃烧室组包括设置在燃烧室输入端的烧嘴，所述燃烧室组包括内燃烧室组(5)和外燃烧室组(6)，所述燃烧室包括内燃烧室(51)和外燃烧室(61)；

所述窑体内套筒(3)置于窑体外套筒(4)内侧，所述窑体内套筒(3)和窑体外套筒(4)同轴套接并在两者之间形成环形窑膛；所述内燃烧室组(5)固定安装在窑体内套筒(3)的内侧壁上，所述外燃烧室组(6)固定安装在窑体外套筒(4)的外侧壁上；所述引风机和进料系统(2)由上至下依次固定于石灰窑筒体(1)的顶部，所述石灰窑筒体(1)下部的侧壁由上至下依次固定设有出灰机组(7)、环形空气冷却器(8)和成品灰仓(9)；所述环形窑膛、出灰机组(7)、环形空气冷却器(8)和成品灰仓(9)相连通；

其特征在于，所述内燃烧室组(5)的安装高度高于外燃烧室组(6)，所述烧嘴和燃烧室密封连接，所述燃烧室内保持微正压；

所述内燃烧室组(5)和外燃烧室组(6)的安装高度所形成的高度差Δh满足公式Δh>D·tanα；其中，Δh是指内燃烧室(51)输出端的出口下边缘与外燃烧室(61)输出端的出口上边缘的间距，D是指窑体内套筒(3)外壁与窑体外套筒(4)内壁的间距，α是指烟气射流的最高处射线与水平面间的夹角；

所述石灰窑筒体(1)位于进料系统(2)和环形窑膛间的部分呈上窄下宽的锥形。

2.如权利要求1所述的具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其特征在于，所述燃烧室组还包括设置于燃烧室输入端的空气供应装置和燃气供应装置，所述空气供应装置和燃气供应装置内部设有鼓风机，所述烧嘴、空气供应装置、燃气供应装置、燃烧室和环形窑膛相连通。

3.如权利要求1所述的具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其特征在于，所述成品灰仓(9)为向下逐渐收缩的无盖空腔结构。

4.如权利要求1所述的具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其特征在于，所述环形空气冷却器与大气连通。

5.如权利要求3所述的具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其特征在于，所述空气供应装置与大气连通。

6.如权利要求1所述的具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其特征在于，所述进料系统(2)连接石灰石输送装置。

7.如权利要求1所述的具有高低错落分布燃烧室的套筒石灰窑，其特征在于，所述成品灰仓(9)连接成品灰输送机。

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