CN111928649A - 一种双蓄热室型粉料飞行熔窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，可以广泛用于生产玻璃、炼铁、有色金属冶炼、固体燃料气化等化工领域，这种熔窑有两个蓄热室轮流用于预热含氧气体和冷确高温气体产物，需要两个熔炉轮流进料，两个熔炉的进料口内壁上经常有熔融物冷凝粘结，堵塞进料口，从而影响原料进料的顺畅，对生产影响很大。本发明通过在公共给料管道或原料进料管道上设置吹扫气输入口、在进料口上设置强制进料设备、将原料进料管道设置为移动式进料管等多种技术方案，都能比较好地解决上述问题。

Description

一种双蓄热室型粉料飞行熔窑

技术领域

本发明属于化工领域，具体为涉及一种将粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)在飞行状态下进行高温熔化的双蓄热室型熔窑，该熔窑可以广泛用于生产玻璃、炼铁、有色金属冶炼、固体燃料气化等。

背景技术

在生产玻璃、炼铁、有色金属冶炼、固体燃料气化等领域中，需要在高温窑炉中进行反应，将粉状原料(或粉状固体燃料)分散在高温气体中进行高温反应，传热传质速度很快，能够降低能耗和生产成本。在美国专利号US8747524B2的发明中公开了一种熔窑，使用该发明可以将粉状的玻璃原料、炼铁原料、有色金属生产原料、固体燃料等粉状原料在飞行状态下进行高温反应并回收高温反应产生的废热，这种熔窑需要将两个蓄热室轮流用于预热含氧气体和冷确高温气体产物，使用两个熔炉轮流进料，两个熔炉的进料口内壁上经常有熔融物冷凝粘结，堵塞进料口，从而影响原料进料的顺畅。当进料不顺畅时，会减少原料进料量，降低产量，影响熔窑工况的稳定；堵塞严重时无法进料，只能停炉检修，造成很大的经济损失。

发明内容

为解决上述问题，发明人仔细研究发现：使用蓄热室需要每隔一段时间换向一次，每次换向使熔炉和蓄热室内的气流方向变为与换向前相反的方向，使两个蓄热室可以分别轮流用于预热含氧气体和冷确高温气体产物，两个熔炉需要轮流进料；与预热含氧气体的蓄热室连接的熔炉处于进料状态，在该熔炉的炉膛内，燃料(在用于固体燃料气化时，该燃料就是从进料口输入炉膛的粉状固体燃料，以下本段落的所有括号中的内容均表示为用于固体燃料气化时的情况)与预热的含氧气体迅速混合燃烧，达到粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)的熔融温度以上，通常用于生产玻璃、炼铁、固体燃料气化时需要1450℃以上，用于铜精矿的闪速炼铜时需要1350℃以上。粉状原料(或粉状固体燃料)分散在高温气体中，处于飞行状态，传热传质效率非常高，粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)迅速熔化成液态熔融粉尘，液态熔融粉尘在炉膛内随着高温气体的流动冲刷炉壁，绝大部分会粘附于炉壁上，在重力作用下，液态熔融粉尘向下流到炉膛底部附近的排液口输出，该熔炉的排气口输出的高温气体中虽然还会携带小部分熔融粉尘，但是会接着进入第二个熔炉，第二个熔炉处于停止进料状态，高温气体携带的小部分熔融粉尘会粘附在第二个熔炉的炉壁上净化分离，净化后的高温气体输入用于冷确高温气体产物的蓄热室回收热量；由于粉状原料(或粉状固体燃料)进入与预热含氧气体的蓄热室连接的熔炉时，会有少量粘在该熔炉进料口的内壁上，当换向后，该熔炉的进料口停止进料，从另一熔炉进入该熔炉的高温气体会使该熔炉的进料口内壁加热升温，该进料口内壁粘附的粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)被加热熔化并粘结在进料口内壁上，当再一次换向后该进料口恢复进料时，新进来的粉状原料(或粉状固体燃料)会粘在该进料口内壁粘结的熔融物上并降低该进料口内壁的温度，使粘结的熔融物冷确凝固，这样，在不断重复换向的情况下，就会发生反复粘结凝固，粘结物不断积累，造成堵塞。

为解决上述问题，发明人经过反复研究和实验，获得了一种新的方案：

一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉、原料给料设备及含氧气体预热系统；所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室、两个进气换向闸板、两个排气换向闸板、含氧气体输入设备和排气设备；所述两个蓄热室中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温气体产物，用于预热含氧气体的蓄热室具有气体入口和预热气出口，用于冷确高温气体产物的蓄热室具有高温气入口和冷确气出口。

上述含氧气体预热系统所包括的各部件的连接方式：所述含氧气体输入设备通过一个处于打开状态的进气换向闸板与气体入口连通，并且通过另一个处于关闭状态的进气换向闸板与冷确气出口连接；所述排气设备通过一个处于打开状态的排气换向闸板与冷确气出口连通，并且通过另一个处于关闭状态的排气换向闸板与气体入口连接。

上述熔炉包括给料换向闸门、原料进料管道、进气口、出气口和进料口；所述熔炉的原料进料管道包括出口端和进口端，其出口端与该熔炉的进料口连通，其进口端与该熔炉的给料换向闸门连接；所述两个熔炉的给料换向闸门分别通过公共给料管道与原料给料设备连接；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的给料换向闸门为打开状态，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的给料换向闸门为关闭状态，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述公共给料管道上设置有吹扫气输入口。

与现有技术相比，上述方案中的吹扫气对进料口的内壁起到吹扫作用，避免粉状原料粘附在进料口的内壁上，不会形成熔融物粘结，可以避免堵塞。

发明人研究发现：理想状态下，高温气体携带的熔融粉尘经过两个熔炉的炉膛净化分离后，高温气体会达到非常干净的程度后再输入用于冷确高温气体产物的蓄热室回收热量，在这种情况下，采用上述技术方案能够比较好地解决进料口堵塞的问题。但这种理想的程度有时达不到，没有做到100％的熔融粉尘全部分离干净，还有极少量的难以完全分离的熔融粉尘，会飞入处于停止进料状态的第二个熔炉的进料口，粘结在该进料口内壁上面，经过比较长时间的积累，还是会造成进料口堵塞。

为解决上述问题，发明人经过反复研究和实验，获得了第二种新的方案：

一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统各部件及连接方式与上一种方案相同，不同之处还在于：

所述熔炉包括原料给料设备、进气口、出气口、进料口和原料进料管道；所述熔炉的原料进料管道包括出口端和进口端，其出口端与该熔炉的进料口连通，其进口端与该熔炉的原料给料设备连通；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的原料给料设备为启动给料状态，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的原料给料设备为停止给料状态，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述原料进料管道上设置有吹扫气输入口。

由于在两个熔炉的原料进料管道上都设置了吹扫气输入口，当上述另一熔炉的原料给料设备为停止给料状态时，还有吹扫气从该熔炉的进料口输入炉膛，阻止未能被炉膛完全净化的高温熔融粉尘飞入该进料口内，避免高温熔融粉尘粘结在该进料口的内壁上造成堵塞，而且还可以冷确该进料口的内壁，避免进料口内壁升温到粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)的熔融温度。

为解决上述问题，发明人经过反复研究和实验，获得了第三种新的方案：

一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统各部件及连接方式与上一种方案相同，不同之处还在于：

所述熔炉包括原料给料设备、进气口、出气口、进料口和原料进料管道；所述熔炉的原料进料管道包括出口端和进口端，其出口端连接该熔炉的进料口，其进口端与该熔炉的原料给料设备连通；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的原料给料设备为启动给料状态，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的原料给料设备为停止给料状态，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述进料口上有一个强制进料设备；所述强制进料设备是一个通过机械推力将粉状原料从原料进料管道内推入进料口的设备。

为解决上述问题，发明人经过反复研究和实验，获得了第四种新的方案：

一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统各部件及连接方式与上一种方案相同，不同之处还在于：

所述熔炉包括原料给料设备、原料进料管道、进气口、出气口和进料口；所述原料进料管道是移动式进料管，所述移动式进料管的出口端与进料口之间为活动连接；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的进料口通过移动式进料管与原料给料设备连通，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述另一熔炉的进料口与移动式进料管的出口端为断开连接状态。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明双蓄热室型粉料飞行熔窑及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本发明第一实施方式的结构示意图。

图2示意性地示出图1中由虚线圆圈24表示的区域的细节。

图3示意性地示出图1中由虚线圆圈25表示的区域的细节。

图4为本发明第二实施方式的部份结构示意图。

图5为本发明第三实施方式的结构示意图。

图6示意性地示出图5中由虚线圆圈30表示的区域的细节。

图7为本发明第四实施方式的部份结构示意图。

图8为本发明第五实施方式的结构示意图。

图9示意性地示出图8中由虚线圆圈41表示的区域的细节。

图10示意性地示出图8中由虚线圆圈42表示的区域的细节。

图11为本发明第六实施方式的部份结构示意图。

图12、13为本发明第七实施方式的部份结构示意图。

图14、15为本发明第八实施方式的部份结构示意图。

图16为本发明第九实施方式的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参看图1，图1中由虚线圆圈24、25表示的区域的细节分别参看图2、3。图1所示为一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉、原料给料设备1及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室3、两个进气换向闸板4、两个排气换向闸板5、含氧气体输入设备6和排气设备7；所述两个蓄热室3中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温气体产物，用于预热含氧气体的蓄热室3具有气体入口18和预热气出口19，用于冷确高温气体产物的蓄热室3具有高温气入口20和冷确气出口21。

上述含氧气体预热系统各部件连接方式具有如下特点：含氧气体输入设备6通过一个处于打开状态的进气换向闸板4(图1右侧的进气换向闸板4)与气体入口18连通，并且通过另一个处于关闭状态的进气换向闸板4(图1左侧的进气换向闸板4)与冷确气出口21连接；排气设备7通过一个处于打开状态的排气换向闸板5(图1左侧的排气换向闸板5)与冷确气出口21连通，并且通过另一个处于关闭状态的排气换向闸板5(图1右侧的排气换向闸板5)与气体入口18连接。

上述熔炉包括给料换向闸门8、原料进料管道9、进气口10、出气口12和进料口13；所述熔炉的原料进料管道9包括出口端15和进口端16，其出口端15与该熔炉的进料口13连通，其进口端16与该熔炉的给料换向闸门8连接；所述两个熔炉的给料换向闸门8分别通过公共给料管道17与原料给料设备1连接；所述预热气出口19和一个熔炉的进气口10连通，该熔炉的给料换向闸门8(图2右侧的给料换向闸门8)为打开状态，该熔炉的出气口12通过气流通道22和另一熔炉的进气口10连通，另一熔炉的给料换向闸门8(图2左侧的给料换向闸门8)为关闭状态，另一熔炉的出气口12和高温气入口20连通；公共给料管道17上设置有吹扫气输入口23。

上述进气换向闸板4和排气换向闸板5用于换向操作，其中的一个进气换向闸板4和一个排气换向闸板5处于打开状态时，另一个进气换向闸板4和另一个排气换向闸板5处于关闭状态。每隔一段时间，进气换向闸板4和排气换向闸板5换向一次，换向前处于打开状态的进气换向闸板4和排气换向闸板5在换向后处于关闭状态，换向前处于关闭状态的进气换向闸板4和排气换向闸板5在换向后处于打开状态；换向前处于打开状态的给料换向闸门8在换向后变为关闭状态，换向前处于关闭状态的给料换向闸门8在换向后变为打开状态。

上述换向操作一般每隔10～60分钟操作一次。

实施例1与现有技术相比，由于公共给料管道17上设置了吹扫气输入口23，吹扫气会和原料给料设备1输入的粉状原料混合在一起依次从打开状态的给料换向闸门8及其连通的原料进料管道9、进料口13输入炉膛11，吹扫气对进料口13的内壁29起到吹扫作用，避免粉状原料粘附在进料口13的内壁29上，在换向关闭该原料进料管道9连通的给料换向闸门8后，该原料进料管道9没有原料和吹扫气输入炉膛11(如图3所示)，炉膛11内的高温气体会将该进料口13的内壁29处的温度加热到粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)的熔融温度以上，但由于上述吹扫作用，没有粉状原料粘在进料口13的内壁29上，不会形成熔融物粘结，起到避免堵塞的作用。

实施例2

参看图1、4，将图1中由虚线圆圈24表示的区域由图4中虚线圆圈26表示的区域代替，组成一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它与实施例1的结构基本相同，区别是在公共给料管道17上设置的吹扫气输入口23上连接有吹扫气输入管道27；在吹扫气输入管道27上装有阀门28。

实施例3

参看图5，图5中由虚线圆圈30表示的区域的细节参看图6。图5所示为一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及与实施例1相同的含氧气体预热系统，不同之处在于：

所述熔炉包括原料给料设备1、进气口10、出气口12、进料口13和原料进料管道9；所述熔炉的原料进料管道9包括出口端15和进口端16，其出口端15与该熔炉的进料口13连通，其进口端16与该熔炉的原料给料设备1连通；所述预热气出口19和一个熔炉的进气口10连通，该熔炉的原料给料设备1为启动给料状态，该熔炉的出气口12通过气流通道22和另一熔炉的进气口10连通，另一熔炉的原料给料设备1为停止给料状态，另一熔炉的出气口12和高温气入口20连通；所述原料进料管道9上设置有吹扫气输入口23。

实施例4

参看图5、7，将5中由虚线圆圈30表示的区域由图7中虚线圆圈31表示的区域代替，组成一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它与实施例3的结构基本相同，区别是在原料进料管道9上设置的吹扫气输入口23上连接有吹扫气输入管道27；所述吹扫气输入管道27上装有阀门28。

吹扫气输入管道27上装的阀门28，可以打开或关闭吹扫气，也可以调节吹扫气用量，使吹扫气用量达到比较适当的用量，避免用量过低时不能吹扫干净进料口13的内壁29；也可以避免吹扫气用量过高而浪费的情况；吹扫气未经预热，温度比较低，用量过高还会降低炉膛温度。

停止进料的进料口13不需要很大的气流速度就可以阻止熔融粉尘飞入，可以用阀门28调小吹扫气量。正在进料的进料口13不必持续输入吹扫气，只需要在换向前打开阀门28将进料口内壁29上粘附的粉料吹扫干净，一般吹扫3～5秒就可以关闭阀门28了。对于实施例2的方案，还需要在换向后打开阀门28，对即将开始进料的进料口13吹扫，使其内壁29冷确到粉状原料(或粉状固体燃料所含灰份)熔融温度以下，再启动原料给料设备1进料，以免新进来的粉状原料粘在处于高温状态的内壁29上熔融粘结，一般吹扫5～10秒就可以关闭阀门28了。在将上述技术方案用于生产玻璃时，为了减少吹扫气用量，操作工人一直采用上述操作方式，没有持续对正在进料的进料口13输入吹扫气，但是，有一次，由于阀门28出现故障无法关闭，只好持续地向正在进料的进料口13输入吹扫气。在这种情况下生产了2天时间，发明人在生产统计报表中发现，在这两天里，玻璃产品的合格率比原先提高了2.7％。发明人又经过2个月的反复对比实验，发现向正在进料的原料进料管道9中持续输入吹扫气，相比于上述操作方式，玻璃产品的合格率能够比原先提高3.6％。

发明人经过实验比较，将上述实施例的方案用于炼铁、炼铜或固体燃料气化时，如果持续地向进料口13输入吹扫气，相比于上述操作方式，都能够减少原料消耗量，具体情况分别如下：

在炼铁时，生产每吨铁消耗的炼铁原料量能够减少3.2％；

在炼铜时，生产每吨铜消耗的炼铜原料量能够减少2.7％；

在固体燃料气化时，生产每立方米燃气消耗的固体燃料量能够减少2.6％。

发明人经过仔细研究发现，由于粉状原料具有粘性，如果不向进料口13输入吹扫气，从进料口13输入炉膛的粉状原料存在一些粉料结团的情况，结团的粉料进入炉膛后，有一些来不及被炉内高温气流吹散，粉料团的表面层就迅速熔融，形成被一层熔融液体包裹的粉料团，这种被熔融液体包裹的粉料团在炉膛内的气流中就更难被吹散了，这种粉料团内部的粉料与外部的高温气流传质传热反应速度很慢，造成如下不利影响：

在生产玻璃时，所述粉状原料通常为粉状的玻璃原料。这种被熔融液体包裹的玻璃原料粉料团内部的粉料来不及充分熔化，成为一种未能充分熔融的颗粒排出熔炉，在最终成型的平板玻璃或瓶罐玻璃等产品中，形成了玻璃产品中的夹杂物缺陷，成为一种不合格产品；

在炼铁时，所述粉状原料包括铁矿石粉料、粉状熔剂矿物，粉状熔剂矿物通常为石灰石。炉膛11内的高温气体为含CO、H₂的高温还原性气体，将粉状原料充分分散在高温还原气体中，传热传质效率非常高，会迅速熔化成液体状态并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，从排液口2排出。但是这种被熔融液体包裹的粉料团内部的铁矿粉与外部的高温还原性气体传质传热反应速度很慢，其中含有的铁来不及充分还原提炼出来，就变成了炉渣排出熔炉；

在炼铜时，所述粉状原料包括硫化铜精矿粉、粉状熔剂。将粉状原料充分分散在炉膛内的高温气体中，只需要2～3秒就可以完成氧化脱硫、熔化、造渣等反应形成铜锍和炉渣，从排液口2排出。但是这种被熔融液体包裹的粉料团内部的硫化铜精矿与外部的高温气体传质传热反应速度很慢，来不及充分反应形成铜锍，就变成了炉渣从排液口2排出；

在固体燃料气化时，所述粉状原料(或粉状固体燃料)通常包括粉煤、粉状生物质燃料。没有被吹散的固体燃料粉料团的表面层中含有的灰份在高温炉膛内迅速熔融，形成被一层熔融液体包裹的粉料团，粉料团内部的固体燃料来不及充分气化为高温燃气，就随着熔融的灰份排出了熔炉。

如果向正在进料的进料口13持续输入吹扫气，吹扫气进入原料进料管道9时对粉料团起到撞击并吹散的作用，使粉状原料充分分散在炉膛内的高温气流中，细微的粉料颗粒与高温气流充分接触，传热传质速度很快，上述生产玻璃、炼铁、炼铜或固体燃料气化等分别能获得如下更充分的反应：

在生产玻璃时，细微的玻璃原料粉料颗粒与高温气流充分接触，能充分进行熔融反应，形成合格的玻璃液，避免了粉料结团造成的夹杂物缺陷，提高了产品合格率；

在炼铁时，细微的炼铁粉料颗粒与高温还原性气流充分接触，反应速度很快，能充分地将原料中的铁还原提炼出来，避免了粉料结团造成的原料浪费；

在炼铜时，细微的炼铜粉料颗粒与高温气流充分接触，反应速度很快，硫化铜精矿能够充分进行氧化脱硫、熔化、造渣等反应，使硫化铜精矿中含有的铜充分地转化为铜锍，以免其变为炉渣造成原料浪费；

在固体燃料气化时，细微的粉状固体燃料颗粒与高温含氧气体充分接触，反应速度很快，能充分地气化生成含CO、H₂的高温燃气，避免了粉状固体燃料结团造成的燃料浪费。

由此可知，向正在进料的进料口13持续输入吹扫气，能够使粉状原料充分分散在炉膛内的高温气流中，高温反应更加充分，取得了意想不到的技术效果。因此，本发明优选持续地向正在进料的进料口13输入吹扫气。

在上述实施例中，在吹扫气输入口23上连接吹扫气输入设备即可输入吹扫气，吹扫气可以使用含氧气体或氮气。所述含氧气体包括空气或富氧空气。

使用空气作为吹扫气，比较容易获得，只需要在吹扫气输入口23上连接鼓风机即可，使用压缩空气输入也可以。如果将炉膛11内的炉压控制适当的负压值(相当于炉膛11内的压力小于外界压力并有合适的压差)，在原料进料管道9或公共给料管道17上只要开个口子就可以当作吹扫气输入设备吸入外界空气，起到吹扫气的作用，非常方便。

在将实施例3或4用于炼铁时，使用含氧气体作为吹扫气，还可以使高温还原性废气在输入用于冷确高温气体产物的蓄热室3之前就和吹扫气混合燃烧。在实施例4中，只需要调节吹扫气输入管道27上的阀门28，便可以调节到合适的含氧气体输入量，使高温还原性废气充分燃烧，从而充分利用高温还原性废气的化学能。

实施例5

参看图8，图8中由虚线圆圈41、42表示的区域的细节分别参看图9、10。图8所示为一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及与实施例1相同的含氧气体预热系统，不同之处在于：

所述熔炉包括原料给料设备1、进气口10、出气口12、进料口13和原料进料管道9；所述熔炉的原料进料管道9包括出口端15和进口端16，其出口端15连接该熔炉的进料口13，其进口端16与该熔炉的原料给料设备1连通；所述预热气出口19和一个熔炉的进气口10连通，该熔炉的原料给料设备1为启动给料状态，该熔炉的出气口12通过气流通道22和另一熔炉的进气口10连通，另一熔炉的原料给料设备1为停止给料状态，另一熔炉的出气口12和高温气入口20连通；所述进料口13上有一个强制进料设备。

所述强制进料设备包括推杆35、容杆腔36、活塞37和推动活塞37作往复运动的驱动机构38；所述容杆腔36与原料进料管道9的进口端16连接，推杆35的外径与原料进料管道9的内径相适应；所述推杆35包括尾端39和顶端40；推杆35的尾端39连接活塞37，推杆35的顶端40被活塞37推动到达往复运动的回缩终点位置时退入容杆腔36(如图10所示)，到达往复运动的推进终点位置时到达进料口13(如图9所示)；推杆35的尾端39被活塞37推动到达往复运动的推进终点位置时位于容杆腔36内。

上述强制进料设备是一个通过机械推力将粉状原料从原料进料管道内推入进料口13的设备，推杆35可以进行连续往复运动，强制推动从进口端16进入原料进料管道9内的粉状原料进入进料口13。

由于进料口13的内壁29处有熔融物时，会冷凝粘结，冷凝粘结后强度极高，难以清除，不断累积就造成堵塞。上述推杆35可以连续地强行将粉状原料和熔融物一起从进料口13推入炉膛11，可以及时将粘在内壁29处的少量熔融物清除，避免熔融物冷凝粘结后难以清除并造成堵塞的问题。

实施例6

参看图5、11，将图5中由虚线圆圈30表示的区域由图11中虚线圆圈70表示的区域代替，组成一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它与实施例5基本相同，区别在于它的强制进料设备与实施例5不同，它的强制进料设备包括一个弹簧状的螺旋叶片67和一根被机械驱动旋转的轴68；螺旋叶片67位于原料进料管道9内，轴68位于螺旋叶片67的中心线上，轴68与螺旋叶片67固定连接。

所述驱动轴68旋转的机械是电机69，轴68连接电机69。

上述强制进料设备也是一个通过机械推力将粉状原料从原料进料管道内推入进料口13的设备，轴68的旋转方向使螺旋叶片67推动粉状原料向进料口13推进，当进料口13的内壁29上有熔融物时，会被螺旋叶片67强行将粉状原料和熔融物一起推入炉膛11，可以避免堵塞。

实施例7

参看图8、12、13，将图8中由虚线圆圈41、42表示的区域分别由图12、13中虚线圆圈53、54表示的区域代替，组成一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及与实施例1相同的含氧气体预热系统，不同之处在于：

所述熔炉包括原料给料设备1、原料进料管道、进气口10、出气口12和进料口13；所述原料进料管道是移动式进料管43，所述移动式进料管43的出口端44与进料口13之间为活动连接；所述预热气出口19和一个熔炉的进气口10连通，该熔炉的进料口13通过移动式进料管43与原料给料设备1连通，该熔炉的出气口12通过气流通道22和另一熔炉的进气口10连通，另一熔炉的出气口12和高温气入口20连通；所述另一熔炉的进料口13与移动式进料管43的出口端44为断开连接状态。

所述移动式进料管43包括固定管47、移动管46、闸板48、活塞49和推动活塞49作往复运动的驱动机构50；所述固定管47包括进口端45、出口52；所述进口端45与原料给料设备1连通；所述移动管46包括进口51、出口端44；所述闸板48固定连接在移动管46的进口51外侧；所述活塞49连接移动管46；所述移动管46被活塞49推动到往复运动的推进终点位置时，出口端44连通进料口13(如图13所示)，进口51与出口52连通；所述移动管46被活塞49推动到往复运动的回缩终点位置时，出口端44与进料口13断开连接(如图12所示)，进口51与出口52断开连接，闸板48盖住出口52。

由于不断开进料口13与原料进料管道9的连接时难以得知堵塞的具体程度。在本实施例中，操作工人可以随时断开已经停止进料的进料口13与移动式进料管43的连接，查看进料口13的内壁29上是否有熔融物冷凝粘结，便于操作工人用电钻、铁刷或砂轮等常规工具清理内壁29上粘结的物料，以免粘结的物料越来越多时造成堵塞。但是其缺点在于断开连接后，进料口13与外界是相通的，会造成炉膛对外散热损失；当炉内压力大于外界气压时，还会造成炉内高温气体外泄。因此，在断开连接时，应将炉内压力调为略低于外界压力。

实施例8

图14、15示意性地表示一种移动式进料管和一种闸门。将8中由虚线圆圈41、42表示的区域分别由图14、15中虚线圆圈65、66表示的区域代替，组成一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它与实施例7的结构基本相同，区别在于它的进料口13上设置了闸门32，它还具有与实施例7不同结构型式的移动式进料管43。

参看图14、15，移动式进料管43包括内管55、外管56、出口端44、进口端45、横臂57、活塞58和推动活塞58作往复运动的驱动机构59；所述进口端45与原料给料设备1连通；所述横臂57的一端连接外管56，另一端连接活塞58；外管56套在内管55上，两者之间的间隙内有一个油封60；所述外管56被活塞58和横臂57推动到往复运动的推进终点位置时出口端44与进料口13断开连接并远离进料口13(如图14所示)，被活塞58和横臂57推动到往复运动的回缩终点位置时出口端44连通进料口13(如图15所示)。所述闸门32包括闸板61、横臂62、活塞63和推动活塞63作往复运动的驱动机构64；横臂62的一端连接闸板61，另一端连接活塞63；闸板61被活塞63和横臂62推动到往复运动的推进终点位置时闸板61盖住进料口13，被活塞63和横臂62推动到往复运动的回缩终点位置时闸板61离开进料口13。

与移动式进料管43连通的进料口13上的闸门32为打开状态(如图15所示)，使原料能够顺畅地进入炉内；与移动式进料管43的出口端44断开连接的进料口13上的闸门32为关闭状态(如图14所示)，避免炉内高温气体外泄，操作工人可以很方便地打开该闸门32，在检查或清理进料口内壁29上粘结的物料后再关闭它。

上述实施例中，气流通道22可以采用美国专利号US8747524B2的发明中公开的粘附分离器代替，该发明中的粘附分离器具有进气口、出气口，能够从进气口输入携带熔融粉尘的高温气体，从出气口输出净化后的高温气体，因此，上述粘附分离器本质上具有气流通道22所具有的允许高温气流通过的作用，属于一种气流通道。使用上述粘附分离器非常简单，通过实施例9说明如下：

实施例9

参看图16，图16中由虚线圆圈30表示的区域的细节参看图6。图16所示为一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它与实施例3(图5)的结构基本相同，区别在于，本实施例用虚线框71所表示的粘附分离器代替了实施例3中的气流通道22，图16中的粘附分离器71包括进气口72和出气口73，进气口72与一个熔炉的出气口12连通，出气口73与另一个熔炉的进气口10连通。

图16中，粘附分离器71和两个熔炉形成了一种串联结构，能够使高温气体中的熔融粉尘净化得更彻底，能够更好地避免熔融粉尘进入处于停止进料状态的进料口，起到避免或减轻堵塞的作用。

上述实施例中，所述排气设备7可以采用引风机或烟囱(固体燃料气化时不能用烟囱)，含氧气体输入设备6可以采用鼓风机，调节排气设备7的抽力和含氧气体输入设备6的压力之间的差值，就可以控制炉压从负压到正压的任意值；当排气设备7为引风机或烟囱时，设置一个进风口当作含氧气体输入设备6，就可以输入外界空气；如果含氧气体输入设备6采用鼓风机，只要设置一个排气口(如果是固体燃料气化，该排气口改为排气管道)当作排气设备7就可以排出烟气(燃料气化时排出的是燃气，可以从排气管道输送到燃气的用气点)；所述熔炉还包括炉膛11、炉壁14，所述进料口13、进气口10和出气口12分别开设于炉壁14上；原料给料设备1用于将粉状原料通过进料口13输入炉膛11；原料给料设备1可以采用叶轮喂料机、螺旋喂料机等用于粉状物料给料的设备，也可以使用其它常规设备，只要能将粉状原料送入公共给料管道17或原料进料管道9的进口端16即可；上述双蓄热室型粉料飞行熔窑还包括排液口2，排液口2位于炉膛11的底部或底部附近，粘附在炉壁14上的熔融粉尘在重力作用下流到排液口2输出；所述炉膛11基本为圆柱状，进气口10和出气口12分别位于圆柱状炉膛11的两端附近并与之相切连接；所述进料口13基本位于圆柱状炉膛11的顶部中心。

上述实施例用于生产玻璃、炼铁、炼铜时，所述含氧气体可以使用空气或富氧空气，燃料可以采用粉状固体燃料、气体燃料或液体燃料，如果采用粉状固体燃料或气体燃料，可以将粉状固体燃料混合在粉状原料中从原料进料管道中输入炉膛，在原料进料管道上开一个气体燃料输入口就可以用来输入气体燃料，非常方便。上述实施例用于炼铁时，所述粉状固体燃料通常为煤粉。

上述实施例用于固体燃料气化时，所述含氧气体通常还含有一部分水蒸汽，如果需要提高燃气热值，也可以采用氧气和水蒸汽的混合气体。

本发明并不局限于上述具体实施方式。根据上述说明书的揭示和教导，本领域技术人员可以对上述实施方式进行适当的变更和修改，也应当落入本发明要求的保护范围。本说明书使用了一些特定术语，这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉、原料给料设备及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室、两个进气换向闸板、两个排气换向闸板、含氧气体输入设备和排气设备，其特征在于：所述两个蓄热室中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温气体产物，用于预热含氧气体的蓄热室具有气体入口和预热气出口，用于冷确高温气体产物的蓄热室具有高温气入口和冷确气出口；所述含氧气体输入设备通过一个处于打开状态的进气换向闸板与气体入口连通，并且通过另一个处于关闭状态的进气换向闸板与冷确气出口连接；所述排气设备通过一个处于打开状态的排气换向闸板与冷确气出口连通，并且通过另一个处于关闭状态的排气换向闸板与气体入口连接；所述熔炉包括给料换向闸门、原料进料管道、进气口、出气口和进料口；所述熔炉的原料进料管道包括出口端和进口端，其出口端与该熔炉的进料口连通，其进口端与该熔炉的给料换向闸门连接；所述两个熔炉的给料换向闸门分别通过公共给料管道与原料给料设备连接；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的给料换向闸门为打开状态，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的给料换向闸门为关闭状态，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述公共给料管道上设置有吹扫气输入口。

2.一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室、两个进气换向闸板、两个排气换向闸板、含氧气体输入设备和排气设备，其特征在于：所述两个蓄热室中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温气体产物，用于预热含氧气体的蓄热室具有气体入口和预热气出口，用于冷确高温气体产物的蓄热室具有高温气入口和冷确气出口；所述含氧气体输入设备通过一个处于打开状态的进气换向闸板与气体入口连通，并且通过另一个处于关闭状态的进气换向闸板与冷确气出口连接；所述排气设备通过一个处于打开状态的排气换向闸板与冷确气出口连通，并且通过另一个处于关闭状态的排气换向闸板与气体入口连接；所述熔炉包括原料给料设备、进气口、出气口、进料口和原料进料管道；所述熔炉的原料进料管道包括出口端和进口端，其出口端与该熔炉的进料口连通，其进口端与该熔炉的原料给料设备连通；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的原料给料设备为启动给料状态，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的原料给料设备为停止给料状态，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述原料进料管道上设置有吹扫气输入口。

3.一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室、两个进气换向闸板、两个排气换向闸板、含氧气体输入设备和排气设备，其特征在于：所述两个蓄热室中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温气体产物，用于预热含氧气体的蓄热室具有气体入口和预热气出口，用于冷确高温气体产物的蓄热室具有高温气入口和冷确气出口；所述含氧气体输入设备通过一个处于打开状态的进气换向闸板与气体入口连通，并且通过另一个处于关闭状态的进气换向闸板与冷确气出口连接；所述排气设备通过一个处于打开状态的排气换向闸板与冷确气出口连通，并且通过另一个处于关闭状态的排气换向闸板与气体入口连接；所述熔炉包括原料给料设备、进气口、出气口、进料口和原料进料管道；所述熔炉的原料进料管道包括出口端和进口端，其出口端连接该熔炉的进料口，其进口端与该熔炉的原料给料设备连通；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的原料给料设备为启动给料状态，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的原料给料设备为停止给料状态，另一熔炉的出气口和高温气入口连通；所述进料口上有一个强制进料设备；所述强制进料设备是一个通过机械推力将粉状原料从原料进料管道内推入进料口的设备。

4.根据权利要求3所述的双蓄热室型粉料飞行熔窑，其特征在于：所述强制进料设备包括推杆、容杆腔、活塞和推动活塞作往复运动的驱动机构；所述容杆腔与原料进料管道的进口端连接，推杆的外径与原料进料管道的内径相适应；推杆的尾端连接活塞，推杆的顶端被活塞推动到达往复运动的回缩终点位置时退入容杆腔，到达往复运动的推进终点位置时到达进料口；推杆的尾端被活塞推动到达往复运动的推进终点位置时位于容杆腔内。

5.根据权利要求3所述的双蓄热室型粉料飞行熔窑，其特征在于：所述强制进料设备包括一个弹簧状的螺旋叶片和一根被机械驱动旋转的轴；所述螺旋叶片位于原料进料管道内，所述轴位于螺旋叶片的中心线上，轴与螺旋叶片固定连接。

6.一种双蓄热室型粉料飞行熔窑，它包括两个熔炉及含氧气体预热系统，所述含氧气体预热系统包括两个蓄热室、两个进气换向闸板、两个排气换向闸板、含氧气体输入设备和排气设备，其特征在于：所述两个蓄热室中的一个用于预热含氧气体时，另一个用于冷确高温气体产物，用于预热含氧气体的蓄热室具有气体入口和预热气出口，用于冷确高温气体产物的蓄热室具有高温气入口和冷确气出口；所述含氧气体输入设备通过一个处于打开状态的进气换向闸板与气体入口连通，并且通过另一个处于关闭状态的进气换向闸板与冷确气出口连接；所述排气设备通过一个处于打开状态的排气换向闸板与冷确气出口连通，并且通过另一个处于关闭状态的排气换向闸板与气体入口连接；所述熔炉包括原料给料设备、原料进料管道、进气口、出气口和进料口；所述原料进料管道是移动式进料管，所述移动式进料管的出口端与进料口之间为活动连接；所述预热气出口和一个熔炉的进气口连通，该熔炉的进料口通过移动式进料管与原料给料设备连通，该熔炉的出气口通过气流通道和另一熔炉的进气口连通，另一熔炉的出气口和高温气入口连通。

7.根据权利要求6所述的双蓄热室型粉料飞行熔窑，其特征在于：所述另一熔炉的进料口与移动式进料管的出口端为断开连接状态；所述进料口上设置有闸门。

8.根据权利要求1或2所述的双蓄热室型粉料飞行熔窑，其特征在于：所述吹扫气输入口上连接有吹扫气输入管道；所述吹扫气输入管道上装有阀门。

9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的双蓄热室型粉料飞行熔窑，其特征在于：所述气流通道为粘附分离器。

10.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的双蓄热室型粉料飞行熔窑，其特征在于：所述双蓄热室型粉料飞行熔窑用于生产玻璃、炼铁、炼铜或固体燃料气化。

Images