CN112023834B - 一种高温二氧化碳捕集炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温二氧化碳捕集炉，包括窑体、驱动部件、保温层、支架和燃料管，窑体长度方向两端套接有窑头罩和窑尾罩，窑头罩和窑尾罩均架设在地面上，驱动部件架设在窑体一侧以驱动窑体转动，保温层包覆在窑体中部外侧，支架固连在驱动部件和保温层底部，若干个燃料管间隔插接在保温层侧壁上，燃料管输出端伸入窑体与保温层之间，本发明具有可将窑体内温度加热到1300℃，提高对碳酸镁煅烧效果的优点。
Description
技术领域
本发明涉及煅烧设备技术领域，尤其涉及一种高温二氧化碳捕集炉。
背景技术
捕集炉是指旋转煅烧窑，也称旋窑或回转窑，是一种在回转的圆筒中完成对原材料的高温热处理的热工设备。原材料在倾斜安装的圆筒中，受重力的作用和回转圆筒的带动，由高端（窑尾）向低端（窑头）翻滚前进，燃料由低端送入圆筒内燃烧，生成的烟气流向高端，使得烟气与原材料做反方向运动，在高温烟气的流动过程中与原材料进行热交换，实现对原材料的煅烧。
氧化镁俗称苦土，是重要的工业用料，一般制取氧化镁的方式则是通过煅烧菱镁矿（碳酸镁）制取。一般煅烧菱镁矿的捕集炉温度最高温度仅能达到1200℃，煅烧效果还不够完美，而且煤粉和氧气的排量也不合理，为使煅烧完全，都会浪费煤粉和氧气，但因煅烧温度提不上，就会造成煅烧效果不理想而且也会大量浪费煤粉和氧气的问题。
因此，针对以上不足，需要提供一种高温二氧化碳捕集炉。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有捕集炉煅烧温度不足，燃料燃烧不充分，对原料煅烧不充分的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高温二氧化碳捕集炉，包括窑体、驱动部件、保温层、支架和燃料管，窑体长度方向两端套接有窑头罩和窑尾罩，窑头罩和窑尾罩均架设在地面上，驱动部件架设在窑体一侧以驱动窑体转动，保温层包覆在窑体中部外侧，支架固连在驱动部件和保温层底部，若干个燃料管间隔插接在保温层侧壁上，燃料管输出端伸入窑体与保温层之间。
通过采用上述技术方案，将窑体管道一体成型，并且沿其长度方向外侧均置多个燃料管对窑体进行加热，以使窑体内温度最高可达1300℃，利用窑体内的热传导以及在驱动部件的驱使下窑体转动，使窑体内大部分的原料均能受到高温煅烧，提高煅烧效率；同时窑体转动时各处角速度相同，即使在长度较长的情况下也不会出现窑体中部扭转变形的问题。
作为对本发明的进一步说明，优选地，窑体长度方向倾斜，窑体高度高的一端固连有进料管，窑体高度低的一端固连有出料管。
通过采用上述技术方案，可使物料在重力作用下自动流向出料管，无需额外的动力输出，节省能源消耗，同时合理的窑体倾斜角度使原料流动缓慢，则原料能够长时间处于高温环境下，以保证高温气体以及火焰能够对原料进行充分煅烧。
作为对本发明的进一步说明，优选地，保温层厚度不小于100mm。
通过采用上述技术方案，以避免热量散失，保证热量尽可能多传输至窑体内，并且相较于现有的内置式保温层，可降低窑体自身的重量，使驱动部件的输出功率降低，还可起到节省能源成本的作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，窑体为含铬和钨的钢制圆柱筒，窑体内外壁面上均涂覆有高温炉窑内衬粘合剂，窑体口径不小于1m,窑体长度为70m～80m。
通过采用上述技术方案，使窑体具有极强的结构强度以及耐热性能，即使窑体周身受到高温炙烤，也不易产生扭转形变，使窑体能够利用长距离延长物料煅烧时间，使物料充分分解。
作为对本发明的进一步说明，优选地，燃料管四周间隔插接有若干根供气管，供气管内分别通有氧气和一氧化碳气体。
通过采用上述技术方案，可起到助燃作用，使燃料管内喷出的煤粉能够充分燃烧，且在各个燃料管上均设置供气管，可保证窑体受热均匀。
作为对本发明的进一步说明，优选地，氧气含量为99%，一氧化碳气体含量为96%，其中一氧化碳气体中含有4%的碳粉。
通过采用上述技术方案，利用一氧化碳气体和碳粉燃烧时的热量加上纯氧的助燃，可使煤粉能够充分燃烧，使燃料管端口处释放更多热量，以确保窑体内温度可升至1300℃甚至更高。
作为对本发明的进一步说明，优选地，供气管伸入保温层长度小于燃料管伸入保温层的长度，供气管出气端固连有喷头。
通过采用上述技术方案，设置喷头可将一氧化碳气体以及碳粉四散喷出，增大火焰面积，同时使火焰长度控制在合理范围内，保证燃烧带温度保持较高水平。
作为对本发明的进一步说明，优选地，驱动部件包括驱动电机、减速器和主动齿轮，驱动电机和减速器均固连在支架上，减速器输入端与驱动电机输出端固连，主动齿轮固连在减速器输出端，窑体中部外侧固连有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合。
通过采用上述技术方案，设置驱动部件以控制窑体的转动，使原料在窑体内能够翻动，保证原料全部能够受到气体的高温煅烧。
作为对本发明的进一步说明，优选地，从动齿轮外包覆有护套，护套底部注有润滑油，所述润滑油没过从动齿轮底部。
通过采用上述技术方案，利用从动齿轮的转动将润滑油铲至从动齿轮周身，并同时利用啮合抵接的方式将润滑油传导至主动齿轮，起到自润滑的作用；设置护套可有效避免润滑油挥发，使润滑油能够长时间对齿轮进行润滑作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，燃料管轴线穿过窑体轴线。
通过采用上述技术方案，可使燃料管喷出的火焰与窑体的接触面积最大化，使热量传导更为直接迅速，有效提高能源利用率。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明通过合理地构造提供燃料的部件结构以及供热方式，不仅能使窑体内温度可达到1300℃，又能使窑体内各区域、各部分的原料均能得到煅烧作用，使原料煅烧完全，相比现有的煅烧方式，本发明得到的氧化镁含量能够提高约30%，同时氧气以及各类燃料的利用率大大提高，有效解决因燃烧不充分而导致燃料以及氧气浪费的问题。
附图说明
图1是本发明的左侧视图；
图2是图1中A的放大图；
图3是本发明的右侧视图；
图4是图3中B的放大图；
图5是本发明的横截面图；
图6是本发明的纵截面图；
图7是图6中C的放大图。
图中：1、窑体；11、窑头罩；12、进料管；13、窑尾罩；14、出料管；2、驱动部件；21、驱动电机；22、减速器；23、主动齿轮；24、从动齿轮；25、护套；3、保温层；4、支架；5、燃料管；51、供气管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
一种高温二氧化碳捕集炉，结合图1、图3，包括窑体1、驱动部件2、保温层3、支架4和燃料管5，驱动部件2架设在窑体1一侧以驱动窑体1转动，保温层3包覆在窑体1中部外侧，支架4固连在驱动部件2和保温层3底部，若干个燃料管5间隔插接在保温层3侧壁上，燃料管5输出端伸入窑体1与保温层3之间。
结合图1、图5，窑体1为含铬和钨的钢制圆柱筒，窑体1口径不小于1m,窑体1长度约为74m，窑体1长度方向两端分别转动连接有窑头罩11和窑尾罩13，窑头罩11和窑尾罩13均通过支架4固连在地面或者地台上。窑体1内外壁面上均涂覆有高温炉窑内衬粘合剂，使窑体具有极强的结构强度以及耐热性能，即使窑体1周身受到高温炙烤，也不易产生扭转形变，使窑体1能够利用长距离延长物料煅烧时间，使物料充分分解。
结合图1、图5，窑体1长度方向倾斜，且窑尾罩13高度低于窑头罩11高度，窑尾罩13和窑头罩11与窑体1接触端设有润滑装置和密封部件，所述润滑装置可以是耐高温轴承或者润滑油，所述密封部件可以是弹性弧板或者是耐高温密封环。窑头罩11上固连有进料管12，进料管12与窑体1内腔相通，进料管12内通有菱镁矿矿渣。窑尾罩13底部固连有出料管14，出料管14与窑体1内腔相通，以将煅烧后产生的氧化镁导出窑体1外。窑体1倾斜可使物料在重力作用下自动流向出料管14，无需额外的动力输出，节省能源消耗，同时合理的窑体1倾斜角度（倾斜度介于3%～5%）使原料流动缓慢，则原料能够长时间处于高温环境下，以保证高温气体以及火焰能够对原料进行充分煅烧。
结合图1、图2，驱动部件2包括驱动电机21、减速器22和主动齿轮23，驱动电机21和减速器22均固连在支架4上，减速器22输入端与驱动电机21输出端固连，主动齿轮23固连在减速器22输出端，窑体1靠近窑头罩11处的外侧固连有从动齿轮24，主动齿轮23和从动齿轮24啮合，设置驱动部件2在主动齿轮23和从动齿轮24的传动下使窑体1转动，进而实现原料在窑体1内能够翻动，保证原料无论外层和内层全部能够受到气体的高温煅烧，提高煅烧效率。从动齿轮24外包覆有护套25，护套25固连在支架4上，护套25底部一侧开口，以使主动齿轮23伸入护套25内与从动齿轮24啮合，护套25底部注有润滑油，所述润滑油没过从动齿轮24底部，利用从动齿轮24的转动将润滑油铲至从动齿轮24周身，并同时利用啮合抵接的方式将润滑油传导至主动齿轮23，起到自润滑的作用；设置护套25可有效避免润滑油挥发，使润滑油能够长时间对齿轮进行润滑作用。
结合图5、图6，保温层3为气孔率较低的耐火砖砌成的圆柱状壳体，保温层3厚度不小于100mm，设置保温层3避免高温热量散失，保证热量尽可能多传输至窑体1内，并且相较于现有的内置式保温层，可降低窑体1自身的重量，使驱动部件2的输出功率降低，还可起到节省能源成本的作用。
结合图4、图7，燃料管5为圆柱管，燃料管5四周间隔插接有四根供气管51，其中燃料管5口径最大，供气管51外端面与燃料管5外端面之间具有间隙，燃料管5和供气管51出口端贯穿保温层3伸入至窑体1外侧。其中燃料管5内通有研磨成粉末的煤粉，四根供气管51中有一根通有含量为96%一氧化碳气体以及4%纯碳粉的混合气,剩余三根供气管51内通有含量为99%的氧气，大量鼓入纯氧可起到助燃作用，使燃料管5内喷出的煤粉以及供气管51喷出的一氧化碳气体和碳粉均能够充分燃烧，使燃料管5端口处释放更多热量，以使窑体1内温度最高可达1300℃；且在各个燃料管5上均设置供气管51，可保证窑体1位于保温层3内各部分受热均匀，进而使窑体1内大部分（三分之二）的原料均能受到高温煅烧，提高煅烧效率。供气管51伸入窑体1长度小于燃料管5伸入窑体1的长度，供气管51出气端固连有喷头，设置喷头可将一氧化碳气体以及碳粉四散喷出，增大火焰面积，同时使火焰长度控制在合理范围内，既能保证燃烧带温度保持较高水平，又能避免保温层3局部温度过高而使保温层3出现烧损的问题。
结合图4、图7，燃料管5轴线穿过窑体1轴线，可使燃料管5喷出的火焰与窑体1的接触面积最大化，结合燃料管5的分布位置（窑体1底部一侧），喷焰直指在窑体1转动时物料的流动端，能够令火焰温度直接传导至流动下来的上层物料，而底层物料靠窑体1的热传导加热煅烧，使热量传导更为直接迅速，有效提高能源利用率，保证进入窑体1内的原料能够煅烧完全，最后产生的氧化镁含量能够比现有的提高约30%，同时在附加燃烧气体的辅助燃烧下，提高氧气的利用率，并使各类燃料充分燃烧，有效解决因燃烧不充分而导致燃料以及氧气浪费的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一 种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：包括窑体（1）、驱动部件（2）、保温层（3）、支架（4）和燃料管（5），窑体（1）长度方向两端套接有窑头罩（11）和窑尾罩（13），窑头罩（11）和窑尾罩（13）均架设在地面上，驱动部件（2）架设在窑体（1）一侧以驱动窑体（1）转动，保温层（3）包覆在窑体（1）中部外侧，支架（4）固连在驱动部件（2）和保温层（3）底部，若干个燃料管（5）沿长度方向间隔插接在保温层（3）侧壁上，燃料管（5）输出端伸入窑体（1）与保温层（3）之间；燃料管（5）四周间隔插接有四根供气管（51），四根供气管（51）中一根通有含量为96%一氧化碳气体以及4%纯碳粉的混合气,剩余三根供气管（51）内通有含量为99%的氧气；供气管（51）伸入保温层（3）长度小于燃料管（5）伸入保温层（3）的长度，供气管（51）出气端固连有喷头。
2.根据权利要求1所述的一种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：窑体（1）沿长度方向倾斜，窑体（1）高度高的一端固连有进料管（12），窑体（1）高度低的一端固连有出料管（14）。
3.根据权利要求1所述的一种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：保温层（3）厚度不小于100mm。
4.根据权利要求1所述的一种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：窑体（1）为含铬和钨的钢制圆柱筒，窑体（1）内外壁面上均涂覆有高温炉窑内衬粘合剂，窑体（1）口径不小于1m,窑体（1）长度为70m～80m。
5.根据权利要求1所述的一种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：驱动部件（2）包括驱动电机（21）、减速器（22）和主动齿轮（23），驱动电机（21）和减速器（22）均固连在支架（4）上，减速器（22）输入端与驱动电机（21）输出端固连，主动齿轮（23）固连在减速器（22）输出端，窑体（1）一端外侧固连有从动齿轮（24），主动齿轮（23）和从动齿轮（24）啮合。
6.根据权利要求5所述的一种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：从动齿轮（24）外包覆有护套（25），护套（25）底部注有润滑油，所述润滑油没过从动齿轮（24）底部。
7.根据权利要求1所述的一种高温二氧化碳捕集炉，其特征在于：燃料管（5）轴线穿过窑体（1）轴线。
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2020
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