CN112033145B - 一种提升煅烧效率的回转窑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提升煅烧效率的回转窑，包括窑体、转轴、保温层、驱动部件、燃料管、封盖和集气管，空心的转轴转动连接在窑体内，转轴外固连有螺旋状的叶片，保温层铺设在窑体外，驱动部件架设在窑体一侧并与转轴相连以驱动转轴旋转，封盖嵌入转轴一端，燃料管插入封盖内并伸入转轴内，其中窑体靠近集气管一端顶部固连有进料管，窑体靠近燃料管一端底部设有出料口，集气管架设在转轴另一端，集气管分别与窑体内腔和转轴内腔相通，本发明具有传热效率高，提高菱镁矿的煅烧效果，同时能够全面捕集二氧化碳的优点。

Description

一种提升煅烧效率的回转窑
技术领域
本发明涉及煅烧设备技术领域，尤其涉及一种提升煅烧效率的回转窑。
背景技术
回转窑是指旋转煅烧窑，俗称旋窑，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。其中煅烧菱镁矿时会产生大量二氧化碳，如果直接排放会造成环境污染，而且二氧化碳还可制作成干冰用于制冷以及灭火工作，因此厂家都会在煅烧菱镁矿时顺带抽取二氧化碳进行二次加工利用。但是现有的回转窑通过明火与矿料接触进行高温煅烧，容易使矿料内的一些元素也被点燃产生一些其他气体导致二氧化碳气体不纯净，后续提纯工作较为繁琐。
因此，针对以上不足，需要提供一种提升煅烧效率的回转窑。
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的回转窑煅烧菱镁矿产生的二氧化碳纯度较低的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提升煅烧效率的回转窑，包括窑体、转轴、保温层、驱动部件、燃料管、封盖和集气管，空心的转轴转动连接在窑体内，转轴外固连有螺旋状的叶片，保温层铺设在窑体外，驱动部件架设在窑体一侧并与转轴相连以驱动转轴旋转，封盖嵌入转轴一端，燃料管插入封盖内并伸入转轴内，其中窑体靠近集气管一端顶部固连有进料管，窑体靠近燃料管一端底部设有出料口，集气管架设在转轴另一端，集气管分别与窑体内腔和转轴内腔相通。
通过采用上述技术方案，在窑体内设置空心转轴，并在转轴内进行燃烧加热，隔绝明火与矿料接触，避免矿料内其他元素达到燃点产生额外的气体，同时又能利用转轴传递热量，使矿料中的碳酸镁分解出二氧化碳，保证产生的二氧化碳气体纯度较高。
作为对本发明的进一步说明，优选地，叶片外缘距窑体内壁距离介于150mm～2000mm。
通过采用上述技术方案，有利于二氧化碳气体的流动，同时还能利用叶片的阻挡避免将矿料吸入收集气体的管道内，还可起到简易除尘的作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，保温层靠近驱动部件一端架设有窑尾套，保温层靠近燃料管一端架设有窑头套，窑尾套与窑头套均包覆窑体两个端头以使窑体封闭，窑头套外部两侧铰接有翻转支架，窑尾套底部固连有带有法兰盘的固定支架。
通过采用上述技术方案，可使窑体既可以采用卧式的安装方式，又可以采用立式的安装方式，而且立式的窑体在叶片的搅动下依然可以对矿料进行煅烧，改变现有的回转窑只能卧式安装占用空间较大的情况，使回转窑可以适应不同的安装环境，降低回转窑的安装成本。
作为对本发明的进一步说明，优选地，燃料管两侧的封盖上插接有氧气管，氧气管伸入转轴内，燃料管内通有一氧化碳和煤粉的混合气，氧气管内通有纯氧气。
通过采用上述技术方案，使转轴内氧气含量保持充足，进而使燃料能够充分燃烧生热，保证转轴和叶片上的热量能够到达可以分解碳酸镁的程度。
作为对本发明的进一步说明，优选地，燃料管伸入转轴内的长度为转轴总长的四分之一，氧气管伸入转轴内的长度小于燃料管伸入转轴的长度。
通过采用上述技术方案，设计合理的燃料管伸入长度，结合集气管的吸气作用，使火焰喷射长度增加，进而使火焰能够加热更长的转轴，保证转轴受热均匀，同时减少转轴自身传热产生的热损失，使转轴和叶片能够对矿料进行充分加热。
作为对本发明的进一步说明，优选地，封盖包括嵌块和端盖，端盖固连在嵌块一端，嵌块另一端插入转轴内，嵌块外壁面与转轴内壁面间距介于3mm～10mm，端盖呈圆盖状，端盖与地台或桁架固连，端盖内径大于转轴外径，端盖内端面与转轴外端面之间插接有轴承。
通过采用上述技术方案，设置封盖不仅能够封闭转轴，避免热量散失，同时利用轴承还能起到支撑转轴的作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，转轴靠近端盖一端外固连有空心的支环，轴承内壁面与支环外壁面抵接。
通过采用上述技术方案，减少热量向轴承的传递，避免轴承内的润滑油受到高温作用挥发而影响轴承的正常工作。
作为对本发明的进一步说明，优选地，集气管包括定管、转管和汇总管，定管一端插入窑体内，转管一端插入转轴内，定管另一端与转管另一端均与汇总管相连。
通过采用上述技术方案，设置定管可收集窑体内产生的二氧化碳气体，设置转管可收集转轴内燃料燃烧产生的二氧化碳气体，设置汇总管起到收集两个管道的气体的作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，转管和汇总管轴线均与转轴轴线重合，汇总管内径大于转管外径，转管插入汇总管内，汇总管外固连有密封环板，密封环板截面呈圆弧状且与转管外壁面过盈配合。
通过采用上述技术方案，设置密封环板既能使转管和汇总管相对转动，又能通过紧实贴合的方式实现密封，避免二氧化碳气体外泄。
作为对本发明的进一步说明，优选地，驱动部件包括电机、减速器、主动齿轮和从动齿轮，电机和减速器均固连在地台或桁架上，电机输出端与减速器输入端相连，主动齿轮与减速器输出端固连，从动齿轮与转轴固连，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮外套接有防护罩，防护罩固连在地台或桁架上，防护罩底部一侧固连有油槽，油槽内存有润滑油，从动齿轮底部浸入润滑油内。
通过采用上述技术方案，设置油槽不仅起到存储润滑油的作用，还可使从动齿轮在转动时，轮齿将润滑油铲起与主动齿轮接触，起到自主润滑的作用，设置护罩可起到保护从动齿轮的作用，同时降低润滑油挥发速率。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明通过在窑体内加装带有螺旋叶片的转轴，并在转轴内进行燃料燃烧，利用转轴自身优良的热传导条件对矿料进行加热，避免明火将矿料内其他元素点燃产生其他气体，影响二氧化碳气体的纯度，并且叶片还可翻动矿料使矿料充分受热，有效提高煅烧效率；并且通过采用本发明的方案，不仅可以煅烧菱镁矿料，还可以煅烧生产其它矿物质生产高活性矿粉，提高适用性和实用性。
附图说明
图1是本发明的前视图；
图2是本发明的后视图；
图3是本发明的集气管结构图；
图4是本发明的窑体局部截面图；
图5是本发明的窑尾套截面图；
图6是图5中A的放大图；
图7是本发明的窑尾套截面图；
图8是图7中B的放大图。
图中：1、窑体；11、进料管；12、出料口；2、转轴；21、叶片；22、封块；3、保温层；31、窑尾套；32、窑头套；33、翻转支架；34、固定支架；4、驱动部件；41、防护罩；42、油槽；5、燃料管；51、氧气管；6、封盖；61、嵌块；62、端盖；63、支环；64、轴承；7、集气管；71、定管；72、转管；73、汇总管；74、密封环板。
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。
一种提升煅烧效率的回转窑，结合图1、图2和图4，包括窑体1、转轴2、保温层3、驱动部件4、燃料管5、封盖6和集气管7，转轴2转动连接在窑体1内，保温层3铺设在窑体1外，驱动部件4架设在窑体1一侧并与转轴2相连以驱动转轴2旋转，封盖6嵌入转轴1一端，燃料管5插入封盖6内并伸入转轴2内，集气管7架设在转轴1另一端，集气管7分别与窑体1内腔和转轴2内腔相通，同时集气管7。
结合图1、图4，窑体1为合金钢制成的圆筒状，窑体1口径不小于1m，转轴2为含锆的合金材料制成圆筒状，转轴2外径小于窑体1内径，转轴2长度大于窑体1长度，转轴2外壁固连有螺旋状的叶片21，叶片21材料与转轴2材料相同，叶片21螺距不小于1m，叶片21外缘距窑体1内壁距离介于150mm～2000mm，有利于二氧化碳气体的流动，同时还能利用叶片21的阻挡避免将矿料吸入收集气体的管道内，还可起到简易除尘的作用；转轴2一端插接有封块22，封块22可为隔温非金属材料，封块22与转轴2固连，避免转轴2内温度与外界环境产生热交换。保温层3为常规的耐高温保温涂覆材料，保温层3包覆窑体1外壁，其中保温层3一端插接有窑尾套31，窑尾套31包覆窑体1一端口，保温层3另一端插接有窑头套32，窑头套32包覆窑体1另一端口，以使窑体1内腔封闭；转轴2两端伸出窑头套31和窑尾套32且与窑体1轴线共线。
结合图5、图7，窑体1位于窑尾套31一端外固连有进料管11，进料管11一端伸出窑尾套31外，进料管11另一端伸入窑体1内；窑头套32底部开设有出料口12，出料口12贯穿窑头套32分别与窑体1和外界环境相通；设置进料管11可向窑体1内投放矿料，设置出料口可将煅烧完的矿料导出窑体1外，以便进行后续的矿料加工。
结合图1、图3，驱动部件4包括电机、减速器、主动齿轮和从动齿轮，电机和减速器均固连在地台或桁架上，电机输出端与减速器输入端相连，主动齿轮与减速器输出端固连，从动齿轮与封块22固连，主动齿轮与从动齿轮啮合，结合图5，从动齿轮外套接有防护罩41，防护罩41固连在地台或桁架上，防护罩41底部一侧固连有油槽42，油槽42内存有润滑油，从动齿轮底部浸入润滑油内。利用电机的驱动齿轮传动可使转轴2旋转，进而可使叶片21搅动矿料，并将矿料带向出料口12，设置油槽42不仅起到存储润滑油的作用，还可使从动齿轮在转动时，轮齿将润滑油铲起与主动齿轮接触，起到自主润滑的作用，设置防护罩41可起到保护从动齿轮的作用，同时降低润滑油挥发速率。
结合图2、图7，燃料管5内通有混合少量碳粉或煤粉的一氧化碳气体，燃料管5两侧的封盖6上插接有氧气管51，氧气管51也伸入转轴2内，氧气管51内通有纯氧气。其中燃料管5伸入转轴2内的长度为转轴2总长的四分之一，氧气管51伸入转轴2内的长度小于燃料管5伸入转轴2的长度；设置燃料管5可配合管口部的打火部件使混合气体燃烧，以对窑体1内的矿料进行加热，设置氧气管51向转轴2内通入足量的氧气，使转轴2内氧气含量保持充足，进而使燃料能够充分燃烧生热，保证转轴2和叶片21上的热量能够到达可以分解碳酸镁的程度，约在1300℃左右，而转轴2和叶片21采用含锆合金制成，可耐受超3000℃的高温，保证转轴2和叶片21能够正常工作，同时设计合理的燃料管5伸入长度，结合集气管7的吸气作用，使火焰喷射长度增加，进而使火焰能够加热更长的转轴2，保证转轴2受热均匀，同时减少转轴2自身传热产生的热损失，使转轴2和叶片21能够对矿料进行充分加热。
本发明通过在窑体1内设置空心转轴2，并在转轴2内进行燃烧加热，隔绝明火与矿料接触，避免矿料内其他元素达到燃点产生额外的气体，同时又能利用转轴2传递热量，使矿料中的碳酸镁分解出二氧化碳，保证产生的二氧化碳气体纯度较高；同时在转轴2上加装叶片21，不仅能够起到搅拌矿料使矿料受热均匀，还可利用叶片21的优良导热性能对矿料进行充分加热，保障矿料反应完全避免浪费，并且螺旋状的叶片21沿转轴2长度方向分布，还可提高转轴2的结构强度，使转轴2在受到高温后也不易变形，提高转轴2的使用寿命。
结合图7、图8，封盖6包括嵌块61和端盖62，嵌块61为隔温非金属材料制成的圆柱体，嵌块61与封块22相同，端盖62固连在嵌块61一端，嵌块61另一端插入转轴2内，嵌块61外壁面与转轴2内壁面间距介于3mm～10mm，既能起到隔温作用，还不影响转轴2的正常转动；端盖62呈圆盖状，端盖62与地台或桁架固连，端盖62内径大于转轴2外径，转轴2靠近端盖62一端外固连有空心的支环63，支环63外壁面与端盖62内端面之间插接有轴承64。设置封盖6不仅能够封闭转轴2避免热量散失，同时利用轴承64还能起到支撑转轴2的作用。设置支环63减少热量向轴承64的传递，避免轴承64内的润滑油受到高温作用挥发而影响轴承64的正常工作，为了提高冷却效率，可在支环63内通入冷却油液，进一步降温保证轴承64的正常工作。同时还可使封盖6与转轴2完全固定，在封盖6底部两侧抵接两个转辊，转辊转动连接在地台上，利用两个转辊支撑封盖6，既能保证转轴2稳定转动，又能起到支撑转轴2的作用。
结合图5、图6，集气管7包括定管71、转管72和汇总管73，定管71一端插入窑体1内，转管72一端穿过封块22插入转轴2内，转管72与封块22固定连接，定管71另一端与转管72另一端均与汇总管73相连，汇总管73与气泵以及二氧化碳收集器等设备相连，其中转管72和汇总管73轴线均与转轴2轴线重合，汇总管73内径大于转管2外径，转管72插入汇总管73内，汇总管73外固连有密封环板74，密封环板74截面呈圆弧状且与转管72外壁面过盈配合；设置定管71可收集窑体1内产生的二氧化碳气体，设置转管72可收集转轴2内燃料燃烧产生的二氧化碳气体，设置汇总管73起到收集两个管道的气体的作用，同时设置密封环板74既能使转管72和汇总管73相对转动，又能通过紧实贴合的方式实现密封，避免二氧化碳气体外泄。
结合图1、图2，优选地，窑头套32外部两侧铰接有钢制翻转支架33，窑尾套31底部固连有带有法兰盘的固定支架34，当窑体1呈卧式放置时，翻转支架33长度方向与窑体1长度方向垂直，固定支架34通过地脚螺栓固定在地台上；当沿翻转支架33的铰接轴翻转窑体1时，此时窑体1长度方向或倾斜或竖直，固定支架34则固定在桁架上，而电机、减速器以及端盖62也固定在桁架上，同时主动齿轮和从动齿轮均换成锥齿轮啮合，油槽42位置也进行改变，采用上述方式，可使窑体1既可以采用卧式的安装方式，又可以采用立式的安装方式，而且立式的窑体1在叶片21的搅动下依然可以对矿料进行煅烧，改变现有的回转窑只能卧式安装占用空间较大的情况，使回转窑可以适应不同的安装环境，降低回转窑的安装成本。
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)

1.一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：包括窑体(1)、转轴(2)、保温层(3)、驱动部件(4)、燃料管(5)、封盖(6)和集气管(7)，空心的转轴(2)转动连接在窑体(1)内，转轴(2)外固连有螺旋状的叶片(21)，保温层(3)铺设在窑体(1)外，驱动部件(4)架设在窑体(1)一侧并与转轴(2)相连以驱动转轴(2)旋转，封盖(6)嵌入转轴(2)一端，燃料管(5)插入封盖(6)内并伸入转轴(2)内，封盖(6)包括嵌块(61)和端盖(62)，端盖(62)固连在嵌块(61)一端，嵌块(61)另一端插入转轴(2)内，嵌块(61)外壁面与转轴(2)内壁面间距介于3mm～10mm，端盖(62)呈圆盖状，端盖(62)与地台或桁架固连，端盖(62)内径大于转轴(2)外径，端盖(62)内端面与转轴(2)外端面之间插接有轴承(64)；其中窑体(1)靠近集气管(7)一端顶部固连有进料管(11)，窑体(1)靠近燃料管(5)一端底部设有出料口(12)，集气管(7)架设在转轴(2)另一端，集气管(7)分别与窑体(1)内腔和转轴(2)内腔相通；其中集气管(7)包括定管(71)、转管(72)和汇总管(73)，定管(71)一端插入窑体(1)内，转管(72)一端插入转轴(2)内，定管(71)另一端与转管(72)另一端均与汇总管(73)相连；转管(72)和汇总管(73)轴线均与转轴(2)轴线重合，汇总管(73)内径大于转管(72)外径，转管(72)插入汇总管(73)内，汇总管(73)外固连有密封环板(74)，密封环板(74)截面呈圆弧状且与转管(72)外壁面过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：叶片(21)外缘距窑体(1)内壁距离介于150mm～2000mm。
3.根据权利要求1所述的一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：保温层(3)靠近驱动部件(4)一端架设有窑尾套(31)，保温层(3)靠近燃料管(5)一端架设有窑头套(32)，窑尾套(31)与窑头套(32)均包覆窑体(1)两个端头以使窑体(1)封闭，窑头套(32)外部两侧铰接有翻转支架(33)，窑尾套(31)底部固连有带有法兰盘的固定支架(34)。
4.根据权利要求1所述的一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：燃料管(5)两侧的封盖(6)上插接有氧气管(51)，氧气管(51)伸入转轴(2)内，燃料管(5)内通有一氧化碳和煤粉的混合气，氧气管(51)内通有纯氧气。
5.根据权利要求4所述的一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：燃料管(5)伸入转轴(2)内的长度为转轴(2)总长的四分之一，氧气管(51)伸入转轴(2)内的长度小于燃料管(5)伸入转轴(2)的长度。
6.根据权利要求1所述的一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：转轴(2)靠近端盖(62)一端外固连有空心的支环(63)，轴承(64)内壁面与支环(63)外壁面抵接。
7.根据权利要求1所述的一种提升煅烧效率的回转窑，其特征在于：驱动部件(4)包括电机、减速器、主动齿轮和从动齿轮，电机和减速器均固连在地台或桁架上，电机输出端与减速器输入端相连，主动齿轮与减速器输出端固连，从动齿轮与转轴(2)固连，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮外套接有防护罩(41)，防护罩(41)固连在地台或桁架上，防护罩(41)底部一侧固连有油槽(42)，油槽(42)内存有润滑油，从动齿轮底部浸入润滑油内。
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