CN112461006A - 一种煤矸石空心砖烧结窑 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种煤矸石空心砖烧结窑，包括窑墙和中岛，所述中岛上设置有烟囱，所述窑墙和中岛共同围合形成窑道，所述窑道由一个半圆段和两个直段构成的U型窑道，窑道的直段部分端部开口，所述窑道的开口处分别安装有第二密封门和第三密封门，围绕中岛环向安装有环形输送带，环形输送带位于窑道外的部分为装卸料区，窑道内沿环形输送带的转动方向依次形成直段的烘干区、半圆段的烧结区和直段的冷却区，所述烧结区与冷却区的汇处安装有第一密封门进行阻隔。该烧结窑通过U形窑道设计，并通过环形运输带对砖垛进行运输，并在U型窑道外设置统一的上料位置和卸料位置，从而大幅度减少运输投入，提高运输效率。

Description

一种煤矸石空心砖烧结窑

技术领域

本发明涉及一种烧结窑，具体是一种煤矸石空心砖烧结窑。

背景技术

煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，每年的排放量相当于当年煤炭产量的10％左右，目前已累计堆存30多亿吨，占地约1.2万公顷，是目前我国排放量最大的工业固体废弃物之一。我国煤炭系统现在每年还要排放出近1亿吨煤矸石。，煤矸石按60％份额配以少数黏土、页岩，通过混合、陈化、成型、干燥、预热、烘干、烧结等系列工序，生产出绿色、环保、高强度的煤矸石页岩空心砖，商品强度达到一般黏土砖的2倍以上，形状规整，损耗极低，健壮经用，应用前景较好。煤矸石页岩空心砖生产过程中，烧结是关键的生产工序。

现有的技术大多采用烧结窑进行烧结，专利号为200910040648.0的发明专利公开了一种环形砖窑。环形砖窑，包括由窑墙围成的顶部开口的环形窑室，在所述的窑室的上方设有吊装架，窑室的侧底部设有若干个带有阀门的抽风口。由于窑墙没有窑门，窑墙的整体热密封性即保温性好，装窑烧制的过程中可保证窑室内部受热均匀，不会出现砖块烧不透的现象，砖块的次品率低。此外，由于热密封性好，能源的利用率也相对较高。进气口还可用于接入其他可燃气体，特别是有机垃圾炭化所产生的有害气体，有害气体在烧窑的高温下会分解，还可以起到助燃的作用，既除去了有害气体，还进一步节省了能源。该砖窑的环形窑室为无顶式设计，吊装砖块和燃料后，需要额外进行封顶作业，因此，实际生产中操作繁琐，吊装设备安装复杂，生产效率低下。

又如专利号为201410130725.2的发明专利公开了一种移动砖窑，包括隔离梁、风道及多个移动窑单元，移动窑单元设置在隔离梁的侧边，移动窑单元与隔离梁之间形成窑道，所述风道设置在隔离梁的下面地面以下，风道包括主送风道、主抽风道、多个支抽风道和多个支送风道，支抽风道连通窑道和主抽风道，支送风道连通主送风道和窑道，风道的旁边设置有抽风机，抽风机的进风口和出风口分别与主抽风道和主送风道连通，支抽风道和支送风道的道口均设置有风闸。这种移动砖窑在烧制砖坯的过程中，窑移动而砖坯不动，不会造成砖坯损坏，该窑占地面积少，采用人工烘干和自然风干相结合，节能环保，工人的工作环境好。但该移动砖窑的不足之处在于，窑体环向整体移动，结构复杂，且整体保温效果差。并且上述的两种窑体均需要从不同位置进行码砖，因此，与传统窑道的码砖工序相同，在砖体运输过程中需要投入大量人力，无法从统一位置进行码砖及卸砖，运输效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矸石空心砖烧结窑，该烧结窑通过U形窑道设计，并通过环形运输带对砖垛进行运输，并在U型窑道外设置统一的上料位置和卸料位置，从而大幅度减少运输投入，提高运输效率，且窑道内各功能区域划分明确，并对砖体依次进行烘干、烧结和冷却工序，进一步提高工作效率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤矸石空心砖烧结窑，包括窑墙和中岛，所述中岛上设置有烟囱，所述窑墙和中岛共同围合形成窑道，所述窑道由一个半圆段和两个直段构成的U型窑道，窑道的直段部分端部开口，所述窑道的开口处分别安装有第二密封门和第三密封门，围绕中岛环向安装有环形输送带，环形输送带位于窑道外的部分为装卸料区，窑道内沿环形输送带的转动方向依次形成直段的烘干区、半圆段的烧结区和直段的冷却区，所述烧结区与冷却区的汇处安装有第一密封门进行阻隔；

所述烘干区的窑壁上迂回嵌装有烟气盘管，所述烧结区的窑墙以及中岛的侧壁内分别安装有第一天然气管和第二天然气管，第一天然气管和第二天然气管上均安装有多个燃烧器，燃烧器朝向该段的窑道内；

所述烧结区的顶部窑壁即该段窑墙的顶部开设有多个烟气出口，窑墙中设置有与多个所述烟气出口连接的集烟腔，所述集烟腔再通过管路与所述烟气盘管的一端连接，所述烟气盘管的另一端连接至烟囱的底部；

所述冷却区的窑墙侧壁内装配有送风管，冷却区的中岛壁内装配有引风管，送风管与引风管上安装有多个支管，支管均与冷却区的窑道连通，送风管上安装有送风机，引风管上安装有引风机，烟囱内壁自上而下螺旋安装有螺旋换热管，螺旋换热管的一端与多个送风管连接，螺纹换热管的另一端通过多个支路与燃烧器连接。

作为本发明进一步的方案：送风管和引风管均有多个且自上而下排列，送风管和引风管上的支管在所述冷却区窑道的侧窑壁上形成多点矩阵式通风道。

作为本发明进一步的方案：所述环形输送带上等间距设置有多个砖垛固定装置，该砖垛固定装置包括固定在输送带上的拱形架，拱形架的前后两侧均设置有网板，该拱形架与前后两侧的网板共同围合成用于码砖的堆垛空间。

作为本发明进一步的方案：位于后侧的网板与拱形架之间为固定安装，位于前侧的网板与拱形架之间为可拆卸安装。

作为本发明进一步的方案：所述网板与拱形架之间的可拆卸安装方式可通过卡扣、铰链、销钉的其中一种实现。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构紧凑，设计合理，通过将窑道设计成两端开口的U型结构，并在中岛周围环绕安装有输送带，窑道内自进料方向向出料方向依次形成直段的烘干区、半圆段的烧结区和直段的冷却区，烘干区内的烟气盘管对访区内的窑道进行加热保温，从而实现烟气的一次热回收，冷却区内的冷空气对高温成品砖进行风冷降温，再将低品热空气送至螺纹换热管内与高温烟气换热，从而对高温烟气进行二次利回收，同时对砖体热量进行回收，经过两次吸热的高品热空气做为助燃气体通入燃烧器中，从而提高天然气热值，达到良好的节能环保的效果；

2、本发明采用统一的装卸料区进行卸砖和码垛，使得装卸料作业范围大幅度降低，从而减少砖坯的运输成本，提高工作效率；

3、本发明通过拱形架以及前后端网板共同形成砖垛固定装置，并等间距安装在传送带上，从而能够提高堆垛效率，防止砖坯在运输过程中发生坍塌，进一步提高生产效率。

附图说明

图1为煤矸石空心砖烧结窑的结构示意图；

图2为煤矸石空心砖烧结窑中砖垛固定装置的结构示意图；

图中：第一天然气管1、烧结区2、第二天然气管3、引风机4、引风管5、窑墙6、第一密封门7、送风机8、送风管9、冷却区10、第二密封门11、环形输送带12、装卸料区13、砖垛固定装置14、中岛15、第三密封门16、烟囱17、烟气盘管18、螺旋换热管19、烘干区20、燃烧器21、拱形架22、网板23、窑道24。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1～2，本实施例，一种煤矸石空心砖烧结窑，包括窑墙6和中岛15，所述中岛15上设置有烟囱17，所述窑墙6和中岛15共同围合形成窑道24，所述窑道24由一个半圆段和两个直段构成的U型窑道24，窑道24的直段部分端部开口，所述窑道24的开口处分别安装有第二密封门11和第三密封门16，通过两道密封门的设计，使得窑道24内可整体密封，且使窑道24内外隔绝，围绕中岛15环向安装有环形输送带12，该环形输道带为链板输送带，其通过链条驱动并环围中岛15转动，环形输送带12位于窑道24外的部分为装卸料区13，在装卸料区13工人可进行砖坯的码垛堆料以及将烧结后的成品砖进行卸料，通过上述设置，使得装卸料作业范围大幅度降低，从而减少砖坯的运输成本，提高工作效率。

窑道24内沿环形输送带12的转动方向依次形成直段的烘干区20、半圆段的烧结区2和直段的冷却区10，砖坯在装卸料区13进行装料后依次经过窑道24中的烘干区20、烧结区2和冷却区10，所述烧结区2与冷却区10的汇处安装有第一密封门7进行阻隔，如图2所示，所述烘干区20的窑壁上迂回嵌装有烟气盘管18，该烟气盘管18将该段窑道24进行整体包围。

所述烧结区2的窑墙6以及中岛15的侧壁内分别安装有第一天然气管1和第二天然气管3，第一天然气管1和第二天然气管3上均安装有多个燃烧器21，燃烧器21朝向该段的窑道24内，所述烧结区2的顶部窑壁即该段窑墙6的顶部开设有多个烟气出口，窑墙6中设置有与多个所述烟气出口连接的集烟腔(图中未示出)，所述集烟腔再通过管路与所述烟气盘管18的一端连接，所述烟气盘管18的另一端连接至烟囱17的底部。烧结区2中的天然气燃烧使该区域内的砖坯进行烧结，根据产品质量，其烧结温度为900-1200摄氏度，烧结时间45min至1h，并通过环形输送带12的运行速度以控制砖坯经过烧结区2的时间，进而控制烧结时间，燃气燃烧后产生的高温烟气由烧结区2顶部的烟气出口排出至集烟腔中，再流向烟气盘管18后由烟囱17排出，高温烟气通过烟气盘管18对烘干区20窑道24进行升温加热以及保温，从而对刚进入窑道24内的砖坯进行预热烘干，并实现高温烟气的一次热回收。

所述冷却区10的窑墙6侧壁内装配有送风管9，冷却区10的中岛15壁内装配有引风管5，送风管9和引风管5均有多个且自上而下排列，送风管9与引风管5上安装有多个支管，支管均与冷却区10的窑道24连通，从而在该段窑道24的侧窑壁上形成多点矩阵式通风道，送风管9上安装有送风机8，引风管5上安装有引风机4，烟囱17内壁自上而下螺旋安装有螺旋换热管19，螺旋换热管19的一端与多个送风管9连接，螺纹换热管的另一端通过多个支路与燃烧器21连接。引风机4和送风机8使外界冷空气由多点矩阵式通风道高速流经冷却区10的窑道24内，并对烧结后的成品砖进行风冷降温，冷风吸收成品砖热量后再流经螺旋换热管19中，并通过高温烟气进行二次升温，从而实现高温烟气的二次热回收，再将该经过两次升温加热后的热空气通入到燃烧器21中，作为烧结区2的天然气提供高热空气进行助燃，从而大幅度提高燃气热值，使天然气燃烧更加充分，降低因不完全燃烧产生的有害气体含量，同时对高温烟气以及高温砖体的热量进行充分回收利用，从而达到显著的节能效果。

为了进一步提高砖坯码垛的效率以及防止砖坯在运输过程中发生坍塌，所述环形输送带12上等间距设置有多个砖垛固定装置14，该砖垛固定装置14包括固定在输送带上的拱形架22，拱形架22的前后两侧均设置有网板23，其中，位于后侧的网板23与拱形架22之间为固定安装，位于前侧的网板23与拱形架22之间为可拆卸安装，其可拆卸安装方式可通过卡扣、铰链、销钉等方式实现。该拱形架22与前后两侧的网板23共同围合成用于码砖的堆垛空间，将砖坯按拱形架22的内轮廓依次叠放堆垛，直至将该堆垛空间填充完毕即可，通过两侧网板23对砖垛进行限位，从而有效地防止其在运输过程中造成坍塌。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种煤矸石空心砖烧结窑，包括窑墙和中岛，所述中岛上设置有烟囱，所述窑墙和中岛共同围合形成窑道，其特征在于：所述窑道由一个半圆段和两个直段构成的U型窑道，窑道的直段部分端部开口，所述窑道的开口处分别安装有第二密封门和第三密封门，围绕中岛环向安装有环形输送带，环形输送带位于窑道外的部分为装卸料区，窑道内沿环形输送带的转动方向依次形成直段的烘干区、半圆段的烧结区和直段的冷却区，所述烧结区与冷却区的汇处安装有第一密封门进行阻隔；

所述烘干区的窑壁上迂回嵌装有烟气盘管，所述烧结区的窑墙以及中岛的侧壁内分别安装有第一天然气管和第二天然气管，第一天然气管和第二天然气管上均安装有多个燃烧器，燃烧器朝向该段的窑道内；

所述烧结区的顶部窑壁即该段窑墙的顶部开设有多个烟气出口，窑墙中设置有与多个所述烟气出口连接的集烟腔，所述集烟腔再通过管路与所述烟气盘管的一端连接，所述烟气盘管的另一端连接至烟囱的底部；

所述冷却区的窑墙侧壁内装配有送风管，冷却区的中岛壁内装配有引风管，送风管与引风管上安装有多个支管，支管均与冷却区的窑道连通，送风管上安装有送风机，引风管上安装有引风机，烟囱内壁自上而下螺旋安装有螺旋换热管，螺旋换热管的一端与多个送风管连接，螺纹换热管的另一端通过多个支路与燃烧器连接。

2.根据权利要求1所述的煤矸石空心砖烧结窑，其特征在于：送风管和引风管均有多个且自上而下排列，送风管和引风管上的支管在所述冷却区窑道的侧窑壁上形成多点矩阵式通风道。

3.根据权利要求1所述的煤矸石空心砖烧结窑，其特征在于：所述环形输送带上等间距设置有多个砖垛固定装置，该砖垛固定装置包括固定在输送带上的拱形架，拱形架的前后两侧均设置有网板，该拱形架与前后两侧的网板共同围合成用于码砖的堆垛空间。

4.根据权利要求3所述的煤矸石空心砖烧结窑，其特征在于：位于后侧的网板与拱形架之间为固定安装，位于前侧的网板与拱形架之间为可拆卸安装。

5.根据权利要求4所述的煤矸石空心砖烧结窑，其特征在于：所述网板与拱形架之间的可拆卸安装方式可通过卡扣、铰链、销钉的其中一种实现。

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