CN112556401A - 一种旋转竖窑 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转竖窑，属于煅烧设备领域，包括竖窑本体，所述竖窑本体通过从上至下依次设置的上窑体、旋转窑体、下窑体组成；所述旋转窑体内为煅烧区，且所述旋转窑体绕其轴向可转动设置；所述上窑体包括从上至下依次设置的进料区，设有进料口，用于供物料投入；预热区，设有预热室，用于使物料加热至550℃以上；燃烧区，所述燃烧区通过设置在竖窑本体外部的热风系统提供热能。本发明的旋转窑体可转动设置，能够解决结块、结瘤等问题，燃烧区通过设置在竖窑本体外部的热风炉提供热能，热风炉的出口风温在650‑950℃变温可调，从而在竖窑本体内形成温控煅烧区。

Description

一种旋转竖窑
技术领域
本发明属于煅烧设备领域，具体涉及一种旋转竖窑。
背景技术
火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子，页岩是由黏土脱水胶结而成的岩石，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。火山灰、页岩以及煤矸石在建材领域、化工、陶瓷、耐火、阻燃、航天高温涂料、磨料材料等领域均有广泛的应用，可以实现废弃资源的再利用。
火山灰、页岩以及煤矸石在应用前需要进行煅烧活化处理，现有常采用回转窑、普通机械化竖窑、隧道窑等工业炉窑等对其进行煅烧，但是上述煅烧设备存在炉内易熔融、结块、粘壁、结瘤等缺陷，导致设备无法运行。
发明内容
基于上述背景问题，本发明旨在提供一种旋转竖窑，其竖窑本体通过从上至下依次设置的上窑体、旋转窑体、下窑体组成，旋转窑体可转动设置，能够解决结块、结瘤等问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种旋转竖窑，包括竖窑本体，所述竖窑本体通过从上至下依次设置的上窑体、旋转窑体、下窑体组成；所述旋转窑体内为煅烧区，且所述旋转窑体绕其轴向可转动设置。
在一个实施例中，所述旋转窑体通过转动机构驱动转动，所述转动机构包括：
齿盘，套设在所述旋转窑体上，且与所述旋转窑体固定；
齿轮，设置在所述旋转窑体的外部，且与所述齿盘啮合；
驱动机构，用于驱动所述齿轮转动；
所述旋转窑体的顶端与上窑体的底端之间设有上滚轮，所述旋转窑体的底端与下窑体的顶端之间设有下滚轮。
在一个实施例中，所述上窑体包括从上至下依次设置的：
进料区，设有进料口，用于供物料投入；
预热区，环形分布有多个预热室，用于使物料加热至550℃以上；
燃烧区，设有燃烧室，所述燃烧室通过设置在竖窑本体外部的热风系统提供热能。
在一个实施例中，所述预热室的下方设有物料承接室，所述物料承接室与所述燃烧室形成纵截面呈T型结构的燃烧区。
优选地，所述物料承接室的底面为斜面，且所述物料承接室内沿所述斜面设有伸缩推杆。
在一个实施例中，所述热风系统包括热风炉，所述热风炉的出口风温为650-950℃，所述热风炉内的热风通过管道输送至竖窑本体内的煅烧区。
在一个实施例中，所述竖窑本体内还设有供风设备，所述供风设备由上下连通的中风帽和缓冷风座组成；所述缓冷风座位于所述下窑体内，且与设置在竖窑本体外的鼓风机连通，所述中风帽向上伸入所述旋转窑体内。
优选地，所述缓冷风座的纵截面呈锥型结构，所述缓冷风座内通过水平设置的隔挡分隔为上层区和下层区，所述上层区又通过倾斜设置的隔挡分隔为导风区和回流区，所述导风区与所述下层区连通，所述回流区与所述中风帽连通。
优选地，所述中风帽上套设有环管式换热器。
在一个实施例中，所述下窑体的底部连通有出料单元，所述出料单元包括：
出灰机，连通在所述下窑体的底部；
出料中间仓，连通在所述出灰机的底部；
出料仓，连通在所述出料中间仓的底部。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：
1、本发明竖窑本体通过从上至下依次设置的上窑体、旋转窑体、下窑体组成，旋转窑体可转动设置，能够防止物料与窑体耐材产生共融反应而粘壁，进而解决结块、结瘤等问题。
2、本发明的燃烧区通过设置在竖窑本体外部的热风炉提供热能，热风炉的出口风温在650-950℃变温可调，从而在竖窑本体内形成温控燃烧区。
3、本发明在预热室的下方设有物料承接室，物料承接室设有伸缩杆，伸缩杆伸长能够将物料推送至燃烧区内，物料承接室的底面设置为斜面，可以控制物料推送量。
4、本发明的竖窑本体内还设有供风设备，供风设备由上下连通的中风帽和缓冷风座组成，中风帽处的气流为急冷风，缓冷风座出来气流为缓冷风，从而提供急冷或缓冷两种冷却模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例中旋转竖窑的结构示意图；
图2为本发明实施例中转动机构的结构示意图；
图3为本发明实施例中供风设备的结构示意图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
为了解决现有窑体易出现结块、结瘤的问题，本发明实施例提供一种旋转竖窑，如图1所示，包括竖窑本体，所述竖窑本体通过从上至下依次设置的上窑体1、旋转窑体2、下窑体3组成。
在本实施例中，所述上窑体1固定设置，且上窑体1由从上至下依次设置的进料区、预热区、燃烧区组成。
具体的，所述进料区设有进料口1-1，用于供物料投入，所述进料口1-1为上大下小的漏斗状结构，在本实施例中，所述进料口1-1设有多个，进料口1-1的具体设置个数可以根据旋转竖窑的生产能力进行工艺平衡计算确定。
具体的，所述预热区环形分布有多个预热室1-2，用于使物料加热至550℃以上；预热室1-2至少为4室，最多为24室，所述预热室1-2与所述进料口1-1一一对应，且预热室1-2的顶端与所述进料口1-1的底端连通，用于将物料输送至预热室1-2内预热。
在本实施例中，多个预热室1-2形成圆环形结构，需要说明的是，在其他实施例中，所述预热室1-2可以是一体环形结构。
经过预热室1-2预热后的物料会进入到燃烧区煅烧，为了将预热室1-2内预热后的物料导入燃烧区，本实施例在所述预热室1-2的下方还设有物料承接室101。
在本实施例中，所述燃烧区设有燃烧室1-3，具体的，如图1所示，所述物料承接室101的外径与所述预热室1-2的外径尺寸相匹配，且大于燃烧室1-3的外径尺寸，所述物料承接室101和燃烧室1-3共同形成所述燃烧区，以使本实施例的燃烧区的纵截面呈T型结构。
为了使物料完全进入到燃烧室1-3燃烧，本实施例设置所述物料承接室101的底面为斜面，且沿所述物料承接室101的斜面设有液压推杆102，当物料从预热室1-2落入物料承接室101处时，启动液压推杆102伸长，可以将物料推入燃烧室1-3内。需要说明的是，本实施例的液压推杆还可以用电推杆、气压杆等替换。
在本实施例中，所述燃烧室1-3通过热风系统提供热能，如图1所示，所述热风系统包括热风炉4，所述热风炉4设置在竖窑本体的外部，所述热风炉4的出口风温可在650-950℃范围内调节，与燃烧区温度联锁可调，所述热风炉4内的热风通过管道输送至竖窑本体的燃烧室1-3内。
在本实施例中，所述旋转窑体2内为煅烧区，所述旋转窑体2设置在上窑体1和下窑体3之间，且旋转窑体2绕其轴向可转动设置，具体的，所述旋转窑体2分别与上窑体1、下窑体3滑动连接，本实施例实现旋转窑体2与上窑体1、下窑体3滑动连接的方式为：所述旋转窑体2的顶端与上窑体1的底端之间设有上滚轮，所述旋转窑体2的底端与下窑体3的顶端之间设有下滚轮，更具体的，所述上窑体1的底端和旋转窑体2的顶端均开设有上环形槽，所述上滚轮设置在上环形槽内，所述旋转窑体2的底端与下窑体3的顶端均开设有下环形槽，所述下滚轮设置在所述下环形槽内。
所述旋转窑体2通过转动机构驱动转动，如图2所示，所述转动机构包括：齿盘201、齿轮202、电机203，具体的，所述齿盘201套设在所述旋转窑体2上，所述齿轮202与所述齿盘201啮合，齿轮202连接在电机203的输出轴上，以通过电机203驱动齿轮202转动，齿轮202转动带动齿盘201转动，进而带动旋转窑体2转动。
为了保证密封性，本实施例在上窑体1的底端与旋转窑体2的顶端之间通过高温密封圈密封，所述旋转窑体2的底端与下窑体3的顶端之间同样采用高温密封圈密封。
需要说明的是，旋转窑体2的转动速度可以根据工艺需求进行调整，本实施例中设置旋转窑体2的转动线速度小于或等于50mm/min。
另需说明的是，所述转动机构的结构并不局限于此，在其他实施例中，转动机构也可以是设置在旋转窑体2外侧的一对液压油缸，通过液压油缸提供侧向推动力，从而使旋转窑体2转动。
为了实现竖窑本体内的冷却，如图1所示，本实施例竖窑本体内还设有供风设备5，具体如图3所示，所述供风设备5由上下连通的中风帽5-1和缓冷风座5-2组成，所述中风帽5-1设置在缓冷风座5-2的上方，且中风帽5-1和缓冷风座5-2为一体结构。
具体的，如图1和3所示，所述缓冷风座5-2位于所述下窑体3内，且与设置在竖窑本体外的冷却鼓风机6连通，所述中风帽5-1向上伸入所述旋转窑体2内，缓冷风座5-2出来的气流为缓冷风，中风帽5-1出来的风为急冷风，从而实现缓冷、急冷两种冷却模式。
在本实施例中，如图3所示，所述缓冷风座5-2的纵截面呈锥型结构，所述缓冷风座5-2内通过水平设置的隔挡分隔为上层区和下层区501，所述上层区又通过倾斜设置的隔挡分隔为导风区502和回流区503，所述导风区502与所述下层区501连通，所述回流区503与所述中风帽5-1连通。
为了实现燃烧室1-3内的供氧，所述中风帽5-2上套设有环管式换热器7，进入中风帽5-1的冷风通过环管式换热器7加热后，可以进入燃烧区供氧助燃。
在本实施例中，如图1所示，所述下窑体3的底部呈锥型结构，所述下窑体3的底部还连通有出料单元，所述出料单元包括：出灰机8-1、出料中间仓8-2以及出料仓8-3，所述出灰机8-1连通在所述下窑体3的底部，所述出料中间仓8-2连通在所述出灰机8-1的出灰端，所述出料仓8-3连通在所述出料中间仓8-2的底部。
本发明的旋转竖窑的工作原理是：
将物料从进料口1-1投入，投入的物料落入到预热室1-2内预热至550℃以上，一般加热至550℃-650℃，预热时间为2.5-3.5h；预热结束后将物料导入到物料承接室101处，通过液压推杆102的推动使物料进入燃烧室1-3，燃烧室1-3的热能由热风炉4导入的热风提供，热风的温度在650-950℃范围内可调；
燃烧后的物料进入旋转窑体2内煅烧，此时旋转窑体2转动，可以防止物料与窑体的耐火材料产生共融反应而粘壁，物料在旋转窑体2中进一步分解、裂解，物料经过旋转窑体2的时间约为35min，物料温度约为750℃-850℃；最终通过供风设备5进行急冷或缓冷，冷却时间约为50min，冷却后最终的物料出口温度为60-80℃，再由出灰机8-1送至出料中间仓8-2存储。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转竖窑，包括竖窑本体，其特征在于，所述竖窑本体通过从上至下依次设置的上窑体、旋转窑体、下窑体组成；
所述旋转窑体内为煅烧区，且所述旋转窑体绕其轴向可转动设置。
2.根据权利要求1所述的旋转竖窑，其特征在于，所述旋转窑体通过转动机构驱动转动，所述转动机构包括：
齿盘，套设在所述旋转窑体上，且与所述旋转窑体固定；
齿轮，设置在所述旋转窑体的外部，且与所述齿盘啮合；
驱动机构，用于驱动所述齿轮转动；
所述旋转窑体的顶端与上窑体的底端之间设有上滚轮，所述旋转窑体的底端与下窑体的顶端之间设有下滚轮。
3.根据权利要求1所述的旋转竖窑，其特征在于，所述上窑体包括从上至下依次设置的：
进料区，设有进料口，用于供物料投入；
预热区，环形分布有多个预热室，用于使物料加热至550℃以上；
燃烧区，设有燃烧室，所述燃烧室通过设置在竖窑本体外部的热风系统提供热能。
4.根据权利要求3所述的旋转竖窑，其特征在于，所述预热室的下方设有物料承接室，所述物料承接室与所述燃烧室形成纵截面呈T型结构的燃烧区。
5.根据权利要求4所述的旋转竖窑，其特征在于，所述物料承接室的底面为斜面，且所述物料承接室内沿所述斜面设有伸缩推杆。
6.根据权利要求3所述的旋转竖窑，其特征在于，所述热风系统包括热风炉，所述热风炉的出口风温为650-950℃，所述热风炉内的热风通过管道输送至竖窑本体内的燃烧室。
7.根据权利要求1所述的旋转竖窑，其特征在于，所述竖窑本体内还设有供风设备，所述供风设备由上下连通的中风帽和缓冷风座组成；
所述缓冷风座位于所述下窑体内，且与设置在竖窑本体外的鼓风机连通，所述中风帽向上伸入所述旋转窑体内。
8.根据权利要求7所述的旋转竖窑，其特征在于，所述缓冷风座的纵截面呈锥型结构，所述缓冷风座内通过水平设置的隔挡分隔为上层区和下层区，所述上层区又通过倾斜设置的隔挡分隔为导风区和回流区，所述导风区与所述下层区连通，所述回流区与所述中风帽连通。
9.根据权利要求7所述的旋转竖窑，其特征在于，所述中风帽上套设有环管式换热器。
10.根据权利要求1所述的旋转竖窑，其特征在于，所述下窑体的底部连通有出料单元，所述出料单元包括：
出灰机，连通在所述下窑体的底部；
出料中间仓，连通在所述出灰机的底部；
出料仓，连通在所述出料中间仓的底部。
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