CN113149471A - 一种菱镁石电能轻烧竖窑 - Google Patents

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宋庆伟
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Abstract

本发明属于耐火工业用轻烧氧化镁技术领域,具体涉及一种菱镁石电能轻烧竖窑,窑体为矩形截面,依次分为预热带、轻烧带及冷却带,其特征在于:以电能为热源,预热带内居中设置预热空心梁,预热空心梁的底部开孔;轻烧带内垂直设置有多组平行排列的电加热梁,电加热梁上分布有电加热器;冷却带内设置有多组换热器。本发明的有益效果是:1)创造性的以电能为制备轻烧氧化镁的热源,实现减排目标。2)冷却带设置的冷空气与热物料之间的换热器,热空气作为热源空气送预热带预热物料,实现余热利用。3)实践证明,竖窑电耗为每吨成品1000Kwh/t,折合标准煤耗量为123kg/t,比菱镁石悬浮窑低约680kwh/t,节能减排效果显著。

Description

一种菱镁石电能轻烧竖窑
技术领域
本发明属于耐火工业用轻烧氧化镁技术领域,具体涉及一种菱镁石电能轻烧竖窑。
背景技术
轻烧镁被广泛用于于建材、化工、冶金、医药等多个领域,是生产防火板、轻质隔墙板、硫酸镁、造纸、除硫工艺、钢厂护炉溅渣等的理想材料。轻烧镁是将菱镁矿、水镁石和由海水或卤水中提取的氢氧化镁经800~1000℃左右煅烧,使其分解排出CO2或H2O,即得到轻烧镁粉,也称轻烧氧化镁、苛性氧化镁或轻烧镁,俗称苦土粉。轻烧镁粉质地疏松、化学活性大,既可以用于制造镁水泥、菱镁建材制品、隔热保温材料等,又是二步煅烧法生产优质镁砂的中间产物。
目前,国内生产轻烧氧化镁的窑炉主要是竖窑,竖窑是指上部加料下部出料连续煅烧熟料的热工设备,其由窑体、加料装置、出料装置及通风设备等组成,其按逆流传热原理工作,窑内物料自上而下运动,烟气自下而上穿过整个料柱物料在窑内预热、煅烧及冷却,该结构对入窑原料块度要求严格,一般为25-150mm,必须采用分级装窑,最大块度与最小块度比不宜超过2-3mm。
以焦炭为燃料的机械化竖窑,原料和焦炭混合装入顶部的料斗或分别装入料斗交替倒入窑内。熟料由底部出料机间歇或连续卸出。燃烧烟气和原料分解产物形成废气,经除尘后由排烟机导入烟囱排至大气。以煤气为燃料的竖窑,在煅烧带窑体设1-2排烧嘴。每排烧嘴都沿窑体周边均匀布置。以油为燃料的高温竖窑,在煅烧带沿窑体高度设2-3排烧嘴,还增设有烧嘴供油系统、供油雾化用的压缩空气系统、烧嘴冷却水套用的软水系统。
上述竖窑存在的主要问题有:1)以煤、人工煤气及天然气为燃料的,燃烧会产生大量的二氧化碳及有害气体,环境污染较大;2)菱镁石轻烧后基本成为粉状体,空气无法穿过料层对其进行冷却,导致物料高温排出,热量损失大,能耗高,窑炉生产效率低下,产品生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种菱镁石电能轻烧竖窑,克服现有技术的不足,以电能为煅烧热源,没有燃烧废气产生,减少环境污染;在冷却带设置空气物料换热器,使出窑物料温度降低,热空气返回预热原料,解决常规燃料造成的轻烧竖窑的环境污染大、热能损失大、生产效率低等问题。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种菱镁石电能轻烧竖窑,窑体为矩形截面,其自上而下依次分为预热带、轻烧带及冷却带,其特征在于:所述预热带内居中设置预热空心梁,预热空心梁的一端与换热器热风出口相连通,预热空心梁的底部开孔;所述轻烧带内垂直设置有多组平行排列的电加热梁,电加热梁上分布有电加热器;所述冷却带内设置有多组换热器,换热器为空心耐热钢结构,换热器的底部开孔与冷风管路相连通,换热器的顶部开孔为热风出口。
进一步的,所述预热空心梁由耐火材料制成,纵向截面为矩形空心管,其顶部设有分料锥。
进一步的,所述电加热器沿电加热梁的两边均匀分布,电加热梁的两端分别与窑体相连接,其纵向截面为长方形,其顶部设有分料锥。
进一步的,所述电加热梁的靠上部分设有二氧化碳排放通道,相邻两个电加热梁之间是物料的下行通道,通道宽度为250~550mm。
进一步的,所述换热器在冷却带内垂直平行设置,换热器的两端水平方向延伸分别与窑体相连接,相邻两个换热器之间是物料的下行通道,通道宽度为120~350mm。
进一步的,所述换热器为上下通透的长方形箱体结构,箱体内由上至下设有多层增强隔板。
进一步的,所述预热空心梁的底部开孔位于窑体的中心区域内。
进一步的,所述预热空心梁上方设有排空气通道,排空气通道的两端水平方向延长分别开口于窑体并与排空气管道相连通,所述排空气通道的底部开孔位于窑体的中心区域。
进一步的,所述电加热器为碳化硅或二硅化钼电阻发热器。
进一步的,所述电加热梁为刚玉-尖晶石质或刚玉-碳化硅质材料预制件。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1)创造性的以电能为制备轻烧氧化镁的热源,轻烧带设置多组电加热棒,电热棒产生的热能对菱镁石进行加热分解完成轻烧,电能清洁不产生二氧化碳,实现了减排目标。2)冷却带设置的冷空气与热物料之间的换热器,物料被冷却、空气被预热,热空气作为热介质送预热带预热物料,实现余热利用。3)实践证明,竖窑电耗为每吨成品1000Kwh/t,折合标准煤耗量为123kg/t,比菱镁石悬浮窑低约680kwh/t,节能减排效果显著。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图;
图2是本发明图1中沿A-A线剖视图;
图3是本发明图1中沿B-B线剖视图;
图4是本发明图1中沿C-C线剖视图。
图中:1-窑体、2-预热空心梁、3-电加热梁、4-电加热器、5-换热器、6-二氧化碳排放通道、7-增强隔板、8-排空气通道、9-物料、101-预热带、102-轻烧带、103-冷却带、51-冷空气入口、52-热空气出口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明:
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
见图1-图4,是本发明一种菱镁石电能轻烧竖窑实施例的结构示意图,窑体1为矩形截面,其自上而下依次分为预热带101、轻烧带102及冷却带103,预热带101内居中设置预热空心梁2,预热空心梁2的一端与换热器5热风出口相连通,预热空心梁2由耐火材料制成,纵向截面为矩形空心管,其顶部设有分料锥。预热空心梁2由耐火材料制成,由水平通道和底部开孔组成,预热空心梁2的底部开孔为热风进口,预热空心梁2的底部开孔位于窑体1的中心区域,形成均匀的热源场,有利于与物料均匀接触,实施例中从换热器5顶部排出的空气温度约400-500℃,向上进入预热空心梁2中。
预热空心梁2上方设有排空气通道8,排空气通道8的两端水平方向延长分别开口于窑体1并与排空气管道相连通,排空气通道8的底部开孔位于窑体1的中心区域,正常情况下,此区域为负压状态。
轻烧带102内垂直设置有多组平行排列的电加热梁3,电加热梁3上分布有电加热器4,电加热梁3的靠上部分设有二氧化碳排放通道6,相邻两个电加热梁3之间是物料的下行通道,通道宽度为250~550mm。电加热器4沿电加热梁3的两边均匀分布,电加热梁3的两端分别与窑体1相连接,其纵向截面为长方形,其顶部设有分料锥。
冷却带103内设置有多组换热器5,换热器5为空心耐热钢结构,换热器5的底部冷空气入口51与窑外冷风管路相连通,换热器5的顶部开口为热空气出口52,冷空气吸收物料的热量变成热空气,实现热量的回收,用于预热带的物料预热。换热器5为上下通透的长方形箱体结构,箱体内由上至下设有多层增强隔板7。换热器5在冷却带103内垂直平行设置,换热器5的两端水平方向延伸分别与窑体1相连接,相邻两个换热器5之间是物料的下行通道,通道宽度为120~350mm。
由于菱镁矿在轻烧过程中会发生分解反应,其体积越下行越小,因此冷却带的通道宽度比轻烧带要窄,实现在保证通畅的前提下,热物料得到更好的冷却,使热量尽量得到回收利用,实现节能减排。
实施例中,电加热器4为碳化硅或二硅化钼电阻发热器,能适应轻烧窑中的高温环境。电加热梁3为刚玉-尖晶石质或刚玉-碳化硅质材料预制件,具有足够的高温强度。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种菱镁石电能轻烧竖窑,窑体为矩形截面,其自上而下依次分为预热带、轻烧带及冷却带,其特征在于:以电能为热源,所述预热带内居中设置预热空心梁,预热空心梁的一端与换热器热风出口相连通,预热空心梁的底部开孔;所述轻烧带内垂直设置有多组平行排列的电加热梁,电加热梁上分布有电加热器;所述冷却带内设置有多组换热器,换热器为空心耐热钢结构,换热器的底部开孔与冷风管路相连通,换热器的顶部开孔为热风出口。
2.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述预热空心梁由耐火材料制成,纵向截面为矩形空心管,其顶部设有分料锥。
3.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述电加热器沿电加热梁的两边均匀分布,电加热梁的两端分别与窑体相连接,其纵向截面为长方形,其顶部设有分料锥。
4.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述电加热梁的靠上部分设有二氧化碳排放通道,相邻两个电加热梁之间是物料的下行通道,通道宽度为250~550mm。
5.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述换热器在冷却带内垂直平行设置,换热器的两端水平方向延伸分别与窑体相连接,相邻两个换热器之间是物料的下行通道,通道宽度为120~350mm。
6.根据权利要求5所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述换热器为上下通透的长方形箱体结构,箱体内由上至下设有多层增强隔板。
7.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述预热空心梁的底部开孔位于窑体的中心区域内。
8.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述预热空心梁上方设有排空气通道,排空气通道的两端水平方向延长分别开口于窑体并与排空气管道相连通,所述排空气通道的底部开孔位于窑体的中心区域。
9.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述电加热器为碳化硅或二硅化钼电阻发热器。
10.根据权利要求1所述的一种菱镁石电能轻烧竖窑,其特征在于:所述电加热梁为刚玉-尖晶石质或刚玉-碳化硅质材料预制件。
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