CN113720153A - 分段温控式炭素煅烧炉 - Google Patents
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Abstract
一种分段温控式炭素煅烧炉，包括炉体、设置于炉体底部的出料机构、设置于炉体顶部的上料机构，出料机构包括出料电机、链条、连通轴、若干出料器，所述上料机构包括上料斗、上料螺旋、上料电机、下料管，所述上料斗内盛放物料，上料斗的底部与上料螺旋连通，上料螺旋的出口连接下料管，下料管穿过炉盖伸入至燃烧室内，下料管与炉盖之间密封连接，本方案底部通过出料器将外部空气与燃烧室隔离，阻止空气进入，避免高温物料接触氧气被二次氧化，顶部通过上料机构将外部空气与燃烧室隔离，避免空气进入，与挥发份接触，助燃挥发份，使燃烧室内温度不可控，本方案还为每一层烟道设置调节风孔和测温计，通过测温计测量该位置的炉体内物料的温度。
Description
技术领域
本发明涉及炭素制品制备技术领域，尤其涉及一种分段温控式炭素煅烧炉。
背景技术
煅烧分别电煅和普煅，电煅采用通入电流的方式，煅烧温度高，耗电量大，煅烧成本高，普煅采用无烟煤自身碳质成分的燃烧，温度可控，燃料成本低，成为较多生产厂家的选择。
现有普煅炉中，煅烧室内温度是很难控制的，当温度过高，则通过加快下料速度，缩短煅烧时间，反之，拉长煅烧时间，该方式造成物料煅烧时间不能按照工艺设计来执行，煅烧后物料成分含量不能满足要求。
发明内容
有必要提出一种分段温控式炭素煅烧炉。
一种分段温控式炭素煅烧炉，包括炉体、设置于炉体底部的出料机构、设置于炉体顶部的上料机构，所述炉体包括相对设置的前侧墙体、后侧墙体、左侧墙体、右侧墙体，所述前侧墙体、后侧墙体、左侧墙体、右侧墙体包围连接形成具有容纳空间的封闭形状的燃烧室，燃烧室顶部盖合炉盖，在炉盖上开设上料口，在前侧墙体和后侧墙体内均设置火道，在左侧墙体、右侧墙体内均设置烟道，所述火道与烟道之间垂直连通，火道与燃烧室连通，以使燃烧室内的挥发份进入火道，在左侧墙体外壁设置负压风道，以与上部的烟道连通，还在每一层烟道设置调节风孔和测温计，在调节风孔上盖合封盖，燃烧室的底部设置若干锥形的出料口，所述出料机构设置于出料口下方，出料机构包括出料电机、链条、连通轴、若干出料器，所述连通轴贯穿炉体底部，设置于出料口的下方，若干出料器装配于连通轴上，且由连通轴带动转动，链条传动连接于出料电机与连通轴之间，以带动连通轴转动，所述上料机构包括上料斗、上料螺旋、上料电机、下料管，所述上料斗内盛放物料，上料斗的底部与上料螺旋连通，上料螺旋的出口连接下料管，下料管穿过炉盖伸入至燃烧室内，下料管与炉盖之间密封连接。
本方案底部通过出料器将外部空气与燃烧室隔离，阻止空气进入，避免高温物料接触氧气被二次氧化，灰分增大，比电阻升高，顶部通过上料机构将外部空气与燃烧室隔离，避免空气进入，与挥发份接触，助燃挥发份，使燃烧室内温度不可控。本方案为每一层烟道设置调节风孔和测温计，通过测温计测量该位置的炉体内物料的温度，从而通过稀释挥发份来控制炉体内不同位置的温度。
附图说明
图1为普煅炉的结构示意图。
图2为图1的主视图。
图3、4为图2中的A-A、B-B的剖视图。
图5为图1的右视图。
图6、7为图5中的C-C、D-D的剖视图。
图中：前侧墙体11、火道111、连通道112、竖直分配道113、横向分配道114、后侧墙体12、左侧墙体13、烟道131、调节风孔132、右侧墙体14、冷却侧腔141、炉盖15、负压风道16、隔锥形隔墙17、冷却隔腔171、出料电机21、链条22、连通轴23、出料器24、溜槽25、上料斗31、上料螺旋32、上料电机33、下料管34、浮动板41、料位板42。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1-7，本发明实施例提供了一种分段温控式炭素煅烧炉，包括炉体、设置于炉体底部的出料机构、设置于炉体顶部的上料机构，所述炉体包括相对设置的前侧墙体11、后侧墙体12、左侧墙体13、右侧墙体14，所述前侧墙体11、后侧墙体12、左侧墙体13、右侧墙体14包围连接形成具有容纳空间的封闭形状的燃烧室，燃烧室顶部盖合炉盖15，在炉盖15上开设上料口，在前侧墙体11和后侧墙体12内均设置火道111，在左侧墙体13、右侧墙体14内均设置烟道131，所述火道111与烟道131之间垂直连通，火道111与燃烧室连通，以使燃烧室内的挥发份进入火道111，在左侧墙体13外壁设置负压风道16，以与上部的烟道131连通，通过负压风道16连接的负压风机的抽吸，形成挥发份进入烟道131的动力，并将尾气抽出排入尾气治理系统，还在每一层烟道131设置调节风孔132和测温计，在调节风孔132上盖合封盖，燃烧室的底部设置若干锥形的出料口，所述出料机构设置于出料口下方，出料机构包括出料电机21、链条22、连通轴23、若干出料器24，所述连通轴23贯穿炉体底部，设置于出料口的下方，若干出料器24装配于连通轴23上（例如键槽连接），且由连通轴23带动转动，链条22传动连接于出料电机21与连通轴23之间，以带动连通轴23转动，所述上料机构包括上料斗31、上料螺旋32、上料电机33、下料管34，所述上料斗31内盛放物料，上料斗31的底部与上料螺旋32连通，上料螺旋32的出口连接下料管34，下料管34穿过炉盖15伸入至燃烧室内，下料管34与炉盖15之间密封连接。
星型料斗的设置可以通过调节出料电机21的速度来调节出料速度，从而调整燃烧室内物料煅烧的时间，星型料斗出料的方式是先将物料储存在隔腔内，再转动卸料，对物料具有缓冲稳流的作用，减少物料直接降落式带来的扬尘，且星型料斗封堵在出料口处，还具有将外界空气与燃烧室隔离的作用，避免空气进入燃烧室内二次燃烧，增加灰分。
本方案中，一个出料电机21、一个连通轴23带动若干出料器24同步转动，实现同步出料，比较于三个出料电机21分别带动的方案，不仅节约了设备成本，而且避免了不同步出料的问题。
本方案底部通过出料器24将外部空气与燃烧室隔离，阻止空气进入，避免高温物料接触氧气被二次氧化，灰分增大，比电阻升高，顶部通过上料机构将外部空气与燃烧室隔离，避免空气进入，与挥发份接触，助燃挥发份，使燃烧室内温度不可控。
对于燃烧室的顶部，物料受热后挥发份大量析出，集中于燃烧室顶部，过量的挥发份不能及时被连通道112抽出，会从炉盖15缝隙处泄漏，从而在炉顶形成火苗，泄漏的挥发份造成对空气的污染，本方案通过螺旋上料器将物料加入至炉体，且上料螺旋32内部充满物料，通过物料实现密封，及时挥发份进入下料管34，也不会泄漏。
本方案为每一层烟道131设置调节风孔132和测温计，通过测温计测量该位置的炉体内物料的温度，通常炉体的高度在18-25米左右，上部5米左右为加热段、下半段3米左右为冷却段，中间10米左右为煅烧段，煅烧段的温度最高，也是需要监控的关键部位，侧墙内通常设置8-10层烟道131，每一层的测温计能够检测该位置的物料的温度，当某一层或哪一层温度高于工艺控制数值，则打开此层的调节风孔132的封盖，使外界空气进入，从而实现对侧层烟道131内的温度的降温，进而使该位置的物料温度降低。挥发份在烟道131内流动，高温挥发份对炉体内的物料形成加热，空气的加入形成对挥发份的稀释，所以起到降温的作用。
进一步，还在出料器24的下方设置溜槽25，以将物料导出。
进一步，所述火道111包括连通道112、竖直分配道113、横向分配道114，所述连通道112设置于燃烧室的上部的一圈连通槽，连通槽与燃烧室连通，竖直分配道113设置于前侧墙体11和后侧墙体12内。
进一步，还在连通槽的敞开口部设置筛板，筛板的网眼小于物料的粒径。由于连通槽形成挥发份进入的通道，为了避免物料颗粒也混入连通槽内，进而进入分配道内，堵塞分配道，所以设置筛板。
进一步，所述炉盖15可拆卸盖合与燃烧室的上方，还在连通槽的内壁上开设插接槽，所述筛板插入至所述插接槽内。由于高温状态物料内部挥发份中含有粘性高的焦油，容易粘接在筛板上，插接安装的筛板便于安装和拆卸，便于清理或更换。
进一步，所述炉盖15包括若干并排设置的单体，在每个单体的下端面上设置内凸台，连通槽下沿处的前侧墙体11、后侧墙体12、左侧墙体13、右侧墙体14上开设供筛板自上向下插入的插接槽，筛板的上端卡合于内凸台与墙体之间。由于前侧墙体11、后侧墙体12、左侧墙体13、右侧墙体14包围形成四边形燃烧室腔体，筛板插接时采用沿着水平方向是很难实现的，本方案设置为上下插接，并将炉盖15设置为分离单体结构，需要安装或拆卸时，将每个单体拆卸，将筛板自上向下插入或自下向上抽出即可，实现了方便快捷安装和拆卸。
进一步，烟道131包括若干层横向烟道131，若干层横向烟道131呈S型连通通道，每一层横向烟道131与横向分配道114连通。
进一步，还在横向烟道131与横向分配道114连接处设置调节阀板，用于控制挥发份进入烟道131的流量。
进一步，所述出料器24为星型卸料器，星型卸料器的外壁与炉体锥形出料口连接为一体，星型卸料器的上端开口与锥形出料口连通，下端开设出料口。星型卸料器内部的星型阀转动实现卸料，转动的星型阀与外壁之间充满物料，实现气体密封。
进一步，还在炉体顶部设置浮动板41，浮动板41位于连通道112的上方，且与炉盖15之间不接触，浮动板41通过柔性连接于炉盖15下方，下料管34穿过浮动板41，浮动板41的边缘与炉墙侧壁接触，但不密封，在炉盖15上设置限位器，用于检测浮动板41的位置变化。
无烟煤等物料煅烧过程中，煅烧温度越高，物料内挥发份含量越低，比电阻越低，品质越好，所以为了追求高品质，煅烧温度尽量控制的较高，然而煅烧温度越好，析出的挥发份也约到，如若不及时排出，会造成炉内压力太大，不仅存在安全隐患，而且还会使物料内的挥发份无法正常析出。
当析出的挥发份量较大时，若连通道112不能及时排出时，或者连通道112堵塞无法排出时，此时炉体内部的气压很大，轻质的挥发份悬浮于炉体顶部，压力过大时会将悬浮设置的浮动板41推动上移，限位器检测到其位置变化时，将信号及时发送后台控制系统，从而做出相应的处置措施，避免安全事故的发生。本方案中，浮动板41可选用耐高温轻质材料，其重量或密度可以根据炉体内挥发份析出量来设计，例如岩棉板等。
本方案的设置可以实现自动检测炉体内压力大小，并及时反馈后台，人工介入处理，这与其他方案是不同的，常规设计是在炉盖15附近单独设置一个气压检测器，而气压检测器是一个局部点式测量，存在波动大，检测不准确的问题，即使多个点式气压检测器也是将多个数据运算后的数值，然而其原始数据采集仍然是点式测量、局部测量，本方案的浮动板41在受到整体压力后才向上浮动，该整体压力是炉内各个位置的挥发份汇集后的整体结果，即使局部出现波动，但该波动数据不会立即被采集，而是汇入浮动板41下方的腔体内，形成整体气压数值，如此通过整体数据来客观准确反映炉体内的压力，检测更加准确、客观。
进一步，还在出料管下方设置料位板42，在料位板42上设置限位器，料位板42为一个平板，具有大于0.5m2的表面积，料位板42铰接于下料管34的侧壁上，且料位板42用于放置于物料的表面，用于检测物料表面位置的变化。现有技术中采用通过出料速度同步控制上料速度的方案，只能通过上料速度来反应炉体内的上料量，然而该方案存在上料量无法直观监控的问题，这与现有的直接采用点式（例如红外测量物料表面积位置）测量物料位置的方案是不同的，点式测量存在局部位置不能反应整体位置的问题。本方案将料位板42直接放置在物料表面上，随着物料的加入，物料表面位置也在同步变化，从而带动料位板42位置变化，进而被限位器检测出来。为了不影响挥发份的析出，料位板42设置为网孔板，网孔板的网眼小于物料颗粒粒径。
进一步，在炉体底部设置若干锥形出料口，相邻锥形出料口之间间隔锥形隔墙17，在锥形隔墙内设置冷却隔腔171，用于通过循环风或水冷管，还前侧墙体11、后侧墙体12、左侧墙体13、右侧墙体14下部设置连通的冷却侧腔141，用于通过循环风或水冷管。
进一步，锥形隔内部为钢结构，外壁包裹耐高温材料，例如保温砖或保温棉。钢结构可以加入热量传递，也能增加其强度。现有技术中冷却多数设置在侧墙内，只能实现对物料周围的冷却，而位于炉体内部的物料却无法冷却，本方案不仅实现了周围物料的冷却，还通过锥形隔墙实现了内部物料的冷却，冷却效果更好。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本专利文件较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：包括炉体、设置于炉体底部的出料机构、设置于炉体顶部的上料机构，所述炉体包括相对设置的前侧墙体、后侧墙体、左侧墙体、右侧墙体，所述前侧墙体、后侧墙体、左侧墙体、右侧墙体包围连接形成具有容纳空间的封闭形状的燃烧室，燃烧室顶部盖合炉盖，在炉盖上开设上料口，在前侧墙体和后侧墙体内均设置火道，在左侧墙体、右侧墙体内均设置烟道，所述火道与烟道之间垂直连通，火道与燃烧室连通，以使燃烧室内的挥发份进入火道，在左侧墙体外壁设置负压风道，以与上部的烟道连通，还在每一层烟道设置调节风孔和测温计，在调节风孔上盖合封盖，燃烧室的底部设置若干锥形的出料口，所述出料机构设置于出料口下方，出料机构包括出料电机、链条、连通轴、若干出料器，所述连通轴贯穿炉体底部，设置于出料口的下方，若干出料器装配于连通轴上，且由连通轴带动转动，链条传动连接于出料电机与连通轴之间，以带动连通轴转动，所述上料机构包括上料斗、上料螺旋、上料电机、下料管，所述上料斗内盛放物料，上料斗的底部与上料螺旋连通，上料螺旋的出口连接下料管，下料管穿过炉盖伸入至燃烧室内，下料管与炉盖之间密封连接。
2.如权利要求1所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：还在出料器的下方设置溜槽，以将物料导出。
3.如权利要求1所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：所述火道包括连通道、竖直分配道、横向分配道，所述连通道设置于燃烧室的上部的一圈连通槽，连通槽与燃烧室连通，竖直分配道设置于前侧墙体和后侧墙体内。
4.如权利要求1所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：烟道包括若干层横向烟道，若干层横向烟道呈S型连通通道，每一层横向烟道与横向分配道连通。
5.如权利要求4所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：还在横向烟道与横向分配道连接处设置调节阀板，用于控制挥发份进入烟道的流量。
6.如权利要求5所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：所述出料器为星型卸料器，星型卸料器的外壁与炉体锥形出料口连接为一体，星型卸料器的上端开口与锥形出料口连通，下端开设出料口。
7.如权利要求6所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：还在炉体顶部设置浮动板，浮动板位于连通道的上方，且与炉盖之间不接触，浮动板通过柔性连接于炉盖下方，下料管穿过浮动板，浮动板的边缘与炉墙侧壁接触，但不密封，在炉盖上设置限位器，用于检测浮动板的位置变化。
8.如权利要求7所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：还在出料管下方设置料位板，在料位板上设置限位器，料位板为一个平板，具有大于0.5m2的表面积，料位板铰接于下料管的侧壁上，且料位板用于放置于物料的表面，用于检测物料表面位置的变化。
9.如权利要求1所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：在炉体底部设置若干锥形出料口，相邻锥形出料口之间间隔锥形隔墙，在锥形隔墙内设置冷却隔腔，用于通过循环风或水冷管，还前侧墙体、后侧墙体、左侧墙体、右侧墙体下部设置连通的冷却侧腔，用于通过循环风或水冷管。
10.如权利要求9所述的分段温控式炭素煅烧炉，其特征在于：锥形隔内部为钢结构，外壁包裹耐高温材料。
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