CN113955956A - 双膛蓄热式石灰窑 - Google Patents

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田辉
王艳民
段国建
全强
孟凯彪
冯燕波
王得刚
李照麟
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
    • C04B2/12—Preheating, burning calcining or cooling in shaft or vertical furnaces

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Abstract

本发明为一种双膛蓄热式石灰窑，包括两个具有立式窑膛的窑体，两个立式窑膛通过连接通道连通，立式窑膛的横截面为圆形，立式窑膛从上至下分为预热区、焙烧区和冷却区。预热区对应的窑体的上部内壁为直径向下渐扩的第一锥面，预热区对应的窑体的中部内壁为第一圆柱面，预热区对应的窑体的下部内壁为直径向下渐扩的第二锥面。本发明的双膛蓄热式石灰窑能降低烟气温度，降低燃料消耗。

Description

双膛蓄热式石灰窑
技术领域
本发明是关于工业炉窑技术领域，尤其涉及一种双膛蓄热式石灰窑。
背景技术
双膛石灰窑内气体的流动方向与普通石灰窑不同，双膛石灰窑的两个窑膛分别具有燃烧窑膛和蓄热窑膛的作用。两个窑膛按一定的周期反复改变窑膛功能。窑体(燃烧窑膛)从上至下分为预热区(蓄热区)、焙烧区和冷却区三个部分，功能分别是对石灰石进行预热、焙烧，对烧成石灰进行冷却。在预热区(蓄热区)，助燃空气一边向下流动，一边被热的石灰石预热升温；在到达焙烧区时，石灰石与经均匀布置的喷枪输送进来的煤气混合燃烧，实现对物料的焙烧；焙烧完成后，生成的石灰进入冷却区，与从窑底供入的石灰冷却空气接触，进行热交换，使石灰温度降到60℃～80℃，然后进入料仓，再经窑底卸料装置卸出。石灰冷却空气与石灰完成热交换后，温度升高积蓄热量，并上升到连接通道处，与燃烧废烟气混合，进入蓄热窑膛。
目前的双膛石灰窑普遍采用直筒形窑体，虽然结构简单、稳固和砌筑方便，但是燃料消耗多，耐材寿命低，产品质量较差，窑炉内部结瘤问题严重。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种双膛蓄热式石灰窑，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双膛蓄热式石灰窑，能降低烟气温度，降低燃料消耗。
本发明的目的是这样实现的，一种双膛蓄热式石灰窑，包括两个具有立式窑膛的窑体，两个立式窑膛通过连接通道连通，立式窑膛的横截面为圆形，立式窑膛从上至下分为预热区、焙烧区和冷却区；预热区对应的窑体的上部内壁为直径向下渐扩的第一锥面，预热区对应的窑体的中部内壁为第一圆柱面，预热区对应的窑体的下部内壁为直径向下渐扩的第二锥面。
在本发明的一较佳实施方式中，焙烧区对应的窑体的上部内壁为直径向下渐扩的第三锥面，焙烧区对应的窑体的下部内壁为第二圆柱面。
在本发明的一较佳实施方式中，第三锥面的母线和水平面之间的夹角与第二锥面的母线和水平面之间的夹角相同。
在本发明的一较佳实施方式中，第二锥面的母线和水平面之间的夹角大于第一锥面的母线和水平面之间的夹角。
在本发明的一较佳实施方式中，在连接通道以下的冷却区的纵截面中对应的窑体的两侧壁线为双曲线。
在本发明的一较佳实施方式中，双曲线的上端点位置对应的切线和水平面之间的夹角大于0°且小于90°。
在本发明的一较佳实施方式中，每个窑体均包括底部敞开的第一筒状结构以及顶部具有开口的第二筒状结构，第一筒状结构的底部由开口伸入第二筒状结构内；第一筒状结构内从上至下依次构成预热区和焙烧区，第二筒状结构内且位于第一筒状结构的底端以下的区域构成冷却区；第二筒状结构的顶部窑壁为圆柱形窑壁，两个第二筒状结构的圆柱形窑壁之间通过连接通道连接。
在本发明的一较佳实施方式中，在窑体上对应第一圆柱面的位置周向均匀间隔设有多个喷枪。
在本发明的一较佳实施方式中，在窑体的顶部设有进料口，在窑体的底部设有出料口。
在本发明的一较佳实施方式中，在窑体的顶部还设有助燃空气入口和烟气出口，在窑体的底部还设有冷却风入口。
由上所述，相较于现有技术中内径上下相同的直筒形窑体而言，本发明中的石灰窑，预热区包括从上至下顺序设置的圆台区域、圆柱区域和圆台区域组合构成，中间的圆柱区域便于安装喷枪，上部和下部的圆台区域对应窑体的内径从上至下逐渐扩大，呈喇叭口形状，预热区扩径后使得原料量增加，蓄热窑膛能提高原料的蓄热量，燃烧窑膛能提高助燃空气预热温度，进而降低烟气温度，降低燃料消耗，可降低燃料消耗5％，节能环保。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明提供的双膛蓄热式石灰窑的结构示意图。
图2：为图1中其中一个窑体的放大图。
附图标号说明：
1、窑体；101、第一筒状结构；102、第二筒状结构；1021、圆柱形窑壁；
11、第一锥面；12、第一圆柱面；13、第二锥面；14、第三锥面；15、第二圆柱面；16、双曲线；
2、立式窑膛；21、预热区；22、焙烧区；23、冷却区；
3、连接通道；
4、喷枪。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例提供一种双膛蓄热式石灰窑，包括两个具有立式窑膛2的窑体1，两个立式窑膛2通过连接通道3连通，立式窑膛2的横截面(即立式窑膛2沿竖直方向的横截面)为圆形，立式窑膛2从上至下分为预热区21、焙烧区22和冷却区23。预热区21对应的窑体1的上部内壁为直径向下渐扩的第一锥面11，预热区21对应的窑体1的中部内壁为第一圆柱面12，预热区21对应的窑体1的下部内壁为直径向下渐扩的第二锥面13。
由此，相较于现有技术中内径上下相同的直筒形窑体而言，本实施例中的石灰窑，预热区21包括从上至下顺序设置的圆台区域、圆柱区域和圆台区域组合构成，中间的圆柱区域便于安装喷枪4，上部和下部的圆台区域对应窑体1的内径从上至下逐渐扩大，呈喇叭口形状，预热区21扩径后使得原料量增加，蓄热窑膛能提高原料的蓄热量，燃烧窑膛能提高助燃空气预热温度，进而降低烟气温度，降低燃料消耗，可降低燃料消耗5％，节能环保。
进一步地，焙烧区22对应的窑体1的上部内壁为直径向下渐扩的第三锥面14，焙烧区22对应的窑体1的下部内壁为第二圆柱面15。可以理解，第二圆柱面15的直径D＞预热区21和焙烧区22分界处的窑体1的直径d3(即第二锥面13的下端直径，也即第三锥面14的上端直径)＞第一圆柱面12的直径d2＞第一锥面11的上端直径d1。
如此，相较于现有技术中内径上下相同的直筒形窑体1而言，本实施例中焙烧区22包括上下设置的圆台区域和圆柱区域，即使石灰石在煅烧后体积发生收缩，焙烧区22扩径后可以使得下部物料的量增加，物料与烟气能够充分接触，减少了热量损失，降低了燃料消耗，且有助于保护炉衬，提高耐材寿命，设备寿命更长。焙烧区22的下部仍采用圆柱区域，更便于加工制作上述的连接通道3。
优选地，第三锥面14的母线和水平面之间的夹角α3与第二锥面13的母线和水平面之间的夹角α2相同。这两者的角度相同，窑体1的内壁按相同的比例逐渐扩径，过渡更加均匀，有助于保证产品质量。
另外，第二锥面13的母线和水平面之间的夹角α2大于第一锥面11的母线和水平面之间的夹角α1，可以保证焙烧区22填料更多，且保证焙烧区22的物料更易于填满，物料与窑壁之间没有空隙，更有利于提升产品质量。
进一步地，在连接通道3以下(即连接通道3的底壁位置以下)的冷却区23的纵截面(即冷却区23沿竖直方向的纵截面)中对应的窑体1的两侧壁线为双曲线16。
冷却区23采用双曲线结构，由于双曲线16更为光滑流场，冷却区23对应的窑体1内壁为光滑曲线，是流线型的窑体1，对物料的阻力小，物料在冷却区23下落时不易粘结在窑壁上，从结构上防止了成品粉料的粘结，避免了窑炉内部结瘤问题，提高了石灰窑的作业率。
优选地，双曲线16的上端点位置对应的切线和水平面之间的夹角α4大于0°且小于90°，以有效防止成品粉料的粘结。
更为具体地，每个窑体1均包括底部敞开的第一筒状结构101以及顶部具有开口的第二筒状结构102，第一筒状结构101的底部由开口伸入第二筒状结构102内。第一筒状结构101内从上至下依次构成预热区21和焙烧区22，第二筒状结构102内且位于第一筒状结构101的底端以下的区域构成冷却区23。第二筒状结构102的顶部窑壁为圆柱形窑壁1021，两个第二筒状结构102的圆柱形窑壁1021之间通过连接通道3连接。
可以理解，上述的第一锥面11、第一圆柱面12、第二锥面13、第三锥面14和第二圆柱面15均形成在第一筒状结构101的内壁上；第一筒状结构101的底部外周与第二筒状结构102顶部的圆柱形窑壁1021之间的环形通道与上述的连接通道3连通，以便于烟气经该环形通道和连接通道3由燃烧窑膛进入蓄热窑膛；连接通道3的通道直径与圆柱形窑壁1021的高度相同，第一筒状结构101的底端位置高于连接通道3的底壁位置，上述的双曲线结构形成在第二筒状结构102的内壁上。
进一步地，在窑体1上对应第一圆柱面12的位置周向均匀间隔设有多个喷枪4。在窑体1的顶部(具体是在第一筒状结构101的顶部)设有进料口、助燃空气入口和烟气出口，在窑体1的底部(具体是在第二筒状结构102的底部)设有出料口和冷却风入口。整个双膛蓄热式石灰窑构成曲锥式双膛石灰窑，由两个立式窑膛2组成，两个立式窑膛2分别具有燃烧窑膛和蓄热窑膛的作用，并按一定的周期反复改变窑膛的功能，两窑膛通过位于立式窑膛2中下部的连接通道3连通，窑型为圆台、圆柱和双曲线16的组合，能降低烟气温度，降低燃料消耗，节能环保，有助于保护炉衬，提高耐材寿命，提升产品质量，避免了窑炉内部结瘤问题。
以上仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种双膛蓄热式石灰窑，包括两个具有立式窑膛的窑体，两个所述立式窑膛通过连接通道连通，所述立式窑膛的横截面为圆形，所述立式窑膛从上至下分为预热区、焙烧区和冷却区；其特征在于，
所述预热区对应的所述窑体的上部内壁为直径向下渐扩的第一锥面，所述预热区对应的所述窑体的中部内壁为第一圆柱面，所述预热区对应的所述窑体的下部内壁为直径向下渐扩的第二锥面。
2.如权利要求1所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
所述焙烧区对应的所述窑体的上部内壁为直径向下渐扩的第三锥面，所述焙烧区对应的所述窑体的下部内壁为第二圆柱面。
3.如权利要求2所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
所述第三锥面的母线和水平面之间的夹角与所述第二锥面的母线和水平面之间的夹角相同。
4.如权利要求3所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
所述第二锥面的母线和水平面之间的夹角大于所述第一锥面的母线和水平面之间的夹角。
5.如权利要求2所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
在所述连接通道以下的所述冷却区的纵截面中对应的所述窑体的两侧壁线为双曲线。
6.如权利要求5所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
所述双曲线的上端点位置对应的切线和水平面之间的夹角大于0°且小于90°。
7.如权利要求5所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
每个所述窑体均包括底部敞开的第一筒状结构以及顶部具有开口的第二筒状结构，所述第一筒状结构的底部由所述开口伸入所述第二筒状结构内；
所述第一筒状结构内从上至下依次构成所述预热区和所述焙烧区，所述第二筒状结构内且位于所述第一筒状结构的底端以下的区域构成所述冷却区；所述第二筒状结构的顶部窑壁为圆柱形窑壁，两个所述所述第二筒状结构的所述圆柱形窑壁之间通过所述连接通道连接。
8.如权利要求1所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
在所述窑体上对应所述第一圆柱面的位置周向均匀间隔设有多个喷枪。
9.如权利要求1所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
在所述窑体的顶部设有进料口，在所述窑体的底部设有出料口。
10.如权利要求9所述的双膛蓄热式石灰窑，其特征在于，
在所述窑体的顶部还设有助燃空气入口和烟气出口，在所述窑体的底部还设有冷却风入口。
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