CN115259700A - 间隔加热式焙烧石灰窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间隔加热式焙烧石灰窑，包括炉体，炉体包括炉基体，设置于炉基体内部的多组料箱组以及设置于每组料箱组两侧的燃烧室；料箱组由两个料箱以及设置于两个料箱间的隔墙组成；燃烧室内部均布多个导向板；炉基体顶部设置多个加料斗，底部设置多个出料斗，加料斗和出料斗均与料箱连通；炉基体侧壁的底部形成多个预热空气进气横道，中部设置多个燃气管道；炉基体两侧壁内部形成烟道，燃烧室形成多个与烟道连通的通气孔。本发明提供了一种间隔加热式焙烧石灰窑，热量的载体与被加热的物料不直接接触，既保证了石灰窑温度均匀有利于石灰石的分解，提高石灰的活度；同时实现节能，以及回收高纯度高纯度二氧化碳的回收。

Description

间隔加热式焙烧石灰窑

技术领域

本发明属于焙烧石灰窑领域，具体涉及一种间隔加热式焙烧石灰窑。

背景技术

目前，国内外采用的最先进的焙烧石灰窑是麦尔斯双膛竖窑，它的特点是产品质量好、热耗低，但对入炉的原料要求比较严格，同时由于燃料燃烧的烟气和原料受热后产生的气体混合在一起，导致烟气中二氧化碳含量低，没有办法对二氧化碳进行回收，只能直接排入大气中。

因此，亟需一种可以实现对二氧化碳有效回收的焙烧石灰窑。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种间隔加热式焙烧石灰窑。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种间隔加热式焙烧石灰窑，包括炉体，所述炉体包括炉基体，设置于炉基体内部的至少两组料箱组以及设置于每组料箱组宽方向两侧的燃烧室；每个料箱组由两个料箱以及设置于两个料箱之间的隔墙组成；料箱顶部四角形成逸出口，逸出口与设置于炉基体顶部内的二氧化碳收集道或二氧化碳集中道连通；所述燃烧室内部自上而下均布多个导向板，导向板任意一端与燃烧室内壁固定，且相邻导向板的固定端交错设置；所述燃烧室侧壁形成多个过气孔，过气孔与设置于炉基体侧壁内的烟道相连通；所述炉基体顶部设置多个加料斗，底部设置多个出料斗，加料斗和出料斗均与料箱连通；所述炉基体侧壁的底部形成多个预热空气进气横道；炉基体侧壁的中部设置多个燃气管道，燃气管道一端插入燃烧室内；所述炉基体长方向的两侧壁内部形成烟道，炉基体上部外壁设置烟道出口，烟道出口与烟道连通；所述炉基体顶部内设置相互连通的二氧化碳收集道和二氧化碳集中道；所述炉基体顶部上方设置二氧化碳收集管，二氧化碳收集管与二氧化碳集中道连通。

在上述技术方案中，所述料箱的横截面为宽边是弧形的扁长方体。

在上述技术方案中，所述料箱为直料箱或斜料箱；所述斜料箱的横截面自上而下逐渐增大。

在上述技术方案中，所述出料斗为双层结构，中间夹层通入冷却水。

在上述技术方案中，所述炉基体长方向的两侧壁形成多个功能孔，功能孔与燃烧室连通；所述功能孔为观察孔或测温测压孔。

在上述技术方案中，所述炉基体长方向的两侧壁设置多个调节拉板。

在上述技术方案中，所述炉基体顶部和侧壁均设置二氧化碳通道清理孔；每个二氧化碳通道清理孔外部均设置盖板，处于常闭状态；炉基体顶部设置的二氧化碳通道清理孔与横纵向二氧化碳收集道交汇处连通；所述炉基体的每个侧壁均形成多个二氧化碳通道清理孔，侧壁的二氧化碳通道清理孔与纵向的二氧化碳收集道或二氧化碳集合道连通。

在上述技术方案中，还包括换热器，换热器热流体进口与烟道出口连通，空气从换热器的冷流体进口进入，换热器的冷流体出口连通预热空气进气横道。

在上述技术方案中，还包括加料装置和排料装置；所述加料装置设置于炉顶，加料装置出料口与加料斗连通；所述排料装置设置于出料斗下方。

在上述技术方案中，所述炉体通过金属骨架支撑和紧固，所述金属骨架包括多根横纵交错设置于墙体内的支撑筋，所述支撑筋包括预埋于墙体内的约束拉筋，约束拉筋两端伸出墙体外，且端部均依次设置H型钢和约束弹簧，H型钢紧贴墙体设置，约束弹簧远离H型钢的一端设置紧固螺母。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种间隔加热式焙烧石灰窑，热量的载体与被加热的物料不直接接触，既保证了石灰窑温度均匀有利于石灰石的分解，提高石灰的活度；同时实现节能，以及回收高纯度高纯度二氧化碳的回收。

附图说明

图1是本发明间隔加热式焙烧石灰窑的俯视图（省略加料斗）；

图2是图1中a-a向的剖面图；

图3是图1中b-b向的剖面图；

图4是图3中c-c向的剖面图；

图5是图4中e-e向的剖面图；

图6是图4中f-f向的剖面图；

图7是图4中g-g向的剖面图。

其中：

1 炉基体

11 预热空气进气横道 12 燃气管道

13 功能孔 14 调节拉板

15 烟道 16 二氧化碳收集道

17 二氧化碳集中道

2 料箱组

21 料箱 22 隔墙

23 加料斗 24 出料斗

25 逸出口

3 燃烧室

31 导向板

4 支撑筋

41 约束拉筋 42 H型钢

43 约束弹簧

5 烟道出口

6 二氧化碳收集管

7 法兰

8 二氧化碳通道清理孔。

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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1~7所示，一种间隔加热式焙烧石灰窑，包括炉体，所述炉体包括炉基体1，设置于炉基体1内部的至少两组料箱组2以及设置于每组料箱组2宽方向两侧的燃烧室3。

多个所述料箱组2沿纵向排布，每个料箱组21由左右平行分布的两个料箱21以及设置于两个料箱21之间的隔墙22组成；料箱21顶部四角形成逸出口25，逸出口25与设置于炉基体1顶部内的二氧化碳收集道16或二氧化碳集中道17连通；所述料箱21由上到下分上中下三段也叫带，料箱上部三分之一以上叫石灰石加料带或预热带，中间叫石灰石加热带，下部叫石灰冷却带。上部石灰石加料带，为石灰石预热；中间石灰石加热带，分解石灰石，成为石灰和二氧化碳；下部石灰冷却带，把石灰由高温冷却至一定温度。

所述炉基体1内料箱组2的数量为2~60组，且料箱组2的数量为2的倍数，本实施例中料箱组2的数量为两组，即炉基体1内设置四个料箱21，四个料箱21呈田字分布。

所述料箱的横截面为宽边是弧形的扁长方体。

所述料箱为直料箱或斜料箱。所述斜料箱的横截面自上而下逐渐增大，使下降的料层松动，石灰石分解，便于下料，但最顶端和最底端面积差较小，以保证料箱整体结构的安全稳定。

所述燃烧室3内部自上而下均布多个导向板31，导向板31任意一端与燃烧室3内壁固定，且相邻导向板31的固定端交错设置，使燃烧室内部形成之字形气体通道；所述导向板31的数量为5~13个，即燃烧室3可分为6～14层。本实施例中导向板31的数量为13个，即燃烧室3分为14层。所述燃烧室3的侧壁形成多个过气孔，过气孔实现燃烧室3与设置于炉基体1侧壁内的烟道15相连通。所述燃烧室3内根据火焰燃烧的过程自下而上分成三段，下段为预热空气段；中段为天然气燃烧火道段；上段为原料预热火道段。

所述料箱21和燃烧室3都处于高温环境中，工作条件恶劣，且要求料箱壁导热性好，气密性高，料箱21和燃烧室3的壁均采用具有一定厚度的高级耐火材料生产的砖砌筑。

所述炉基体1顶部设置多个加料斗23，底部设置多个出料斗24，加料斗23和出料斗24均与料箱21连通；加料斗23和出料斗24的数量与料箱21数量一致。所述出料斗为双层结构，中间夹层通入冷却水，实现出料斗同时具备冷却水套的功能，焙烧好的料通过出料斗后即被冷却到100℃以下。

所述炉基体1侧壁的底部形成多个预热空气进气横道11，预热空气进气横道11与燃烧室3一一对应连通；炉基体1侧壁的中部设置多个燃气管道12，燃气管道12一端插入燃烧室3内，燃气管道12与燃烧室3一一对应设置；预热空气进气横道11和燃气管道12设置于炉基体1相异的两侧。

所述炉基体1长方向的两侧壁内部形成烟道9，炉基体1上部外壁设置烟道出口5，烟道出口5与烟道9连通。

所述炉基体1长方向的两侧壁形成多个功能孔13，功能孔13与燃烧室3连通；所述功能孔13为观察孔或测温测压孔，便于炉子的操作和监控。当所述功能孔13为观察孔时，观察孔外部设置封闭盖，平时处于常敞状态，观察时，向上掀开封闭盖，观察后，关闭封闭盖。当所述功能孔13为测温测压孔时，测温测压孔内设置测温测压仪器，向外传输温度信号和压力信号。

所述炉基体1长方向的两侧壁设置多个调节拉板14，调节拉板14位于烟道15内，调节拉板14可以控制天然气和预热空气的量，调节拉板14采用耐火材料做成的，安装位置按施工图砌筑在窑炉内，调节时用铁钩伸进窑炉内，用手动调节，一次调节完成后，没有特殊情况，就不用调了。

所述炉基体1顶部内设置二氧化碳收集道16和二氧化碳集中道17；二氧化碳集中道17与二氧化碳收集道16连通，二氧化碳集中道17沿长方向设置，且设置于两组料箱组之间；二氧化碳收集道16沿炉基体1四周设置；二氧化碳收集道16包括沿长方向设置的横向二氧化碳收集道和沿宽方向设置的纵向二氧化碳收集道，横向二氧化碳收集道和纵向二氧化碳收集道连通，纵向二氧化碳收集道与二氧化碳集中道17连通。

所述炉基体1顶部设置二氧化碳收集管6，二氧化碳收集管6通过法兰7固定于炉基体1顶部，二氧化碳收集管6与二氧化碳集中道17连通，二氧化碳收集管6采用钢制管道，对气体进行净化。

所述炉基体1顶部和侧壁均设置二氧化碳通道清理孔8；每个二氧化碳通道清理孔8外部均设置盖板，处于常闭状态；炉基体1的顶部设置四个二氧化碳通道清理孔8，且顶部的二氧化碳通道清理孔8与横纵二氧化碳收集道交汇处连通；所述炉基体1的每个侧壁均形成三个二氧化碳通道清理孔8，侧壁的二氧化碳通道清理孔8与横纵二氧化碳收集道16或二氧化碳集合道17连通。

实施例2

以实施例1为基础，所述间隔加热式焙烧石灰窑还包括加料装置和排料装置。所述加料装置设置于炉顶，加料装置出料口与加料斗连通。所述排料装置设置于出料斗下方。加料装置和排料装置均为常规市售设备，可根据实际需求选择，加排料方式和设备结构形式虽然不同，但均要求连续均匀地加、排料，且在较大范围内能调节加、排料量；密闭性能良好，减少漏进空气造成二氧化碳浓度降低，牢固可靠，便于维护。

实施例3

以实施例1为基础，所述炉体通过金属骨架支撑和紧固，所述金属骨架包括多根横纵交错设置于墙体内的支撑筋4，所述支撑筋4包括预埋于墙体内的约束拉筋41，约束拉筋41两端伸出墙体外，且端部均依次设置H型钢42和约束弹簧43，H型钢42紧贴墙体设置，约束弹簧43远离H型钢42的一端设置紧固螺母。

实施例4

以实施例1为基础，所述间隔加热式焙烧石灰窑还包括换热器，换热器热流体进口与烟道出口5连通，空气从换热器的冷流体进口进入，换热器的冷流体出口连通预热空气进气横道11。间隔加热式焙烧石灰窑的废烟气在换热器中由600℃降低到150℃，而空气则被预热到400～600℃。预热空气助燃天然气，不但提高焙烧温度，还节约燃料。

本发明的工作原理：

石灰焙烧炉在炉顶加料，在炉底排料，物料是靠自重从上向下移动的。烟气的流动方向与物料相反，是从燃烧室下面的往上面流动；实现对物料的加热。

本发明的工作过程：

本发明提供了一种间隔加热式焙烧石灰窑，在固定的料箱中实现对石灰石的间隔加热，使之完成焙烧过程的热工设备；焙烧时原料由炉顶加料装置加入料箱内，在由上而下的移动过程中，逐渐被位于料箱两侧的燃烧室加热。燃料在燃烧室中燃烧产生的热量是通过燃烧室壁间隔传给原料的。当原料达到石灰焙烧带，原料经过1200℃的高温，完成石灰石分解成石灰和二氧化碳化学变化后，从料箱底部进入具有水套冷却的出料斗，最后由排料装置排出炉外。

本发明提供了一种间隔加热式焙烧石灰窑，采用间接加热的方式，热量的载体与被加热的物料不直接接触，燃烧室中的高温是通过一定厚度厚的耐火砖料箱壁把热量传给料箱中的物料的；烟气与物料运动的采用逆流加热方式，以保证较高的传热效率；能够做到对燃料充分合理的利用，预热空气与燃料充分混合，燃烧充分，不冒黑烟，氮氧化物也较低，对同一组料箱中逸出的燃料按升温需要送到相应的火道层燃烧，并用调节拉板进行控制，达到延长焙烧带，调整热工制度的目的；间隔加热式焙烧石灰窑温度均匀有利于石灰石的分解，提高石灰的活度；石灰石颗粒均匀，传热效果好，有利于二氧化碳的溢出；不直接测量料温，而是以燃烧室温度作为控制基准，调温的手段灵活，既可以控制燃料的量，也可以通过负压进行控制，还可以改变加、排料量进行调节；余热利用充分，增设换热器，把较高温度的烟气降低到合适的温度；均匀地加、排料，保持料箱内一定的料面，对焙烧过程的稳定有其重要意义，一方面是因为料在料箱内应有一定的停留时间，才能保证料的焙烧质量；另外燃料、预热空气、负压、温控协调一致，才能保证热工制度的稳定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间隔相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种间隔加热式焙烧石灰窑，包括炉体，其特征在于：所述炉体包括炉基体（1），设置于炉基体（1）内部的至少两组料箱组（2）以及设置于每组料箱组（2）宽方向两侧的燃烧室（3）；每个料箱组（21）由两个料箱（21）以及设置于两个料箱（21）之间的隔墙（22）组成；料箱（21）顶部四角形成逸出口（25），逸出口（25）与设置于炉基体（1）顶部内的二氧化碳收集道（16）或二氧化碳集中道（17）连通；所述燃烧室（3）内部自上而下均布多个导向板（31），导向板（31）任意一端与燃烧室（3）内壁固定，且相邻导向板（31）的固定端交错设置；所述燃烧室（3）侧壁形成多个过气孔，过气孔与设置于炉基体（1）侧壁内的烟道（15）相连通；所述炉基体（1）顶部设置多个加料斗（23），底部设置多个出料斗（24），加料斗（23）和出料斗（24）均与料箱（21）连通；所述炉基体（1）侧壁的底部形成多个预热空气进气横道（11）；炉基体（1）侧壁的中部设置多个燃气管道（12），燃气管道（12）一端插入燃烧室（3）内；所述炉基体（1）长方向的两侧壁内部形成烟道（9），炉基体（1）上部外壁设置烟道出口（5），烟道出口（5）与烟道（9）连通；所述炉基体（1）顶部内设置相互连通的二氧化碳收集道（16）和二氧化碳集中道（17）；所述炉基体（1）顶部上方设置二氧化碳收集管（6），二氧化碳收集管（6）与二氧化碳集中道（17）连通。

2.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述料箱的横截面为宽边是弧形的扁长方体。

3.根据权利要求2所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述料箱为直料箱或斜料箱；所述斜料箱的横截面自上而下逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述出料斗（24）为双层结构，中间夹层通入冷却水。

5.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述炉基体（1）长方向的两侧壁形成多个功能孔（13），功能孔（13）与燃烧室（3）连通；所述功能孔（13）为观察孔或测温测压孔。

6.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述炉基体（1）长方向的两侧壁设置多个调节拉板（14）。

7.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述炉基体（1）顶部和侧壁均设置二氧化碳通道清理孔（8）；每个二氧化碳通道清理孔（8）外部均设置盖板，处于常闭状态；炉基体（1）顶部设置的二氧化碳通道清理孔（8）与横纵向二氧化碳收集道交汇处连通；所述炉基体（1）的每个侧壁均形成多个二氧化碳通道清理孔（8），侧壁的二氧化碳通道清理孔（8）与纵向的二氧化碳收集道（16）或二氧化碳集合道（17）连通。

8.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：还包括换热器，换热器热流体进口与烟道出口（5）连通，空气从换热器的冷流体进口进入，换热器的冷流体出口连通预热空气进气横道（11）。

9.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：还包括加料装置和排料装置；所述加料装置设置于炉顶，加料装置出料口与加料斗连通；所述排料装置设置于出料斗下方。

10.根据权利要求1所述的间隔加热式焙烧石灰窑，其特征在于：所述炉体通过金属骨架支撑和紧固，所述金属骨架包括多根横纵交错设置于墙体内的支撑筋（4），所述支撑筋（4）包括预埋于墙体内的约束拉筋（41），约束拉筋（41）两端伸出墙体外，且端部均依次设置H型钢（42）和约束弹簧（43），H型钢（42）紧贴墙体设置，约束弹簧（43）远离H型钢（42）的一端设置紧固螺母。

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