CN118328686A - 老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉 - Google Patents

Abstract

本发明提出了老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，涉及石灰竖炉设备技术领域，包括支撑平台和固定于支撑平台上的竖炉本体，所述竖炉本体包括内炉体和外炉体，所述内炉体套设于外炉体的内部，所述内炉体和外炉体之间设置有料道，所述料道从上往下依次由预热带、燃烧带和冷却带组成，所述内炉体的内部设置有助燃风管道，所述支撑平台的侧壁上安装有底部钢结构。本发明中，助燃风会先进入到燃烧带，使得燃烧带内的燃料会得到充足的氧气供养，煅烧带高温空气和燃料充分混合，燃料快速燃烧，热量迅速释放，提升了燃烧的效率，解决了传统竖炉内燃烧带无法全面得到氧气供养会出现温度上升不了的情况。

Description

老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉

技术领域

本发明涉及石灰竖炉设备技术领域，特别是老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉。

背景技术

砖壳竖炉是一种工业炉型，其主要特征在于炉体结构以耐火砖为主要砌筑材料，形成一个能承受高温作业环境且具有良好隔热性能的外壳。这种竖炉通常应用于冶金、化工、陶瓷等行业中，用于进行各种物料的焙烧、热处理、还原或者氧化反应等过程。其生产特点是炉料和燃料分别计量混合后从炉顶加入，助燃风从炉底送入，竖炉自上而下理论上分成三个带，即上部预热带、中间煅烧带、下部冷却带。预热带是冷炉料和高温烟气热交换，烟气变冷，炉料加热。在煅烧带燃料燃烧放热，石灰石吸热分解。

授权公告号为CN202210700783.9的中国专利公开了一种烟气回流预混燃烧气流顺逆向煅烧石灰的圆筒竖窑，可有效解决烟气回流控温，燃烧烟气对石灰石进行顺向与逆向加热分解的问题，该装置的缺点在于，导流烟气进口管设置于炉体的外部，使得回流烟气在移动的过程中会出现热量损失的情况，从而导致预热段温度的降低，使得煅烧带的温度会降低，也不利于热量的回收利用，同时，高温烟气与新进入的气体会混合不均匀，会出现对物料预加热的不均匀情况，从而降低燃烧的质量。

在使用传统竖炉的过程当中发现还存在以下的问题：

1、燃料进入到料道后会出现氧气分布不均匀的情况，从而导致温度上升不了，在煅烧带下部氧气充足，燃料燃尽，这叫作有氧没炭，在煅烧带上部，炭充足，氧气燃尽，这叫作有炭无氧，在煅烧带中部，氧和炭各消耗一半，这叫作半氧半炭，竖炉中的炭不能集中快速燃烧，致使整个煅烧带温度不高，不能使石灰石快速分解，并能够从分布在炉体上的热电偶显示的温度可以断定竖炉煅烧带温度维持在800度，远没有达到石灰石“沸腾”状分解的温度910度，即竖炉石灰窑实际上是处在“闷烧”状态，这就使得竖炉的产量低，并且质量差。

2、不能够对燃烧后的热量进行完全的回收利用，从而会导致热量的浪费，同时，冷却风和高温烟气不能够均匀的混合，混合不均匀的热风进入到预热部分时，也会使得燃料出现预加热不均匀的情况，从而导致燃烧效率的降低，甚至出现燃烧不完全的情况。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

其解决的技术方案是，本发明包括支撑平台和固定于支撑平台上的竖炉本体，所述竖炉本体包括内炉体和外炉体，所述内炉体套设于外炉体的内部，所述内炉体和外炉体之间设置有料道，所述料道从上往下依次由预热带、燃烧带和冷却带组成，所述内炉体的内部设置有助燃风管道，所述支撑平台的侧壁上安装有底部钢结构，所述助燃风管道安装于底部钢结构上，所述支撑平台的内部安装有出灰机，所述竖炉本体的顶部安装有炉顶钢结构，所述炉顶钢结构上安装有布料机；

所述助燃风管道的顶部安装有连通至燃烧带内的助燃风连通管，所述外炉体的外壁上安装有燃烧装置，所述燃烧装置上安装有延伸至燃烧带内的喷火管，所述预热带和燃烧带之间连接有中心喉管，所述中心喉管位于喷火管和助燃风连通管的顶部；

所述内炉体的内部设置有烟气管道和换热室，所述换热室位于烟气管道的顶部，所述燃烧带和冷却带之间设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台位于内炉体的外壁上，且上面圆周阵列有延伸进烟气管道内的排烟管，所述第二凸台位于外炉体的内壁上，所述外炉体的内壁上安装有冷却风座，所述冷却风座的内环面上安装有延伸进冷却带内的冷风管，所述冷风管的顶部连接有防护盖，所述冷风管上安装有延伸出防护盖的出风口；

所述内炉体的外壁上安装有延伸进换热室内的出烟管，所述烟气管道内安装有烟气混合装置，所述炉顶钢结构的上安装有除尘器。

进一步的，所述竖炉本体还包括炉风座，所述冷却带和燃烧带的炉墙砌在炉风座上。

进一步的，所述烟气混合装置包括位于助燃风管道外壁上的固定导流管和转动导流管，所述固定导流管和转动导流管上安装有导流叶片，所述转动导流管的顶部连接有齿环，所述助燃风管道的外壁上转动连接有搅拌叶片，所述搅拌叶片的一端连接有与齿环相互啮合连接的从动轮。

进一步的，所述内炉体和外炉体之间连接有底部锥面盘，所述底部锥面盘位于排烟管的底部。

进一步的，所述内炉体的内环面上连接有顶部锥面盘，所述顶部锥面盘位于出烟管的顶部。

进一步的，所述底部锥面盘和顶部锥面盘上安装有导流叶片。

进一步的，所述冷却风座与外界的供冷装置相连接，所述助燃风管道与外界的供风管道相连接。

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

1、本装置在内炉体的内部添加了具有供氧作用助燃风管道，助燃风管道与外界的助燃风管道相连接，使得助燃风会先进入到燃烧带，燃烧带内的燃料会得到充足的氧气供养，煅烧带高温空气和燃料充分混合，燃料快速燃烧，热量迅速释放，提升了燃烧的效率，解决了传统竖炉内燃烧带无法全面得到氧气供养会出现温度上升不了的情况，具有提升燃烧效率的作用。

2、本装置在冷却带的底部增加了向上移动的冷却风，既能够起到对冷却带内石灰进行降温的效果，同时，能够与燃烧带出来的热风一同进行移动，并利用热量对将要进入到燃烧带内的助燃风和新的混合料起到提升温度的作用，提升了对热风的利用效率，具有对混合料进行预热的作用。

3、本装置在烟气管道内添加了具有搅拌作用的烟气混合装置，使得冷却风和高温烟气进入到烟气管道后能够被均匀的混合，避免出现气流温度分布不均匀，导致对混合料温度加热不均匀的情况，具有提升燃烧效率的作用。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明中气流走向的示意图。

图3是本发明中局部放大示意图。

图4是本发明中内炉体和外炉体处连接结构的立体剖视示意图。

图5是本发明中烟气混合装置和底部锥面盘处连接结构的立体示意图。

图6是本发明中顶部锥面盘的立体示意图。

图7是本发明中冷却风座和冷风管处连接结构的立体示意图。

示意图中的标号说明：

101、支撑平台；102、竖炉本体；103、内炉体；104、外炉体；105、料道；106、预热带；107、燃烧带；108、冷却带；109、助燃风管道；110、底部钢结构；111、出灰机；112、炉顶钢结构；113、布料机；114、助燃风连通管；115、燃烧装置；116、中心喉管；117、烟气管道；118、换热室；119、第一凸台；120、第二凸台；121、排烟管；122、冷却风座；123、冷风管；124、防护盖；125、出烟管；201、烟气混合装置；202、炉风座；203、固定导流管；204、转动导流管；205、齿环；206、搅拌叶片；207、从动轮；208、底部锥面盘；209、顶部锥面盘。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

参考图1至图7，包括支撑平台101和固定于支撑平台101上的竖炉本体102，支撑平台101为支撑结构，用于支撑整个竖炉本体102，支撑平台101的内部安装有出灰机111，竖炉本体102的顶部安装有出料装置，出料装置与冷却带108的底部相连通，成品石灰从冷却带108底部的管道进入到出料装置，并通过出料装置进入到出灰机111，竖炉本体102包括内炉体103和外炉体104，内炉体103套设于外炉体104的内部，内炉体103和外炉体104之间设置有料道105，布料机113用于将燃料和石灰石混合后的混合料添加进料道105内，料道105呈环状，料道105从上往下依次由预热带106、燃烧带107和冷却带108组成，混合料会先进入到预热带106内，随着底部的出灰，使得混合料缓慢的向下进行移动，当通过中心喉管116后会进入到燃烧带107内，当通过燃烧带107底部的排烟管121后，会进入到冷却带108，内炉体103的内部设置有助燃风管道109，助燃风管道109通过底部钢结构110固定于内炉体103和支撑平台101上，助燃风管道109与外界的助燃风管相连通，用于将新的助燃风引流到燃烧带107内，支撑平台101的侧壁上安装有底部钢结构110，助燃风管道109安装于底部钢结构110上，支撑平台101的内部安装有出灰机111，出灰机111用于出灰用，位于排料装置的底部，出灰机111为成熟装置，在此不再过多的赘述，冷却带108的底部开设有连通至出料装置的通道，出料装置为出灰管，且出灰管上安装有出灰阀，竖炉本体102的顶部安装有炉顶钢结构112，炉顶钢结构112上安装有布料机113；

参考图1和图2，助燃风管道109的顶部安装有连通至燃烧带107内的助燃风连通管114，助燃风连通管114连通于助燃风管道109和燃烧带107之间，外炉体104的外壁上安装有燃烧装置115，燃烧装置115上安装有延伸至燃烧带107内的喷火管，通过燃烧装置115对燃烧带107内的燃料进行点燃，使得燃烧带107内的混合料进行燃烧，助燃风为能够为燃料提供燃烧状态气体，如氧气等，预热带106和燃烧带107之间连接有中心喉管116，中心喉管116位于喷火管和助燃风连通管114的顶部；

参考图1至图3，内炉体103的内部设置有烟气管道117和换热室118，换热室118位于烟气管道117的顶部，烟气管道117和换热室118相连通，从燃烧带107排出的高温气体会进入到烟气管道117内，通过与助燃风管道109的接触，从而对助燃风管道109内的助燃风起到预热的作用，进入到换热室118后，会完成冷却风和高温烟气的混合，随后会进入到预热带106内，对新进入的混合料进行预热，燃烧带107和冷却带108之间设置有第一凸台119和第二凸台120，第一凸台119位于内炉体103的外壁上，且上面圆周阵列有延伸进烟气管道117内的排烟管121，第一凸台119位于排烟管121的顶部，排烟管121用于使得高温烟气进入到烟气管道117内，第二凸台120设置于第一凸台119的对面，用于减小此处的直径，并通过第二凸台120上的斜面将高温气体引导向排烟管121，第二凸台120位于外炉体104的内壁上，外炉体104的内壁上安装有冷却风座122，冷却风座122与外界的冷风装置相连接，用于从冷却带108的底部向上吹出冷空气，冷却风座122的内环面上安装有延伸进冷却带108内的冷风管123，冷风管123延伸进冷却带108内，顶部设置有具有防护作用的防护盖124，冷风管123的顶部连接有防护盖124，冷风管123上安装有延伸出防护盖124的出风口；

参考图1至图3，内炉体103的外壁上安装有延伸进换热室118内的出烟管125，出烟管125用于连通换热室118和预热带106，使得换热室118内的热风够进入到预热带106内，烟气管道117内安装有烟气混合装置201，炉顶钢结构112的上安装有除尘器，图中未示出，除尘器用于对降温后的气体中的固体物进行拦截，使其达到能够排放的标准，除尘器为成熟装置，在此不再过多的赘述。

具体地，参考图1至图3，竖炉本体102还包括炉风座202，冷却带108和燃烧带107的炉墙砌在炉风座202上，用于增加燃烧时的稳定性。

具体地，参考图4，烟气混合装置201包括位于助燃风管道109外壁上的固定导流管203和转动导流管204，当热风从烟气管道117进入到换热室118时，会与固定导流管203和转动导流管204产生接触，通过间接的接触使得助燃风管道109内的助燃风进行升温，固定导流管203和转动导流管204上安装有导流叶片，固定导流管203上的导流叶片用于使得气流呈螺旋状上升状，转动导流管204上导流叶片的角度要大于固定导流管203上的角度，使得气流撞击在导流叶片时，会使得转动导流管204产生旋转，转动导流管204的顶部连接有齿环205，助燃风管道109的外壁上转动连接有搅拌叶片206，转动导流管204旋转时会带动齿环205一同进行旋转，齿环205通过从动轮207带动搅拌叶片206沿着轴心进行旋转，从而对经过的气流进行扰乱，使得气流的温度分布的更均匀，搅拌叶片206的一端连接有与齿环205相互啮合连接的从动轮207。

具体地，参考图4，内炉体103和外炉体104之间连接有底部锥面盘208，底部锥面盘208的角度向上设置，将气流向向着烟气混合装置201进行引导，底部锥面盘208位于排烟管121的底部。

具体地，参考图3和图6，内炉体103的内环面上连接有顶部锥面盘209，顶部锥面盘209用于将经过的热风向四周进行引导，使得热风会通过出烟管125进入到预热带106内，顶部锥面盘209位于出烟管125的顶部。

具体地，参考图5和图6，底部锥面盘208和顶部锥面盘209上安装有导流叶片，导流叶片具有导流的作用。

具体地，参考图2，冷却风座122与外界的供冷装置相连接，通过冷却风座122将外界的冷空气引导进冷却带108内，助燃风管道109与外界的供风管道相连接，通过助燃风管道109将新的助燃风引导进燃烧带107内。

本发明中的物料移动情况：将燃料和石灰石混合后，通过外部的提升装置将混合料提升至炉顶，并由布料机113将混合料添加进料道105内，支撑平台101的内部安装有出灰机111，料道105的底部引导向出灰机111，通过出灰机111将燃烧后的石灰排出，随着持续的出灰，会使得物料逐步地向下移动，此时位于预热带106内的混合料会与从换热室出来的热风产生对流式的热交换，使得混合料的温度被被提升至600℃左右，随着混合料的持续向下移动，在通过中心喉管116后会进入到燃烧带107内，中心喉管116的底部两侧设置有燃烧装置115和助燃风连通管114，助燃风连通管114连接于燃烧带107和助燃风管道109之间，助燃风管道109内的助燃气流会被引导进燃烧带107内，并通过另一侧的燃烧装置115将混合料中的燃烧物给点燃，使得燃烧带107内的助燃风和混合物进行燃烧，热量快速的释放，石灰石吸热分解；

石灰石在环境温度为1150℃～1200℃的燃烧带107内停留约4.5小时，从而完全分解，随后继续的向下移动，当移动到通过排烟管121后，会处于冷却带108内，冷却带108的底部安装有冷却风座122，冷却风座122上的冷风管123能够吹出冷却用的冷却风，冷却风向上移动，与燃烧后的成品石灰产生对流换热，从而使得石灰的温度降低至50℃，最后从冷却带108底部移动至出灰机111内，并通过出灰机111被排出；

气流的移动情况为：参考图2，助燃风管道109与外界的助燃风管道相连通，使得助燃风能够通过助燃风管道109进入到燃烧带107内，当助燃风进入到助燃风管道109内后，会通过管道壁与从燃烧带107进入到烟气管道117内的热风进行间接地热交换，使得助燃风的温度被提升至600℃左右，在通过助燃风连通管114进入到燃烧带107，在燃烧带107内与混合物进行燃烧，此时温度由600℃提升至1150℃，然后高温烟气向下移动，会通过内炉体103内壁上排烟管121进入到烟气管道117内，此时，冷风管123内喷出的冷却风会向上移动，也会通过排烟管121进入到烟气管道117内，进入烟气管道117内的冷却风和烟气会产生混合，从而变成温度850℃左右的热风，此时热风会通过与助燃风管道109的接触从而使得助燃风管道109内新进入的助燃风温度提升，并且继续向上移动进入到换热室118内，温度从850℃降低至650℃，当热风向上移动到与顶部锥面盘209接触后，会被上面的导流叶片导流至各个出烟管125，并从出烟管125进入到预热带106内，与新添加的混合料进行热交换之后，温度会从650℃降低至150℃，随后向上移动进入到除尘器内，进行除尘动作后排放至外界，要注意的是，冷却风的风量为助燃风的10％至15％；

当冷却风和烟气进入到烟气管道117内之后，会先撞击在底部锥面盘208上，通过底部锥面盘208向上的斜面，使得气流向上进行移动，底部锥面盘208的上面设置有倾斜的导流叶片，会使得气流倾斜着向上进行移动，从而使其进行混合变成混合的热风，随后会移动到固定导流管203上，固定导流管203连接于助燃风管道109上，热风通过在固定导流管203外壁上的移动，会与助燃风管道109管道内的助燃风产生间接地热接触，使得助燃风管道109内的温度上升，热风继续向上移动后会移动到转动导流管204的位置，会撞击在转动导流管204上的叶片上，从而使得转动导流管204产生旋转，转动导流管204会带动顶部的齿环205产生旋转，齿环205旋转时会通过与从动轮207的啮合连接，使得搅拌叶片206沿着中心轴进行旋转，从而对经过的热风进行搅拌，使得热风的温度保均匀的分布，避免出现局部温度较低，从而导致预热带106温度分度不均匀的情况。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，包括支撑平台(101)和固定于支撑平台(101)上的竖炉本体(102)，其特征在于，所述竖炉本体(102)包括内炉体(103)和外炉体(104)，所述内炉体(103)套设于外炉体(104)的内部，所述内炉体(103)和外炉体(104)之间设置有料道(105)，所述料道(105)从上往下依次由预热带(106)、燃烧带(107)和冷却带(108)组成，所述内炉体(103)的内部设置有助燃风管道(109)，所述支撑平台(101)的侧壁上安装有底部钢结构(110)，所述助燃风管道(109)安装于底部钢结构(110)上，所述支撑平台(101)的内部安装有出灰机(111)，所述竖炉本体(102)的顶部安装有炉顶钢结构(112)，所述炉顶钢结构(112)上安装有布料机(113)；

所述助燃风管道(109)的顶部安装有连通至燃烧带(107)内的助燃风连通管(114)，所述外炉体(104)的外壁上安装有燃烧装置(115)，所述燃烧装置(115)上安装有延伸至燃烧带(107)内的喷火管，所述预热带(106)和燃烧带(107)之间连接有中心喉管(116)，所述中心喉管(116)位于喷火管和助燃风连通管(114)的顶部；

所述内炉体(103)的内部设置有烟气管道(117)和换热室(118)，所述换热室(118)位于烟气管道(117)的顶部，所述燃烧带(107)和冷却带(108)之间设置有第一凸台(119)和第二凸台(120)，所述第一凸台(119)位于内炉体(103)的外壁上，且上面圆周阵列有延伸进烟气管道(117)内的排烟管(121)，所述第二凸台(120)位于外炉体(104)的内壁上，所述外炉体(104)的内壁上安装有冷却风座(122)，所述冷却风座(122)的内环面上安装有延伸进冷却带(108)内的冷风管(123)，所述冷风管(123)的顶部连接有防护盖(124)，所述冷风管(123)上安装有延伸出防护盖(124)的出风口；

所述内炉体(103)的外壁上安装有延伸进换热室(118)内的出烟管(125)，所述烟气管道(117)内安装有烟气混合装置(201)，所述炉顶钢结构(112)的上安装有除尘器。

2.根据权利要求1所述的老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，其特征在于，所述竖炉本体(102)还包括炉风座(202)，所述冷却带(108)和燃烧带(107)的炉墙砌在炉风座(202)上。

3.根据权利要求1所述的老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，其特征在于，所述烟气混合装置(201)包括位于助燃风管道(109)外壁上的固定导流管(203)和转动导流管(204)，所述固定导流管(203)和转动导流管(204)上安装有导流叶片，所述转动导流管(204)的顶部连接有齿环(205)，所述助燃风管道(109)的外壁上转动连接有搅拌叶片(206)，所述搅拌叶片(206)的一端连接有与齿环(205)相互啮合连接的从动轮(207)。

4.根据权利要求3所述的老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，其特征在于，所述内炉体(103)和外炉体(104)之间连接有底部锥面盘(208)，所述底部锥面盘(208)位于排烟管(121)的底部。

5.根据权利要求1所述的老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，其特征在于，所述内炉体(103)的内环面上连接有顶部锥面盘(209)，所述顶部锥面盘(209)位于出烟管(125)的顶部。

6.根据权利要求5所述的老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，其特征在于，所述底部锥面盘(208)和顶部锥面盘(209)上安装有导流叶片。

7.根据权利要求1所述的老式砖壳竖炉改造型石灰竖炉，其特征在于，所述冷却风座(122)与外界的供冷装置相连接，所述助燃风管道(109)与外界的供风管道相连接。