CN201246953Y - 纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，涉及回转窑技术领域，包括回转窑，回转窑的一端开有浆料进口，另一端开有煅烧成品出口，所述回转窑煅烧成品出口所在端依次连接有热风炉和燃烧器，所述热风炉包括燃气燃烧并产生高温热风的燃烧区和对所述高温热风进行调节的温度调节区，燃烧区与所述燃烧器经燃烧器接口对接，温度调节区上设有向温度调节区内注入回转窑煅烧余热所得二次风的二次风接口，二次风降低所述高温热风的温度，温度调节区经热风炉出口管与回转窑煅烧成品出口所在端对接。本实用新型对煅烧余热循环利用，煅烧温度易于调节、控制精确，可达到±5℃范围内，使得到的纳米产品质量更加稳定可靠。

Description

纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置

技术领域

本实用新型涉及回转窑技术领域，确切地说涉及一种适用于煅烧晶粒尺寸为纳米级金属氧化物产品的回转窑煅烧装置。

背景技术

目前，中国国内的纳米级金属氧化物材料的煅烧设备大多采用电热炉，能耗较高，产能较低。回转窑作为一种常用煅烧装置，可以使用价格低廉的燃气作为燃料，能耗较低，将其用于煅烧纳米级金属氧化物材料，可以降低生产成本。但由于纳米级金属氧化物材料的煅烧温度较低，通常在400℃～700℃范围内，有时甚至低于燃气燃点，同时温度控制精度高，必须控制在±5℃范围内。而现有的回转窑燃烧温度达到700℃以上，温度波动大，控制精度差，用于煅烧纳米金属氧化物材料容易出现过烧现象，使得晶粒尺寸超出控制要求，产品质量不稳定，因此不能直接用于煅烧纳米金属氧化物材料。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种适用于对纳米级金属氧化物材料进行煅烧，且满足纳米级金属氧化物对煅烧温度特殊要求，温度波动小、控制精度高的回转窑煅烧装置，本实用新型对煅烧余热循环利用，煅烧温度易于调节、控制精确，可达到±5℃范围内，使得到的纳米产品质量更加稳定可靠。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，包括回转窑，回转窑的一端开有浆料进口，另一端开有煅烧成品出口，其特征在于：所述回转窑煅烧成品出口所在端依次连接有热风炉和燃烧器，所述热风炉包括燃气燃烧并产生高温热风的燃烧区和对所述高温热风进行调节的温度调节区，燃烧区与所述燃烧器经燃烧器接口对接，温度调节区上设有向温度调节区内注入回转窑煅烧余热所得二次风的二次风接口，二次风降低所述高温热风的温度，温度调节区经热风炉出口管与回转窑煅烧成品出口所在端对接。

所述回转窑经煅烧成品出口与冷却窑连接，煅烧成品经煅烧成品出口进入所述冷却窑中冷却，所述冷却窑上设有空气进口、冷却成品出口和二次风生成口；经所述空气进口进入的冷却空气与所述煅烧成品热交换并使煅烧成品冷却后由所述冷却成品出口排出；所述二次风生成口与风机连通，经热交换后的二次风由二次风生成口输入至风机并经风机加压后，由与风机上连接的二次风排出总管排出，二次风排出总管的出口端分别与燃烧器的二次风输入管和热风炉的二次风接口连通；所述二次风排出总管上还设有二次风排空管，多余的二次风由所述二次风排空管排出。

所述回转窑包括脱水区间和晶粒成长区间，在所述脱水区间和晶粒成长区间之间设有由耐火砖砌筑的挡料圈。

所述挡料圈至热风入口端与热风出口端之间的长度比在1：2～1：5范围内，挡料圈内直径与回转窑内直径的比例在85％～95％范围内。

所述回转窑的长径比为7：1～15：1范围内，直径在1～3.5米范围内。

所述燃烧区和温度调节区的长度之比为4～6：3～5。

在所述浆料进口端的回转炉上开有煅烧尾气排放管，经所述温度调节区调节温度后的热风经回转窑煅烧利用后的尾气由所述煅烧尾气排放管排出至尾气处理系统。

在所述二次风排出总管、二次风排空管、二次风输入管和二次风接口上分别设有阀门。

本实用新型的有益效果表现在：

1、由于本实用新型采用在回转窑上连接有热风炉和燃烧器，热风炉包括燃烧区和温度调节区，燃烧器采用燃气作为燃料产生高温热风，价廉易得成本低；温度调节区上设有向温度调节区内注入回转窑煅烧余热所得二次风的二次风接口，二次风降低所述高温热风的温度，通过调整燃烧器的燃气输入流量与二次风流量的配比，可实现热风的温度和流量调节，热风温度在200℃～1200℃范围内任意可调，温度控制精度达到±5℃，从而满足了纳米金属氧化物材料的温度控制要求，温度波动范围低，使得到的纳米产品质量更加稳定可靠；二次风是由转窑煅烧余热所得，对煅烧余热进行了充分利用，达到了节能降耗的效果。

2、由于本实用新型采用回转窑经煅烧成品出口与冷却窑连接，冷却窑上分别设置空气进口、冷却成品出口和二次风生成口，煅烧成品与冷空气热交换生成热空气二次风，再由二次风排出总管输入至燃烧器、热风炉二次利用；采用这样的技术方案，冷却窑采用冷空气为介质对煅烧后的高温产品进行冷却，冷却效果好；经煅烧后的高温产品余热加温后的二次风用于燃烧器、热风炉配风，热量循环利用，从而降低了燃料消耗。

3、在回转窑的脱水与晶粒成长两个区间之间设有挡料圈，以及挡料圈至热风入口端与热风出口端之间的长度比在1：2～1：5范围内，挡料圈内直径与回转窑内直径的比例在85％～95％范围内。有利于满足纳米材料对煅烧温度分布及停留时间的特殊要求，延长物料脱水时间，使物料充分脱水之后再进入晶粒成长区，保证粒子均匀成长。

4、回转窑的长径比在7：1～15：1范围内，采用较大直径和较短窑长的设置，可使窑尾温度提高，减小温度梯度，使粒子均匀成长，避免粒子过分成长，有利于控制粒径。

5、所述燃烧区和温度调节区的长度之比为4～6：3～5。这样的设置方式有利于燃气与空气的混合气体在燃烧区内充分燃烧；有利于二次风对热风温度在温度调节区内进行调节，达到煅烧所需要的温度需求。

6、在所述浆料进口端的回转炉上开有煅烧尾气排放管，尾气由所述煅烧尾气排放管排出至尾气处理系统。这样的技术方案有利于尾气的排放和处理，更加环保。

7、在所述二次风排出总管、二次风排空管、二次风输入管和二次风接口上分别设有阀门，有助于根据不同的需求灵活选择是否打开阀门。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的补充说明，其中：

图1为本实用新型的流程结构示意图

图2是回转窑的结构示意图

图3为图2中A-A剖视示意图

图4为热风炉结构示意图

图5为图4中A-A剖视示意图

图6为本实用新型一较佳实施方式结构示意图

图7为本实用新型另一较佳实施方式结构示意图

图8为本实用新型再一较佳实施方式结构示意图

图中标记：1、浆料进口；2、煅烧成品出口；3、热风炉；4、燃烧器；5、燃烧器接口；6、二次风接口；7、出口管；8、冷却窑；9、空气进口；10、冷却成品出口；11、二次风生成口；12、风机；13、二次风排出总管；14、二次风输入管；15、二次风排空管16、挡料圈；17、煅烧尾气排放管；18、阀门；19、主物料通道；20、热风通道；21、二次风通道。

具体实施方式

实施例1

参照说明书附图1，本实用新型公开了一种纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，包括回转窑，回转窑的一端开有浆料进口1，另一端开有煅烧成品出口2，所述回转窑煅烧成品出口2所在端依次连接有热风炉3和燃烧器4，所述热风炉3包括燃气燃烧并产生高温热风的燃烧区和对所述高温热风进行调节的温度调节区，燃烧区与所述燃烧器4经燃烧器接口5对接，温度调节区上设有向温度调节区内注入回转窑煅烧余热所得二次风的二次风接口6，二次风降低所述高温热风的温度，温度调节区经热风炉3出口管7与回转窑煅烧成品出口2所在端对接。

实施例2

在实施例1的基础上，参照说明附图1，所述回转窑经煅烧成品出口2与冷却窑8连接，煅烧成品经煅烧成品出口2进入所述冷却窑8中冷却，所述冷却窑8上设有空气进口9、冷却成品出口10和二次风生成口11；经所述空气进口9进入的冷却空气与所述煅烧成品热交换并使煅烧成品冷却后由所述冷却成品出口10排出；所述二次风生成口11与风机12连通，经热交换后的二次风由二次风生成口11输入至风机12并经风机12加压后，由与风机12上连接的二次风排出总管13排出，二次风排出总管13的出口端分别与燃烧器4的二次风输入管14和热风炉3的二次风接口6连通；所述二次风排出总管13上还设有二次风排空管15，多余的二次风由所述二次风排空管15排出。

图1中，原料以水性浆料形式进入回转窑，在热风加热条件下，经过脱水和晶粒成长的物理化学变化得到纳米产品。此纳米产品在冷却窑8内被空气冷却到常温，同时空气温度被加热到100℃～200℃范围内。此热空气经风机12加压后，一部分二次风为燃烧器4配风，在燃烧器4中用于燃气的燃烧，另一部分二次风进入热风炉3，用于调节热风温度，多余的二次风通过二次风排空管15排空。

实施例3

在实施例1或2的基础上，参照说明书附图2，回转窑长径比在7：1～15：1范围内，直径在1米至3.5米范围内。回转窑所用材料为钢材，内衬耐火砖。在窑内的脱水区间和晶粒成长区间之间用耐火砖砌筑挡料圈16，挡料圈16至热风入口端与热风出口端的长度比在1：2～1：5范围内，挡料圈16内直径与回转窑内直径的比例在85％～95％范围内。

实施例4

在实施例3的基础上，所述燃烧区和温度调节区的长度之比为4～6：3～5。在所述浆料进口1端的回转炉上开有煅烧尾气排放管17，经所述温度调节区调节温度后的热风经回转窑煅烧利用后的尾气由所述煅烧尾气排放管17排出至尾气处理系统。在所述二次风排出总管13、二次风排空管15、二次风输入管14和二次风接口6上分别设有阀门18。

参照图4，热风炉3所用材料为钢材，内衬耐火砖。热风炉3左端中间开口为燃烧器接口5，热风炉3在燃烧器4之后的4～6米区域内为燃烧区，燃气与空气的混合气体在此区域内充分燃烧，热风炉3上的上下两个开口为二次风接口6，通过加入二次风对热风温度进行调节，达到煅烧所需的温度要求。温度调节区长度在3～5米范围内。

实施例5

参照附图6，浆料以1.5t/h的流量进入回转窑，回转窑转速为7min/r，燃气流量为2500m³/h，输入燃烧器4的二次风流量为3750m3/h，燃烧温度为1200℃，输入热风炉3的二次风流量为6000m³/h，热风炉3出口气体温度为500℃，窑尾温度为270℃，煅烧产品晶粒尺寸为15nm。

实施例6

参照附图7，浆料以1.5t/h的流量进入回转窑，回转窑转速为7min/r，燃气流量为2500m³/h，输入燃烧器4的二次风流量为3750m3/h，燃烧温度为1200℃，输入热风炉3的二次风流量为5000m³/h，热风炉3出口气体温度为550℃，窑尾温度为260℃，煅烧产品晶粒尺寸为20nm。

实施例7

参照附图8，浆料以1.5t/h的流量进入回转窑，回转窑转速为7min/r，燃气流量为2500m³/h，输入燃烧器4的二次风流量为3750m3/h，燃烧温度为1200℃，输入热风炉3的二次风流量为4000m³/h，热风炉3出口气体温度为600℃，窑尾温度为250℃，煅烧产品晶粒尺寸为25nm。

Claims (8)

1、一种纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，包括回转窑，回转窑的一端开有浆料进口(1)，另一端开有煅烧成品出口(2)，其特征在于：所述回转窑煅烧成品出口(2)所在端依次连接有热风炉(3)和燃烧器(4)，所述热风炉(3)包括燃气燃烧并产生高温热风的燃烧区和对所述高温热风进行调节的温度调节区，燃烧区与所述燃烧器(4)经燃烧器接口(5)对接，温度调节区上设有向温度调节区内注入回转窑煅烧余热所得二次风的二次风接口(6)，二次风降低所述高温热风的温度，温度调节区经热风炉(3)出口管(7)与回转窑煅烧成品出口(2)所在端对接。

2、根据权利要求1所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：所述回转窑经煅烧成品出口(2)与冷却窑(8)连接，煅烧成品经煅烧成品出口(2)进入所述冷却窑(8)中冷却，所述冷却窑(8)上设有空气进口(9)、冷却成品出口(10)和二次风生成口(11)；经所述空气进口(9)进入的冷却空气与所述煅烧成品热交换并使煅烧成品冷却后由所述冷却成品出口(10)排出；所述二次风生成口(11)与风机(12)连通，经热交换后的二次风由二次风生成口(11)输入至风机(12)并经风机(12)加压后，由与风机(12)上连接的二次风排出总管(13)排出，二次风排出总管(13)的出口端分别与燃烧器(4)的二次风输入管(14)和热风炉(3)的二次风接口(6)连通；所述二次风排出总管(13)上还设有二次风排空管(15)，多余的二次风由所述二次风排空管(15)排出。

3、根据权利要求1或2所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：所述回转窑包括脱水区间和晶粒成长区间，在所述脱水区间和晶粒成长区间之间设有由耐火砖砌筑的挡料圈(16)。

4、根据权利要求3所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：所述挡料圈(16)至热风入口端与热风出口端之间的长度比在1∶2～1∶5范围内，挡料圈(16)内直径与回转窑内直径的比例在85％～95％范围内。

5、根据权利要求1或2所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：所述回转窑的长径比为7∶1～15∶1范围内，直径在1～3.5米范围内。

6、根据权利要求1或2所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：所述燃烧区和温度调节区的长度之比为4～6∶3～5。

7、根据权利要求1或2所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：在所述浆料进口(1)端的回转炉上开有煅烧尾气排放管(17)，经所述温度调节区调节温度后的热风经回转窑煅烧利用后的尾气由所述煅烧尾气排放管(17)排出至尾气处理系统。

8、根据权利要求2所述的纳米级金属氧化物材料回转窑煅烧装置，其特征在于：在所述二次风排出总管(13)、二次风排空管(15)、二次风输入管(14)和二次风接口(6)上分别设有阀门(18)。

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