CN212504611U - 一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，该装置窑体的上部为呈直筒型的悬浮焙烧段，下部为保温段；悬浮焙烧段的顶部设置有进口装置，悬浮焙烧段上部侧壁设置有高温烟气进口，悬浮焙烧段与保温段之间设有气料出管，气料出管连通气料分离装置。本实用新型克服了现有悬浮焙烧菱镁矿生产轻烧氧化镁设备对于高气体流速的限制，可以在较低的气体流速下进行悬浮焙烧，气料行程缩短，装置结构简单、操作方便、控制灵活；部分物料在经过悬浮焙烧后在炉体内完成保温，烧结均匀、产品活性高、质量稳定，装置热量损失小、效率高。

Description

一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置

技术领域

本实用新型涉及轻烧氧化镁焙烧窑炉技术领域，具体涉及一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置。

背景技术

我国具有丰富的菱镁矿资源，已探明资源量36.42亿t，占全球总量的28.85％，具有资源分布集中的特点。我国虽然是菱镁矿资源大国，但是由于多年的盲目开采和粗放的生产方式，导致高品位矿石日趋匮乏，产品质量不稳定，生产效率低，产品附加值低。轻烧氧化镁是焙烧菱镁矿的主要产品之一，也是很多后续产品如重烧镁砂、镁质胶凝材料的原料，对菱镁矿资源的综合利用有着很大的现实意义。对轻烧氧化镁生产设备的改进，是突破我国轻烧氧化镁发展的技术瓶颈的有效方式。

我国轻烧氧化镁的生产方式较为原始，一直沿用传统的反射窑生产，产料小，能耗大，污染严重，自动化程度低；另外该炉窑原料为块状物料，比表面积小，分解反应速度慢，且产品会出现外部过烧失去活性，内部欠烧致使原料分解不完全的情况，产品活性低，质量差。近年来，悬浮焙烧炉开始成为轻烧氧化镁的生产设备，悬浮焙烧方法以粉状原矿或浮选矿为原料，在高温烟气为气相工质的气力输送过程中完成焙烧，之后通过气料分离装置获得焙烧产物，保温一段时间后进入料仓，完成生产过程。由于采用粉状原料，粒径小，比表面积大，因此焙烧时间短，焙烧更均匀，产品质量稳定。

焙烧菱镁矿生产氧化镁存在化学反应过程，其化学反应产物为氧化镁和二氧化碳。轻烧氧化镁作为产品，在纯度和活性上都有相应的指标，而过烧或欠烧都会导致氧化镁的活性降低。目前悬浮焙烧菱镁矿生产氧化镁的设备在生产时通常要求较高的气体流速，以满足气力输送的要求。考虑到菱镁矿粉在焙烧过程中可能存在相互粘结导致粒径变大的情况，为了保证正常生产，气体流速一般在15-20m/s之间，致使焙烧炉也需要足够的行程来满足焙烧时间的要求，通常在30m以上。这些使得当前的悬浮焙烧炉炉膛的结构较为复杂，同时其调节能力也较差，易造成过烧、欠烧的情况，影响产品质量。

公开号CN205133417U的中国专利文献公开了一种菱镁矿球团连续焙烧轻烧氧化镁的炉窑，呈立式设置，炉窑内部自上而下一次为进料升温区、燃烧区、降温区和出料区，进料升温区由扩展段、中间段和收缩段组成，降温区设有空气供给装置，出料区设有出料装置，可以实现菱镁矿球团连续焙烧轻烧粉，结构简单，建设成本低，使用寿命长；但球团相对粉料粒径较大，焙烧时间长，生产周期长，且会出现表面过烧的情况，另一方面可能会出现物料烧结造成堵塞的情况。

公开号CN206069711U的中国专利文献公开了一种轻烧氧化镁焙烧炉要悬浮焙烧装置，该装置以菱镁矿石粉为原料，气料从装置下部进入装置，成悬浮与热气同时上升，焙烧完成后由装置上部排出，反应迅速，烧结均匀，产品活性高、质量好，实现了轻烧氧化镁的大规模、连续、快速生产；但该装置内采用气料上行的方式，考虑到轻烧氧化镁在焙烧过程中存在结块致使粒径增大的情况，为保证正常生产，需要较高的气体流速以及足够的焙烧时间，因此气料行程较长，实际建造存在问题，同时，该装置采用燃料在窑内燃烧的布置，该布置会导致原料在火焰温度较高的区域发生过烧，最终影响产品的质量稳定性。

公开号CN106186742A的中国专利文献公开了一种轻烧氧化镁渐扩悬浮焙烧装置，该装置考虑到碳酸镁分解产生二氧化碳导致气体量增加的情况，将窑体分为下部的渐扩反应段以及上部的稳定结晶段，菱镁矿粉在渐扩反应段内充分分解，在稳定结晶段内完成结晶，要提的渐扩反应段截面随着气体的增加而逐渐扩大，流场均匀，气料匀速上升，烧结均匀，产品活性高、质量好；但是该装置仍然采用气料上行的设计，受到高气体流速的限制，气料行程长，同时采用燃料在窑内燃烧的设计，对应区域的窑体截面更狭小，更易造成过烧。

另外，在现有的悬浮焙烧菱镁矿生产氧化镁的流程中，轻烧氧化镁需要排出炉窑进行气料分离，期间通过多个设备，热量损失大，会导致保温效果不佳或者需要更长的保温时间，影响产品质量和生产效率。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型提出一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其目的在于克服现有悬浮焙烧菱镁矿制备轻烧氧化镁设备在高气体流速上的限制，缩短气料行程，减少热量损失。

技术方案：

一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，该装置窑体的上部为呈直筒型的悬浮焙烧段，下部为保温段；悬浮焙烧段的顶部设置有进口装置，悬浮焙烧段上部侧壁设置有高温烟气进口，悬浮焙烧段与保温段之间设有气料出管，气料出管连通气料分离装置。

高温烟气进口沿窑体周向的切线方向设置。

保温段上部为直筒型，保温段下部为截面积逐渐变小的漏斗形。

进口装置包括预热物料进管、预热空气进管、布料锥、布料锥振打装置和混合区，预热物料进管设置在预热空气进管内部，预热物料进管内还设置有布料锥，布料锥穿出预热物料进管的一端连接布料锥振打装置，布料锥振打装置固定在窑体顶部或进口装置上，进口装置底部的混合区为内腔宽，出口窄的管状结构。

预热物料进管入口位于预热空气进管上方，预热物料进管轴线与竖直方向夹角α为40-50°；预热物料进管中间部分的轴线与竖直方向重合，预热物料进管出口位于混合区上方。

布料锥从预热物料进管下方伸出的部分由上到下直径逐渐增大，呈喇叭状结构，喇叭状朝向物料的一侧为光滑曲面。

窑体高度12-17m。

本实用新型的有益效果是克服了现有悬浮焙烧菱镁矿生产轻烧氧化镁设备对于高气体流速的限制，可以在较低的气体流速下进行悬浮焙烧，气料行程缩短，装置结构简单、操作方便、控制灵活；部分物料在经过悬浮焙烧后在炉体内完成保温，烧结均匀、产品活性高、质量稳定，装置热量损失小、效率高。

附图说明

图1是直筒型悬浮焙烧轻烧氧化镁装置示意图；

图2为高温烟气进口的截面示意图；

图3为进口装置结构示意图；

附图标记为：1-窑体，11-悬浮焙烧段，12-保温段，2-进口装置，21-预热物料进管，22-预热空气进管，3-高温烟气进口，4-气料出管，5-气料分离装置，51-热气出管，52-热物料出管，6-物料出管，61-阀门，7-布料锥，8-布料锥振打装置，9-混合区。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，窑体上部为悬浮焙烧段，窑体下部为保温段，悬浮焙烧段和保温段之间设有气料出管，气料出管连通于气料分离装置，气料行程短；保温区设置在炉膛内，物料可在炉膛内完成保温，热量散失小；高温烟气携带物料的旋流，使反应充分，产品收集率高；进口装置将物料吹散、混匀后再进入窑体，使反应充分，产品收集率高；本装置装置克服了现有悬浮焙烧炉生产时高气体流速的限制，在保证焙烧时间的同时，缩短了气料行程，简化了炉子结构；最终产品质量好、活性高的特点。

如图1所示，一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，该装置窑体1的上部为直筒型悬浮焙烧段11，下部为保温段12；悬浮焙烧段11的顶部设置有进口装置2，悬浮焙烧段11上部侧壁设置有高温烟气进口3，高温烟气从高温烟气进口3进入悬浮焙烧段11用于为焙烧过程供热，悬浮焙烧段11与保温段12之间设有气料出管4，采用气料向下运动的方式，从而避免气料上行过程中高气体流速上的限制，避免设备复杂；气料出管4连通气料分离装置5，对气料进一步分离，气料分离装置5上部设置有热气出管51，气料分离装置5底部设置有热物料出管52，热物料出管52连接阀门；保温段12底部设置有物料出管6，物料出管6连接阀门61。

如图2所示，高温烟气进口3使气体沿窑体1周向的切线方向设置。即通过高温烟气进口3进入窑体1的气体，沿窑体1周向的切线方向进入悬浮焙烧段11，形成携带物料的旋流，使物料在旋流运动过程中完成分解反应，提高分解反应速度，使反应更充分；从而有效避免产品会出现外部过烧失去活性，内部欠烧致使原料分解不完全的情况。

保温段12上部为直筒型，保温段12下部为截面积逐渐变小的漏斗形。由于悬浮焙烧段11内的物料在旋流运动过程中完成分解反应，保温段12下部为漏斗形，更利于物料的沉降，以便沉降后的物料保温。

如图3所示，进口装置2包括预热物料进管21、预热空气进管22、布料锥7、布料锥振打装置8和混合区9，进口装置2分别连通预热物料进管21和预热空气进管22，即进口装置2为预热物料和预热空气二次风的共同进口，预热物料进管21设置在预热空气进管22内部，其入口位于预热空气进管22上方且其轴线与竖直方向夹角α为40-50°，这样设置的原因在粉料在干燥后具有较好的流动性，40-50°的倾角可以保证粉料的连续运动，同时倾斜的进管设计为布料锥的固定安装提供了空间，中间部分轴线与竖直方向重合，出口位于混合区9上方，预热物料进管21内还设置有布料锥7，布料锥7带曲面的一端向下伸出预热物料进管21出口，另一端向上方穿过预热物料进管21倾斜段的管壁，并与布料锥振打装置8相连，布料锥振打装置8固定在窑体1顶部或进口装置2上，对布料锥7起到了固定的作用，同时对布料锥7进行周期式击打，预热物料进管21的下方与预热空气进管22的底部为混合区9，进口装置2底部的混合区9为内腔宽、出口窄的管状结构，形成渐缩的通道。渐缩的通道使二次风在进口装置2的混合区9内回旋，二次风将物料吹散、混匀，再进入悬浮焙烧段11内焙烧，从而有利于物料在悬浮焙烧段11内充分与助燃空气接触，充分焙烧。

布料锥7向下方伸出预热物料进管21部分由上到下直径逐渐增大，总体外观近似喇叭状结构，喇叭状朝向物料的一侧为光滑曲面。物料运动到进口装置2正上方时，在重力作用下下落，经过布料锥的曲面后，运动方向由竖直向下变为呈环形向斜下方运动，这样提高了物料的分散度，促进了气料在混合区9内的混合。

布料锥振打装置8可采用江苏振强机械科技股份有限公司的CZ系列振打器，能够对布料锥进行周期性振打，布料锥振打装置8一端连接电机，一端连接布料锥7的上端。布料锥振打装置8一方面对布料锥进行了固定作用，另一方面布料锥振打装置8利用电机提供动力，通过传动装置带动锤头对布料锥7进行周期性振打，周期可根据投料量的增加而缩短，通过振打使得粘附在布料锥7表面的粉料脱落至混合区9，避免粉料在布料锥7上淤积并堵塞预热物料进管21。

预热物料和二次风在混合区9进行混合，并通过渐缩的通道进入窑体1。

目前悬浮焙烧炉的烟气和物料入口都设置在炉体底部，物料随烟气向上运动，为满足气力输送的要求，通常需要设置较高的气体流速，考虑到菱镁矿粉料在焙烧过程中存在相互粘结粒径增大的情况，气体流速一般设置在15-20m/s之间，焙烧过程需要2s以上的时间，因此气料在焙烧炉内的行程较长，通常在30m以上，因此装置的整体高度较高；本装置将气料进口设置在炉体上方，气料向下运动，气体流速降低，可低至5m/s以下，气料行程显著缩短，窑体1高度控制在12-17m。

预热的菱镁矿石粉通过预热物料进管21，二次风通过预热空气进管22进入进口装置2并进行混合，混合后物料由二次风带入悬浮焙烧段11；温度和流量已经预设好的高温烟气从高温烟气进口3进入悬浮焙烧段11，为焙烧过程供热，形成携带物料的旋流；物料、二次风和高温烟气混合后以旋流的方式沿窑体1向下运动，在运动过程中完成分解反应；完成焙烧过程后，部分气料在窑体1内实现分离，物料进入保温段12，高温气体裹挟少量物料通过气料出管4进入气料分离装置5；气料分离后高温气体从热气出管51进入后续流程，分离出的物料从热物料出管52排出后进行炉外的保温，之后进入后续流程；进入保温段12的物料在根据工艺要求保温0.5-2h后从物料出管6进入后续流程，排料速度可由阀门61控制。

该装置在实际生产轻烧氧化镁时：工艺条件为原料粒径小于200目，烟气温度1000℃～1300℃，气体流速3～5m/s，装置整体高度为15m，得到年产量可达50000t/年。

Claims (7)

1.一种直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：该装置窑体(1)的上部为呈直筒型的悬浮焙烧段(11)，下部为保温段(12)；悬浮焙烧段(11)的顶部设置有进口装置(2)，悬浮焙烧段(11)上部侧壁设置有高温烟气进口(3)，悬浮焙烧段(11)与保温段(12)之间设有气料出管(4)，气料出管(4)连通气料分离装置(5)。

2.根据权利要求1所述的直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：高温烟气进口(3)沿窑体(1)周向的切线方向设置。

3.根据权利要求1所述的直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：保温段(12)上部为直筒型，保温段(12)下部为截面积逐渐变小的漏斗形。

4.根据权利要求1所述的直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：进口装置(2)包括预热物料进管(21)、预热空气进管(22)、布料锥(7)、布料锥振打装置(8)和混合区(9)，预热物料进管(21)设置在预热空气进管(22)内部，预热物料进管(21)内还设置有布料锥(7)，布料锥(7)穿出预热物料进管(21)的一端连接布料锥振打装置(8)，布料锥振打装置(8)固定在窑体(1)顶部或进口装置(2)上，进口装置(2)底部的混合区(9)为内腔宽，出口窄的管状结构。

5.根据权利要求1所述的直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：预热物料进管(21)入口位于预热空气进管(22)上方，预热物料进管(21)轴线与竖直方向夹角α为40-50°；预热物料进管(21)中间部分的轴线与竖直方向重合，预热物料进管(21)出口位于混合区(9)上方。

6.根据权利要求4所述的直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：布料锥(7)从预热物料进管(21)下方伸出的部分由上到下直径逐渐增大，呈喇叭状结构，喇叭状朝向物料的一侧为光滑曲面。

7.根据权利要求1所述的直筒型轻烧氧化镁悬浮焙烧装置，其特征在于：窑体(1)高度12-17m。

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