CN212778700U - 煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统 - Google Patents

Abstract

一种煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，包括加热组件、焙烧窑本体、自发热能利用单元，自发热能利用单元包括第一尾气利用单元、第二尾气利用单元，加热组件包括从焙烧窑本体的一端连续送入，从焙烧窑本体的另一端连续送出的多个砖坯窑车，砖坯窑车装载有由煤矸石制成的砖坯，第一尾气利用单元包括干燥窑本体、温控机构，第二尾气利用单元包括余热锅炉，余热锅炉的气相入口与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，焙烧窑本体利用砖坯中的煤矸石燃烧释放的热量来维持其烧结温度，大大降低了能耗，焙烧窑本体排出的尾气，一部分用于干燥窑本体的供热，另一部分用于锅炉的供热，将尾气的热量再加以回收利用，进一步降低了能耗。

Description

煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统

技术领域

本实用新型涉及煤矸石页岩烧结砖生产技术领域，特别涉及一种煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统。

背景技术

利用煤矸石作为主要原料，经过破粉碎、成型、干燥、焙烧等工序，生产煤矸石页岩烧结砖是国内外广泛采用的一项成熟技术。在诸项工序中，干燥工序往往不被人们所重视，认为它只不过是砖坯进入焙烧窑前一个简单的干燥过程而已。然而，在实践中经常出现这样的现象，有的生产线送进干燥室的热风温度较高，但是干燥速度就是很慢，干燥效果很差，直接影响煤矸石页岩烧结砖的产量。后续的焙烧工序中，现有技术一般还需要采用外加热维持焙烧窑的烧结温度，能耗高，且焙烧过程中产生的高温尾气直接排放，造成热能资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统。

一种煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，包括加热组件、焙烧窑本体、自发热能利用单元，所述自发热能利用单元包括第一尾气利用单元、第二尾气利用单元，所述加热组件包括从焙烧窑本体的一端连续送入，从焙烧窑本体的另一端连续送出的多个砖坯窑车，所述砖坯窑车装载有由煤矸石制成的砖坯，所述第一尾气利用单元包括干燥窑本体、温控机构，所述温控机构包括冷风主管、冷风机、冷风支管、阀门、热风主管、热风支管，所述干燥窑本体为一条长的直线形隧道，在干燥窑本体的顶壁设有多个冷风入口，多个冷风入口沿干燥窑本体的长度方向均布，所述冷风主管的一端与冷风机的出口连接，所述冷风主管的另一端封闭，在冷风主管上设有多个冷风出口，所述冷风出口的数量与冷风入口的数量相应，所述冷风支管的一端与冷风入口连接，所述冷风支管的另一端与冷风出口连接，在冷风支管上安装有阀门，所述阀门的开度可调，以调节进入热风支管的冷空气的流量，所述热风主管的一端与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，以使焙烧窑本体的热尾气进入热风主管，所述热风主管的另一端封闭，在热风主管上设有多个热风出口，在冷风支管上设有热风入口，所述热风支管的一端与热风出口连接，所述热风支管的另一端与热风入口连接，所述第二尾气利用单元包括余热锅炉，所述余热锅炉的气相入口与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，以使焙烧窑本体的热尾气进入余热锅炉。

优选的，所述第二尾气单元还包括二氧化硫反应器，所述二氧化硫反应器包括炉体、鼓风机，所述炉体为一个密封的筒体，所述炉体包括壳体，在壳体内壁包覆有刚性防腐层，所述防腐层由碳化硅材料制成，所述筒体内设水平隔板，所述隔板以将炉体从上而下分割为反应室和均气室，所述均气室通过管道与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，所述鼓风机的出口通过管道与均气室连通，所述隔板上设有若干风帽，所述风帽在隔板上均布，所述风帽的进气口与均气室连通，所述风帽的出气口与反应室的内腔连通，在隔板上覆盖有五氧化二钒粉末，所述反应室的气相出口与余热锅炉的气相入口连接。

优选的，所述第二尾气利用单元还包括溢流文氏管，所述溢流文氏管的入口与余热锅炉的气相出口连接，所述溢流文氏管的两端粗中间细，在溢流文氏管内中间细的部分设有雾化喷嘴。

优选的，所述加热组件还包括至少一个点火窑车，所述点火窑车内置于焙烧窑本体的内腔中，所述点火窑车装载有由煤矸石制成的砖坯和燃料。

优选的，所述点火窑车中砖坯、燃料各为点火窑车总装载量的一半。

优选的，所述点火窑车位于两个砖坯窑车之间。

优选的，所述热风主管的内径大于热风支管的内径，所述冷风主管的内径大于冷风支管的内径。

优选的，所述冷风支管中间细两端粗，所述热风入口设于冷风支管中间的细径段，所述阀门安装在冷风支管靠近冷却主管的粗径段。

优选的，所述煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统还包括开度控制部件，所述开度控制部件包括伺服电机、温度传感器、微处理器，所述干燥窑本体包括多个温度段，所述温度段的数量与热风支管的数量相应，干燥窑本体的每一个温度段对应设置一个温度传感器，所述温度传感器与微处理器连接，所述微处理器与伺服电机连接，每一个阀门对应与一个伺服电机连接。

优选的，所述干燥窑本体的内腔横截面为锥形，所述干燥窑本体的内腔纵截面为锥形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）每个热风支管对应设置冷风支管以调配干燥窑本体的温差，通过控制各个阀门的开度即可控制干燥窑本体不同温度段的温度，温控系统简单实现，更重要的是，冷风的配入，加大了干燥窑本体内通风量，可在较低的温度下为砖坯提供足够的热量，提高了砖坯的干燥速度，进而提高了煤矸石页岩烧结砖的产量。

（2）焙烧窑本体利用砖坯中的煤矸石燃烧释放的热量来维持其烧结温度，大大降低了能耗。

（3）焙烧窑本体排出的尾气，一部分用于干燥窑本体的供热，另一部分用于锅炉的供热，将尾气的热量再加以回收利用，进一步降低了能耗。

附图说明

图1为所述煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统的轴测图。

图2为第二尾气利用单元的结构示意图。

图中：焙烧窑本体10、自发热能利用单元20、第一尾气利用单元21、干燥窑本体211、温控机构212、冷风主管2121、冷风机2122、冷风支管2123、阀门2124、热风主管2125、热风支管2126、第二尾气利用单元22、余热锅炉221、二氧化硫反应器222、炉体2221、鼓风机2222、溢流文氏管223、热水单元30、热水箱31、第一水泵32、储水箱33、第二水泵34、双螺旋搅拌机40。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1和图2，本实用新型实施例提供了一种煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，包括加热组件、焙烧窑本体10、自发热能利用单元20，自发热能利用单元20包括第一尾气利用单元21、第二尾气利用单元22，加热组件包括从焙烧窑本体10的一端连续送入，从焙烧窑本体10的另一端连续送出的多个砖坯窑车，砖坯窑车装载有由煤矸石制成的砖坯，第一尾气利用单元21包括干燥窑本体211、温控机构212，温控机构212包括冷风主管2121、冷风机2122、冷风支管2123、阀门2124、热风主管2125、热风支管2126，干燥窑本体211为一条长的直线形隧道，在干燥窑本体211的顶壁设有多个冷风入口，多个冷风入口沿干燥窑本体211的长度方向均布，冷风主管2121的一端与冷风机2122的出口连接，冷风主管2121的另一端封闭，在冷风主管2121上设有多个冷风出口，冷风出口的数量与冷风入口的数量相应，冷风支管2123的一端与冷风入口连接，冷风支管2123的另一端与冷风出口连接，在冷风支管2123上安装有阀门2124，阀门2124的开度可调，以调节进入热风支管2126的冷空气的流量，热风主管2125的一端与焙烧窑本体10的冷却段的内腔连通，以使焙烧窑本体10的热尾气进入热风主管2125，热风主管2125的另一端封闭，在热风主管2125上设有多个热风出口，在冷风支管2123上设有热风入口，热风支管2126的一端与热风出口连接，热风支管2126的另一端与热风入口连接，第二尾气利用单元22包括余热锅炉221，余热锅炉221的气相入口与焙烧窑本体10的冷却段的内腔连通，以使焙烧窑本体10的热尾气进入余热锅炉221。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）每个热风支管2126对应设置冷风支管2123以调配干燥窑本体211的温差，通过控制各个阀门2124的开度即可控制干燥窑本体211不同温度段的温度，温控系统简单实现，更重要的是，冷风的配入，加大了干燥窑本体211内通风量，可在较低的温度下为砖坯提供足够的热量，提高了砖坯的干燥速度，进而提高了煤矸石页岩烧结砖的产量。

（2）利用焙烧过程中，砖坯窑车内的煤矸石制成砖坯自身的发热来维持焙烧窑本体10的温度，与现有的外加热相比，大大降低了焙烧窑本体10加热能耗，降低了成本。

（3）焙烧窑本体10排出的尾气，一部分用于干燥窑本体211的供热，另一部分用于锅炉的供热，将尾气的热量再加以回收利用，进一步降低了能耗。

参见图2，进一步，第二尾气单元还包括二氧化硫反应器222，二氧化硫反应器222包括炉体2221、鼓风机2222，炉体2221为一个密封的筒体，炉体2221包括壳体，在壳体内壁包覆有刚性防腐层，防腐层由碳化硅材料制成，筒体内设水平隔板，隔板以将炉体2221从上而下分割为反应室和均气室，均气室通过管道与焙烧窑本体10的冷却段的内腔连通，鼓风机2222的出口通过管道与均气室连通，隔板上设有若干风帽，风帽在隔板上均布，风帽的进气口与均气室连通，风帽的出气口与反应室的内腔连通，在隔板上覆盖有五氧化二钒粉末，反应室的气相出口与余热锅炉221的气相入口连接。

焙烧窑本体10排出的尾气进入炉体2221后，尾气的温度高，与鼓风机2222鼓入的氧气在催化剂五氧化二钒的作用下生产三氧化硫。采用碳化硅材质的防腐层作为炉体2221的衬里，能有效阻隔炉体2221中三氧化硫遇水凝结成的稀硫酸与壳体接触，从而腐蚀炉体2221的问题。尾气进入锥形的均气室后，形成旋流，能分离尾气中携带的固定微粒子，避免堵塞风帽。

参见图2，进一步，第二尾气利用单元22还包括溢流文氏管223，溢流文氏管223的入口与余热锅炉221的气相出口连接，溢流文氏管223的两端粗中间细，在溢流文氏管223内中间细的部分设有雾化喷嘴。

三氧化硫进入溢流文氏管223后，文氏管两边粗中间细，含有三氧化硫的尾气在中间细的部分与雾化喷嘴喷出的水充分接触，三氧化硫被水吸收生成硫酸。

参见图1，进一步，加热组件还包括至少一个点火窑车，点火窑车内置于焙烧窑本体10的内腔中，点火窑车装载有由煤矸石制成的砖坯和燃料。

参见图1，进一步，点火窑车中砖坯、燃料各为点火窑车总装载量的一半。

参见图1，进一步，点火窑车位于两个砖坯窑车之间。

本实施例中，焙烧窑本体10不再采用外加热，焙烧窑本体10的点火过程如下：

在点火窑车前放置一个砖坯窑车，然后将其他砖坯窑车逐次排在点火窑车后，利用点火窑车中的半车燃料将点火窑车前后的点火窑车引燃，实现整个焙烧窑本体10的升温。

参见图1，进一步，热风主管2125的内径大于热风支管2126的内径，冷风主管2121的内径大于冷风支管2123的内径。

参见图1，进一步，冷风支管2123中间细两端粗，热风入口设于冷风支管2123中间的细径段，阀门2124安装在冷风支管2123靠近冷却主管的粗径段。

参见图1，进一步，煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统还包括开度控制部件，开度控制部件包括伺服电机、温度传感器、微处理器，干燥窑本体211包括多个温度段，温度段的数量与热风支管2126的数量相应，干燥窑本体211的每一个温度段对应设置一个温度传感器，温度传感器与微处理器连接，微处理器与伺服电机连接，每一个阀门2124对应与一个伺服电机连接。

参见图1，进一步，干燥窑本体211的内腔横截面为锥形，干燥窑本体211的内腔纵截面为锥形。

这种锥形设计的优点在于，当热气体进入干燥窑本体211的内腔后，热气体自上而下进入干燥窑本体211的内腔，并同时从干燥窑本体211的送出窑车的一端向送入窑车的一端流动，由于干燥窑本体211从顶部向底部、从送出窑车的一端向送入窑车的一端逐渐缩小，所以能很好的避免热气体流动时的短路现象，保证干燥窑本体211内热气体流通无死角。

参见图1，进一步，焙烧窑本体10的两端均设有双开门。

参见图1，进一步，阀门2124为蝶阀。

参见图1，进一步，干燥窑本体211还包括导轨，干燥窑本体211内安装有导轨，导轨沿干燥窑本体211的长度方向延伸，干燥窑本体211的一端连续的送入砖坯窑车，干燥窑本体211的另一端连续的送出砖坯窑车。

参见图1，进一步，干燥窑本体211的两端均设有单开门。

参见图1，进一步，砖坯窑车顶部与干燥窑本体211的内腔的顶壁之间的缝隙在8～12cm之间。

参见图1，在一个具体的实施方式中，煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统还包括热水单元30，热水单元30包括热水箱31、第一水泵32、储水箱33、第二水泵34，热水箱31置于焙烧窑本体10的高温段外侧的顶壁上，热水箱31的底壁与焙烧窑本体10的高温段的顶壁共壁，热水箱31的入口与第一水泵32的出口连接，第一水泵32的入口与水源连通，热水箱31的出口与储水箱33的入口连接，储水箱33的出口与第二水泵34的入口连接，第二水泵34的出口与双螺旋搅拌机40的热水入口连接。

利用热水箱31将焙烧窑本体10外壁的热量收集，以加热热水箱31的冷水，并作为双螺旋搅拌机40的搅拌水，有效的回收利用了焙烧窑本体10的余热，还有效的降低了焙烧窑本体10外壁的温升，降低了焙烧车间的室内温度。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：包括加热组件、焙烧窑本体、自发热能利用单元，所述自发热能利用单元包括第一尾气利用单元、第二尾气利用单元，所述加热组件包括从焙烧窑本体的一端连续送入，从焙烧窑本体的另一端连续送出的多个砖坯窑车，所述砖坯窑车装载有由煤矸石制成的砖坯，所述第一尾气利用单元包括干燥窑本体、温控机构，所述温控机构包括冷风主管、冷风机、冷风支管、阀门、热风主管、热风支管，所述干燥窑本体为一条长的直线形隧道，在干燥窑本体的顶壁设有多个冷风入口，多个冷风入口沿干燥窑本体的长度方向均布，所述冷风主管的一端与冷风机的出口连接，所述冷风主管的另一端封闭，在冷风主管上设有多个冷风出口，所述冷风出口的数量与冷风入口的数量相应，所述冷风支管的一端与冷风入口连接，所述冷风支管的另一端与冷风出口连接，在冷风支管上安装有阀门，所述阀门的开度可调，以调节进入热风支管的冷空气的流量，所述热风主管的一端与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，以使焙烧窑本体的热尾气进入热风主管，所述热风主管的另一端封闭，在热风主管上设有多个热风出口，在冷风支管上设有热风入口，所述热风支管的一端与热风出口连接，所述热风支管的另一端与热风入口连接，所述第二尾气利用单元包括余热锅炉，所述余热锅炉的气相入口与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，以使焙烧窑本体的热尾气进入余热锅炉。

2.如权利要求1所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述第二尾气单元还包括二氧化硫反应器，所述二氧化硫反应器包括炉体、鼓风机，所述炉体为一个密封的筒体，所述炉体包括壳体，在壳体内壁包覆有刚性防腐层，所述防腐层由碳化硅材料制成，所述筒体内设水平隔板，所述隔板以将炉体从上而下分割为反应室和均气室，所述均气室通过管道与焙烧窑本体的冷却段的内腔连通，所述鼓风机的出口通过管道与均气室连通，所述隔板上设有若干风帽，所述风帽在隔板上均布，所述风帽的进气口与均气室连通，所述风帽的出气口与反应室的内腔连通，在隔板上覆盖有五氧化二钒粉末，所述反应室的气相出口与余热锅炉的气相入口连接。

3.如权利要求2所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述第二尾气利用单元还包括溢流文氏管，所述溢流文氏管的入口与余热锅炉的气相出口连接，所述溢流文氏管的两端粗中间细，在溢流文氏管内中间细的部分设有雾化喷嘴。

4.如权利要求1所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述加热组件还包括至少一个点火窑车，所述点火窑车内置于焙烧窑本体的内腔中，所述点火窑车装载有由煤矸石制成的砖坯和燃料。

5.如权利要求4所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述点火窑车中砖坯、燃料各为点火窑车总装载量的一半。

6.如权利要求5所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述点火窑车位于两个砖坯窑车之间。

7.如权利要求1所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述热风主管的内径大于热风支管的内径，所述冷风主管的内径大于冷风支管的内径。

8.如权利要求1所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述冷风支管中间细两端粗，所述热风入口设于冷风支管中间的细径段，所述阀门安装在冷风支管靠近冷却主管的粗径段。

9.如权利要求1所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统还包括开度控制部件，所述开度控制部件包括伺服电机、温度传感器、微处理器，所述干燥窑本体包括多个温度段，所述温度段的数量与热风支管的数量相应，干燥窑本体的每一个温度段对应设置一个温度传感器，所述温度传感器与微处理器连接，所述微处理器与伺服电机连接，每一个阀门对应与一个伺服电机连接。

10.如权利要求1所述的煤矸石页岩烧结砖焙烧用自发热能综合利用集成系统，其特征在于：所述干燥窑本体的内腔横截面为锥形，所述干燥窑本体的内腔纵截面为锥形。

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