CN215337710U - 一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，其中，预热段上通过第一排烟集风管与第一排烟风机的输入端相连通，第一排烟风机的输出端通过烟气连通管与干燥风机的输入端相连通，干燥风机的输出端通过干燥风配风管与干燥窑的陶瓷物料输送上游位置相连通，直冷段的陶瓷物料输送上游位置通过冷却风排风管与共用风机的输入端相连通，共用风机的输出端通过助燃空气配风管分别与初烧段和烧成段相连通。本实用新型用于提高工艺系统能效，降低能源损失，节约运行成本。

Description

一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统

技术领域

本实用新型属于陶瓷领域，涉及陶瓷生产工艺，具体涉及一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统。

背景技术

陶瓷行业是一个能耗较高的行业，根据调研了解到，能源使用成本占陶瓷生产总成本的比例高达35％左右。其中喷雾干燥塔、干燥窑、烧成窑为陶瓷生产中的三大主要耗能单元，尤其是烧成及干燥线是陶瓷生产工艺中最重要的工艺段，其不仅决定着陶瓷最终的产品质量，同时节能效果也决定着陶瓷生产的成本高低。

陶瓷行业先进龙头企业，虽然已经对烧成及干燥炉窑进行了一定的余热利用改造及设计，现有的利用方法为：烧成窑的助燃风直接通过助燃风机，由外界引入，燃烧后的烟气从烧成线前段通过排烟风机引入干燥段；同时冷却段和急冷段通过外部空气冷却后的高温空气也引入干燥段，烟气和高温空气在干燥线余热利用后统一由干燥线的排烟风机排入后部烟道，虽然进行了余热利用，但是余热利用不够先进，利用不够彻底，存在一些需要提升之处。

现有技术中存在的主要问题如下所示：

(A)烟气中整体氧含量较高，含量普遍在18％左右；

(B)热损失较大，窑炉大部分能量损失归结为排烟损失。在整个烧成及冷却过程中空气引入量过大，导致烟气量增加，进一步导致由烟气带走的热量损失巨大；

(C)烧成段助燃风温度较低，没有实现高温空气助燃，有进一步节能空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供了一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，解决现有技术中针对陶瓷生产工艺的余热利用效率有待进一步提升的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，包括烧成窑和干燥窑，烧成窑和干燥窑内均设置有用于输送陶瓷物料的辊道；所述的烧成窑沿着陶瓷物料输送方向依次分为一体设置的预热段、初烧段、烧成段、急冷段和直冷段，所述的烧成段和急冷段之间设置有分割板；

所述的预热段上通过第一排烟集风管与第一排烟风机的输入端相连通，第一排烟风机的输出端通过烟气连通管与干燥风机的输入端相连通，干燥风机的输出端通过干燥风配风管与干燥窑的陶瓷物料输送上游位置相连通，干燥窑的陶瓷物料输送下游靠近端部的位置通过第二排烟集风管与第二排烟风机的输入端相连通，第二排烟风机的输出端与排烟口相连通；

所述的直冷段的陶瓷物料输送下游位置通过直冷风配风管与直冷风机的输出端相连通，直冷风机的输入端与直冷风口相连通；

所述的直冷段的陶瓷物料输送上游位置通过冷却风排风管与共用风机的输入端相连通，共用风机的输出端通过助燃空气配风管分别与初烧段和烧成段相连通；

所述的初烧段和烧成段还分别与燃气管道相连通；

所述的急冷段还通过急冷风配风管与急冷风机的输出端相连通，所述的急冷风机的输入端与急冷风口相连通。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的共用风机的输入端之前的冷却风排风管上还设置有第一备用风口。

所述的干燥风机的输入端之前的烟气连通管上还设置有第二备用风口。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(I)本实用新型主要针对陶瓷行业现有系统中排烟热量损失大，排烟中氧含量高，余热利用不够彻底，系统配置有待改善等一系列问题，提出一种针对陶瓷生产工艺系统的余热利用改进系统，用于提高工艺系统能效，降低能源损失，节约运行成本。

(II)按照某陶瓷生产企业，19条生产线，其烧成线每天共计20万m³的燃气消耗量，原助燃风温约40℃进行测算，采用该余热利用方法后，采用300摄氏度的助燃风，每天可节约燃气消耗约1.27万m³/d，同时由于每条线节约一台抽热风机，同时也可以节约运行电力成本。

附图说明

图1为针对陶瓷生产工艺的余热利用系统的整体结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-烧成窑，2-干燥窑，3-辊道，4-第一排烟集风管，5-第一排烟风机，6-烟气连通管，7-干燥风机，8-干燥风配风管，9-第二排烟集风管，10-第二排烟风机，11-排烟口，12-直冷风配风管，13-直冷风机，14-直冷风口，15-冷却风排风管，16-共用风机，17-助燃空气配风管，18-燃气管道，19-急冷风配风管，20-急冷风机，21-急冷风口，22-第一备用风口，23-第二备用风口；

101-预热段，102-初烧段，103-烧成段，104-急冷段，105-直冷段，106-分割板。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本实用新型中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例给出一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，如图1所示，包括烧成窑1和干燥窑2，烧成窑1和干燥窑2内均设置有用于输送陶瓷物料的辊道3；烧成窑1沿着陶瓷物料输送方向依次分为一体设置的预热段101、初烧段102、烧成段103、急冷段104和直冷段105，烧成段103和急冷段104之间设置有分割板1406；

预热段101上通过第一排烟集风管4与第一排烟风机5的输入端相连通，第一排烟风机5的输出端通过烟气连通管6与干燥风机7的输入端相连通，干燥风机7的输出端通过干燥风配风管8与干燥窑2的陶瓷物料输送上游位置相连通，干燥窑2的陶瓷物料输送下游靠近端部的位置通过第二排烟集风管9与第二排烟风机10的输入端相连通，第二排烟风机10的输出端与排烟口11相连通；

直冷段105的陶瓷物料输送下游位置通过直冷风配风管12与直冷风机13的输出端相连通，直冷风机13的输入端与直冷风口14相连通；

直冷段105的陶瓷物料输送上游位置通过冷却风排风管15与共用风机16的输入端相连通，共用风机16的输出端通过助燃空气配风管17分别与初烧段102和烧成段103相连通；

初烧段102和烧成段103还分别与燃气管道18相连通；

急冷段104还通过急冷风配风管19与急冷风机20的输出端相连通，急冷风机20的输入端与急冷风口21相连通。

本实施例中，急冷段104和直冷段105中的高温冷却风直引到初烧段102和烧成段103进行助燃，利用高温助燃风余能，降低燃料消耗量。

本实施例中，将传统系统中的抽热风机和助燃风机合为共用风机16，减少设备投资，简化系统配置。

本实施例中，将烧成窑1的预热段101排除的高温烟气引入干燥线，对压制成型的含水量较高的陶瓷砖体进行干燥，进一步利用烟气余热，温度降至170℃后排出，进入后部工艺系统及烟气处理环节。

作为本实施例的一种优选方案，共用风机16的输入端之前的冷却风排风管15上还设置有第一备用风口22。干燥风机7的输入端之前的烟气连通管6上还设置有第二备用风口23。第一备用风口22和第二备用风口23能够满足系统中气量平衡及温度调节的要求，保证系统运行稳定可靠性。

本实用新型的余热利用系统的主要余热利用过程如下：

陶瓷物料运行原理：

布料并通过压砖机压制成型的砖体(即陶瓷物料)含水量为7wt.％～8wt.％，砖体首先进入干燥窑2进行干燥，将含水率干燥到0.3wt.％左右，干燥后的砖体经过施釉及喷墨后进入烧成窑1的预热段101，在预热段101中对砖体进行预热，后通过辊道3依次经过初烧段102及烧成段103，最终砖体在烧成段103中被燃烧产生的高温加热到1200℃左右，并保持一定时间，完成瓷砖的最终烧制，而后通过分隔板106后进入急冷段104中，急冷风机20通过急冷风口21将常温空气快速输送到高温瓷砖表面，对瓷砖进行冷却，将温度降至600℃左右，随后进入直冷段105进行进一步的温度调节及冷却。最终完成烧制过程，进入后续的打磨、抛光等环节。

瓷砖烧制中，烧成窑1中，各段的工艺温度要求如下：预热段101的温度控制在570℃左右；初烧段102从570℃左右逐渐升温至1200℃左右；烧成段103的温度控制在1200℃左右；急冷段104的温度控制在600℃左右；直冷段105的温度沿着陶瓷物料的输送方向从600℃左右逐渐降温至250℃左右。干燥窑2中的温度沿着陶瓷物料的输送方向从250℃左右逐渐降低至170℃左右。

烟气运行原理：

急冷段104和直冷段105主要作用是对烧制成的瓷砖进行冷却，一般采用风冷形式，需要通过急冷风机20及直冷风机13由外部环境中引入大量的室外空气，直接与高温砖体换热，以达到冷却的目的。经过换热后的空气温度升高，但因在急冷段104及直冷段105中的空气基本上未参与燃烧，仅做冷却用，因此该空气中体积含氧量保持在19％～20％左右，完全可以满足初烧段102和烧成段103中助燃的需要。因此通过冷却风排风管15，由共用风机16直接引至初烧段102和烧成段103的助燃空气配风管17中，考虑到冷却风量和助燃风量的风量差，设计第一备用风口22，用于调节和补充不足的助燃风。

初烧段102及烧成段103中燃烧产生的高温烟气向烧成窑1的前段流动，与砖体逆流换热。在预热段101中温度下降后由第一排烟风机5通过烟气连通管6输送到干燥窑2中，为干燥窑2提供干燥所需热量，进行余热利用。

在干燥窑2上设置干燥风机7，同时设置第二备用风口23，用于引入空气对干燥烟温进行调节，以满足干燥窑2所需的干燥温度。干燥换热后的烟气温度下降后由第二排烟风机10引入后续烟气处理环节。

Claims (3)

1.一种针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，包括烧成窑(1)和干燥窑(2)，烧成窑(1)和干燥窑(2)内均设置有用于输送陶瓷物料的辊道(3)；所述的烧成窑(1)沿着陶瓷物料输送方向依次分为一体设置的预热段(101)、初烧段(102)、烧成段(103)、急冷段(104)和直冷段(105)，所述的烧成段(103)和急冷段(104)之间设置有分割板(1406)；其特征在于：

所述的预热段(101)上通过第一排烟集风管(4)与第一排烟风机(5)的输入端相连通，第一排烟风机(5)的输出端通过烟气连通管(6)与干燥风机(7)的输入端相连通，干燥风机(7)的输出端通过干燥风配风管(8)与干燥窑(2)的陶瓷物料输送上游位置相连通，干燥窑(2)的陶瓷物料输送下游靠近端部的位置通过第二排烟集风管(9)与第二排烟风机(10)的输入端相连通，第二排烟风机(10)的输出端与排烟口(11)相连通；

所述的直冷段(105)的陶瓷物料输送下游位置通过直冷风配风管(12)与直冷风机(13)的输出端相连通，直冷风机(13)的输入端与直冷风口(14)相连通；

所述的直冷段(105)的陶瓷物料输送上游位置通过冷却风排风管(15)与共用风机(16)的输入端相连通，共用风机(16)的输出端通过助燃空气配风管(17)分别与初烧段(102)和烧成段(103)相连通；

所述的初烧段(102)和烧成段(103)还分别与燃气管道(18)相连通；

所述的急冷段(104)还通过急冷风配风管(19)与急冷风机(20)的输出端相连通，所述的急冷风机(20)的输入端与急冷风口(21)相连通。

2.如权利要求1所述的针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，其特征在于，所述的共用风机(16)的输入端之前的冷却风排风管(15)上还设置有第一备用风口(22)。

3.如权利要求1所述的针对陶瓷生产工艺的余热利用系统，其特征在于，所述的干燥风机(7)的输入端之前的烟气连通管(6)上还设置有第二备用风口(23)。

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