CN216005673U - 一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，涉及无机化工技术领域。该系统沿物料流动方向依次包括回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机，回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机依次通过过渡罩连接；回转窑的入口端设置有窑头罩，窑头罩上设置有进料口；过渡罩内设置有用于装置之间物料传输的输料装置；回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机上均设置有滚动支撑机构和用于驱动回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机运动的驱动装置；回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机整体沿物料流动方向由高到低倾斜安装；窑头罩通过管道接入空气净化系统；分段控温回转炉窑包括筒体，筒体内部径向设置多个燃烧器和温度控制器。

Description

一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统

技术领域

本实用新型涉及无机化工技术领域，具体为一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统。

背景技术

碳酸盐矿物是金属阳离子与碳酸根离子相结合的化合物。碳酸盐矿物分布广泛，其中钙镁碳酸盐矿物最为发育，形成巨大的海相沉积层，占地壳总质量的1.7％,是一类重要的矿物资源。碳酸盐矿物应用的首要步骤多为煅烧，煅烧所得到的活性氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)广泛应用于建材、化工、医药、食品、农业及环保等领域。

回转窑是碳酸盐矿物常用的煅烧设备之一。目前用于煅烧碳酸盐矿物的回转窑多为普通回转窑，碳酸盐矿物的预热、分解、煅烧均在一条窑内完成，窑的长度大，增加了制造、安装和调试的工作难度，同时长的回转窑很难精确控制窑内温度，从而影响煅烧产品的质量。另外，为了控制窑内温度，窑内风速必须严格控制，使得碳酸盐分解产生的大量CO₂不能及时排出窑外，随着窑内CO₂浓度的提高，往往碳酸盐的分解温度会随之升高，当燃烧器附近CO₂浓度达到一定值时，燃料将不能完全燃烧，煅烧碳酸盐矿物所需能耗将大大增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，矿物加工时的预热、分解、煅烧在二条窑内完成，窑的长度大大缩短，降低了炉窑制造、安装和调试的工作难度，窑体内可以实现温度的精确控制，还可以及时排出窑体内的CO₂，提高了燃料的有效利用率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，沿物料流动方向依次包括回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机，所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机依次通过过渡罩连接；所述回转窑的入口端设置有窑头罩，所述窑头罩上设置有进料口；

所述过渡罩内设置有用于所述回转窑和分段控温回转炉窑之间以及所述分段控温回转炉窑和水冷冷却机之间物料传输的输料装置；

所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机上均设置有滚动支撑机构和用于驱动所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机转动或摆动的驱动装置；

所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机整体沿物料流动方向由高到低倾斜安装；

所述窑头罩上设置有排气口，所述排气口通过管道接入空气净化系统；

所述分段控温回转炉窑包括筒体，所述筒体内部径向设置多个燃烧器和温度控制器。

优选的，所述驱动装置包括分别设置于所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机外侧的从动齿轮，所述从动齿轮上配合有主动齿轮和用于驱动所述主动齿轮转动的减速器及驱动电机。

优选的，所述托轮的底部安装在基础上，所述基础的基准高度沿物料流动方向逐渐降低。

优选的，所述空气净化系统包括旋风除尘器和布袋除尘器，所述旋风除尘器和布袋除尘器分别通过管道依次串联在所述排气口上。

优选的，所述回转窑包括壳体和窑衬，所述窑衬设置于壳体的内侧面上，所述窑衬的内侧面周向上设置有扬料板。

优选的，所述旋风除尘器和布袋除尘器之间设置有换热器。

优选的，所述窑头罩内设置有温度检测装置。

优选的，所述输料装置为溜槽或溜管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型，矿物加工时的预热、分解、煅烧在二条窑内完成，窑的长度大大缩短，降低了炉窑制造、安装和调试的工作难度。

2、本实用新型，煅烧过程在分段控温回转炉窑内完成，可以实现温度的精确控制，确保了煅烧产物的活性，保证了产品的质量。

3、本实用新型，煅烧、预热和预分解所需的热量来自分段控温回转炉窑，预热和预分解过程大量产生的CO₂随气流排出回转窑，而不会影响分段控温回转炉窑中燃烧器的燃烧，提高了燃料的有效利用率，降低了能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型回转窑的横断面结构示意图；

图3为本实用新型分段控温回转炉窑的结构示意图；

图4为本实用新型回转窑和分段控温回转炉窑的连接示意图；

图5为本实用新型分段控温回转炉窑和水冷冷却机的连接示意图。

图中：

1-回转窑，11-壳体，12-窑衬，13-扬料板，14-窑头罩，141-进料口，

2-分段控温回转炉窑，21-筒体，22-燃烧器，23-温度控制器，

3-水冷冷却机，4-旋风除尘器，5-换热器，6-布袋除尘器，7-引风机，

81-轮带，811-托轮，82-驱动电机，83-主动齿轮，84-从动齿轮，

9-过渡罩，91-第一溜槽,92-第二溜槽，

10-基础。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。作为一种具体实施方式，

如图1-3所示，一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，沿物料流动方向依次包括回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3，所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3依次通过过渡罩9密封连接；所述回转窑1的入口端设置有窑头罩14，所述窑头罩14上设置有进料口141。

所述过渡罩9内设置有用于所述回转窑1和分段控温回转炉窑2之间以及所述分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3之间物料传输的输料装置。

所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3上均设置有滚动支撑机构和用于驱动所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3转动的驱动装置。

作为一种具体实施方式，所述滚动支撑机构包括轮带81，且所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3的外侧均至少套设有两个轮带81，所述轮带81的底部配合有托轮811。这样，所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3可以在驱动装置的作用下，在轮带81和托轮811支撑下转动。

优选的，所述驱动装置可以采用齿轮传动、链轮传动、滚轮传动、齿销传动等。具体的在本实施例中，以齿轮传动为例：所述驱动装置包括分别设置于所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3外侧的从动齿轮84，所述从动齿轮84上配合有主动齿轮83和用于驱动所述主动齿轮83转动的驱动电机82。这样，驱动电机82带动主动齿轮83转动，主动齿轮83同时通过从动齿轮84带动相应的回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3转动。

优选的，可以通过控制驱动电机82的正反转，以控制分段控温回转炉窑2的连续转动或摆动。

优选的，所述主动齿轮83与所述驱动电机82之间通过减速器连接。由于回转窑的载荷较大，通过减速器可以增大主动齿轮的输出扭矩，保证回转窑的稳定转动或摆动。

优选的，所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3所对应的驱动电机82均设置有独立电源，这样，通过独立电源可根据实际生产需要调节回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3不同的转速，方便对物料的预热、煅烧时间以及冷却时间进行控制，提高煅烧效率以及煅烧质量。

所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3整体沿物料流动方向由高到低倾斜安装。作为一种具体实施方式，所述托轮811的底部安装在基础10上，所述基础10的高度由回转窑1向水冷冷却机3(物料流动方向)逐渐降低，进而使所述回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3整体呈倾斜状态。这样设计的目的在于，物料从回转窑1的入口端进入后，可实现沿回转窑1、分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3的轴向从进料端向出料端运动。

优选的，所述回转窑1的轴线与水平面的夹角设置在1°-3°，所述分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3的轴线与水平面的夹角设置在1°-5°。

所述窑头罩14上设置有排气口(图中未标出)，所述排气口通过管道接入空气净化系统。具体在本实施例中，所述空气净化系统包括旋风除尘器4和布袋除尘器6，所述旋风除尘器4和布袋除尘器6分别通过管道依次串联在所述排气口上。煅烧气流中含有大量烟尘，经旋风除尘器4和布袋除尘器6的净化，达到排放标准并排放至大气。

优选的，所述布袋除尘器6的出气口设置有引风机7，由风机7诱导气流沿水冷冷却机3、分段控温回转炉窑2、回转窑1、旋风除尘器4、布袋除尘器6流动，直至排入大气。

所述分段控温回转炉窑2包括筒体21，所述筒体21内部径向上设置多个燃烧器22和用于检测和调控所述分段控温回转炉窑2内部温度的温度控制器23。具体在本实施例中，所述燃烧器22采用四个并沿所述筒体21轴向均匀设置，且四个所述燃烧器22分别通过独立电源控制供电；优选的，每一个所述燃烧器22均对应设置一个温度控制器23；所述窑头罩14内设置有温度检测装置(图中未标出)。这样设计的目的在于，通过控制不同燃烧器22的加热功率以达到控制分段控温回转炉窑2内不同区段的气流加热温度；通过温度检测装置检测热气流在窑头罩14处的排出温度。本实施例以碳酸盐的煅烧为例：使位于所述分段控温回转炉窑2中部区段的燃烧器22加热的煅烧温度达到1000℃-1300℃，高温气流沿分段控温回转炉窑2轴向并进入所述分段控温回转炉窑2进料端的上游区段，控制上游区段内燃烧器22的燃烧功率并使上游区段的温度控制在900℃，900℃的高温气流随后进入回转窑1内并对回转窑1内的物料进行预煅烧，随着高温气流向回转窑1入口端流动，温度逐渐降低，并经窑头罩14进入空气净化系统，窑头罩14处的气流温度控制在300℃，控制方法可以是调节回转窑1的转速，以控制物料预煅烧时的吸热效率，还可以通过温度控制器23控制所述分段控温回转炉窑2上游区段内燃烧器22的燃烧功率，以达到温度调节效果。

优选的，所述水冷冷却机3内设置有温度检测器(图中未标出)，以便于对水冷冷却机3内部物料的冷却温度进行实时监测。

优选的，如图2所示，所述回转窑1包括呈圆筒状的壳体11和窑衬12，所述窑衬12设置于壳体11的内侧面上，所述窑衬12的内侧面周向上均匀设置有扬料板13。作为一种具体实施方式，所述扬料板包括沿径向延伸的连接部(图中未标出)和设置于所述连接部悬空端且与所述连接部呈一定角度设置的扬料部(图中未标出)。优选的，所述连接部与所述扬料部之间的夹角设置在120°-150°。这样设计的目的在于，回转窑1旋转时，通过扬料板13中的弯折的扬料部将物料举升到一定高度并下落，增加物料在回转窑1内预热及预煅烧的效率。

优选的，所述分段控温回转炉窑2的进料端内径最低素线低于所述回转窑1出料端内径最低素线。所述输料装置为溜槽或溜管。具体在本实施例中，所述输料装置以溜槽为例，所述回转窑1出料口的下方设置有第一溜槽91，所述第一溜槽91的出料端伸入至所述分段控温回转炉窑2的进料口内，以实现物料从回转窑1到分段控温回转炉窑2之间的流动。这里，所述第一溜槽91固定在相应的过渡罩9内。

优选的，所述水冷冷却机3进料端内径最低素线低于分段控温回转炉窑2出料端内径最低素线。所述分段控温回转炉窑2和水冷冷却机3通过溜槽或溜管连接。具体在本实施例中，所述输料装置以溜槽为例，所述分段控温回转炉窑2出料口的下方设置有第二溜槽92，所述第二溜槽92的出料端伸入至所述水冷冷却机3的进料口内，以实现物料从分段控温回转炉窑2到水冷冷却机3之间的流动。这里，所述第二溜槽92固定在相应的过渡罩9内。

进一步地，为提高装置的实用性以及节约能源，同时保障布袋除尘器6的安全，所述旋风除尘器4和布袋除尘器6之间设置有换热器5，通过换热器5回收排放气流中的热量，降低气流的温度。

工作原理：在使用的时候，以煅烧碳酸盐矿物为例，在引风机7的作用下，冷空气从水冷冷却机3的排料端进入，冷空气和煅烧后的物料进行对流换热并沿水冷冷却机3的轴线由出料端向进料端运动进入分段控温回转炉窑2，由燃烧器22提供能量，空气温度升高，气流在多段控温回转炉窑2内中部通过温度控制器23将温度控制在1000℃-1300℃，由于风机7的诱导作用，气流继续向分段控温回转炉窑2的进料端流动，随后进入回转窑1。热气流进入回转窑1的温度控制在900℃，从窑头罩14排出的温度控制在300℃。尾气经旋风除尘器4除尘，并经换热器5进行余热回收，经布袋除尘器6除尘后通过引风机7排入大气。

碳酸盐矿物粒径小于10mm，从进料口141进入回转窑1，随着回转窑1的转动，物料被扬料板13举升到一定高度并下落，同时沿窑体轴线向分段控温回转炉窑2方向移动并与热气流形成逆向运动。碳酸盐矿物和热气流进行充分热交换，被烘干并在达到分解温度后发生分解反应。分解所产生的CO₂气体被热气流带走并经窑头罩14上的排气口排出回转窑1，生成的金属氧化物随剩余的碳酸盐矿物继续沿回转窑轴线向分段控温回转炉窑2方向运动，并从回转窑1的出料端经溜槽或溜管进入分段控温回转炉窑2内继续分解并煅烧。调整回转窑1的转速可以调整物料沿窑轴线运动的速度以及物料的抛撒强度。调整回转窑1与水平面的夹角可以调整物料沿窑轴线运动的速度。回转窑1的转速以及回转窑1与水平面夹角的合理组合，可以在有效控制物料在窑内抛散强度的同时，控制物料在窑内的停留时间，以确保在回转窑内完成物料的烘干及大部分物料的分解。

预分解后的物料由回转窑1进入分段控温回转炉窑2，未分解完成的碳酸盐矿物继续完成分解，同时对物料进行煅烧，得到满足质量要求的活性金属氧化物。煅烧好的矿物从分段控温回转炉窑2的出料口经溜槽或溜管进入水冷冷却机3，在水冷与从端部引入冷空气的双重冷却作用下被冷却至50℃以下从水冷冷却机的排料口处排出并进入下一工艺过程。调整分段控温回转炉窑2的转速可以调整物料沿窑轴线运动的速度以及物料的抛撒强度。调整分段控温回转炉窑2与水平面的夹角可以调整物料沿窑轴线运动的速度。分段控温回转炉窑转速以及与水平面夹角的合理组合，可以有效控制物料在窑内的抛散强度和煅烧时间，以确保碳酸盐矿物的煅烧质量。调整水冷冷却机3的转速以及与水平面的夹角，可以调整物料在水冷冷却机3内的停留时间，以控制物料从冷却机排出时的温度。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：沿物料流动方向依次包括回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机，所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机依次通过过渡罩连接；所述回转窑的入口端设置有窑头罩，所述窑头罩上设置有进料口；

所述过渡罩内设置有用于所述回转窑和分段控温回转炉窑之间以及所述分段控温回转炉窑和水冷冷却机之间物料传输的输料装置；

所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机上均设置有滚动机构滚动支撑机构和用于驱动所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机转动或摆动的驱动装置；

所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机整体沿物料流动方向由高到低倾斜安装；

所述窑头罩上设置有排气口，所述排气口通过管道接入空气净化系统；

所述分段控温回转炉窑包括筒体，所述筒体内部径向设置多个燃烧器和温度控制器。

2.根据权利要求1所述的一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：所述驱动装置包括分别设置于所述回转窑、分段控温回转炉窑和水冷冷却机外侧的从动齿轮，所述从动齿轮上配合有主动齿轮和用于驱动所述主动齿轮转动的减速器及驱动电机。

3.根据权利要求1所述的一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：所述空气净化系统包括旋风除尘器和布袋除尘器，所述旋风除尘器和布袋除尘器分别通过管道依次串联在所述排气口上。

4.根据权利要求1所述的一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：所述回转窑包括壳体和窑衬，所述窑衬设置于壳体的内侧面上，所述窑衬的内侧面周向上设置有扬料板。

5.根据权利要求3所述的一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：所述旋风除尘器和布袋除尘器之间设置有换热器。

6.根据权利要求1所述的一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：所述窑头罩内设置有温度检测装置。

7.根据权利要求1所述的一种由分段控温回转炉窑组成的碳酸盐煅烧系统，其特征在于：所述输料装置为溜槽或溜管。

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