CN86106016A

CN86106016A - 珍珠岩加热膨胀工艺及装置

Info

Publication number: CN86106016A
Application number: CN198686106016A
Authority: CN
Inventors: 邱建泉; 尹玉光; 罗淳
Original assignee: DE YANG REFRACTORY MATERIAL FACTORY SICHUAN PROV
Current assignee: DE YANG REFRACTORY MATERIAL FACTORY SICHUAN PROV
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1987-03-25

Abstract

本发明是具有两级换热系统预热珍珠岩，喷腾煅烧、一级旋风分离的珍珠岩膨胀工艺及装置。将原来生产膨胀珍珠岩的烘干、煅烧、分离三道工序有机的衔接成一个完整的系统，配装的两级换热系统有效地利用了废气的能量，煅烧室空气夹层中设置的导流板，改善了换热效果。因而本系统热效率较高，生产1m³膨胀珍珠岩的能耗在60000千卡以下。

Description

本发明为珍珠岩矿砂的加热膨胀工艺及装置，也适用于其他受热即能膨胀的矿砂的膨胀加工。

膨胀珍珠岩是轻质，高效的耐火保温材料，它具有容量轻，导热系数小，吸湿性小，隔热、吸声、化学性质稳定，施工方便等优点，在建筑保温，热力管线及工业窑炉的保温等方面有着日益广泛的用途。珍珠岩是火山硅酸盐熔体，我国矿贮量相当丰富。可以予料，膨胀珍珠岩的生产和应用在我国必将有着极为诱人的广阔前景。

众所周知，膨胀珍珠岩的生产一般分为烘干、煅烧和分离三个工序。目前工业上多采用迴转干燥筒烘干、竖直窑或迴转窑煅烧。这两种窑炉都是两端开口的园筒状容器，燃烧气体和大量的过剩空气一起通过窑炉，大部热量被过剩空气带走，因而热效率较低。烘干和煅烧两道工序分开，也是这些生产工艺热效率不高的原因之一。美国专利（专利号4347155）提供了一个热效率高的珍珠岩膨胀工艺。主要设备是竖式喷腾煅烧炉。将珍珠岩矿砂加到煅烧炉的火焰带上，珍珠岩矿砂因急骤受热而膨胀，并被炽热废气带出煅烧室，经旋风分离器分离出膨胀珍珠岩产品。这个工艺之所以热效率高，是因为煅烧炉的燃烧器和燃烧室全封闭在一个围绕煅烧炉的空气夹层中，从煅烧炉的底部将用于助燃的二次风鼓入空气夹层，回收炉壁散出的热量。同时，在这种喷腾煅烧方法中，珍珠岩颗粒悬浮在火焰气体中，传热性能好，过剩空气系数小。然而在这个工艺中，炽热的废气带出的大量热量并未加以利用，对炉壁散出的热的回收也不尽完善，所以热效率仍不理想。

鉴于上述情况，本发明拟对这种喷腾煅烧工艺和装置加以改进，将烘干、煅烧、分离三部工序合在一起，使物料在系统内有适宜的停留时间，进一步提高系统的热效率，并获得质量均匀的产品。

本发明是一个将珍珠岩矿砂加到竖式煅烧室的火焰区，从而急速受热膨胀，而被炽热废气带出煅烧室的喷腾式珍珠岩膨胀装置，其特征在于旋风分离器上方配装了由换热管和旋风换热器组成的换热系统，以便利用炽热废气的热量予热，烘干珍珠岩原料;旋风分离器和煅烧室的空气夹层中设置螺旋形导流板以及煅烧炉底部装的旋风式予燃室。

本发明是一个喷腾式珍珠岩膨胀方法，其特征在于利用废气的余热予热干燥珍珠岩矿砂;用螺旋形气流回收旋风分离器及煅烧室散出的热量，被予热的助燃空气进入旋风予燃室与燃料充分混合。

下面结合附图的实施例进一步加以说明。

图1 为珍珠岩喷腾煅烧工艺的流程图。粒度范围为0-1毫米的珍珠岩矿砂由提升设备（1）送到料斗（2），经螺旋给料器（3）送入一级换热管与来自二级旋风换热器（8）的高温气体充分进行热交换后，进入一级旋风换热器（5），在一级旋风换热器（5）中，悬浮的珍珠岩颗粒从气体中分离出来，气体经布袋收尘器（20）排出系统。废气出一级旋风换热器（5）温度小于300℃。被予热的珍珠岩矿砂经翻板阀（6）下落到二级换热管（7），被来自旋风分离器（12）的高温气体进一步予热，然后进入二级旋风换热器（8）。在二级旋风换热器中（8），气体向上进入一级换热管（4），悬浮的珍珠岩颗粒分离下落，经翻板阀（9）和倾斜管道下落到喷腾煅烧室（10）中。在煅烧室（10）中，珍珠岩矿砂在1100～1300℃高温作用下，急骤膨胀，然后在炽热废气流的带动下，通过连结管（11）进入旋风分离器（12）进行分离。炽热的气体向上进入二级换热管，对珍珠岩矿砂进行予热。膨胀珍珠岩产品向下进入料斗（13），最后通过送料槽（14）送到料仓。助燃空气则用风机（18）鼓入旋风分离器（12）的空气夹层（22）中，通过连接管（11）的空气夹层进入煅烧室空气夹层（23）中，这些空气被旋风分离器及煅烧室散出的热予热后进入旋风予燃室（15）和燃料充分混合，以达燃料的完全燃烧。燃料通过烧嘴（21）喷入旋风予燃室（15）。燃料可以是气体，液体或粉状固体燃料。

在旋风分离器上方配置的换热系统，最好由两个换热管和两个旋风换热器组成两级换热系统。旋风换热器即通常使用的旋风分离器，旋风换热器，换热管最好由耐火混凝土或耐热钢制成，外面敷上保温材料。从旋风分离器（12）出来的气体温度为750-850℃，速度15～20米/秒。携带从一级换热系统分离下来的珍珠岩矿砂进入二级换热系统，最后将珍珠岩矿砂予热到550～650℃。在二级旋风换热器的作用下，被予热的珍珠岩矿砂经过倾斜管被加到煅烧室，气体则向上进入一级换热系统，继续对珍珠岩矿砂进行予热。气体从一级旋风换热器出来时，温度降到300℃以下，经布袋除尘器除尘后即可排向大气。

煅烧室为直立圆筒形，炉壁（25）由耐热不锈钢板焊接而成，予燃室（15）的内衬（24）用耐火混凝土浇铸。其结构如图2所示。

本发明不仅为煅烧室配装空气夹层，也为旋风分离器装了空气夹层。为了充分利用此空气夹层予热助燃空气，在夹层中加装了螺旋形导流板（16、17），这样风机鼓入的空气就旋转着通过空气夹层，其方向和煅烧室及旋风分离器中气流相反，因而能取得最佳的导热效果。空气夹层中的气流流速约为10米/秒。空气最终可被予热到500～600℃，然后进入旋风予燃室和燃料充分混合，经过煅烧室底部的喷腾燃烧器，喷入煅烧室充分燃烧，此时煅烧室气流温度在1100～1300℃，气流速度3-5米/秒。还可因珍珠岩矿砂的特性要求、调节炉温，以保证产品质量均匀。

本发明的方法中，珍珠岩矿砂在系统内的平均停留时间为80～150秒。

为了控制旋风分离器的进口温度为1000℃左右，煅烧室出口处装有水冷却器（19）。调节水冷却器（19）中的水的流速，即能有效地控制出口废气的温度，避免膨胀珍珠岩在炉壁上的粘结。

本发明是具有两级换热系统予热珍珠岩矿砂，喷腾煅烧一级旋风分离的珍珠岩膨胀方法。将原来生产膨胀珍珠岩的烘干、煅烧、分离三道工序有机地衔接成一个完整的系统。配装的两级换热系统，有效地利用了炽热废气的能量;在煅烧室及旋风分离器的空气夹层中设置螺旋形导流板，且按煅烧室及旋风分离器中气流相反的方向鼓入助燃空气。更为有效地回收了煅烧室及旋风分离器散出的热量。这些措施的综合效果，将大大提高热效率，使本发明生产的膨胀珍珠岩的能耗在60000千卡/M³以下。系统稳定性好，设备安装紧凑，占地面积小，产品质量均匀。

本发明的最好实施方案是：利用附图中的装置，控制天然气流量17.33BM³/小时，助燃空气流量为190.7BM³/小时，待煅烧室温度升到1100℃时，开始加料，并逐渐增加到185kg/小时。同时控制连接管中气体温度为1000℃，旋风分离器出口温度为800℃，二级旋风换热器出口温度为600℃。这样即能得到质量均匀的膨胀珍珠岩产品。

图1为珍珠岩喷腾煅烧工艺流程图，图2为煅烧室结构图，其中：

1.气力输送管 2.原料料斗

3.螺旋给料器 4.一级换热管

5.一级旋风换热器 6.翻板阀

7.二级换热管 8.二级旋风换热器

9.翻板阀 10.煅烧室

11.连接管 12.旋风分离器

13.产品料斗 14.送料槽

15.旋风予燃室 16.螺旋导流板

17.螺旋导流板 18.离心风机

19.水冷却器 20.布袋除尘器

21.烧嘴 22.旋风分离器空气夹层

23.煅烧室空气夹层 24.予燃室内衬

25.煅烧室炉壁

Claims

1、一个将珍珠岩矿砂加到竖式煅烧室的火焰区、从而急速受热膨胀而被炽热废气带出煅烧室的喷腾式珍珠岩膨胀方法，其特征为：

--用废气的余热干燥，予热珍珠岩矿砂，

--用通过空气夹层的螺旋形气流回收煅烧室及旋风分离器散出的热量

--用旋风式予燃室充分混合燃料和予热的助燃空气。

2、如权利要求1的方法，用已分离了膨胀珍珠岩产品的废气，携带珍珠岩矿砂一起通过由换热管和旋风分离器组成的换热系统。

3、如权利要求2的方法，采用两个换热管和两个旋风换热器组成的两级换热系统进行热交换。

4、如权利要求2的方法，废气以15～20米/秒速度通过换热系统。

5、如权利要求2的方法，珍珠岩矿砂最终被予热到550～650℃。

6、如权利要求1的方法，螺旋形气流通过空气夹层的方向与煅烧室及旋风分离器中的气流方向相反。

7、如权利要求6的方法，空气通过空气夹层的流速约10米/秒。

8、如权利要求1的方法，进入旋风予燃室的空气温度是500～600℃。

9、如权利要求1的方法，旋风分离器出口气体的温度为750～850℃。

10、如权利要求1的方法，煅烧室的温度为1100～1300℃。

11、如权利要求1的方法，煅烧室的气流速度为3～5米/秒。

12、如权利要求1的方法，珍珠岩矿砂在系统内平均停留时间为80～150秒。

13、如权利要求1的方法，生产1M³膨胀珍珠岩产品的能耗在60000千卡以下。

14、如权利要求1的方法，空气约10米/秒的流速通过旋风分离器及煅烧室空气夹层中的螺旋形通道而被予热到500～600℃，然后进入旋风予燃室与燃料充分混合，废气以15～20米/秒的速度携带珍珠岩矿砂通过由换热管和旋风换热器组成的两级换热系统，并将珍珠岩矿砂予热到550～650℃，煅烧室的温度为1100～1300℃，气流速度为3～5米/秒，珍珠岩矿砂在系统内的平均停留时间为80～150秒，生产1M³膨胀珍珠岩产品的能耗在60000千卡以下。

15、一个将珍珠岩矿砂加到竖式煅烧室火焰区、从而急速受热膨胀、而被废气带出煅烧室的喷腾式珍珠岩膨胀装置，其特征为：

-在旋风分离器上方配装由换热管和旋风换热器组成的换热系统;

-在旋风分离器及煅烧室的空气夹层中设置螺旋形导流板;

-煅烧室底部装有旋风式予燃室。

16、如权利要求15的装置，用两个换热管和两个旋风换热器组成两级换热系统。

17、如权利要求15的装置，煅烧室的出口处装水冷却器。