CN107218803A - 一种热效率高的回转窑 - Google Patents
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Abstract
一种热效率高的回转窑，包括窑体、支撑装置、燃烧室、换热沉降室、介质室、收尘器、循环风机、冷却设备，窑体设置物料进口、物料出口，物料出口连接冷却设备；窑体还设置加热介质入口、加热介质出口；燃烧室连通换热沉降室，换热沉降室的顶部设置介质室，介质室与换热沉降室之间设置热管；介质室的介质出口连通到窑体的加热介质入口，加热介质出口通过循环管路连接到介质室的介质入口，高温循环风机安装在循环管路上；换热沉降室设置烟气出口，烟气出口通过管道连通收尘器，收尘器通过引风机连接烟囱。本发明的烟气经换热沉降室的热管群，加热介质室内纯净的气体，用于循环热解物料，不会带来其他杂质，具有热利用率高、产品纯度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工业炉窑设备领域，具体的说是一种热效率高的回转窑。
背景技术
工业窑炉是在工业生产中，利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料或工件加热的热工设备。回转窑是工业炉窑中应用较广泛的一种新型炉窑，具有受热均匀、热效率高、可连续生产、产品煅烧质量好等优点，广泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、环保等工业。
回转窑由筒体、支撑装置、传动装置、窑头、窑尾和密封装置组成，筒体具有一定倾斜角度进行回转运动，物料在筒体空心窑膛内既沿圆周方向翻滚又沿轴向（从高端向低端）移动，燃料燃烧产生的烟气从窑膛中穿过煅烧或还原物料。回转窑加热物料过程中，被加工物料和燃烧在同一窑膛运行，燃料中的有害物质附着在被煅烧或还原物料上，同时燃烧产生的灰尘落在物料上，影响煅烧或还原产品的质量；另外，燃烧后的烟气与石灰石分解产生的二氧化碳混合在一起，不利于石灰石煅烧副产品二氧化碳的回收和利用，因此不能直接用于进行焦化、煤气化或兰炭生产。
公开号为CN 104792154 A的中国发明专利申请公开了“一种间壁式回转窑装置，包括回转窑、烟气余热发电设备、气体回收处理设备、冷却器、助燃风机、上料系统和废气排放系统。窑体的耐材砌体为由耐材内筒和耐材外筒构成的空心结构。耐材内筒的中心为窑膛，耐材内筒和耐材外筒之间为物料通道，物料通道设有耐材支撑或含有通道的耐火砌体。加料设备设有分解气体出口，分解气体出口通过原料预热仓或间壁预热器连接到气体回收处理设备，窑膛通过窑头罩连接到烟气余热发电设备。”该专利申请设置由窑壁、以及同轴安装的耐材内筒和耐材外筒构成的窑体，避免烟气与物料直接接触，提高了被加热或煅烧产品的质量，有利于回收利用分解气体，增加副产收入和企业的经济效益。
上述专利申请在实际操作仍然存在一定难度：砌筑间壁形式的窑体具有很大的砌筑难度，砖烧制成型后差异较大，砌筑的时候，对施工工艺要求较高，经常会有切砖的情况；而且砖缝较大，无法可靠密封，容易砖脱落现象，设备工作时一旦发生掉砖情况，将影响整个设备的稳定运行，风险较大；并且对耐材要求很高，需要的模具也很复杂，施工成本极大增加。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种热效率高的回转窑，通过对回转窑提供洁净的加热介质，无杂质掺杂，提高产品纯度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种热效率高的回转窑，包括窑体、支撑装置、传动装置和密封装置，还包括燃烧室、换热沉降室、介质室、收尘器、循环风机、冷却设备，
所述窑体的窑尾端设置物料进口，窑体的窑头端设置物料出口，物料出口连接冷却设备；所述窑体的窑头端设置加热介质入口，窑体的窑尾端设置加热介质出口；所述燃烧室设置燃烧器，燃烧室连通换热沉降室，换热沉降室的顶部设置介质室，介质室与换热沉降室之间设置换热用的热管；所述介质室的介质出口连通到窑体的加热介质入口，窑体的加热介质出口通过循环管路连接到介质室的介质入口，循环风机安装在循环管路上；所述换热沉降室设置烟气出口，烟气出口通过管道连通收尘器，收尘器通过引风机连接烟囱。
本发明的进一步改进在于：所述循环风机与介质室的介质入口之间的管路上设置循环介质检测仪。
本发明的进一步改进在于：所述加热介质出口与循环风机之间的管路上设置旋风收尘器，旋风收尘器的下部设置积灰箱。
本发明的进一步改进在于：所述换热沉降室的烟气出口与收尘器之间设置空气预热器，空气预热器设置相邻的烟气室和空气室，烟气室的入口连接换热沉降室的烟气出口，烟气室的出口连接收尘器，空气室的入口连接冷却设备的冷风出口，空气室的出口连接燃烧器的助燃气体入口，烟气室和空气室之间设置换热用的热管。
本发明的进一步改进在于：所述换热沉降室与介质室之间的热管为陶瓷热管，所述冷却设备为篦冷机。
本发明的进一步改进在于：所述燃烧室的中部设置燃烧器，燃烧室的顶部设置连通换热沉降室的通道，换热沉降室的下部设置烟气出口。
本发明进一步改进在于：所述回转窑的内壁涂覆耐高温隔热材料，物料入口投入石灰石，物料出口收集石灰，所述循环介质为二氧化碳，循环风机的工作温度为1000-1100℃，所述循环风机与介质室的介质入口之间的管路上通过支管设置用于收集气体的二氧化碳储柜，支管上设置二氧化碳检测仪、气泵。
本发明在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：
本发明通过在燃烧器产生高温热烟气，进入到换热沉降室，一来通过流向的急剧改变，使飞灰产生沉降；二来通过第一高效陶瓷热管群，对热管群另一侧的洁净气体进行加热，热气体在高温循环风机的拉动下进入回转窑，对回转窑内相向流动的物料进行加热分解，随后气体进入旋风收尘器除去大部分灰尘后进入高温循环风机，在循环风机的推动下再次进入介质室进行加热，如此循环重复以上步骤。本发明燃烧产生的烟气在经过换热沉降室的热管群后，加热纯净的气体，用于循环热解物料，不会带来其他杂质；之后经过空气预热器的热管群充分吸收热量后，在保证不结露的情况下进入袋式收尘器过滤后达标排入大气；具有热能利用率高、产品纯度高的优点。
附图说明
图1是本发明一种实施例的示意图。
图中各标号表示为：1、燃烧室，2、换热沉降室，3、介质室，4、热管，5、回转窑，6、石灰石，7、积灰箱，8、旋风收尘器，9、循环风机，10、二氧化碳检测仪，11、气泵，12、二氧化碳储气柜，13、燃烧器，14、篦冷机，15、风机，16、冷空气，17、烟气室，18、空气室，19、收尘器，20、引风机，21、烟囱。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
一种热效率高的回转窑，包括窑体、支撑装置、传动装置、密封装置、燃烧室1、换热沉降室2、介质室3、收尘器19、循环风机9、冷却设备。
所述回转窑5的内壁涂覆耐高温隔热材料，窑体的窑尾端设置物料进口，窑体的窑头端设置物料出口，物料出口连接冷却设备。所述窑体的窑头端设置加热介质入口，窑体的窑尾端设置加热介质出口。
所述燃烧室1的中部设置燃烧器13，燃烧器13以煤粉和助燃空气为燃料。燃烧室1的顶部通过通道连通换热沉降室2，换热沉降室2的顶部设置介质室3，介质室3与换热沉降室2之间设置换热用的陶瓷热管。所述介质室3的介质入口加入二氧化碳，介质室3内的二氧化碳被加热后通过介质出口进入回转窑。由回转窑窑尾端的物料入口投入石灰石6，石灰石被逆流的加热的二氧化碳热解，从窑头端物料出口收集石灰，冷却设备篦冷机14通过风机15引入冷空气16，冷却石灰为活性石灰。窑体内被利用过的二氧化碳介质以及石灰石热解后的二氧化碳通过窑尾端的加热介质出口被引出。窑体的加热介质出口通过循环管路连接到介质室3的介质入口，以便重新参与循环。所述循环管路上从加热介质出口一端依次设置旋风收尘器8、循环风机9和回收用支管。旋风收尘器8通过旋风分离将二氧化碳中的灰尘收到积灰箱7。循环风机9牵引二氧化碳循环参与回转窑5工作。为回收二氧化碳，循环风机9与介质室3的介质入口之间的管路上通过支管设置用于收集气体的二氧化碳储柜12，支管上设置二氧化碳检测仪10、气泵11。
所述换热沉降室2的下部设置烟气出口，烟气出口通过管道连通收尘器19，收尘器19通过引风机20连接烟囱21。所述换热沉降室2的烟气出口与收尘器19之间设置空气预热器，空气预热器设置相邻的烟气室17和空气室18。烟气室17的入口连接换热沉降室2的烟气出口，烟气室17的出口连接收尘器19，空气室18的入口连接冷却设备的冷风出口，空气室18的出口连接燃烧器13的助燃气体入口，烟气室17和空气室18之间设置换热用的热管4，利用热管充分二次利用烟气的余热，起到助燃作用。
本发明的工作流程如下，气体走向：本系统通过燃烧器燃烧煤粉，产生1400℃左右热烟气，进入到换热沉降室，一来通过流向的急剧改变，使飞灰产生沉降；二来通过第一高效陶瓷热管群，对热管群另一侧的洁净气体进行加热，产生1100℃左右的热气体在高温循环风机的拉动下进入回转窑，对回转窑内相向流动的石灰石进行加热分解，随后气体进入旋风收尘器除去大部分灰尘后进入高温循环风机，此时气体温度大约600℃左右，在循环风机的推动下再次进入介质室进行加热，如此循环重复以上步骤。
在此纯净气体的循环中，随着石灰石分解反应的进行，气压会逐渐升高，为了系统安全及收集二氧化碳气体的需要，在保证系统微正压的情况下，二氧化碳检测仪监控气体压力及浓度，适时通过联锁的气泵将部分气体排入二氧化碳储气柜。
对于出窑的活性石灰，通过篦冷机的风机快速冷却，所得热气体在经过第二个热管群吸收烟气余热后，作为含氧充分的预热空气进入燃烧室。
燃烧所产生的烟气在经过第一、第二热管群充分吸收热量后，在保证不结露的情况下进入袋式收尘器过滤后达标排入大气。
物料走向：石灰石由窑尾喂入，经过与回转窑内逆向流动1100℃左右的热气体充分进行热交换后，实现预热、分解，生成活性石灰。900℃左右的活性石灰从窑头进入篦冷机，在环境温度10—30℃左右的空气冷却下，将活性石灰的温度降至环境温度+60℃，由于是极冷降温，也更好的保证了石灰的活性。
Claims (7)
1.一种热效率高的回转窑，包括窑体、支撑装置、传动装置和密封装置，其特征在于：还包括燃烧室（1）、换热沉降室（2）、介质室（3）、收尘器（19）、循环风机（9）、冷却设备，
所述窑体的窑尾端设置物料进口，窑体的窑头端设置物料出口，物料出口连接冷却设备；所述窑体的窑头端设置加热介质入口，窑体的窑尾端设置加热介质出口；所述燃烧室（1）设置燃烧器（13），燃烧室（1）连通换热沉降室（2），换热沉降室（2）的顶部设置介质室（3），介质室（3）与换热沉降室（2）之间设置换热用的热管（4）；所述介质室（3）的介质出口连通到窑体的加热介质入口，窑体的加热介质出口通过循环管路连接到介质室（3）的介质入口，循环风机（9）安装在循环管路上；所述换热沉降室（2）设置烟气出口，烟气出口通过管道连通收尘器（19），收尘器（19）通过引风机（20）连接烟囱（21）。
2.根据权利要求1所述的一种热效率高的回转窑，其特征在于：所述循环风机（9）与介质室（3）的介质入口之间的管路上设置循环介质检测仪。
3.根据权利要求2所述的一种热效率高的回转窑，其特征在于：所述加热介质出口与循环风机（9）之间的管路上设置旋风收尘器（8），旋风收尘器（8）的下部设置积灰箱（7）。
4.根据权利要求1或2所述的一种热效率高的回转窑，其特征在于：所述换热沉降室（2）的烟气出口与收尘器之间设置空气预热器，空气预热器设置相邻的烟气室（17）和空气室（18），烟气室（17）的入口连接换热沉降室的烟气出口，烟气室（17）的出口连接收尘器，空气室（18）的入口连接冷却设备的冷风出口，空气室（18）的出口连接燃烧器的助燃气体入口，烟气室（17）和空气室（18）之间设置换热用的热管（4）。
5.根据权利要求1或2所述的一种热效率高的回转窑，其特征在于：所述换热沉降室（2）与介质室（3）之间的热管为陶瓷热管，所述冷却设备为篦冷机（14）。
6.根据权利要求1或2所述的一种热效率高的回转窑，其特征在于：所述燃烧室（1）的中部设置燃烧器，燃烧室（1）的顶部设置连通换热沉降室（2）的通道，换热沉降室（2）的下部设置烟气出口。
7.根据权利要求6所述的一种热效率高的回转窑，其特征在于：所述回转窑（5）的内壁涂覆耐高温隔热材料，物料入口投入石灰石，物料出口收集石灰，所述循环介质为二氧化碳，循环风机的工作温度为1000-1100℃，所述循环风机（9）与介质室（3）的介质入口之间的管路上通过支管设置用于收集气体的二氧化碳储柜（12），支管上设置二氧化碳检测仪（10）、气泵（11）。
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