CN102901346A - 一种回转窑的二次风系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转窑的二次风系统及其使用方法，用于解决现有技术中烧嘴伸入回转窑窑内过长的问题。该系统包括：环状轨道、至少一个气腔、至少一个烧嘴、连杆以及轮子；环状轨道固定于回转窑的外部，回转窑外壳上设置有开口，环状轨道的圆心与窑体横截面的圆心不重合，按照轨道与窑体的距离将轨道划分为宽道区域和窄道区域；气腔固定在窑体的外表面并设有开口以及进风管，烧嘴末端与连杆连接，连杆末端连接有轮子，轮子设置于轨道中并可在轨道中滚动，当轮子滚动到窄道区域时，轨道的推力作用使烧嘴完全进入回转窑外壳上的开口，连杆堵住气腔的开口的空间。该方案避免了烧嘴进入回转窑窑内过长，降低了对烧嘴厚度、强度以及耐高温的要求。

Description

一种回转窑的二次风系统及使用方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言涉及一种回转窑的二次风系统及使用方法。

背景技术

回转窑是氧化球团、直接还原铁、石灰、水泥以及垃圾焚烧等工艺生产线中必需的核心设备，它是一种连续转动的高温窑炉。氧化球团、石灰、水泥的回转窑由于有从环冷机一段抽过来的热风供应，因此窑内氧气充足，燃料可完全燃烧，故只需通过窑头的中央烧嘴供应燃料及空气即可满足生产要求。而直接还原、垃圾焚烧领域的回转窑由于没有环冷机一段的回流风供应，整个窑内因缺氧而充满了不完全燃烧所产生的CO等可燃气体，窑内温度也偏低，故除了中央烧嘴之外，还需通过位于窑身上的二次风烧嘴供应二次风来对窑内的CO等可燃气体进行二次燃烧，从而提高窑内的温度。

在直接还原、垃圾焚烧的工艺中，当回转窑运转时，窑身上的二次风烧嘴、管道及鼓风机等相关部件均随回转窑一起转动，这些部件均匀地布置在窑身上，见图1。直接还原以及垃圾焚烧两种工艺中回转窑二次风的区别为：直接还原窑的二次风需通在没有填充物料的区域，即从物料上方输入，否则物料就会被氧化，见图1-1；而垃圾焚烧的回转窑正好相反，二次风必须通在物料中，与物料充分接触，才能保证垃圾充分燃烧，见图1-2；

图1-1所示为直接还原回转窑剖面图，物料填充率一般略高于40%，二次风烧嘴需伸入窑内直至窑中心，才能保证当烧嘴转至下方时物料不堵塞烧嘴出口，同时由于窑内温度高达1400℃，因此伸入窑内的烧嘴厚度要足够厚，才能保证有一定的强度，才能防止物料及气流的冲击；并且要在冷风不断鼓入的情况下，才能应用在此环境下，否则一般材质很难承受如此高的温度。另外，并且由于烧嘴需要伸入窑内的长度过长，烧嘴重量较大，则回转窑本体的重量增加，而且相关辅助系统如柔性传动装置、土建承重都会增加，从而造成各类成本均会相应增加。对于直接还原回转窑，燃烧及还原用煤有两种方式进入窑内，一种是利用压缩空气将颗粒略小的煤从窑头喷入到无料区域，其作用为在窑内直接燃烧产生高温气体以及与CO₂反应生成CO，CO可作还原剂也可保证窑内气体为还原性气体，也有少量未燃烧部分混入物料内参与铁矿石的还原反应。另一种是粒度略大的煤从窑尾随物料进入混在物料中，其作用是与CO₂反应生成CO，CO可作还原剂可保证窑内气体为还原性气体，也有少量未燃烧部分混入物料内参与铁矿石的还原反应。如果按照现有的方式，即烧嘴伸入窑中心，如图1所示，当窑头用压缩空气输入窑内的颗粒煤粉从窑头吹入时，会碰到位于窑中心的烧嘴，导致煤粉在窑内难以均匀分布，加上烧嘴在鼓入风与积聚煤的燃烧作用下，就会造成窑内有烧嘴的地方温度比两侧要高很多的情况。

发明内容

本发明提供了一种回转窑的二次风系统及其使用方法，用于解决现有技术中回转窑的烧嘴伸入回转窑窑内过长的问题。

本发明提供了一种回转窑的二次风系统，包括：环状轨道、至少一个气腔、至少一个烧嘴、连杆以及轮子；环状轨道固定于回转窑窑体的外部，回转窑外壳上设置有开口，环状轨道与窑体的横截面在同一平面内，二者不同心，按照轨道与窑体的距离将轨道划分为宽道区域和窄道区域；气腔固定在窑体的外表面并设有开口以及进风管，烧嘴的末端与连杆连接，连杆的末端连接有轮子，轮子设置于轨道中并可在轨道中滚动，当轮子滚动到窄道区域时，轨道的推力作用使烧嘴完全进入回转窑外壳上的开口，连杆堵住气腔的开口的空间。

其中上述回转窑为垃圾焚烧窑，窄道区域始终处于远离窑体内物料区的一侧。

其中上述回转窑为直接还原窑，宽道区域始终处于远离窑体内物料区的一侧。

其中，上述系统具有四个气腔，气腔均匀分布于窑体上。

其中，上述气腔的外壳呈圆弧状。

其中，上述系统具有多个烧嘴，多个烧嘴共用一个风机或供风管道总管。

其中，上述气腔的开口与连杆接触的位置设置有密封套。

其中，上述窑体的开口为倒台形。

本发明还提供了一种回转窑二次风系统的使用方法，用于使用上述回转窑二次风系统，包括：窄道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，当连杆末端的轮子进入宽道区域时，轨道对连杆的拉力作用使烧嘴脱离窑体的开口，风机通过进风管向回转窑内通风；当连杆末端的轮子进入窄道区域时，轨道对连杆的推力作用使烧嘴进入回砖窑的开口处，停止供风。

本发明还提供了另一种回转窑二次风系统的使用方法，用于使用上述回转窑二次风系统，包括：宽道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，当连杆末端的轮子进入宽道区域时，轨道对连杆的拉力作用使烧嘴脱离窑体的开口；当连杆末端的轮子进入窄道区域时，轨道对连杆的推力作用，使烧嘴进入回转窑的开口，风机通过进风管向回转窑内通风。

本发明的技术方案，由于在回转窑外部设置了环状轨道，并将烧嘴通过连杆与可绕环状轨道滚动的轮子连接，并且回转窑的两侧与环状轨道的距离不同，这样当烧嘴跟随回转窑转动到窄道区域时，环形轨道对烧嘴连杆的推力作用会将烧嘴推入回转窑的开口处，将开口堵住，当烧嘴跟随回转窑转动到宽道区域时，环形轨道对烧嘴的连杆的拉力作用会将烧嘴拉到脱离回转窑开口的位置。采用这种结构的回转窑二次风系统，可以避免烧嘴进入回转窑内部的长度过长，因此降低了对烧嘴厚度、强度以及耐高温的要求。

附图说明

图1是现有技术中直接还原窑与垃圾焚烧窑的剖面图；

图2为本发明的直接还原回转窑的埋入式烧嘴剖面图；

图3为本发明的回转窑二次风系统应用于垃圾焚烧窑时的剖面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

本实施例提供一种回转窑的二次风系统，该系统包括：环状轨道、至少一个气腔、至少一个烧嘴、连杆以及轮子；

其中，环状轨道固定于回转窑窑体的外围，与窑体之间存在一定空隙，环状轨道与窑体的横截面同面，但圆心不重合，按照环状轨道与窑体的距离将轨道划分为宽道区域和窄道区域；气腔固定在窑体的外表面，气腔上设有开口以及进风管，烧嘴的末端与连杆连接，连杆的末端连接有轮子，轮子设置于轨道中并可在轨道中滚动，在回转窑运转的过程中，回转窑以自身圆心为中心旋转，轮子带动连杆随着回转窑在环状轨道中滚动，当轮子滚动到窄道区域的某一点时，轨道的推力作用恰好使烧嘴完全进入回转窑内，与烧嘴连接的连杆堵住气腔内窑壳开口的空间。

为了防止灰尘积聚，上述气腔的外壳可以呈圆弧状。

优选地，本实施的系统可以具有多个烧嘴，多个烧嘴可以均匀地分布于回转窑的外壳上，多个烧嘴可以共用一个风机或一个供风管道。

为了保证连杆气腔的密闭性，气腔的开口与连杆接触的位置可以设置密封套，具体地，可以是硬密封或软密封。

该二次风系统可以用于直接还原窑或垃圾焚烧窑，直接还原窑的二次风需通在没有填充物料的区域，即从物料的上方输入二次风，否则物料就会被氧化，因此，当该系统用于直接还原窑时，宽道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，这样当通过连杆与烧嘴相连的轮子滚动到环形轨道的宽道区域时，连杆受轨道的拉力作用将烧嘴从窑体开口拉出，则可以实现从物料上方通入二次风。

当上述回转窑二次风系统应用于直接还原窑时二次风系统的使用方法如下：此时宽道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，当连杆末端的轮子进入宽道区域时，轨道对连杆的拉力作用使烧嘴脱离窑体的开口，可通过进风管向回转窑内通风；当连杆末端的轮子进入窄道区域时，轨道对连杆的推力作用使烧嘴进入回砖窑的开口处，此时该烧烧嘴停止供风。

实施例1

图2为直接还原回转窑的埋入式烧嘴剖面图。

如2图所示，环状导轨7固定不动，回转窑绕自身中心转动，环状导轨7与回转窑横截面处于同一平面但不同心，其旋转方向如图中箭头所示，环状导轨7的顶部与图中物料稍低的一侧距离较远，另外两侧距离较近。气腔2与进气风管3相连并固定在回转窑外表面9上，气腔内中心由外至内开一小开口，该开口形状不限于倒圆台形、倒菱台，同时气腔外壳的形状不限于图中所示，当风机通过进气管向回转窑内通风时，采用如图中所示形状的气腔可以对通入的空气起到缓冲的作用。烧嘴堵头1与窑体的开口匹配，当堵头1完全进入窑内时正好填满开口空间。连杆5与位于环形轨道上的轮子6相连，连杆5通过气腔的开口后与烧嘴堵头1相连，为保证烧嘴连杆5与气腔2的密闭性，在气腔2外侧与烧嘴连杆5接粗的周边方向设置有一层薄套管4用于加强密封。轮子6由环状轨道7的两个滑环夹住，在回转窑绕自身圆心运转时，由于连杆5随回转窑转动，使与其相连的轮子6滚动到宽带区域10或窄道区域11，当轮子6滚动到窄道区域11时，环形轨道7对与轮子6相连的连杆产生推力作用，推动连杆5，使连杆5首端的烧嘴堵头1进入回转窑的开口处，直至堵住开口。当轮子6滚动到宽道区域11时，环形轨道7对烧嘴堵头1产生拉力的作用，拉动连杆，使连杆5首端的烧嘴堵头1脱离回转窑的开口处，直至使开口处于开放状态。需要说明的是，当烧嘴堵头1堵住回转窑开口或脱离回转窑开口时，烧嘴堵头1始终处于埋入回转窑炉衬8内，并未超过炉衬8，这样可以避免烧嘴堵头1伸入窑内。此外，本实施例描述的系统可以是仅仅包括一个气腔、烧嘴堵头、连杆以及轮子的系统。图2示出的直接还原窑为具有四个气腔、烧嘴堵头、连杆以及轮子的系统，根据实际需要可以调整这些元件的个数，可见图中的四个气腔均匀分布于回转窑上，因此，在上述过程中，会同时有两个轮子位于宽道区域，两个位于窄道区域。

本实施例中由于环形轨道与回转窑不同心，按照环形轨道与回转窑的距离远近可以将环形轨道划分为宽道区域和窄道区域，这样可以保证当与烧嘴相连的轮子进入宽道区域时，由于环形轨道对连杆的拉力作用，烧嘴堵头脱离回转窑的开口，此时风机通过进风管向窑内通风；当轮子进入窄道区域时，由于环形轨道对连杆的推力作用及鼓入风的压力作用，使烧嘴堵头进入回转窑的开口并堵住开口，此时可防止物料从回转窑的开口露出。整个窑身上的任何烧嘴进气口方向可以根据实际需要，朝向不限，而且多个烧嘴的风机或供风管道可以共用。

实施例2

垃圾焚烧窑的二次风需要通在物料中，与物料充分接触，才能保证垃圾充分燃烧，因此当上述实施例1中的回转窑的二次风系统作为垃圾焚烧窑使用时，窄道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，这样当通过连杆与烧嘴相连的轮子滚动到环形轨道的窄道区域时，烧嘴通过连杆被轨道的推力推入窑内时可以在物料中通入二次风。

当上述回转窑二次风系统应用于垃圾焚烧窑时，二次风系统的使用方法如下：此时窄道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，当连杆末端的轮子进入宽道区域时，轨道对连杆的拉力作用使烧嘴脱离窑体的开口，可通过进风管向回转窑内通风；当连杆末端的轮子进入窄道区域时，轨道对连杆的推力作用，使烧嘴进入回转窑的开口，此时该烧嘴停止供风。

图3为本实施例的回转窑二次风系统应用于垃圾焚烧窑时的剖面图。

如3图所示，环状导轨7与回转窑横截面处于同一平面但不同心，其旋转方向如图中箭头所示。气腔2与进气风管3相连并固定在回转窑外表面9上，气腔内中心由外至内开一小开口，烧嘴堵头1与窑体的开口匹配，当堵头1完全进入窑内时正好填满开口空间。连杆5与位于环形轨道上的轮子6相连，连杆5通过气腔的开口后与烧嘴堵头1相连，在气腔2外侧与烧嘴连杆5接粗的周边方向设置有一层薄套管4用于加强密封。轮子6由环状轨道7的两个滑环夹住，在回转窑绕自身圆心运转时，由于连杆5随回转窑转动，使与其相连的轮子6滚动到宽带区域10或窄道区域11，当轮子6滚动到窄道区域11时，环形轨道7对与轮子6相连的连杆产生推力作用，推动连杆5，使连杆5首端的烧嘴堵头1进入回转窑的开口处，直至堵住开口。需要说明的是，当烧嘴堵头1堵住回转窑开口或脱离回转窑开口时，烧嘴堵头1始终处于埋入回转窑炉衬8内，并未超过炉衬8，这样可以避免烧嘴堵头1伸入窑内。此外，本实施例描述的系统可以是仅仅包括一个气腔、烧嘴堵头、连杆以及轮子的系统。图3示出的直接还原窑为具有四个气腔、烧嘴堵头、连杆以及轮子的系统，根据实际需要可以调整这些元件的个数，可见图中的四个气腔均匀分布于回转窑上，因此，在上述过程中，会同时有两个轮子位于宽道区域，两个位于窄道区域。本实施例的系统垃圾焚烧回转窑与前述直接还原窑的不同之处在于，二次空气需通入物料中，此时宽道区域10处于靠近窑体内的物料区的一侧，位于宽道区域的连杆相连的烧嘴堵头1脱离回转窑的开口，此时可通过进风管3向回转窑内的物料中通风，以使物料充分燃烧；窄道区域11与连杆相连的烧嘴堵头进入回转窑的开口，此时该烧嘴停止供风。

本发明的技术方案中，通过烧嘴堵头，使回转窑上的开口处于开放和闭合状态，烧嘴堵头埋入在炉衬内，因而无需考虑烧嘴伸入窑内部分的材质及厚度问题，同时减少了材料重量，降低了对材质的要求，进而降低了烧嘴的成本。同时，由于烧嘴未伸入窑内，因此不存在从窑头输入的煤粉与烧嘴碰撞的问题，从而可以保证煤粉能够在窑内均匀分布。此外，由于烧嘴的重量大大减轻，长度较短，对于回转窑的运转完全没有影响，降低乐对支撑回转窑运转的柔性传动装置的要求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种回转窑的二次风系统，其特征在于，包括：

环状轨道、至少一个气腔、至少一个烧嘴、连杆以及轮子；

所述环状轨道固定于回转窑窑体的外部，所述回转窑外壳上设置有开口，所述环状轨道与所述窑体的横截面在同一平面内，二者不同心，按照所述轨道与所述窑体的距离将所述轨道划分为宽道区域和窄道区域；所述气腔固定在所述窑体的外表面并设有开口以及进风管，所述烧嘴的末端与所述连杆连接，所述连杆的末端连接有轮子，所述轮子设置于轨道中并可在所述轨道中滚动，当所述轮子滚动到所述窄道区域时，所述轨道的推力作用使所述烧嘴完全进入所述回转窑外壳上的开口，所述连杆堵住气腔的开口的空间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述回转窑为垃圾焚烧窑，所述窄道区域始终处于远离所述窑体内物料区的一侧。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述回转窑为直接还原窑，所述宽道区域始终处于远离所述窑体内物料区的一侧。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统具有四个气腔，所述气腔均匀分布于所述窑体上。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气腔的外壳呈圆弧状。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统具有多个烧嘴，多个烧嘴共用一个风机或供风管道总管。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气腔的开口与所述连杆接触的位置设置有密封套。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述窑体的开口为倒台形。

9.一种回转窑二次风系统的使用方法，用于使用如权利要求1所述的系统，包括：

所述窄道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，当所述连杆末端的轮子进入所述宽道区域时，所述轨道对连杆的拉力作用使所述烧嘴脱离所述窑体的开口，风机通过所述进风管向所述回转窑内通风；

当所述连杆末端的轮子进入所述窄道区域时，所述轨道对连杆的推力作用使所述烧嘴进入所述回砖窑的开口处，停止供风。

10.一种回转窑二次风系统的使用方法，用于使用如权利要求1所述的系统，包括：

所述宽道区域始终处于远离窑体内的物料区的一侧，当所述连杆末端的轮子进入所述宽道区域时，所述轨道对连杆的拉力作用使所述烧嘴脱离所述窑体的开口；

当所述连杆末端的轮子进入所述窄道区域时，所述轨道对连杆的推力作用，使所述烧嘴进入所述回转窑的开口，风机通过所述进风管向所述回转窑内通风。

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