CN112179129A - 一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，包括隧道窑、以及将已压制成砖块形状的焙烧混合料运输至隧道窑内进行焙烧的窑车，隧道窑内设置有用于对锂云母物料焙烧的窑炉，窑炉的窑顶设置为拱形结构，窑炉内沿窑车移动方向依次包括预热带、烧成带、冷却带，窑车的砖体采用全砖结构，窑车曲封四周通过高铝砖、高铝聚轻球砖咬合式干码砌筑，窑车表面铺设有一层齿面的高铝砖。本发明通过将隧道窑的窑顶设置为拱形结构，使得隧道窑内的炉砖在热胀冷缩的高温荷载下，热胀冷缩过程中力度是由两侧拉伸的，通过变形抵消一定的热能能量，大大减小了内膛窑砖结构的变形开裂。

Description

一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂
技术领域
本发明涉及锂云母生产设备技术领域，具体为一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂。
背景技术
锂云母是提炼锂的重要锂矿物，化学成分为KLi1.5Al 1.5\(OH，F)2。它是锂的基性铝硅酸盐，属云母类矿物中的一种，以细鳞片状复杂集合体结构存在。锂云母焙烧是提锂极其重要关键工序，直接关乎提锂率和生产成本。锂是一种重要的稀有金属元素，随着国家新能源发展规划的出台，锂电新能源成为国家重点支持发展的能源产业之一；
目前，以锂云母为原料的提锂的生产过程中，在业内锂云母焙烧主要采用隧道窑焙烧方式，隧道窑是一种现代化工业炉窑，其具有生产连续化、周期短、产量大、质量高，效率高等优点，隧道窑的主体结构为具有两侧窑墙及窑顶的隧道式结构，在窑内底部铺设有用于窑车运行的轨道，待烧制的产品装载于窑车上，隧道窑在整个长度方向上由前向后依次分为预热、烧成和冷却三个区域，燃烧设备设置在处于中部的烧成区域，其间的工作温度通常都在1千度以上，在实际工作过程中，若干窑车前后相接载着待烧制的产品一车一车地进入隧道窑内，依次从预热区域、烧成区域及冷却区域通过，所制成的产品一车一车地被推出隧道窑，完成作业流程，
现有隧道窑主要能源浪费为窑车吸热及窑顶散热，因在窑顶及窑车面设置燃烧火道造成燃烧器喷出火焰首先接触窑顶及窑车面，再通过传热到烧制产品中，造成窑顶及窑车面温度最高，这样就使窑顶及窑车的热损耗加大，造成能源浪费，且，焙烧过程中术隧道窑喷头是上下分层设置在两侧墙上，燃烧火焰为水平喷出，而高温烟气的上浮，造成上部温度高于下部且上下气氛不均匀，只能采取加大下部燃烧器的功率来解决，从而增加了隧道窑的投资成本，并且，传统窑顶采用水平结构，炉砖在热胀冷缩的高温荷载下，由于热胀冷缩导致窑顶开裂，增加了隧道窑的风险性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
本发明提供了一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，包括隧道窑、以及将已压制成砖块形状的焙烧混合料运输至隧道窑内进行焙烧的窑车，所述隧道窑内设置有用于对锂云母物料焙烧的窑炉，所述窑炉的窑顶设置为拱形结构，所述窑炉内沿窑车移动方向依次包括预热带、烧成带、冷却带，
所述预热带包括多组搅拌风装置、排烟风机，所述搅拌风装置包括搅拌风机、风机喷头和吸烟通道，所述搅拌风机设置在所述窑顶上，所述搅拌风机的出风口通过管道贯穿窑顶上下侧壁连通有风机喷头，所述搅拌风机的进风口通过管道贯穿窑顶上下侧壁连通有吸烟通道，所述风机喷头、吸烟通道均朝向预热带的内膛设置，所述排烟风机设置在所述窑顶上，所述排烟风机的出风口贯穿所述窑顶且延申至隧道窑外，所述排烟风机的进风口通过管道贯穿窑顶上下侧壁延申至预热带的内膛内，
所述烧成带包括多组焙烧装置，所述焙烧装置包括脉冲烧嘴、燃气主管、燃气支管，所述燃气主管、燃气支管均设置在隧道窑外侧壁上，所述燃气主管的进料口与外界的燃气源连通使窑炉内焙烧提供能源，所述燃气支管的进料口与所述燃气主管的出料口连通，所述燃气支管的出料口贯穿所述隧道窑的侧壁且延申至烧成带的内膛内，位于所述烧成带内膛内燃气支管的出料口连通有脉冲烧嘴，
所述冷却带包括多组冷却装置，所述冷却装置包括冷却风机、冷却管、冷却喷头，所述冷却风机设置在隧道窑上方，所述冷却管的进风口与所述冷却风机的出风口连通，所述冷却管的出风口贯穿所述隧道窑、窑顶的侧壁且延申至冷却带的内膛内，位于所述冷却带内膛内冷却管的出风口连通有冷却喷头，
所述窑车的砖体采用全砖结构，所述窑车曲封四周通过高铝砖、高铝聚轻球砖咬合式干码砌筑，所述窑车表面铺设有一层齿面的高铝砖。
优选的，所述窑车的前后方向设有空隙，所述窑车上的空隙形成火道，所述窑车上的空隙可防止火焰直接喷射到产品上影响烧成质量。
优选的，所述隧道窑设置有控制***，所述控制***包括微机控制***、通排风***控制、燃烧***控制、热工测控***、窑外循环***控制、安全保护***，所述控制***为现场总线控制，所述控制***主要包括温度、燃气流量参数的显示、设定、控制和报警，排烟风机、搅拌风机、燃气主管的电磁阀的工作和报警，自动点火的脉冲烧嘴的检测和报警，历史数据的记录、积累、打印和图像分析，各执行器的开度显示多种综合功能。
优选的，所述隧道窑的进出口均设置有窑门，所述窑门为两扇上推下拉开关的门。
优选的，所述窑门的进出口端分别设置有进料装置与转运装置，所述进料装置与转运装置均采用机械手，机械手对产品进行进料与转运，提高了本发明的自动化程度，从而提高企业的生产效益与工人的安全性。
优选的，所述冷却喷头数量包括多个，多个所述冷却喷头均匀分布于所述窑顶纵向中心线对称设置，冷却风通过所述冷却喷头由上往下高速喷入所述窑车上的空隙上。
本发明有益效果
(1)本发明搅拌风机通过吸烟通道抽取预热带内的烟气，造成预热带内膛内的烟气大量流动，经风机喷头搅拌喷射，搅动了预热带内的上下烟气，使预热带在同一横截面中上下温差大幅度减少，解决了现有技术通过在预热带底部增设燃烧器来提高下部温度和用喷射冷风来降低上部温度带来的能源消耗及加大搅拌风机负荷的问题，即节省了燃料，又降低了电耗，同时还可达到快速烧成的目的，因窑炉内的预热带在同一横截面中上下温差减小，使产品上下温度均匀，提高了产品在预热段的质量。
(2)本发明烧成带设置的脉冲烧嘴由于设置在烧成段侧壁，即高温烟气最先接触产品再接触窑车面及隧道窑内侧壁的窑砖，一方面相应减少了窑车及隧道窑内侧壁的窑砖的吸热及散热，减少了能源消耗，另一方面可防止火焰直接喷射到产品上影响烧成质量。
(3)本发明通过将隧道窑的窑顶设置为拱形结构，使得隧道窑内的炉砖在热胀冷缩的高温荷载下，热胀冷缩过程中力度是由两侧拉伸的，通过变形抵消一定的热能能量，大大减小了内膛窑砖结构的变形开裂。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明预热带结构剖视图。
图3为本发明烧成带结构剖视图。
附图标记说明：1-隧道窑，2-窑炉，3-窑顶，4-窑车，5-预热带，6-烧成带，7-冷却带，8-搅拌风机，9-风机喷头，10-吸烟通道，11-排烟风机，13-燃气主管，14-燃气支管，15-脉冲烧嘴，16-冷却风机，17-冷却管，18-冷却喷头，19-空隙。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-图3所示，本发明提供了一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，包括隧道窑1、以及将已压制成砖块形状的焙烧混合料运输至隧道窑1内进行焙烧的窑车4，所述隧道窑1内设置有用于对锂云母物料焙烧的窑炉2，所述窑炉2的窑顶3设置为拱形结构，所述窑炉2内沿窑车4移动方向依次包括预热带5、烧成带6、冷却带7，
所述预热带5包括多组搅拌风装置、排烟风机11，所述搅拌风装置包括搅拌风机8、风机喷头9和吸烟通道10，所述搅拌风机8设置在所述窑顶3上，所述搅拌风机8的出风口通过管道贯穿窑顶3上下侧壁连通有风机喷头9，所述搅拌风机8的进风口通过管道贯穿窑顶3上下侧壁连通有吸烟通道10，所述风机喷头9、吸烟通道10均朝向预热带5的内膛设置，所述排烟风机11设置在所述窑顶3上，所述排烟风机11的出风口贯穿所述窑顶3且延申至隧道窑1外，所述排烟风机11的进风口通过管道贯穿窑顶3上下侧壁延申至预热带5的内膛内，
所述烧成带6包括多组焙烧装置，所述焙烧装置包括脉冲烧嘴15、燃气主管13、燃气支管14，所述燃气主管13、燃气支管14均设置在隧道窑1的外侧壁上，所述燃气主管13的进料口与外界的燃气源连通使窑炉2内焙烧提供能源，所述燃气支管14的进料口与所述燃气主管13的出料口连通，所述燃气支管14的出料口贯穿所述隧道窑1的侧壁且延申至烧成带6的内膛内，位于所述烧成带6内膛内燃气支管14的出料口连通有脉冲烧嘴15，脉冲烧嘴15可自动点火，保证窑炉2内烧成气氛和烧成温度的稳定，
所述冷却带7包括多组冷却装置，所述冷却装置包括冷却风机16、冷却管17、冷却喷头18，所述冷却风机16设置在隧道窑1上方，所述冷却管17的进风口与所述冷却风机16的出风口连通，所述冷却管17的出风口贯穿所述隧道窑1、窑顶3的侧壁且延申至冷却带7的内膛内，位于所述冷却带7内膛内冷却管17的出风口连通有冷却喷头18，所述冷却喷头18数量包括多个，多个所述冷却喷头18均匀分布于所述窑顶3纵向中心线对称设置，冷却风通过所述冷却喷头18由上往下高速喷入所述窑车4上的空隙19上，
搅拌风机8通过吸烟通道10抽取预热带5内的烟气，造成预热带5内膛内的烟气大量流动，经风机喷头9搅拌喷射，搅动了预热带5内的上下烟气，使预热带5在同一横截面中上下温差大幅度减少，解决了现有技术通过在预热带5底部增设燃烧器来提高下部温度和用喷射冷风来降低上部温度带来的能源消耗及加大搅拌风机8负荷的问题，即节省了燃料，又降低了电耗，同时还可达到快速烧成的目的，因窑炉2内的预热带5在同一横截面中上下温差减小，使产品上下温度均匀，提高了产品在预热段的质量；
烧成带6设置的脉冲烧嘴15由于设置在烧成段的两侧，即高温烟气最先接触产品再接触窑车4面及隧道窑1内侧壁的窑砖，一方面相应减少了窑车4及隧道窑1内侧壁的窑砖的吸热及散热，减少了能源消耗，另一方面可防止火焰直接喷射到产品上影响烧成质量；
冷却风机16产生冷风经冷却管17通过冷却喷头18喷射至冷却带7内膛内，射流作用吸引窑顶3热风并混合降温后往下流动，达到上下搅拌作用，从而对产品起到冷却的效果，该设计既解决了现有技术中间产品冷却慢的问题，又解决了上部冷却慢而下部冷却快的问题，还提高了冷却效率；
本发明通过将隧道窑1的窑顶3设置为拱形结构，使得隧道窑1内的炉砖在热胀冷缩的高温荷载下，热胀冷缩过程中力度是由两侧拉伸的，通过变形抵消一定的热能能量，大大减小了内膛窑砖结构的变形开裂；
所述窑车4的砖体采用全砖结构，所述窑车4曲封四周通过高铝砖、高铝聚轻球砖咬合式干码砌筑，所述窑车4表面铺设有一层齿面的高铝砖，高铝砖即保温又可防止窑车4腐蚀，所述窑车4的前后方向设有空隙19，所述窑车4上的空隙19形成火道，所述窑车4上的空隙19与所述脉冲烧嘴15位于同一竖直水平面设置，所述窑车4上的空隙19可防止火焰直接喷射到产品上影响烧成质量；
所述隧道窑1设置有控制***，所述控制***包括微机控制***、通排风***控制、燃烧***控制、热工测控***、窑外循环***控制、安全保护***，所述控制***为现场总线控制，所述控制***主要包括温度、燃气流量参数的显示、设定、控制和报警，排烟风机11、搅拌风机8、燃气主管13的电磁阀的工作和报警，自动点火的脉冲烧嘴15的检测和报警，历史数据的记录、积累、打印和图像分析，各执行器的开度显示多种综合功能，通过设置控制***，使本发明具备智能化的功能，大幅度降低操作人员的劳动强度，提高企业的生产效益；
所述隧道窑1的进出口均设置有窑门，所述窑门为两扇上推下拉开关的门，用以保证窑车4进入隧道窑1时必须有一扇窑门是关闭的，从而节约能源。
所述窑门的进出口端分别设置有进料装置与转运装置，所述进料装置与转运装置均采用机械手，机械手对产品进行进料与转运，提高了本发明的自动化程度，从而提高企业的生产效益与工人的安全性。
工作原理
本发明为一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，各部件分布如图1-图3所示，使用时，物料通过窑车4输送至隧道窑1内，依次通过预热带5、烧成带6、冷却带7，通过预热带5时，搅拌风机8通过吸烟通道10抽取预热带5内的烟气，造成预热带5内膛内的烟气大量流动，经风机喷头9搅拌喷射，搅动了预热带5内的上下烟气，使预热带5在同一横截面中上下温差大幅度减少，解决了现有技术通过在预热带5底部增设燃烧器来提高下部温度和用喷射冷风来降低上部温度带来的能源消耗及加大搅拌风机8负荷的问题，即节省了燃料，又降低了电耗，同时还可达到快速烧成的目的，因隧道窑1的预热带5在同一横截面中上下温差减小，使产品上下温度均匀，提高了产品在预热段的质量；
通过烧成带6时，烧成带6设置的脉冲烧嘴15由于设置在烧成段的侧壁，即高温烟气最先接触产品再接触窑车4面及隧道窑1内侧壁的窑砖，一方面相应减少了窑车4及隧道窑1内侧壁的窑砖的吸热及散热，减少了能源消耗，另一方面可防止火焰直接喷射到产品上影响烧成质量；
通过冷却带7，冷却风机16产生冷风经冷却管17通过冷却喷头18喷射至冷却带7内膛内，射流作用吸引窑顶3热风并混合降温后往下流动，达到上下搅拌作用，从而对产品起到冷却的效果，该设计既解决了现有技术中间产品冷却慢的问题，又解决了上部冷却慢而下部冷却快的问题，还提高了冷却效率；
本发明通过将隧道窑1的窑顶3设置为拱形结构，使得隧道窑1内的炉砖在热胀冷缩的高温荷载下，热胀冷缩过程中力度是由两侧拉伸的，通过变形抵消一定的热能能量，大大减小了内膛窑砖结构的变形开裂。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，其特征在于，包括隧道窑(1)、以及将已压制成砖块形状的焙烧混合料运输至隧道窑(1)内进行焙烧的窑车(4)，所述隧道窑(1)内设置有用于对锂云母物料焙烧的窑炉(2)，所述窑炉(2)的窑顶(3)设置为拱形结构，所述窑炉(2)内沿窑车(4)移动方向依次包括预热带(5)、烧成带(6)、冷却带(7)，
所述预热带(5)包括多组搅拌风装置、排烟风机(11)，所述搅拌风装置包括搅拌风机(8)、风机喷头(9)和吸烟通道(10)，所述搅拌风机(8)设置在所述窑顶(3)上，所述搅拌风机(8)的出风口通过管道贯穿窑顶(3)上下侧壁连通有风机喷头(9)，所述搅拌风机(8)的进风口通过管道贯穿窑顶(3)上下侧壁连通有吸烟通道(10)，所述风机喷头(9)、吸烟通道(10)均朝向预热带(5)的内膛设置，所述排烟风机(11)设置在所述窑顶(3)上，所述排烟风机(11)的出风口贯穿所述窑顶(3)且延申至隧道窑(1)外，所述排烟风机(11)的进风口通过管道贯穿窑顶(3)上下侧壁延申至预热带(5)的内膛内，
所述烧成带(6)包括多组焙烧装置，所述焙烧装置包括脉冲烧嘴(15)、燃气主管(13)、燃气支管(14)，所述燃气主管(13)、燃气支管(14)均设置在隧道窑(1)的外侧壁上，所述燃气主管(13)的进料口与外界的燃气源连通使窑炉(2)内焙烧提供能源，所述燃气支管(14)的进料口与所述燃气主管(13)的出料口连通，所述燃气支管(14)的出料口贯穿所述隧道窑的(1)侧壁且延申至烧成带(6)的内膛内，位于所述烧成带(6)内膛内燃气支管(14)的出料口连通有脉冲烧嘴(15)，
所述冷却带(7)包括多组冷却装置，所述冷却装置包括冷却风机(16)、冷却管(17)、冷却喷头(18)，所述冷却风机(16)设置在隧道窑(1)上方，所述冷却管(17)的进风口与所述冷却风机(16)的出风口连通，所述冷却管(17)的出风口贯穿所述隧道窑(1)、窑顶(3)的侧壁且延申至冷却带(7)的内膛内，位于所述冷却带(7)内膛内冷却管(17)的出风口连通有冷却喷头(18)，
所述窑车(4)的砖体采用全砖结构，所述窑车(4)曲封四周通过高铝砖、高铝聚轻球砖咬合式干码砌筑，所述窑车(4)表面铺设有一层齿面的高铝砖。
2.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，其特征在于，
所述窑车(4)的前后方向设有空隙(19)，所述窑车(4)上的空隙(19)形成火道，所述窑车(4)上的空隙(19)可防止火焰直接喷射到产品上影响烧成质量。
3.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，其特征在于，
所述隧道窑(1)设置有控制***，所述控制***包括微机控制***、通排风***控制、燃烧***控制、热工测控***、窑外循环***控制、安全保护***，所述控制***为现场总线控制，所述控制***主要包括温度、燃气流量参数的显示、设定、控制和报警，排烟风机(11)、搅拌风机(8)、燃气主管(13)的电磁阀的工作和报警，自动点火的脉冲烧嘴(15)的检测和报警，历史数据的记录、积累、打印和图像分析，各执行器的开度显示多种综合功能。
4.根据权利要求3所述的一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，其特征在于，
所述隧道窑(1)的进出口均设置有窑门，所述窑门为两扇上推下拉开关的门。
5.根据权利要求4所述的一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，其特征在于，
所述窑门的进出口端分别设置有进料装置与转运装置，所述进料装置与转运装置均采用机械手。
6.根据权利要求1所述的一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂，其特征在于，
所述冷却喷头(18)数量包括多个，多个所述冷却喷头(18)均匀分布于所述窑顶(3)纵向中心线对称设置，冷却风通过所述冷却喷头(18)由上往下高速喷入所述窑车(4)上的空隙(19)上。
CN202011042053.1A 2020-09-28 2020-09-28 一种新型隧道窑焙烧锂云母用于制备碳酸锂 Pending CN112179129A (zh)

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