CN206891148U - 一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，包括两套对称设置的环室供热煅烧流化床***，在两套环室供热煅烧流化床***之间设置有联通烟道，在两套环室供热煅烧流化床***上端设置有中间料仓，并通过中间料仓与给料***连接，在两套环室供热煅烧流化床***下端设置成品料仓。本实用新型使轻烧镁行业的生产符合清洁生产、节能降耗，优质高效的生产工艺要求。研制开发先进的节能、环保型煅烧装备，对镁质原材料的煅烧工艺、菱镁产业的资源化利用有着深远的历史意义和重要的现实意义，也是绿色冶金、可持续发展的要求。

Description

一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置

技术领域

本新型涉及冶金行业或建材、陶瓷、耐火材料行业的矿石原料煅烧产品领域，尤其涉及一种用于菱镁石煅烧和石灰石、高岭土、球团矿等煅烧的双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置。

背景技术

目前，国内的冶金行业的球团矿、建材行业的石灰石、陶瓷原料的高岭土矿和镁质原料等煅烧设备老旧，工艺落后，均处于高耗能、高污染类行业。尤其是辽南地区的海城、大石桥一带的轻烧菱镁石产业集群，该地区的煅烧氧化镁窑炉是50年代初从前苏联引进的反射窑，由于生产企业规模小，分布零散，且又地处山区、矿区，多年来一直沿用传统、落后的生产工艺进行轻烧氧化镁生产，能耗、环保等指标无人问津。在当今全球化的能源持紧、环保压力颇大的工业发展的大环境中，这种技术与指标落后的煅烧装备直接威胁到这些企业的生存，限制了生产的发展和行业的技术进步。

传统的反射窑煅烧装备主要存在下述几方面问题：

1)能耗高、热效率低

①成品料出料温度普遍高达700-800℃，没有冷却与回收余热措施，红料显热完全被浪费掉，窑炉热效率低；

②原料无预热工艺，且窑体预热带短，排烟温度高，排烟热损失大，能耗高；

③手工操作，无法控制空燃比，不完全燃烧或空气过剩系数过大等造成燃料浪费。

2)重污染的燃料结构，工艺落后，温度均匀性差

以轻烧镁行业窑炉的燃料结构为例，海城、大石桥一带轻烧镁窑的燃料有几种，最落后的是燃煤窑，采取煤燃料与菱镁石原料隔层布料，焖窑煅烧，且无温度检测与控制手段，燃料燃烧不完全，温度均匀性差，不仅能源浪费严重，且污染重。

近年来一些企业采用发生炉煤气和重油做燃料，虽然比煤燃料有所进步，但煤转化为发生炉煤气过程中，难免生成焦油和酚水，给环境带来消除不掉的污染。

燃用重油燃料的现有竖窑，重油雾化效果差，无足够的燃烧空间，燃烧自动化控制落后，燃料燃烧效率低，煅烧温度高低不均，经常过烧造成能源浪费和产品缺陷。

3)窑型与结构形式落后

①老式反射窑炉型，煅烧工艺落后，密封差，产量低；

②窑体装置缺乏料流分布与导流设施，影响火焰透热速度与深度，不能充分实现物流与能流间的有效传热，最终导致燃料浪费和煅烧温度均匀性差。

4)自动化控制水平低下、产品质量差

该地区生产企业均手工操作，基本无检测仪表，属自动化控制技术的盲区，智能管控与调优***更无从谈起。因此，煅烧工艺的燃烧组织无科学依据，空燃比无动态调控，经常造成过烧成砣或因欠烧以致产品活性差等后果。

5)机械化程度低，产量低

采用间歇式人工出料方式，无定量控制，产品质量不稳定，生产连续性差，人工劳动强度大，生产率低。

6)污染严重

①开放式人工卸料，无序排放，粉尘大，导致车间和周围大气环境粉尘含量严重超标；

②燃料燃烧缺乏精准与智能控制，SO₂、NOx排放超标；

③排放检测无手段，除尘***不完善，环保不达标。

新型内容

本新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，使轻烧镁行业的生产符合清洁生产、节能降耗，优质高效的生产工艺要求。研制开发先进的节能、环保型煅烧装备，对镁质原材料的煅烧工艺、菱镁产业的资源化利用有着深远的历史意义和重要的现实意义，也是绿色冶金、可持续发展的要求。

为了达到上述目的，本新型采用以下技术方案实现：

一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，包括两套对称设置的环室供热煅烧流化床***，在两套环室供热煅烧流化床***之间设置有联通烟道，在两套环室供热煅烧流化床***上端设置有中间料仓，并通过中间料仓与给料***连接，在两套环室供热煅烧流化床***下端设置成品料仓。

所述环室供热煅烧流化床***包括煅烧流化床、设置于煅烧流化床上端的煅烧料仓、设置于煅烧流化床下端的成品料斗、环绕于煅烧流化床外侧的环室供热***、供排风***，环室供热***与煅烧流化床之间设有喷火口，煅烧料仓与中间料仓连通，成品料斗通过导料管连接煅烧流化床，成品料斗下端连通成品仓；在成品料斗和导料管的外部设置封闭冷却仓，供排风***与封闭冷却仓连通，供排风***还与环室供热***连通，在导料管上设有排烟口。

所述供排风***包括风机、烟风换向阀、空气管道***、煤气管道***、排烟管道、排烟机，风机通过空气管道与封闭冷却仓的鼓风口连接，封闭冷却仓的排气口连接烟风换向阀，烟风换向阀通过空气管道***连接环室供热***，煤气管道***与空气管道***同时连接环室供热***，烟风换向阀还连接排烟管道，排烟管道连接排烟机。

在所述的导料管的排烟口处设置有挡尘板。

在所述煅烧流化床内设有风冷梁、拨料辊、流化分料器，风冷梁与空气管道***相连通。

在所述封闭冷却仓的底部还设有积灰斗。

所述给料***包括装料口集成罩、装料仓、振动给料机，装料口集成罩设置在中间料仓上端，装料仓和振动给料机设置在装料口集成罩内，装料口集成罩上还设有除尘***上吸风口与外部的多级除尘***连接。

还包括皮带机、皮带机秤，皮带机设置在成品料仓的下方。

与现有技术相比，本新型的有益效果是：

a、生产过程中余热有效利用、自滤降尘，节能、减排、环保一体化；

b、高温红料显热回收并回用到本***，降低排料温度；高温烟气余热回收并回用到本***，降低排烟温度；

c、低温烟气余热回用于上料***的原料干燥、预热，提高入炉原料热焓；

d、外排烟气经过料层自滤降尘，降低料损，更有助于除尘达标；

e、环室供热***PLC自动控制燃烧，多点供热，温度均匀；交替供热，节约燃料；

f、煅烧流化床内配备分流风冷粱、导流拨料辊及流化分料器，料层松动、料流均匀，下料匀速，排料顺畅，利于透热、传热，温度更均匀；

g、生产流程连续化，生产过程机械化；生产操作自动化，生产工艺智能化；

h、余热回收、交替供热，相比传统窑炉同产量时燃料减半，同单耗时产量翻倍，环保、节能而循环经济；

i、淘汰发生炉煤气和重油等重污染燃料，配置环保、经济、清洁能源燃料结构。

j、在生产流程的物流自过滤降尘的基础上，优化采用多级除尘，实现了减少粉尘排放，部分成品回收。

附图说明

图1是本实用新型的工艺装置及流程示意图。

图中：1-除尘***上吸风口、2-视频摄像装置、3-装料口集成罩、4-装料仓、5-振动给料机、6-中间料仓、7-煅烧料仓、8-联通烟道、9-煅烧流化床、10-环室供热***、11-煤气快切阀、12-煤气管道***、13-空气管道***、14-挡尘板、15-烟风换向阀、16-排气口、17-风机、18-封闭冷却仓、19-鼓风口、20-积灰斗、21-皮带机、22-电动卸料阀、23-除尘***下吸风口、24-成品料仓、25-喷火口、26-风冷梁、27-拨料辊、28-导料管、29-成品料斗、30-排烟管道、31-排烟机、32-流化分料器。

具体实施方式

下面结合附图对本新型的具体实施方式作进一步说明：

一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，包括两套对称设置的环室供热煅烧流化床***，在两套环室供热煅烧流化床***之间设置有联通烟道8，在两套环室供热煅烧流化床***上端设置有中间料仓6，并通过中间料仓6与给料***连接，在两套环室供热煅烧流化床***下端设置成品料仓24。

所述环室供热煅烧流化床***包括煅烧流化床9、设置于煅烧流化床9上端的煅烧料仓7、设置于煅烧流化床9下端的成品料斗29、环绕于煅烧流化床9外侧的环室供热***10、供排风***，环室供热***10与煅烧流化床9之间设有喷火口25，煅烧料仓7与中间料仓6连通，成品料斗29通过导料管28连接煅烧流化床9，成品料斗29下端连通成品仓24；在成品料斗29和导料管28的外部设置封闭冷却仓18，供排风***与封闭冷却仓18连通，供排风***还与环室供热***10连通，在导料管28上设有排烟口。

所述供排风***包括风机17、烟风换向阀15、空气管道***13、煤气管道***12、排烟管道30、排烟机31，风机17通过空气管道与封闭冷却仓18的鼓风口19连接，封闭冷却仓18的排气口16连接烟风换向阀15，烟风换向阀15通过空气管道***13连接环室供热***10，煤气管道***12与空气管道***13同时连接环室供热***10，烟风换向阀15还连接排烟管道30，排烟管道30连接排烟机31。

排烟机31通过管道连接封闭的上料通廊。

在所述的导料管28的排烟口处设置有挡尘板14。

在所述煅烧流化床9内设有风冷梁26、拨料辊27、流化分料器32，风冷梁26与空气管道***13相连通。风冷梁26由风机17提供冷空气。

在所述封闭冷却仓18的底部还设有积灰斗20。

所述给料***包括装料口集成罩3、装料仓4、振动给料机5，装料口集成罩3设置在中间料仓6上端，装料仓4和振动给料机5设置在装料口集成罩3内，装料口集成罩3上还设有除尘***上吸风口1与外部的多级除尘***连接。

还包括皮带机21、皮带机秤，皮带机21设置在成品料仓24的下方。

一种采用双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置的煅烧方法，该方法是利用两套环室供热煅烧流化床***，生产时交替加热，一侧煅烧则另一侧排烟；在连续生产过程中回收烟气余热，并且通过高温烟气透过煅烧料层来自行过滤降尘，同时利用烟气余热来加热、干燥煅烧原料；具体方法如下：

1)煅烧原料通过封闭的上料通廊预热、干燥后送入装料仓4，通过振动给料机5匀速给料，进入中间料仓6，中间料仓6的连续料流始终填满煅烧流化床9顶部的煅烧料仓7，形成煅烧流化床9的上部料封；

2)煅烧料仓7匀速下料与煅烧流化床9内的物料的自然堆角间形成空隙，为煅烧流化床9的上排烟形成通道，使高温烟气能顺利进入联通烟道8从而进入另一侧的煅烧流化床9内；

3)将两套环室供热煅烧流化床***分别设定为A侧和B侧，生产时，A侧煅烧状态下，A侧风机17送出冷却风，在封闭冷却仓18内冷却高温成品料时被加热成热风进入空气管道***13，同时A侧煅烧流化床9内的风冷梁26内的冷却风也被预热进入空气管道***13，成为环室供热***10燃烧的助燃热空气，与来自煤气管道***12的煤气或天然气混合燃烧；

A侧煅烧时，A侧风机17由封闭冷却仓18的鼓风口19送入冷却风，冷却封闭冷却仓18内的成品料斗29及高温成品料，冷却风被加热成热风经过挡尘板14由排气口16进入换向阀15；换向阀15的阀板关在排烟侧(空气侧通)，因此该被预热了的冷却风通过空气管道***13进入环室供热***10进行助燃。

4)环室供热***10燃烧后产生的高温烟气经径向斜向下的若干喷火口25喷入煅烧流化床9内加热、煅烧矿石物料，被煅烧好的成品料流匀速下料形成煅烧流化床9底部的密封料柱，使得煅烧流化床9内的高温烟气自下而上经过联通烟道8进入B侧煅烧流化床9去加热预煅烧的矿石物料；

5)高温烟气在B侧煅烧流化床9内自上而下穿过料层，过程中废气粉尘被料层过滤，经过B侧封闭冷却仓18的突扩结构二次降尘，经挡尘板14通过封闭冷却仓18的排气口16将低温废气通过排烟机31引入封闭的上料通廊，和来至成品料仓24的冷却成品料的被预热的冷却风一起，预热、干燥原料后通过除尘***上吸风口1进入除尘***净化达标后排放；

6)A侧煅烧流化床9的上、中、下三点料温达到烧成温度后，开启A侧煅烧流化床9的电动卸料阀22出料，同时A侧煤气切断，烟风换向阀15执行换向，空气管道***13侧关闭，排烟管道30侧开启；伴随着A侧煅烧流化床9的出料进度补充同料量的新矿石原料；

7)更换为B侧煅烧，B侧风机17开启，B侧烟风换向阀15执行换向，空气管道***13侧开、排烟管道30侧关，B侧煤气管道快切阀11开启，B侧煅烧流化床9开始煅烧，高温烟气由B侧流向A侧煅烧流化床9，A侧接收B侧煅烧流化床9的高温烟气预热物料，如此循环，交替生产。

将被煅烧的矿石原料通过封闭式斜桥上料机械输送***上料，利用来自煅烧室的热烟气及产品料仓的热风在上料通道内预热物料，预热煅烧原料的废气及装料口粉尘最终通过装料集成罩的除尘吸风口进入多级除尘***，达标排放。

本新型被预热了的矿石原料输送到装料仓4，通过装料仓4的振动给料机5匀速给料到中间料仓6；矿石原料通过中间料仓6一分为二，分别流入两套环室供热煅烧流化床***的煅烧料仓7；中间料仓6始终保持原料充满状态，在中间料仓6与两个煅烧料仓7的流程空间内通过物料形成料封，可以使煅烧工作状态下产生的烟气向上受阻而折流流经联通烟道8。煅烧流化床9内装有分流风冷梁26、拨料辊27和硫化分料器32等装置，确保料层的料位恒定、料流下落匀速、冲击力小及料流以连续层流顺利下行。风冷梁26通过与煅烧流化床9内的热烟气及炽热的矿石物料的换热加热了助燃空气，由空气管道***13送入环室供热***10与燃气进行混合燃烧；同时用于煅烧流化床9底部成品料冷却的冷却风被加热后也进入环室供热***10进行助燃，参与混合燃烧，实现了高温红料的余热利用；环室供热***10内空、煤气燃烧产生的热烟气通过其与煅烧流化床9之间的斜向下的喷火口25喷入煅烧流化床9，实现高温煅烧工艺。煅烧流化床9的底部与成品料斗29间为料柱密封，以使煅烧流化床9的高温烟气只能向上进入联通烟道8，流向另一侧的煅烧流化床9内，预热将要煅烧的物料原料；高温烟气被此物料热交换后温度降低到200℃左右，通过该侧煅烧流化床9下部的封闭冷却仓18的排气口16由负压引风排烟机31送入封闭式斜桥上料***的上料通廊，使带有余温的热烟气与原料矿石热交换以预热、干燥矿石原料，如此周而复始。

环室供热***10的助燃风由风机17供给。分两路供风，一路送入煅烧流化床9下成品料的封闭冷却仓18对已烧成的高温成品红料进行冷却；一路送往煅烧流化床9内的分流风冷梁26内吸热而产生热风，两路热风均用于环室供热***10燃烧的助燃空气，实现了煅烧进程中回收余热而节能的目的。

煅烧流化床9下方煅烧成品出料处封闭冷却仓18的用于高温成品料冷却的冷却风排气口16和该处引风排烟机31的烟气吸入口为共用风管道，装有烟风换向阀15，以满***替煅烧工艺的周期性换向操作。两套环室供热煅烧流化床***通过此烟风换向阀15和煤气快切阀11的自动控制操作实现交替供热，以保障两套煅烧流化床交替煅烧，使煅烧生产连续，提质、提产，既节能又环保。

成品料输出料口有电动卸料阀22控制交替连续出料及流量，输出煅烧产品到成品料仓24，成品料仓24正下方出料口正对皮带机21，成品料随皮带机21输送到成品库；成品料仓24上设有除尘***下吸风口23，成品料仓24的烟尘由除尘风机将余温废气连续送入封闭的上料通廊经与矿石原料换热后进入除尘***上吸风口1一并净化处理。

为了提高自动控制水平，实现智能化精准控制与操作，配套电仪控制与检测及PLC自动控制***。煅烧流化床9共有三个测温点，分上、中、下三点检测与控制，煅烧流化床9的上部设一点压力检测；联通烟道8设置一点温度检测与一点压力检测；成品料仓24内设一点温度检测和一点压力检测；封闭冷却仓18内设一点温度检测和一点压力检测。上料通廊的热废气设一点温度检测和一点压力检测；上述检测、控制、显示与电气顺序控制共用一个PLC***。除尘***单独PLC控制；环室供热燃烧***10单独配置PLC控制，包括所有的温度、流量、压力的检测、调节控制与显示，空燃比控制，安全连锁等控制功能，同时配套过程控制和智能管控及视频传输***。

本新型的煅烧工艺是由两套环室供热煅烧流化床***通过烟风换向阀15和煤气快切阀11自动控制，采用烟、风周期性换向，煤气交替切断的方式交替燃烧、供热。

高温烟气从煅烧侧经联通烟道8进入非煅烧侧，预热物料后低温外排。高温烟气余热被部分置换为煅烧物料的物理热。

封闭冷却仓18内成品料斗中的红料冷却为风冷却方式，且该冷却风经预热后同时送入环室供热***10作为助燃风。

煅烧时外排带有余温的烟气进入封闭上料通廊用于加热、干燥煅烧原料，最终外排废气进入除尘***。

高温烟气由煅烧侧流向非煅烧侧时，透过煅烧料层自行过滤降尘；且在非煅烧侧的封闭冷却仓18处二次降尘，由积灰斗20收集、排放。

联通烟道8也设有积灰斗20，可以在线排除降尘。

除尘***上吸风口1集中了装料***的废气、粉尘和除尘***下吸风口23的成品料出料***的废气、粉尘，汇集口在装料集成罩3上，配以监控、视频摄像装置2。

冷却后的成品料由皮带机21输送到成品库。

该装置配置先进的检测仪表、计器及电气元器件，配置一级自动控制***及视频***，使其具有高度自动化控制功能；同时提供物流与能源信息，提供设备及备品备件检修与订货信息，提供燃料燃烧、煅烧工艺优化功能等，实施管控智能化。

本煅烧装置与煅烧方法在***内余热回收有效利用的同时，***废气进行了自过滤与二次降尘等除尘净化，烟风***循环利用，实现了节能减排、经济环保之功效。

上面所述仅是本新型的基本原理，并未对本新型作任何限制，凡是依据本新型对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内；不仅仅限于冶金行业或建材、陶瓷、耐火材料行业的矿石原料煅烧的工艺装置及与上述类似的煅烧方法。

Claims (8)

1.一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，包括两套对称设置的环室供热煅烧流化床***，在两套环室供热煅烧流化床***之间设置有联通烟道，在两套环室供热煅烧流化床***上端设置有中间料仓，并通过中间料仓与给料***连接，在两套环室供热煅烧流化床***下端设置成品料仓。

2.根据权利要求1所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，所述环室供热煅烧流化床***包括煅烧流化床、设置于煅烧流化床上端的煅烧料仓、设置于煅烧流化床下端的成品料斗、环绕于煅烧流化床外侧的环室供热***、供排风***，环室供热***与煅烧流化床之间设有喷火口，煅烧料仓与中间料仓连通，成品料斗通过导料管连接煅烧流化床，成品料斗下端连通成品仓；在成品料斗和导料管的外部设置封闭冷却仓，供排风***与封闭冷却仓连通，供排风***还与环室供热***连通，在导料管上设有排烟口。

3.根据权利要求2所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，所述供排风***包括风机、烟风换向阀、空气管道***、煤气管道***、排烟管道、排烟机，风机通过空气管道与封闭冷却仓的鼓风口连接，封闭冷却仓的排气口连接烟风换向阀，烟风换向阀通过空气管道***连接环室供热***，煤气管道***与空气管道***同时连接环室供热***，烟风换向阀还连接排烟管道，排烟管道连接排烟机。

4.根据权利要求2所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，在所述的导料管的排烟口处设置有挡尘板。

5.根据权利要求2所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，在所述煅烧流化床内设有风冷梁、拨料辊、流化分料器，风冷梁与空气管道***相连通。

6.根据权利要求2所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，在所述封闭冷却仓的底部还设有积灰斗。

7.根据权利要求1所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，所述给料***包括装料口集成罩、装料仓、振动给料机，装料口集成罩设置在中间料仓上端，装料仓和振动给料机设置在装料口集成罩内，装料口集成罩上还设有除尘***上吸风口与外部的多级除尘***连接。

8.根据权利要求1所述的一种双环室交替供热自滤尘智能化煅烧装置，其特征在于，还包括皮带机、皮带机秤，皮带机设置在成品料仓的下方。