专利名称：二氧化碳发生炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用石灰石做原料，煤做燃料的竖窑式二氧化碳发生炉。
目前，国内外二氧化碳的生产采用的提取机械化竖窑生产石灰产生的窑气中的二氧化碳气体的生产方法，窑气中的二氧化碳含量在35－42％，含量较低。由于竖窑上下结构基本一致，煤料混烧，上下通风，因而产生的二氧化碳气中杂质和有害物质含量很高。机械化竖窑在操作中给风十分不好控制，给风多了窑气中二氧化碳比缩少，温度过高，造成提纯量大或结瘤。在窑气中提取二氧化碳，需要庞大的提纯设备，大量的碱，各种药剂、热气等，成本相当高。用这种方法提取的二氧化碳气纯度不高，质量很难保证。一种高纯度二氧化碳发生器——电热式二氧化碳发生器。是由碳化硅做炉胆，炉胆外部装有电热丝，通电升温，当矿石升温到350－400℃时关好炉门，打开放气阀放掉纯度不高的二氧化碳气体后，关好放气阀，发生器开始正常工作，用此炉生产的二氧化碳气经过净化器吸附提纯，纯度可达到99.5－99.9％。但由于此发生炉最高工作温度只能达到950℃，因而只能用成本较高的低温分解原料，不能用石灰石做原料。耗电量大，产量小，在我国电力比较紧张的情况下，不适于大工业生产，经济效益也不理想。
本发明的目的就是设计出一种新型的二氧化碳发生炉，此炉既吸收了机械化竖窑用石灰石做原料，煤做燃料大工业生产的特点，又吸收了电热式二氧化碳发生器在炉胆外加热，加热源和加热的矿石分开，可获得高纯度二氧化碳的特点，把传统的烧窑方式来个彻底改变。
本发明所述的二氧化碳发生炉是由位于炉体顶部和底部的进、出料罐，上部的预热段，中部的煅烧段，下部的闷灰室和冷却室，炉体外部的燃烧室和监测CO2浓度，控制炉温的电控系统组成。
位于炉体上部的预热段有一个由3Cr13Ni7Si2耐热钢制作的位于余热炉膛中心的预热炉胆，预热炉胆可在700℃以下工作，为了提高预热炉胆的导热性能和提高钢板的耐腐蚀性，在预热炉胆的两侧涂有高温红外线材料，预热炉胆的作用是利用来自煅烧段的余热加热投入炉内的石灰石矿石。由于煅烧段进入预热段的余热可达600℃－800℃，只靠进入预热炉胆的矿石是吸收不了的，因而在余热炉膛的外侧安有喷流式冷却器，此喷流式冷却器是一个在筒壁上打有无数个小孔的圆筒，分成三段围在余热炉膛的外侧，当冷空气从预热段下部的进风口进入冷却器时，利用冷空气的高流速把热量带走，加热好的热空气通过与燃烧室接通的热风出口进入燃烧室助燃。喷流式冷却器的外层是一个两层钢板中间夹有珍珠岩的保温层。
位于炉体中部的煅烧段有一个由1Cr25Ni20Si2耐热钢制作的煅烧炉胆，煅烧炉胆置于高温炉膛的中心，并与预热炉胆相连通。为了提高煅烧炉胆的辐射能力和耐腐蚀能力以及耐磨力，在煅烧炉胆的两侧表面涂有高温红外线材料，当在预热炉胆内被加热到700℃的矿石进入煅烧炉胆时，通过高温炉膛的高热把石灰石再加热到800℃－1100℃，这时矿石开始分解成CaCO3和CO2。高温炉膛内的温度靠装在此段的热电偶和炉体外的电热控制表来控制，电热表和鼓风机的风门变换器连接在一起控制送风量的大小，使高温炉膛内的温度始终控制在矿石分解的最佳温度。在高温炉膛的外层是由耐火砖砌成的和保温材料组成的保温层。
在煅烧段的下部，冷却室的上部为一闷灰室，从煅烧段下的800℃的料在此保持温度继续分解，当料降低到不能分解的温度时，进入冷却器，冷却器是由多根冷却管组成，插在需冷却的石灰中间，通过进入管中的高压冷风把热量带走，被加热的冷空气通过装在此室的并与燃烧室热风通道相通的出口进入燃烧室热风通道进行二次补风助燃。
燃烧室位于炉体外侧，煅烧段下端的工作平台上，由热风通道与煅烧段高温炉膛相通，燃烧室设有来自预热段的热风管和来自冷却段的二次补风管，煤在燃烧室由热风助燃后，送入煅烧段炉膛。此燃烧室外部用普通红砖砌筑，内衬用耐火砖砌成，燃烧室内设有两个热电偶，监测燃烧室的温度和热风通道口温度，以控制煅烧段高温炉膛的温度。
在炉体的顶部设有一个进料罐，罐子的上部有一个进料门，下部有一个料钟，当往炉内上料时，先关闭料罐下部的料钟，保证炉胆的绝对封闭，当料加满后把进料门关闭，使外面的空气不能混入，打开料钟，矿石流入炉胆内。
位于炉底的出料罐，在罐子的上下两端也设有两个门，料罐上部的进料门和料罐下部的出料门。当要出料时先关闭出料门，打开进料门，让石灰流满出料罐，然后关闭进料门，打开出料门。
CO2通过放在冷却室的出气口排入下一道工序。
此二氧化碳发生炉设有一个电控制系统，包括一个电控制台，一个电热控制表和一个CO2监测仪。可随时测定控制温度、用煤量、矿石原料量、窑气排气量、出料温度、二氧化碳排气量、给风量等。
本发明所述的二氧化碳发生炉，炉气中二氧化碳含量高达95－99％，用反提纯法加净化，二氧化碳纯度可达99.5－99.99％，加温容易控制，能使炉膛内形成大面积高温段而不使原料过烧，结瘤。其主要产品石灰石和氧化镁纯度高，产量高，全部生产实现自动控制。
下面根据附图
图示对本发明进行详细描述。
图二氧化碳发生炉剖视图，其中1.进料罐2.(预热段)炉壳钢板3.珍珠岩4.喷流式三梯冷却器5.余热炉膛6.预热炉胆7.冷空气进口8.煅烧炉胆9.高温炉膛10.耐火砖11.保温材料12.(煅烧段)炉壳钢板13.热风通道14.热空气入口15.燃烧室16.闷灰室17.冷却冷风进口18.冷却管19.CO2出口 20.电控制台21.出料罐22.冷却热风出口23.热空气出口24.二次补风进口25.(冷却室)炉壁预热炉胆(6)上端与进料罐(1)连通，下端与煅烧炉胆(8)连通，在整个炉体的中心形成一个原料流程膛，在预热炉胆的外部是一个钢板围成的余热炉膛(5)，在余热炉膛的钢板外侧是三个上面打有许多孔眼，并分为三个梯段的圆筒组成的喷流式三梯冷却器(4)，在喷流式三梯冷却器的上下端，炉壳钢板(2)上焊有冷空气进口(7)和热空气出口(23)，热空气出口与燃烧室(15)的热空气入口(14)相接。
在煅烧炉胆(8)的外部是一个耐火砖(10)砌成的高温炉膛(9)，高温炉膛与余热炉膛相通，在高温炉膛的下端炉壁上有一个热风通道(13)与燃烧室相通。闷灰室(16)与煅烧段相接，与煅烧炉胆相通。在闷灰室的下端装有许多横、竖冷却管(18)，冷却冷风进口(17)和冷却热风出口(22)、二氧化碳出口(19)分别焊接在冷却室炉壁(25)上。冷却热风出口与热风通道上的二次补风口(24)相通。
预热段的保温层是由两层钢板夹有珍珠岩(3)构成。煅烧段的保温层是由耐火砖和煅烧段的炉壳钢板(12)夹保温材料(11)构成。电控制台(20)与炉子上的热电偶以及需要监控的部位相接通。
权利要求1.一种用石灰石做原料，煤做燃料的竖窑式二氧化碳发生炉，其特征在于它是由位于炉体顶部和底部的进、出料罐，上部的预热段，中部的煅烧段、下部的闷灰室和冷却室，炉体外部的燃烧室组成；
2.根据权利要求1所述的二氧化碳发生炉，其特征在于预热段是由置于余热炉膛中的预热炉胆，置于余热炉膛外的冷却器，焊接在保温层外部钢板上的冷风进口，热风出口组成；
3.根据权利要求1，2所述的二氧化碳发生炉的预热段，其特征在于冷却器用的是喷流式三梯冷却器；
4.根据权利要求1，2所述的二氧化碳发生炉的预热段，其特征在于预热炉胆用的是3Cr13Ni7Si2耐热钢；
5.根据权利要求1，2，4所述的二氧化碳发生炉预热段的预热炉胆，其特征在于预热炉胆的钢板两侧涂有高温红外线材料；
6.根据权利要求1所述的二氧化碳发生炉，其特征在于煅烧段是由热风通道与燃烧室相通的高温炉膛，置与高温炉膛中的，并与预热炉胆相接的煅烧炉胆，由耐火砖和保温材料构成的保温层组成；
7.根据权利要求1，6所述的二氧化碳发生炉的煅烧段，其特征在于煅烧炉胆用的是1Cr25Ni20Si2耐热钢；
8.根据权利要求1，6，7所述的二氧化碳发生炉煅烧段的煅烧炉胆，其特征在于在煅烧炉胆钢板两侧涂有高温红外线材料。
9.根据权利要求1所述的二氧化碳发生炉，其特征在于冷却室是由置于室内的冷却器，装在炉壁上的冷却冷风进口，冷却热风出口和CO2出口管组成。
10.根据权利要求1，9所述的二氧化碳发生炉的冷却室，其特征在于冷却器是由数根管子组成的风管式冷却器。
11.根据权利要求1所述的二氧化碳发生炉，其特征在于进料罐的上部设有进料门，下部设有料钟。
12.根据权利要求1所述的二氧化碳发生炉，其特征在于出料罐的上部设有进料门，下部设有出料门。
专利摘要本实用新型是一种用石灰石做原料，煤做燃料的竖窑式二氧化碳发生炉，它的特点是在炉子的中心装有一个由耐热钢材做成的炉胆，胆内装矿石，胆外加热，使加热源和加热的矿石分开。此炉可获得大量的高纯度二氧化碳和大量的高纯度石灰和氧化镁。适合大工业生产二氧化碳。
文档编号C04B2/12GK2045736SQ89202640
公开日1989年10月11日 申请日期1989年3月15日 优先权日1989年3月15日
发明者于洪喜 申请人:于洪喜