窑炉的三通道蓄热室的制作方法

本发明属于玻璃棉窑炉技术领域，特别涉及一种窑炉的三通道蓄热室。

背景技术：

离心法玻璃棉纤维生产过程中的第一个工序是熔化工序，即玻璃粉料经称重、混合均匀后按照工艺要求加入马蹄形窑炉中进行熔化，玻璃粉料在其中经过传热、传质和动量传递过程，完成物理和化学变化，经过熔化、澄清、均化、冷却阶段，制成符合要求一定数量和一定质量的玻璃溶液。其中玻璃熔化的装置是马蹄形窑炉，马蹄形窑炉一般由两部分构成，一个是熔化池，一个是蓄热室，蓄热室的作用主要是余热的回收和利用，蓄热室主要是利用耐火材料砖制作蓄热体(又称格子体)，蓄积从窑内排出的烟气的部分热量，来加热进入窑内的空气，利用烟气余热来加热助燃空气，预热的空气和燃气混合，可以加速燃烧，提高火焰温度和节能燃料。

格子体的通道结构、换向时间，而且蓄热室格子体的材质和结构，格子砖的密度、比容热、排列方式、通道内气体流动情况也影响热交换过程的好坏。现有技术中的双通道蓄热室由于每隔30分钟换向，蓄热室气体不稳定，低温、中温、高温区分区不明显，格子体易堵塞或倒塌，每个年度须小修，每2～3年须对格子体进行大修，蓄热室的寿命短，蓄热室本身的利用率、余热利用都较低，热交换过程效果不佳，导热空气、燃气加热过后的温度过低，直接影响窑炉的熔化温度和燃料消耗。

技术实现要素：

【要解决的技术问题】

本发明的目的是提供一种窑炉的三通道蓄热室，以增大换热面积，使烟气流程更长、气流分布更均匀，热交换过程更为充分。

【技术方案】

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明涉及一种窑炉的三通道蓄热室，包括蓄热室本体，所述蓄热室本体包括顶部、底部和第一侧壁和第二侧壁，所述蓄热室本体通过第三侧壁、第四侧壁、第五侧壁和第六侧壁分隔成第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室，所述第三侧壁与第四侧壁之间形成空气通道，所述第五侧壁与第六侧壁之间形成空气通道，所述第一蓄热室的底部、第二蓄热室的底部、第三蓄热室的底部高度均高于蓄热室本体的底部高度，所述第一侧壁的底端与第一蓄热室的底部连接，所述第一侧壁的顶端与蓄热室本体的顶部连接，所述第三侧壁的顶端高度低于蓄热室本体的顶部高度，所述第三侧壁的底端与蓄热室本体的底部连接，所述第一蓄热室的底部与第三侧壁连接，所述第四侧壁的顶端与蓄热室本体的顶部连接，所述第四侧壁的底端与第二蓄热室的底部连接，所述第五侧壁的顶端高度低于蓄热室本体的顶部高度，所述第五侧壁的底端与蓄热室本体的底部连接，所述第二蓄热室的底部与第五侧壁连接，所述第六侧壁的顶端与蓄热室本体的顶部连接，所述第六侧壁的底端与第三蓄热室的底部连接，所述第三蓄热室的底部与第二侧壁连接，所述第二侧壁的顶端与蓄热室本体的顶部形成进气口，所述第二侧壁的底端与蓄热室本体的底部连接。

由以上结构可知，本发明中的三通道蓄热室包括第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室，第一蓄热室为低温蓄热区，第二蓄热室为温度上升区，第三蓄热室为高温蓄热区，第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室分别对应形成第一通道、第二通道和第三通道，在第一通道与第二通道之间还有与水平面垂直的空气通道，在第二通道与第三通道之间还有与水平面垂直的空气通道，在工作时，高温蓄热区上部通气口的温度长期稳定运行在1250℃以上，下部进入高温蓄热区的助燃空气温度在900℃，因此进入高温蓄热区的粉料被烧熔，碱硼蒸汽则冷凝在烟道底部，进入温度上升区的烟气，由于温度下降，而且流动中要绕三个90度弯，加之重力的作用，灰尘大部分落入烟道中，因此，通过该三通道结构设计，粉料中挥发的灰尘凝结而自然沉降，堵塞格子体的程度大幅度减轻。

作为一种优选的实施方式，所述第一蓄热室的格子砖为黏土砖。第一蓄热室为低温蓄热室，其蓄热温度为250～400℃，格子砖的材料为黏土砖，其气孔率≤12％。

作为另一种优选的实施方式，所述第二蓄热室的格子砖为75^#特级高铝砖。第二蓄热室为温度上升区，其蓄热温度为500～700℃，因此采用75^#特级高铝砖作为格子砖，其中75^#特级高铝砖材料主要成份为Al₂O₃，Al₂O₃含量75％，材料密度为2800～2850kg/m³。

作为另一种优选的实施方式，所述第三蓄热室的格子砖为31^#烧结锆砖。第三蓄热室为高温蓄热区，其蓄热温度1150℃，因此采用31^#烧结锆砖作为格子砖，31^#烧结锆砖材料中的ZrO₂含量31～32％，材料密度为3300～3400kg/m³。31^#烧结锆耐火材料具有以下特性：该耐火材料的玻璃相遇高温玻璃液接触生成高黏质层，材料内部结构组织稳定而致密，尤其是该耐火材料的特有的热膨胀曲线，在900～1200度温度区间范围，膨胀系数反而下降，因此格子体抗侵蚀能力强，改进过后的蓄热室格子体使用寿命从原有的2～3年年延长到5年；另外，该耐火材料电绝缘性较好，并随着温度的升高其电绝缘性反而下降，克服了原有耐火材料出现的电力消耗无法控制、耐火材料熔化导致玻璃液污染和离心机的喷孔堵塞的问题；最后，31^#烧结锆材料的热传导能力是75^#特级高铝砖的2倍，因此该耐火材料蓄热能力强，蓄热室的蓄热温度从950℃提高到1150℃以上，窑炉的蓄溶比从原来的2.8提高到3.0～6.0。综上，通过采用31^#烧结锆砖作为格子砖，能够提高蓄热室的蓄热能力和温度，从而提高蓄溶比，提高玻璃液熔化质量，降低燃料消耗。

作为另一种优选的实施方式，所述第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室的格子体的排列方式均为西门子式，格子体的孔格尺寸为165mm*165mm。

作为另一种优选的实施方式，所述第一蓄热室顶部的高度低于第二蓄热室顶部的高度。由于第一蓄热室的蓄热温度为250～400℃，为低温蓄热室，为了保证蓄热效果和烟气余热回收利用率，可以使第一蓄热室顶部的高度低于第二蓄热室顶部的高度。

【有益效果】

本发明提出的技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明通过第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室构成三通道蓄热室，粉料中挥发的灰尘凝结而自然沉降，堵塞格子体的程度大幅度减轻。

(2)本发明通过采用三通道蓄热室，在同等换向时间内，窑炉的温度波动范围为10～20度，因此温度的控制更加稳定。

(3)本发明通过合理选择各个蓄热室的耐火材料的品种，能够有效减少耐火材料的侵蚀，增加蓄热室的使用寿命，提高蓄热室的蓄热能力和温度，提高蓄溶比，提高玻璃液熔化质量，降低燃料消耗。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的三通道蓄热室的结构原理示意图。

图2为本发明的实施例提供的窑炉的结构原理示意图。

图3为本发明的实施例提供的窑炉的三通道蓄热室的空气流向示意图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述。

实施例

图1为本发明实施例提供的三通道蓄热室的结构原理示意图，该三通道蓄热室是窑炉的一部分，图2为实施例一中窑炉的结构原理示意图，如图2所示，窑炉包括料道1、与料道1连接的工作池2、与工作池2连接的融化池3、与融化池3连接的三通道蓄热室4，融化池3与三通道蓄热室4的连接处设置有燃烧枪6。具体地，如图1所示，该三通道蓄热室4包括蓄热室本体，蓄热室本体包括顶部47、底部48和侧壁41和侧壁42，蓄热室本体41通过侧壁43、侧壁44、侧壁45和侧壁46分隔成蓄热室51、蓄热室52和蓄热室53。侧壁43与侧壁44平行并间隔一段距离，形成空气通道。侧壁45与侧壁46平行并间隔一段距离，形成空气通道。蓄热室51的底部、蓄热室52的底部、蓄热室53的底部高度均高于蓄热室本体的底部48高度，通过该结构，蓄热室51的底部与蓄热室本体的底部48之间形成空气通道，蓄热室52的底部与蓄热室本体的底部48之间形成空气通道，蓄热室53的底部与蓄热室本体的底部48之间形成空气通道。侧壁41的底端与蓄热室51的底部连接，侧壁41的顶端与蓄热室本体的顶部47连接，侧壁43的顶端高度低于蓄热室本体的顶部47高度，在侧壁43的顶端与蓄热室本体的顶部47之间形成空气通道。侧壁43的底端与蓄热室本体的底部48连接，蓄热室51的底部与第三侧壁43连接，侧壁44的顶端与蓄热室本体的顶部47连接，侧壁44的底端与第二蓄热室52的底部连接，侧壁45的顶端高度低于蓄热室本体的顶部47高度，在侧壁45的顶端与蓄热室本体的顶部47之间形成空气通道。侧壁45的底端与蓄热室本体的底部48连接，蓄热室52的底部与侧壁45连接，侧壁46的顶端与蓄热室本体的顶部47连接，侧壁46的底端与第三蓄热室53的底部连接，蓄热室53的底部与侧壁42连接，侧壁42的顶端与蓄热室本体的顶部47形成进气口，侧壁42的底端与蓄热室本体的底部48连接。

本实施例中，蓄热室51为低温蓄热室，其蓄热温度为250～400℃，蓄热室51的格子砖为黏土砖，格子砖的气孔率≤12％。另外，蓄热室51的格子体的排列方式为西门子式，格子体的孔格尺寸为165mm*165mm。

本实施例中，蓄热室52为温度上升区，其蓄热温度为500～700℃。具体地，蓄热室52的格子砖为75^#特级高铝砖，其中75^#特级高铝砖材料主要成份为Al₂O₃，Al₂O₃含量75％，材料密度为2800～2850kg/m³。另外，蓄热室52的格子体的排列方式为西门子式，格子体的孔格尺寸为165mm*165mm。

本实施例中，蓄热室53为高温蓄热区，其蓄热温度1150℃，蓄热室53的格子砖为31^#烧结锆砖。31^#烧结锆砖材料中的ZrO₂含量31～32％，材料密度为3300～3400kg/m³。31^#烧结锆耐火材料具有以下特性：该耐火材料的玻璃相遇高温玻璃液接触生成高黏质层，材料内部结构组织稳定而致密，尤其是该耐火材料的特有的热膨胀曲线，在900～1200度温度区间范围，膨胀系数反而下降，因此格子体抗侵蚀能力强，改进过后的蓄热室格子体使用寿命从原有的2～3年年延长到5年；另外，该耐火材料电绝缘性较好，并随着温度的升高其电绝缘性反而下降，克服了原有耐火材料出现的电力消耗无法控制、耐火材料熔化导致玻璃液污染和离心机的喷孔堵塞的问题；最后，31^#烧结锆材料的热传导能力是75^#特级高铝砖的2倍，因此该耐火材料蓄热能力强，蓄热室的蓄热温度从950℃提高到1150℃以上，窑炉的蓄溶比从原来的2.8提高到3.0～6.0。综上，通过采用31^#烧结锆砖作为格子砖，能够提高蓄热室的蓄热能力和温度，从而提高蓄溶比，提高玻璃液熔化质量，降低燃料消耗。另外，本实施例中，蓄热室53的格子体的排列方式也为西门子式，格子体的孔格尺寸为165mm*165mm。

图3为本实施例中的窑炉工作时的进风流向和热气流向的示意图，图中实线为进风流向，虚线为热气流向。具体地，在窑炉工作时，高温蓄热区上部通气口的温度长期稳定运行在1250℃以上，下部进入高温蓄热区的助燃空气温度在900℃，因此进入高温蓄热区的粉料被烧熔，碱硼蒸汽则冷凝在烟道底部，进入温度上升区的烟气，由于温度下降，而且流动中要绕三个90度弯，加之重力的作用，灰尘大部分落入烟道中，因此，通过该三通道结构设计，粉料中挥发的灰尘凝结而自然沉降，堵塞格子体的程度大幅度减轻。

从以上实施例可以看出，本发明实施例通过设计三通道蓄热室结构，粉料中挥发的灰尘凝结而自然沉降，堵塞格子体的程度大幅度减轻，另外，本发明实施例通过采用三通道蓄热室，在同等换向时间内，窑炉的温度波动范围为10～20度，因此温度的控制更加稳定。最后，本发明实施例通过合理选择各个蓄热室的耐火材料的品种，能够有效减少耐火材料的侵蚀，增加蓄热室的使用寿命，提高蓄热室的蓄热能力和温度，提高蓄溶比，提高玻璃液熔化质量，降低燃料消耗。

需要说明，上述描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。