隔墙式多筒大型竖窑的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型竖窑，用来完成固体物料之间的化合与分解反应、固体物料与气体之间的反应，以及固体物料的烧结致密。该竖窑是由上部若干小方筒和下部一个大方筒构成，上部小方筒之间用隔墙分开；下部大方筒有多个出料口和若干矮隔墙。在上方筒之间的悬空梁下及两侧的半悬空梁下设置多个燃烧装置，使火焰在大方筒的上部自由空间充分燃烧并与料坡充分接触，使物料升温并完成反应或达到烧结。窑中冷却空气和燃烧气体与物料逆流运动，燃烧气体与物料薄层流作用，热交换充分，作用均匀。因此该竖窑生产的产品质量好，运转效率高，生产能力大。这种新型竖窑还具有投资小，成本低，占地少，效益高的优点。
【专利说明】隔墙式多筒大型竖窑
【技术领域】:
[0001]本发明涉及固体物料处理的工业窑炉，用来完成固体物料之间的化合与分解反应、固体物料与气体之间的反应，以及固体物料的烧结致密。
技术背景:
[0002](一)相关窑炉的概况
[0003]目前，能完成上述任务的工业窑炉有多种。如白云石、菱镁矿、碳酸钙、粘土矿、水铝石、菱铁矿、其它氢氧化物和盐类的分解炉或轻烧炉或转化炉，主要有回转窑、竖窑、沸腾炉和隧道窑，而本发明所涉及的只是其中的竖窑；又如高铝矾土矿、粘土矿、水泥原料、铁矿球团料烧结致密的熟料烧结炉，主要有回转窑、隧道窑和竖窑，本发明也只与其中的竖窑相关。
[0004](二)竖窑的技术背景
[0005]传统竖窑为圆筒型上下移动炉床，在内填充待处理物料，主要用于矿石的分解和原料的烧结，在炉体的中部布置若干燃烧装置或烧嘴，物料从上部加入并布料，中间完成热分解或烧结，通过下部出料。这样，物料由上而下以料柱的形式缓慢移动，燃烧的高温气体从中部进入，向上运动，再从下部鼓入冷风，冷却烧成的高温物料，自身被加热后可以作为燃烧设备的二次助燃空气。也就是说，物料与气体始终为逆流运动，保证进出窑的物料和气体都不会带走太多热量，能源利用率高是其主要优点。
[0006]传统竖窑内物料为一密切接触的料柱，高温气体在燃烧器处释放以后，在竖窑内的运动以在物料中的渗透为主。所以料柱与炉壁之间容易渗透，容易过热而过烧，而料柱中心则不容易渗透而欠温出现生烧。有人为此将燃烧器深入料柱来改变这种现象，还有人则在燃烧器上方安装斜板使燃气与料柱有一定自由湍动空间。弗卡斯窑在燃烧带用桥梁的形式将整体性的料柱分成两股料流，并在梁的下部安装燃烧装置，其目的也是为提高烧成料的质量均匀性。MAERZ窑则是双炉膛，在中部设置互通式气流通道，一个炉膛燃烧，烟气进入另一个炉膛预热，定期交换燃烧和预热炉膛，从而使煅烧均匀化。显然，在料柱作为整体移动物的情况下，这些改进的效果只能是局部的，而且实际实施也是很难的。
【发明内容】
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[0007]本发明为一种新型结构的竖窑，其主要特点是由上下不一样大的两部分方筒构成，并且上部方筒小，下部方筒大，上部小方筒可以两个或多个并列，每两个小方筒之间用隔墙分开；下部方筒为一个整体，而出料口比上部方筒数至少多出一个，每两个出料口之间立一道比大方筒低的隔墙，分流物料的下降路径，减小物料流动层的厚度。燃烧器设置在大方筒的上部，并在上方筒之间的悬空梁下及两侧的半悬空梁下设置多个燃烧装置，使火焰在大方筒的上部自由空间充分燃烧并与料坡充分接触，使物料升温并完成反应或达到烧结。
[0008]物料由提升装置或输送带运到上部窑口，并储存在上部料仓中，通过给料器进入预热带，自由下降进入大方筒后被其间隔墙阻挡分成若干薄层料流与燃烧气体接触，汇入炉底出料口上方的通道，与上升的冷空气热交换后由出料机构经出料口出窑。冷却风从炉底进入出料口上方的通道，与加热后的物料逆流而上，交换其热量，并进入燃烧空间与火焰混合，作为二次助燃空气。燃烧完全的高温气体逆流进入小方筒，将物料预热，经窑口气罩进入烟气通道，经除尘、有害气体脱出处理后排入空中。
[0009]窑中冷却空气和燃烧气体与物料逆流运动，燃烧气体与物料薄层流作用，热交换充分，作用均匀。因此该竖窑生产的产品质量好，运转效率高，生产能力大。这种新型竖窑还具有投资小，成本低，占地少，效益高的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明专利“隔墙式多筒大型竖窑”的结构原理简图，图中简要说明如下:
I——物料
[0011]2——上部方筒炉壁
[0012]3——隔墙
[0013]4——悬空梁
[0014]5——半悬空梁
[0015]6——测温热电偶
[0016]7——燃烧器
[0017]8—下部方筒炉壁
[0018]9-冷风进口
[0019]10-卸料阀门
[0020]11——炉底堵料墙
具体实施方案
[0021]小方筒之间隔墙的最下端为悬空结构，其实现方法有拱顶、预制拱梁或平梁，钢结构支撑的耐火浇注料梁或组合砖梁；
[0022]上部小方筒和下部大方筒的结合部有两个半悬空炉顶，其实现方法与上述相同，此外还可借助于大方筒的边墙来支撑；
[0023]为了简化结构，便于窑体的砌筑和使用中的长寿命，竖窑的前后炉壁最好为笔直的，不必产生悬空结构；
[0024]为了悬空结构能使物料在下落过程中形成很大的斜坡，隔墙应有足够的厚度，半悬空炉顶也应有足够的宽度；
[0025]隔墙下的燃烧装置一般位于前后炉墙上，并使喷火口尽可能位于料坡的下沿，也可以从悬顶上安装，但烧嘴最好为长烟高速烧嘴，半悬空炉顶下部空间的燃烧装置则可以在前后墙、炉顶或侧墙上安装，其位置的考虑同样是使火焰在料坡的下沿开始与炉料接触。
【权利要求】
1.一种新型结构的竖窑，其主要特点是由上下不一样大的两部分方筒构成，并且上部方筒小，下部方筒大；上部方筒可以两个或两个以上的多个并列，每两个方筒之间用隔墙分开；下部方筒为一个整体，而出料口的数量比上部方筒数至少多出一个，每两个出料口之间的炉底立一道比下方筒低的隔墙，以分流上方筒下降的物料，并减小物料流动层的厚度。燃烧器设置在下方筒的上部，并在上方筒之间的悬空梁下及两侧的半悬空梁下设置多个燃烧装置，使火焰在下方筒的上部自由空间充分燃烧并与料坡充分接触，使物料升温并完成反应或达到烧结。
2.权利要求1所述的竖窑，其特征是隔墙最下端的悬空结构，侧向下沿可以是圆弧形、“人”字形、梯形、多边形或直线形，其实现方法有拱顶、整体预制，组合砖砌筑或钢结构支撑的耐火材料浇注。且上部方筒和下部方筒的结合部的两个半悬空炉顶，其侧向下沿外形及实现方法与前述相同，此外还可借助于下方筒的边墙来支撑。为了简化结构，便于窑体的砌筑和使用寿命长，竖窑的前后炉壁最好为笔直的，不必产生悬空结构。
3.权利要求1所述的竖窑，其特征是出料口之间的炉底上的隔墙为“T”字截面的墙，并且在“T”字墙两端的上翼板下部腹板两边安装了若干燃烧器。
4.权利要求1所述的竖窑，其特征是出料口之间的炉底上的隔墙为厚墙，其上部设有前后贯通的孔，孔的两侧设小孔与大方筒连通，孔的两端可有燃烧器向里喷火焰，并经孔壁的小孔喷入大方筒的物料流中。
5.权利要求1和3所述的竖窑，其特征是“T”字墙的腹板为厚墙，其上部设有前后贯通的孔，孔的两侧设小孔与大方筒连通，孔的两端可有燃烧器向里喷火焰，并经孔壁的小孔喷入大方筒的物料流上面。
6.权利要求1、3、4、5所述的竖窑，其特征是出料口之间的炉底上的隔墙的侧面上沿可以是水平的，也可以是“人”字形、梯形、多边形或圆弧形。
7.权利要求1、3、4、5、6所述的竖窑，其特征是燃烧器用热辐射加热管或电热装置代替。
【文档编号】F27B1/10GK103542714SQ201210247350
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】蒋明学 申请人:蒋明学