专利名称：多炉膛立式煅烧装置及煅烧方法
技术领域：
本发明涉及高温加热领域，更具体地，涉及一种多炉膛立式煅烧装置及煅烧方 法。
背景技术：
现有的煅烧窑多为回转窑，回转窑由进料装置、回转窑主机、耐火保温内衬、 热风炉及电控装置等组成。其中，进料装置由进料料斗及螺输机或进料溜管等组成，螺 输电机由变频器控制。进料装置用来将物料连续均勻地受控地输进回转窑。回转窑主机 由窑筒体、支承装置、传动装置、窑头罩、窑尾罩、密封装置等组成，用来对物料进行 加热和煅烧。耐火保温内衬包括筒体耐火保温内衬、窑罩耐火保温内衬和燃烧室耐火 保温内衬。热风炉由燃烧器、燃烧室等组成，用于燃烧燃料产生高温热风气体。电控装 置由电控柜、电气元件、控制元件及一次元件等组成，用来对回转窑电气系统设备的运 行进行控制和调节。
现有的作为高温煅烧装置的回转窑具有能量利用率低、煅烧温度和煅烧物的停 留时间不易控制、产品不均勻和设备占地面积大等缺陷。尤其是回转窑作为高岭土煅烧 窑时，其缺点更加突出。
高岭土在煅烧过程中因温度升高引起了化学和物理的变化。大约在摄氏980 度，一个突然的强烈的放热反应出现，氧化铝的结晶化成Y型态，直接形成多铝红柱 石，在这一温度点煅烧出来的高岭土达到其最高的光学亮度，并且通常用作涂料或颜 料。在这一温度点上，产品温度控制变得非常重要。一方面，如果温度无法稳定在摄氏 980度，将导致煅烧出来的高岭土不完全转化而导致其煅烧产品低于最佳亮度特性；另 一方面，如果温度上升太高将导致高的原料磨耗值和煅烧产品的粗砂结构，另外，直接 的火焰冲击同样会导致这样的结果。
传统的煅烧高岭土多采用回转窑生产，热源单一，窑内各区域温度不易检测且 难于调控，使之很难生产出高要求，高附加值的高岭土产品。发明内容
本发明旨在提供一种能精确控制煅烧物的停留时间且煅烧物受热均勻的多炉膛 立式煅烧装置及煅烧方法。
根据本发明的一种多炉膛立式煅烧装置，包括炉壳；多层水平设置的炉床， 设置在炉壳内部，炉床上设置有物料通过孔；多个搅拌耙，分别设置在各相应层的炉床 的上方；转轴，与搅拌耙相连接，并带动搅拌耙转动。
进一步地，物料通过孔分布在炉床的边缘或分布于炉床的中部。
进一步地，相邻炉床上的物料通过孔的分布位置不同。
进一步地，转轴上套设有挡风板，挡风板设置于分布于炉床的边缘的物料通过 孔所在炉床的上方。
进一步地，多炉膛立式煅烧装置还包括热风炉，其包括燃烧器和与燃烧器相 连通的风机，热风炉与炉床之间形成的煅烧腔体相连通。
进一步地，热风炉内设置有温度传感器。
进一步地，多炉膛立式煅烧装置还包括冷却风装置，冷却风装置与转轴的转 轴内部通道相连通，转轴的内部通道与搅拌耙的搅拌耙内部通道相连通。
进一步地，搅拌耙具有搅拌耙外壳和搅拌耙内壳，搅拌耙外壳与搅拌耙内壳之 间形成进气通道，搅拌耙内壳的内部具有有出气通道，进气通道在搅拌耙的末端与出气 通道相连通。
进一步地，炉壳包括耐火层；保温层，设置于耐火层的外侧，其包括保 温砖层；保温浇注料层，设置于保温砖层的外侧；保温板层，设置于保温浇注料层的外 侧。
根据本发明的一种多炉膛立式煅烧方法，包括以下步骤将煅烧物料从煅烧装 置上端送入煅烧装置的炉床上；转轴带动炉床上方的搅拌耙转动，搅动煅烧物料并带动 煅烧物料通过炉床上的物料通过孔进入其下层的炉床，通过调节搅拌耙的转动速度控制 煅烧物料在炉床上的停留时间；煅烧物料依次经过多层炉床，并与从下向上运动的加热 空气相接触进行加热。
采用本发明的多炉膛立式煅烧装置及煅烧方法，炉壳内部具有多层水平设置的 炉床，炉床上设置有物料通过孔；多个搅拌耙分别设置在各相应层的炉床的上方；转轴 带动搅拌耙转动。煅烧物料从煅烧装置上端落入煅烧装置的炉床上，转轴带动炉床上方 的搅拌耙转动，通过耙齿使得煅烧物料运动并确保煅烧物料在炉床上适当的停留时间， 并最终通过炉床上的物料通过孔进入下层炉床。通过改变转轴的速度，很容易地使物料 停留时间多样化。使用搅拌耙带动煅烧物料转动，通过搅拌耙上的众多的耙齿持续不断 地翻动煅烧物料，使煅烧物料均勻受热，从而得到均勻一致的煅烧产品。
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性 实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是根据本发明的多炉膛立式煅烧装置的正视结构示意图2是根据本发明的多炉膛立式煅烧装置的横截面的俯视结构示意图；以及
图3是根据本发明的多炉膛立式煅烧装置的冷却风装置及转轴和搅拌耙的内部 通道结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
下面结合
本发明的多炉膛立式煅烧装置。
如图1至图3所示的本发明的多炉膛立式煅烧装置，包括炉壳10 ；多层水平 设置的炉床20，设置在炉壳10内部，炉床20上设置有物料通过孔80;多个搅拌耙30， 分别设置在各相应层的炉床20的上方；转轴40，与搅拌耙30相连接，并带动搅拌耙30转动。
如图1所示，本发明的煅烧装置的炉壳10内部具有多层水平设置的炉床20，多 层炉床20之间形成的一系列圆形的煅烧腔体，一个煅烧腔体在另一个的上面，依次叠加 成为一个整体。煅烧物料通过螺旋进料装置连续均勻地从煅烧装置顶部的进料口进入煅 烧腔体并落入炉床20上。转轴40设置在煅烧腔体的中心，转轴40上套设有搅拌耙30， 在转轴40的带动下，搅拌耙30推动煅烧物料使其通过炉床20上的物料通过孔80落到下 层煅烧腔体，并落到其下层炉床20上，并继续在下层炉床20上加热，最终逐层通过多层 炉床20，完成对煅烧物料的煅烧。
在此过程中，煅烧物料在炉床20上与从下而上运动的加热空气相接触，并被干 燥、加热、煅烧。热量进入薄的、持续用齿耙搅动的煅烧物料层，通过加热空气的热传 递及热辐射达到传热效果，消除了用火焰直接加热时对产品的冲击和火焰对产品的直接 辐射。使用搅拌耙30带动煅烧物料转动，通过搅拌耙30上分布的众多的耙齿持续不断 地翻动煅烧物料，消除了温度停滞区域，使煅烧物料受热均勻，从而使得煅烧得到的产 品均勻一致。另外，通过改变转轴40的速度，使煅烧物料停留时间多样化，从而可以容 易地对煅烧物料的加热时间进行控制，用一台煅烧装置生产不同产品的时候这一点非常 重要。转轴40的转速通过一个范围在每分钟0.5至3转的变速电机来控制。此外，通过 改变炉床20的数量，可以增加煅烧腔体的数量，从而可容易的扩大煅烧装置的产量。
如图1和图2所示，物料通过孔80分布在炉床20的边缘或分布于炉床20的中 部。优选地，相邻炉床20上的物料通过孔80的分布位置不同。
物料通过孔80是煅烧物料从某层炉床20进入其下一层炉床20的通道，物料从 物料通过孔80落入下一层炉床20。相邻炉床20的分布位置不同，在一个实施例中，参 见图1，第一层炉床20的物料通过孔80分布在炉床20中部，其第二层炉床20的物料通 过孔80分布在炉床20的边缘，第三层炉床20的分布与第二层不同并与第一层相同，并 以此类推。这样，煅烧物料从第一层炉床20的中部落下，并从第二层炉床20的边缘落 入第三层。物料通过孔80这样的分布，使得煅烧物料在炉床20上有充足的停留时间， 可以充分的受热。如图2所示，当物料通过孔80分布在炉床20的边缘时，物料通过孔 80在一层炉床20上分布有多个，多个物料通过孔80均勻分布在炉床20的外边缘上。由 于煅烧物料和加热空气经过了充分的热交换，因此最终的加热空气的排气温度很低，从 而减少了燃料消耗。
如图1所示，炉床20呈拱形，炉床20的床体从其中部起向四周并向下倾斜延 伸。拱形的炉床20，能够其靠自身承受重力且不易坍塌。
优选地，转轴40上套设有挡风板41，挡风板41设置于分布于炉床20的边缘的 物料通过孔80所在炉床20的上方。
物料通过孔80中除了有煅烧物料通过之外，加热空气也从物料通过孔从某层炉 床20进入其上一层炉床20。为了方便叙述，设炉床20上的物料通过孔80分布在某层 炉床20的边缘时此层为F层，则加热空气从分布在炉床20边缘的物料通过孔80进入F 层。然而，由于转轴40从中部贯穿每一层炉床20，因此，在F层中，转轴40与炉床20 之间必然具有空隙，加热空气可能直接从转轴40与炉床20之间的空隙中穿过，并从F层 的上一层的物料通过孔80中进入其上一层，从而不与F层上的煅烧物料进行换热。为了 防止热空气直接从F层所在炉床20的中部的转轴40与炉床20之间的空隙进入F层炉床20，在F层炉床20的上方的转轴上套设挡风板41，使得部分从转轴40与炉床20之间的 空隙进入炉床20煅烧腔体的加热空气遇挡风板41后改变路径，向四面水平流动，从而充 分对F层炉床20上的煅烧物料进行加热。
如图1所示，多炉膛立式煅烧装置还包括热风炉50，其包括燃烧器60和与燃 烧器60相连通的风机，热风炉50与炉床20之间形成的煅烧腔体相连通。优选地，热风 炉50内设置有温度传感器。
燃烧器60使用燃油、天然气或者煤气作为热源，加热从风机鼓入的气体。加热 后的气体从热风炉50进入炉床20之间的煅烧腔体，给炉床20上的煅烧物料加热。通过 控制风机鼓入气体的量，可以使热风炉60内的气体中氧气的量发生变化，从而使得煅烧 腔体中的氧气含量达到预定值。另外，煅烧装置内设置有简单可靠的测量仪表提供精确 的温度控制，如在热风炉50内设置温度传感器，通过感测加热空气的温度，控制燃烧器 60的加热温度以及风机的空气鼓入量，从而达到对加热空气温度的精确控制，从而使得 对煅烧物料的加热温度达到预定值。在本发明的一个实施例中，燃烧器60为至少分布在 煅烧装置自下向上的第一层和第三层上的多个烧嘴。
如图1和图3所示，多炉膛立式煅烧装置还包括冷却风装置70，冷却风装置 70与转轴40的内部通道相连通，转轴40的转轴内部通道与搅拌耙30的搅拌耙内部通道 相连通。优选地，搅拌耙30具有搅拌耙外壳和搅拌耙内壳，搅拌耙外壳与搅拌耙内壳之 间形成进气通道，搅拌耙内壳的内部具有出气通道，进气通道在搅拌耙30的末端与出气 通道相连通。
由于煅烧装置内部的温度很高，为了保护煅烧装置内部的金属的转轴40以及金 属的搅拌耙30不受煅烧装置内部环境的高温影响，在煅烧装置还包括冷却风装置70，冷 却风装置70设置在炉壳10的外部，通过冷却风管路与转轴40的转轴内部通道相连通， 转轴40的内部通道与搅拌耙30的搅拌耙内部通道相连通。优选地，如图3所示，冷却 风以A向从冷却风装置70中鼓入，通过转轴内部通道进入搅拌耙内部通道，最终以B向 从转轴内部通道中流出。搅拌耙内部通道包括进气通道和出气通道，冷却风从搅拌耙外 壳内部的进气通道进入，从搅拌耙内壳内部的出气通道流出，为了使得冷却风充分冷却 转轴和搅拌耙，进气通道和出气通道在搅拌耙30的远离转轴40的末端相连通。由搅拌 耙30的内部冷却风流向可知，在进气通道流过的冷却风的温度较低，通过搅拌耙外壳与 外界换热后，温度较高的冷却风从出气通道流出。
优选地，炉壳10包括耐火层；保温层，设置于耐火层的外侧，其包括保 温砖层；保温浇注料层，设置于保温砖层的外侧；保温板层，设置于保温浇注料层的外 侧。
除了耐火层之外，炉壳10还包括保温砖、保温浇注料及陶制纤维板制成的保温 板构成的保温层，保温效果更好，从而使得煅烧装置的热损失达到最小。
除了耐火保温层之外，炉壳10还包括钢板卷制的外壳，用来支撑内部耐火保温 材料。
下面说明本发明的多炉膛立式煅烧方法。
根据本发明的多炉膛立式煅烧方法，包括以下步骤将煅烧物料从煅烧装置上 端送入煅烧装置的炉床上；转轴带动炉床上方的搅拌耙转动，搅动煅烧物料并带动煅烧物料通过炉床上的物料通过孔进入其下层的炉床，通过调节搅拌耙的转动速度控制煅烧 物料在炉床上的停留时间；煅烧物料依次经过多层炉床，并与从下向上运动的加热空气 相接触进行加热。
在本煅烧方法中，煅烧物料从煅烧装置上端送入炉床上，转轴带动搅拌耙搅动 煅烧物料，搅拌耙推动煅烧物料使其通过炉床上的物料通过孔落到下层煅烧腔体，并落 到其下层炉床上，并继续在下层炉床上加热，最终逐层通过多层炉床，完成对煅烧物料 的煅烧。煅烧物料自上向下运动，加热空气自下向上运动，二者运动方向相反，从而达 到充分的换热，提高了煅烧装置的热效率。另外，使用加热空气对煅烧物料加热，避免 了使用火焰加热对产品的冲击和火焰对产品的直接辐射。通过搅拌耙的转速的控制，可 以使得煅烧物料在炉床上提留适当的时间，通过改变搅拌耙的速度，可以使得物料停留 时间多样化，对使用一台煅烧装置生产不同产品的情形下，物料停留时间多样化尤其重 要。
优选地，煅烧物料以“Z”形路径通过多层炉床，“Z”形路径穿过分布在炉床 的边缘或分布于炉床的中部的物料通过孔，相邻炉床上的物料通过孔的分布位置不同。
煅烧物料以“Z”形路径通过多层炉床，从而煅烧物料可以在炉床上停留适当时 间，以保证煅烧物料充分的受热。由于煅烧物料和加热空气进过了充分的换热，因此最 终的加热空气的排气温度很低，从而减少了燃料消耗。加热空气与煅烧物料运动方向相 反穿过煅烧腔体，从煅烧装置的顶部排出，最终进入到干燥系统或其他余热利用系统。 在一个实施例中，煅烧物料从某层炉床的边缘的物料通过孔通过，并从其下一层的中部 的物料通过孔通过；或者，煅烧物料从某层炉床的中部的物料通过孔通过，并从其下一 层的炉床的边缘的物料通过孔通过，并以此类推，直至完成整个煅烧过程。
优选地，通过调节加热空气的温度及进入量来控制煅烧装置内的加热温度及氧 气含量。
由于加热空气作为热源加热煅烧物料，通过控制加热空气的温度，可以温度精 确控制每一层煅烧腔体内的加热温度，并且从一层煅烧腔体到另外一层煅烧腔体可以得 到的不同特性的产品。另外，根据煅烧不同物料的对氧气含量的要求，控制给炉子过量 空气，使炉子内空气中氧气的含量达到预定值。
本发明的多炉膛立式煅烧装置及煅烧方法，可以用于多种煅烧物料的煅烧，如 用于高岭土的煅烧。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果
本发明的一种多炉膛立式煅烧装置及煅烧方法，炉壳内部具有多层水平设置的 炉床，炉床上设置有物料通过孔；多个搅拌耙分别设置在各相应层的炉床的上方；转轴 带动搅拌耙转动。煅烧物料从煅烧装置上端落入煅烧装置的炉床上，转轴带动炉床上方 的搅拌耙转动，通过耙齿使得煅烧物料运动并确保煅烧物料在炉床上适当的停留时间， 并最终通过炉床上的物料通过孔进入下层炉床。通过改变转轴的速度，很容易地使物料 停留时间多样化。使用搅拌耙带动煅烧物料转动，通过搅拌耙上的众多的耙齿持续不断 地翻动煅烧物料，使煅烧物料均勻受热，从而得到均勻一致的煅烧产品。
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，对于本领域的 技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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,
权利要求
1.一种多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，包括 炉壳(10)；多层水平设置的炉床(20)，设置在所述炉壳(10)内部，所述炉床(20)上设置有物料 通过孔(80)；多个搅拌耙(30)，分别设置在各相应层的所述炉床(20)的上方； 转轴(40)，与所述搅拌耙(30)相连接，并带动所述搅拌耙(30)转动。
2.根据权利要求1所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，所述物料通过孔(80) 分布在所述炉床(20)的边缘或分布于所述炉床(20)的中部。
3.根据权利要求2所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，相邻炉床(20)上的所 述物料通过孔(80)的分布位置不同。
4.根据权利要求2所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，所述转轴(40)上套设 有挡风板(41)，所述挡风板(41)设置于分布于所述炉床(20)的边缘的所述物料通过孔 (80)所在炉床(20)的上方。
5.根据权利要求1所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，还包括热风炉(50)，其包括燃烧器(60)和与所述燃烧器(60)相连通的风机，所述热风炉 (50)与所述炉床(20)之间形成的煅烧腔体相连通。
6.根据权利要求5所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，所述热风炉(50)内设 置有温度传感器。
7.根据权利要求1所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，还包括冷却风装置(70)，所述冷却风装置(70)与所述转轴(40)的转轴内部通道相连通，所 述转轴(40)的内部通道与所述搅拌耙(30)的搅拌耙内部通道相连通。
8.根据权利要求7所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，所述搅拌耙(30)具有 搅拌耙外壳和搅拌耙内壳，所述搅拌耙外壳与所述搅拌耙内壳之间形成进气通道，所述 搅拌耙内壳的内部具有有出气通道，所述进气通道在所述搅拌耙(30)的末端与所述出气 通道相连通。
9.根据权利要求1所述的多炉膛立式煅烧装置，其特征在于，所述炉壳(10)包括 耐火层；保温层，设置于所述耐火层的外侧，其包括 保温砖层；保温浇注料层，设置于所述保温砖层的外侧； 保温板层，设置于所述保温浇注料层的外侧。
10.—种多炉膛立式煅烧方法，其特征在于，包括以下步骤 将煅烧物料从煅烧装置上端送入所述煅烧装置的炉床上；转轴带动所述炉床上方的搅拌耙转动，搅动所述煅烧物料并带动所述煅烧物料通过 所述炉床上的物料通过孔进入其下层的所述炉床，通过调节搅拌耙的转动速度控制煅烧 物料在所述炉床上的停留时间；煅烧物料依次经过多层所述炉床，并与从下向上运动的加热空气相接触进行加热。
全文摘要
本发明提供了一种多炉膛立式煅烧装置及煅烧方法。多炉膛立式煅烧装置，包括炉壳；多层水平设置的炉床，设置在炉壳内部，炉床上设置有物料通过孔；多个搅拌耙，分别设置在各相应层的炉床的上方；转轴，与搅拌耙相连接，并带动搅拌耙转动。多炉膛立式煅烧方法，包括以下步骤将煅烧物料从煅烧装置上端送入煅烧装置的炉床上；转轴带动炉床上方的搅拌耙转动，搅动煅烧物料并带动煅烧物料通过炉床上的物料通过孔进入其下层的炉床，通过调节搅拌耙的转动速度控制煅烧物料在炉床上的停留时间；煅烧物料依次经过多层炉床，并与从下向上运动的加热空气相接触进行加热。本发明能精确控制煅烧物的停留时间，且煅烧物受热均匀。
文档编号C09C1/42GK102022905SQ201010541429
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者冯建明, 刘庆华 申请人:内蒙古超牌高岭土有限公司