专利名称：矿石烧成窑高效节能燃烧系统的制作方法
技术领域：
本实用新型矿石烧成窑高效节能燃烧系统，属矿石原料生产设备领域，具体涉及
矿石烧成窑炉。
背景技术：
矿石烧成窑是将生矿石经过800-120(TC高温焙烧，将其中的结晶水和大部分易挥 发成分去除，生产出熟料成品的生产装置。矿石烧成窑窑体是一上园下方直径在3米左右 的柱状形，其高度为15米左右，上部10米的圆柱形为生料仓，其下面为方形结构的燃烧室， 最下面锥形室为熟料仓，矿石烧成窑其窑体细长，燃烧室空间窄小。长时间以来，矿石烧成 窑沿袭传统的设计，是一种高能耗装置， 一般矿石烧成窑采用的能源介质是可燃煤气和助 燃空气的混合气体，目前现有技术采用的煤气是来自发生炉的高温煤气，而助燃空气则是 未经预热的常(低)温空气，低温助燃空气与煤气是在烧嘴内混合，火焰从烧嘴喷出时，常 温助燃空气在狭小的烧嘴内与煤气混合，其扩散混合性能差，很难混合均匀，燃烧不充分， 大大降低了火焰的温度，且烧嘴易损坏，造成能源介质在燃烧室的不良燃烧条件，从而直接 导致能源利用率低下，熟料产出率不高，能源浪费和经济效益不佳等一系列问题。以现有技 术矿石烧成窑为例，一个日生产20吨成品的轻烧镁窑，其吨成品耗煤为260kg以上，无疑是 高能耗产品。另外煤气在燃烧室内不能充分燃烧，产生了大量含有CO、NO、硫化物等有害物 质的黑色烟气，对环境产生污染严重。因此，创新设计矿石烧成窑结构，提高矿石烧成窑燃 气的燃烧效率，节省能源、减少排放，成为业内外共同关注的关键性问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种矿石烧成窑高效节能燃烧系统，通过独立分体的煤 气烧嘴、助燃空气烧嘴结构和蓄热换热控制系统，交替地使蓄热体蓄存部份燃烧烟气的高 温热能，并以蓄存的热能与常温助燃空气进行热交换，藉以加热送入燃烧室的助燃空气的 温度，使由独立分体烧嘴分别送入的燃气和助燃空气离开各自烧嘴后，在燃烧室内混合、燃 烧，以解决因助燃空气温度低、混合不均匀而导致的一系列问题，从而不仅能显著提高燃气 燃烧效率，大幅度降低产品能耗，避免能源浪费，提高产品的投入产出比，而且改善燃烧条 件能使燃料充分燃烧，大大降低污染物排放，有利环境保护。 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的 本实用新型矿石烧成窑高效节能燃烧系统，包括鼓风机、引风机、气动装置、控制 系统和蓄热换热装置，每套蓄热换热装置由一个四位三通换向阀、两组烧嘴组合及其对应 的两组蓄热体组成，每组烧嘴组合有一个煤气烧嘴4和两个换热烧嘴6A、6B，两个换热烧嘴 6A、6B分别对应连接两个蓄热体5A、5B ;两组蓄热体对应的两个蓄热体5A、5B分别经对应的 管道9和10并联后分别与换向阀3的一对对应接口 A、B连接；换向阀3的另一对对应接口 C、 D则分别与鼓风机1和引风机2对应连接，引风机出口通过连接管11与窑 中部YZ相 连通；煤气烧嘴4与发生煤气管路连接，烧嘴组合的烧嘴出口分别对应通入矿石烧成窑的燃烧室R，各烧嘴出口向下倾斜，与水平呈5。
-8°角度。 本实用新型设计一方面采用了独立分体的煤气烧嘴和助燃空气烧嘴结构，使由其分别送入的燃气和助燃空气离开各自烧嘴后，在燃烧室内混合、燃烧；另一方面采用蓄热换热装置，通过设定和控制四位三通换向阀的换向，使部份燃烧的高温烟气周期性受控交替通过对应蓄热体，使蓄热体周期性地交替蓄热和放热，并受控使助燃空气周期性地对应通过蓄热体，在蓄热体中被加热升温至800-1000高温t:，大大提高了助燃空气的温度，即提高了燃烧反应温度，较传统燃烧反应释放了更多热能，改善了燃烧室内的燃烧条件，改进了火焰弥散性，燃烧火焰发散均匀，使之能均匀地充满整个燃烧室，燃烧更充分，故而显著提高燃气燃烧效率，提高了炉内升温速度，此外，还将经过热交换，温度已降至15(TC以下的燃烧烟气回收排入相应温度区的窑体中部，充分利用了燃烧后烟气的高温余热，因此，本实用新型提高燃气燃烧效率，节省能源，比传统矿石烧成窑节能10%以上，吨成品平均节煤26kg，烧成窑每批次生产周期由3. 5小时縮短至3小时，提高了成品的投入产出比，并且氮氧化物排放少，废气、废热排放少，最大限度地降低了污染物排放，有利大气，有利环境。
图1配置本实用新型高效节能燃烧系统的矿石烧成窑结构示意图[0008] 图2本实用新型高温烟气0-20秒受控加热蓄热体5B示意图[0009] 图3本实用新型高温烟气20-40秒受控加热蓄热体5A示意图
具体实施方式本实用新型矿石烧成窑高效节能燃烧系统，包括鼓风机、引风机、气动装置、控制
系统和蓄热换热装置，每套蓄热换热装置由一个四位三通换向阀、两组烧嘴组合及其对应
的两组蓄热体组成，每组烧嘴组合有一个煤气烧嘴4和两个换热烧嘴6A、6B，两个换热烧嘴6A、6B分别对应连接两个蓄热体5A、5B ;两组蓄热体对应的两个蓄热体5A、5B分别经对应的管道9和10并联后分别与换向阀3的一对对应接口 A、B连接；换向阀3的另一对对应接口C、D则分别与鼓风机1和引风机2对应连接，引风机出口通过连接管11与窑体中部相连通；煤气烧嘴4与发生煤气管路连接，烧嘴组按"品"字分布嵌装在墙体8中的一侧，烧嘴组合的烧嘴出口分别对应通入矿石烧成窑的燃烧室R，各烧嘴出口向下倾斜，与水平呈5° -8°角度。 煤气烧嘴以耐高温不锈钢材料制作。换热烧嘴由钢质外壳和高强度耐火材料内衬复合而成。 现结合附图，以设置一套高效节能燃烧系统为例，进一步说明本实用新型本实用新型矿石烧成窑高效节能燃烧系统是如何运行的 根据已设定的换向阀换向周期，例如换向周期为20秒，开启控制装置，如图2所示，在0-20秒周期，鼓风机1送入的空气经换向阀3的对应入口经管路9进入两组烧嘴组合的对应蓄热体5A，空气在蓄热体5A中被加热到约800-100(TC后，进入对应的换热烧嘴6A，同时，发生煤气进入煤气烧嘴4，来自换热烧嘴6A的预热高温空气和来自煤气烧嘴4的煤气分别进入燃烧室，在燃烧室内混合、燃烧，其燃烧的高温烟气主流部份成为烧制矿石的高温热源向上进入生料仓烧制矿石，另有少部份高温烟气受控由换热烧嘴6B进入蓄热体5B，并在蓄热体5B中进行热交换将蓄热体5B加热至约800-100(TC，而烟气本身温度则降至15(TC以下，降温后的烟气经管路10、换向阀3接口B，通过换向阀3对应烟气管口由引风机2吸出，并回收排入窑体中部； 在接下去的20-40秒，如图3所示，鼓风机1送入的空气从经换向阀3的相应入口B经管路10进入蓄热体5B，空气在蓄热体5B中被加热到约800-100(TC后，进入换热烧嘴6B，同时，煤气由煤气发生炉进入煤气烧嘴4，来自换热烧嘴6B的预热高温空气和来自煤气烧嘴4的煤气分别进入燃烧室，在燃烧室内混合、燃烧，其燃烧的高温烟气主流部份成为烧制矿石的高温热源向上进入生料仓烧制矿石，另有少部份高温烟气受控由换热烧嘴6A进入蓄热体5A，在蓄热体5A中进行热交换将蓄热体5A加热至800-1000°C ，而烟气本身温度则降至150°C以下，降温后的烟气经管路9、换向阀3接口 A，通过换向阀3对应烟气管口由引风机2吸出，并回收排入窑体中部YZ。 如此周而复始，通过换向阀3，使部份燃烧的高温烟气周期性受控交替通过蓄热体5A和5B，使其周期性地交替蓄热和放热，助燃空气则周期性通过蓄热体5A和5B，并在蓄热体5A和5B中被加热升温至800-1000°后，由换热烧嘴6A和6B周期性地交替向燃烧室送入高温助燃空气与同时送入的发生煤气在燃烧室内混合、燃烧；而如上述在蓄热体5A和5B周期地经过在热交换温度已降至150°C以下烟气，交替地经烟气经管路9和10，从换向阀3接口 A、 B，由对应烟气管口由引风机2吸出，并回收排入窑体中部YZ。 根据矿石烧成窑生产实施需要，每座矿石烧成窑可以配置由一套或一套以上的蓄热换热装置所组成的本实用新型矿石烧成窑高效节能燃烧系统。
权利要求矿石烧成窑高效节能燃烧系统，包括鼓风机、引风机、气动装置、控制系统和蓄热换热装置，其特征是每套蓄热换热装置由一个四位三通换向阀、两组烧嘴组合及其对应的两组蓄热体组成，每组烧嘴组合有一个煤气烧嘴(4)和两个换热烧嘴(6A)、(6B)，两个换热烧嘴(6A)、(6B)分别对应连接两个蓄热体(5A)、(5B)；两组蓄热体对应的两个蓄热体(5A)、(5B)分别经对应的管道(9)和(10)并联后分别与换向阀(3)的一对对应接口(A)、(B)连接；换向阀(3)的另一对对应接口(C)、(D)则分别与鼓风机(1)和引风机(2)对应连接；煤气烧嘴(4)与发生煤气管路连接，烧嘴组合的烧嘴出口分别对应通入矿石烧成窑的燃烧室(R)。
2. 根据权利要求l所述的矿石烧成窑高效节能燃烧系统，其特征是引风机(2)出口通 过连接管(11)与窑体中部(YZ)连通。
3. 根据权利要求1所述的矿石烧成窑高效节能燃烧系统，其特征是各烧嘴出口向下倾 斜，与水平呈5。
-8°角度。
专利摘要本实用新型矿石烧成窑高效节能燃烧系统，属矿石原料生产设备领域，本实用新型设计包括鼓风机、引风机、控制系统和蓄热换热装置，每套蓄热换热装置由一个换向阀、两组烧嘴组合和两组蓄热体组成，每个烧嘴组合有一个煤气烧嘴和两个换热烧嘴，两个换热烧嘴分别对应连接两个蓄热体，烧嘴组分布嵌装在燃烧室一侧的墙体中，助燃空气管和烟气管分别经换向阀、蓄热体与两个换热烧嘴连通，本设计不仅从结构上实现燃气和助燃空气在燃烧室内混合、燃烧，燃烧温度高，升温速度快，而且，燃烧火焰发散均匀，加之充分利用了燃烧后烟气的高温余热，提高燃气使用效率，比传统烧成窑节能10％以上，此外，最大限度地降低了污染物排放，有利大气，有利环境。
文档编号F23C5/08GK201462812SQ20092008612
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者杨恩良, 肖飞 申请人:营口新润节能科技有限公司