专利名称：隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法及稀相气力输送系统的制作方法
技术领域：
本发明属于用隧道窑燃料烧制耐火材料技术，具体涉及一种使用含碳固体粉料燃
料的采用稀相气力输送方法直接喷入隧道窑烧制耐火材料的技术。
背景技术：
隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺 设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带一烧成 带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动， 同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷 风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为 干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。 在台车上放置装入陶瓷制品的匣钵，连续地由预热带的入口慢慢地推入(常用机 械推入)，而载有烧成品的台车，就由冷却带的出口渐次被推出来(约1小时左右，推出一 车)。 耐火材料用隧道窑按使用温度可分为三类 1)低温隧道窑-烧成温度约100(TC，主要用于焙烧滑板砖和其它一些有特殊工艺 要求的制品。 2)中温隧道窑烧成温度1300°C 165(TC，主要用于烧成普通碱性砖、粘土砖、高 铝砖、滑板砖、水口砖、硅砖等制品。 3)高温隧道窑烧成温度大于170(TC，一般介于1800°C 1900°C，主要用于烧成 中档镁砖、高纯镁砖、直接结合镁铬砖、镁铝质及刚玉质等制品。
目前国内烧制耐火材料所采用的隧道窑燃料供给不外乎以下几种柴油或重油等 主要油料为液相的固液混合燃料、或天然气等，由于近年来石油及煤的加工产品价格不断 攀升，使得上述燃料的费用在耐火材料烧制成本中的比例大幅度提高。
而目前还没有将含碳固体粉料燃料直接喷入隧道窑燃料的技术。
发明内容
本发明的提供一种隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法及稀
相气力输送系统，以减少石油和天然气的消耗，降低成本。 实现本发明目的之一的隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法，
它是将固体含碳燃料的粉料经过正压压送式与负压吸送式相结合的稀相气力的输送，直接 喷入隧道窑内燃烧，在输送过程中固体含碳燃料的粉料经过三次硫化。
在输送过程中，固体含碳燃料的粉料与输送气体重量比为1 30 : 1。 所述稀相气力的输送是固体含碳燃料的粉料在粉料喷吹罐中，输送气体介质的
作用下，使粉料与输送气体介质初步流化混合后，再经过二次流化下出料式输送器二次流至混合器内，经喷粉管输送到粉料均分器，粉料均匀分配给各个出口后
经固体粉料燃烧器喷到陶瓷炉窑内；所述粉料从喷吹罐到混合器中，是正压压送式输送；
粉料在混合器中形成一个真空区，以负压吸送式输送粉料至粉料均分器。 所述固体含碳燃料的粉料的三次硫化是在粉料喷吹罐锥部进行一次流化，在粉
料喷吹罐下部进行下出料二次流化，在混合器底部进行三次流化。 实现本发明目的之二的隧道窑直接喷入粉状固体燃料的稀相气力输送系统，它包 括燃料贮粉仓、仓顶除尘器，压縮气贮气罐、粉料喷吹罐、混合器、换向阀、均分器和固体粉 料燃烧器；粉料喷吹罐底部置有流化器，仓顶除尘器与燃料贮粉仓相连接，燃料贮粉仓出口 经下料管与粉料喷吹罐相连接，压縮气贮气罐经输气管分别与粉料喷吹罐、混合器相连接， 粉料喷吹罐上部经放散输气管与燃料贮粉仓相连接，粉料喷吹罐下部经输粉管与混合器相 连接，混合器经输粉管道与换向阀相连接，换向阀经输粉管道与均分器的进口相连接，均分 器有若干出口，其若干出口分别与固体粉料燃烧器相连接，固体粉料燃烧器的供气支管接 到压縮气贮气罐，所述混合器底部与压縮气贮气罐之间通过相通。 上述技术方案中，固体燃料的粉料从燃料贮粉仓通过下料管进入粉料喷吹罐，粉 料采用稀相气力及三次流化均相技术从喷吹罐输送到固体粉料燃烧器中，在粉料喷吹罐内 固体物料与含氧气体混合、悬浮和流化处理后均匀进入混合器，在混合气内使粉料与含氧 气体充分混合，在系统气压作用下的高速的含氧气体与粉料混合态连续、稳定、无脉动的喷 入隧道窑内燃烧；调节粉料喷吹罐罐压和输送气量可调节喷粉量大小，调节输送气量可以 调节粉料与空气混合比例及火焰长度；调节固体粉料燃烧器的供气支管的气量也可调节炉
内火焰长度。 燃料贮粉仓下部对应两套粉料喷吹罐、混合器，两套粉料喷吹罐、混合器通过输粉 管与换向阀相连接，一套粉料喷吹罐在喷吹时，另一套粉料喷吹罐进行放散、装料、等待，待 一套粉料喷吹罐喷吹完成后，通过换向阀切换到另一套粉料喷吹罐喷吹，保证系统能连续 向隧道窑供料燃烧。 粉料贮粉仓的顶部还设有除尘器，喷吹罐喷吹后的罐内高压气体经管道排放到粉
料贮粉仓，再通过除尘器过滤排出。 所述的粉料喷吹罐安装有称重传感器。 所述的均分器的出口通过1 N个固体粉料燃烧器与隧道窑连接。
本发明的主要特点如下 本发明是国内外首次实现将煤炭或石油焦粉等含碳固体粉料燃料直接喷入隧道 窑代替天然气或重油烧制耐火材料，由于我国煤炭或石油焦粉资源十分丰富，而且价格低 廉，大大节约了耐火材料烧制成本，为国家节约大量宝贵的石油和天然气资源，为耐火材料 企业带来可观的经济效益。 根据隧道窑的特点，本发明首次将采用稀相气力输送方法应用于隧道窑燃烧；因 煤炭或石油焦粉燃烧时需要大量的氧气(C+02 = C02)，为保证煤炭或石油焦粉在隧道窑内 充分燃烧，本系统采用稀相气力输送方法，采用大量的含氧气体在系统内与煤炭或石油焦 粉充分混合后输送到隧道窑内燃烧。 根据隧道窑特点，本发明首次将粉体三次流化技术应用于隧道窑燃烧，在粉料喷 吹罐锥部设置一次流化器，在粉料喷吹罐下部设置下出料流化器(二次流化)，在混合器底
4部设置流化器(三次流化)，这些设施充分保证煤炭或石油焦粉与输送空气相混合，在输粉 总管内实现均相输送，保证固体燃料在隧道窑内稳定连续燃烧。 本发明在不改变原有的隧道窑炉窑结构的前提下，将固体粉料燃料(如煤粉，石 油焦粉等)作为烧制耐火材料的燃料直接喷入窑中燃烧，从而大幅度地提高燃料的利用 率，节省燃料成本，以降低耐火烧制成本。同时，此燃料供给系统也适用于目前以油为燃料 的各类加热炉。
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明的下出料式流化器示意图。 图3是本发明的混合器示意图。 图4是本发明的均分器示意图。 图中1-进粉过滤器、2_燃料贮粉仓、3_除尘器、4_压縮气贮气罐，5-粉料喷吹罐、 6-称重传感器、7-—次流化器、8-下出料式流化式、9-混合器，10-均分器、11-粉料燃烧器 输气支管、12-固体粉料燃烧器、13-隧道窑、14-压力变送器，15-换向阀。
具体实施例方式
下面，结合说明书附图和具体实施方式
对本发明进一步进行说明，但本发明的保 护范畴并不局限于此。 如图1到图4所示，采用稀相气力输送方法及三次流化均相技术将煤炭或石油焦 粉等含碳固体粉料燃料直接喷入隧道窑烧制耐火材料燃料供给系统，设有1-进粉过滤器、 2_燃料贮粉仓、3_除尘器、4_压縮气贮气罐，5-粉料喷吹罐、6_称重传感器、7_ —次流化 器、8-下出料式流化输送器、9-混合器，10-均分器、ll-粉料燃烧器输气支管、12-固体粉料 燃烧器、14-压力变送器，15-换向阀。 进粉过滤器1经进粉管与燃料贮粉仓2的顶部连接，燃料贮粉仓2底部的出口经 下料管与粉料喷吹罐5连接， 一次流化器7设于粉料喷吹罐5的锥部内；粉料喷吹罐5的底 部与二次流化下出料式输送器8相连接；二次流化下出料式输送器8的出料口与混合器9 的进料口相连接，而混合器9的出料口 103经喷粉管与均分器10的进料口相连接，均分器 10有1 N个出口通过固体粉料燃烧器12与隧道窑13连接，固体粉料燃烧器12上设一支 管11分别连接到压縮气贮气罐4 ;压縮气贮气罐4还经输气管分别与粉料喷吹罐5、一次流 化混合器7、二次流化下出料式输送器8、和混合器9相连接。从而用稀相气力输送的方法 将固体含碳燃料的粉料直接喷入隧道窑13内燃烧。 其中，燃料贮粉仓下部对应两套粉料喷吹罐、混合器，两套粉料喷吹罐、混合器通 过输粉管与换向阀相连接，一套粉料喷吹罐在喷吹时，另一套粉料喷吹罐进行放散、装料、 等待，待一套粉料喷吹罐喷吹完成后，通过换向阀切换到另一套粉料喷吹罐喷吹，保证系统 能连续向隧道窑供料燃烧。换向阀为三通气动球阀或由两台开关相反气动球阀组合。
其中，粉料贮粉仓2的顶部还设有除尘器3，粉料由输送气通过进粉过滤器1经输 粉管道输送到粉料贮粉仓2，粉料送达后，输送气通过除尘器3过滤排出。
其中，所述的粉料喷吹罐5锥部内置有一次流化器7。
5
其中，所述的粉料喷吹罐5的顶部置有压力变送器14。 如图3所示，所述的混合器9有上部进料口 101、下部进气口 102、前部出料口 103、 后部进气口 104，其中进气螺旋杆可以自由调节长短。上部进料口 101与下出料式流化器8 的出料口相连，前部出料口 103与均分器IO相连接，下部三次流化进气口 102与压縮气贮 气罐4相连接，后部进气口 104通过一可以自由调节长短的进气螺旋杆105也与压縮气贮 气罐4相连接，有效保证了粉料混合均匀。进气螺旋杆105可以是常规技术。
其中，所述的粉料喷吹罐5安装有称重传感器6。 其中，所述的均分器10的出口通过1 N个固体粉料燃烧器12与陶瓷炉窑13连 接。 进粉过滤器1在输送气作用下将固体燃料的粉料经输粉管道输送到粉料贮粉仓 2，输送气通过仓顶的除尘器3过滤排出。贮粉仓3中的粉料通过下料管到粉料喷吹罐5， 粉料喷吹罐5中的粉料通过其锥部的一次流化混合器7使粉料与输送气体介质初步流化混 合后，再经过二次流化下出料式输送器8 二次流化混合后，匀速输送至混合器9内，经喷粉 管输送到均分器IO，均分器10有若干出口，粉料均匀分配给各个出口后经固体粉料燃烧器 12喷到陶瓷炉窑13内。粉料从喷吹罐5到混合器9中，属于正压式输送，而粉料在混合器 9中形成一个真空区，以吸送式(负压)式方式输送粉料至均分器10。这种以压送(正压) 式与吸送式(负压)式相结合的稀相气力的输送的方法及三次流化均相技术，不仅有效保 证了粉料燃料输送的均匀，稳定，连续，而且能够灵活控制调节整个窑炉的所需的粉料的喷 吹量。 上述三次流化均相技术粉料输送的工作原理在于粉料喷吹罐5中内置有一次流 化混合器7，使输送介质与粉料能够初步混合，成悬浮状态。进入二次流化器8的输送介质 从其底上部周围扩散金属网板均匀进入，而二次流化输送器8采用的是下出料形式，这有 效的保证气固二相流的均匀混合分布，然后如液体一样从高处均匀向下流出。如此保证了 粉状燃料输送的均匀，稳定，连续。当粉料经过混合器9时，从混合器9的底部进气口进入 三次流化器的输送介质再次对粉料进行第三次流化，这更有效的保证了粉状燃料在管道内 输送的更加均匀，实现均相稳定与连续输送。 从粉料喷吹罐5的罐压的高低和从混合器9的前部进气口 103进入的输送介质气 流量的大小，则起到精确调节单位时间内的所喷粉量的大小。而固体粉料燃烧器12喷出的 火焰长度主要由混合器9的进气螺旋杆的调节长度来进行调节，也可通过调节固体粉料燃 烧器12的输气支管14的气流量大小微调火焰的长度。 在输送过程中，固体含碳燃料的粉料与输送气体重量比为1 30Kg : 1Kg。采用 每公斤气体可以输送l-30KG固体粉料的稀相气力输送方法，以压送(正压)式相结合，输 送压力低，管道磨损小，节能环保，并且喷吹稳定、粉料与空气混合均匀、粉料燃烧充分、各 固体粉料燃烧器分配均匀且窑内粉料火陷长度可调，大幅度地提高燃料的利用率，节省燃 料成本，大大降低耐火材料烧制成本。 该系统采用封闭的贮粉仓和粉料喷吹罐，从粉料输送到喷吹系统粉料始终在密闭 的环境中，贮粉仓上仓顶过滤除尘器排放浓度小于30mg/m 系统可采用氮气或压縮空气喷 吹，生产中无其他有害气体排入大气中，环境保护效果好。
权利要求
一种隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法，它是将固体含碳燃料的粉料经过正压压送式与负压吸送式相结合的稀相气力的输送，直接喷入隧道窑内燃烧，在输送过程中固体含碳燃料的粉料经过三次硫化。
2. 如权利要求1所述隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法，其特征 是在输送过程中，固体含碳燃料的粉料与输送气体重量比为1 30 : 1。
3. 如权利要求1所述隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法，其特征是所述稀相气力的输送是固体含碳燃料的粉料在粉料喷吹罐中，输送气体介质的作用下， 使粉料与输送气体介质初步流化混合后，再经过二次流化下出料式输送器二次流化混合 后，匀速输送至混合器内，经喷粉管输送到粉料均分器，粉料均匀分配给各个出口后经固体 粉料燃烧器喷到陶瓷炉窑内；所述粉料从喷吹罐到混合器中，是正压压送式输送；粉料在 混合器中形成一个真空区，以负压吸送式输送粉料至粉料均分器。
4. 如权利要求1所述隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法，其特征 是所述固体含碳燃料的粉料的三次硫化是在粉料喷吹罐锥部进行一次流化，在粉料喷吹 罐下部进行下出料二次流化，在混合器底部进行三次流化。
5. 如权利要求1所述隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法，其特征 是所述固体含碳燃料的粉料是石油焦粉料和/或煤粉料。
6. —种隧道窑直接喷入粉状固体燃料的稀相气力输送系统，它包括燃料贮粉仓、仓顶 除尘器，压縮气贮气罐、粉料喷吹罐、混合器、换向阀、均分器和固体粉料燃烧器；粉料喷吹 罐底部置有流化器，仓顶除尘器与燃料贮粉仓相连接，燃料贮粉仓出口经下料管与粉料喷 吹罐相连接，压縮气贮气罐经输气管分别与粉料喷吹罐、混合器相连接，粉料喷吹罐上部经 放散输气管与燃料贮粉仓相连接，粉料喷吹罐下部经输粉管与混合器相连接，混合器经输 粉管道与换向阀相连接，换向阀经输粉管道与均分器的进口相连接，均分器有若干出口 ，其 若干出口分别与固体粉料燃烧器相连接，固体粉料燃烧器的供气支管接到压縮气贮气罐， 所述混合器底部与压縮气贮气罐之间通过相通。
7. 如权利要求6所述隧道窑直接喷入粉状固体燃料的稀相气力输送系统，其特征在于 所述的燃料贮粉仓下部对应两套粉料喷吹罐、混合器，两套粉料喷吹罐、混合器通过输粉管 与换向阀相连接。
8. 如权利要求7所述隧道窑直接喷入粉状固体燃料的稀相气力输送系统，其特征在 于换向阀为三通气动球阀或由两台开关相反气动球阀组合。
全文摘要
本发明公开了一种隧道窑中利用稀相气力的输送粉状固体燃料燃烧的方法及稀相气力输送系统。它是将固体含碳燃料的粉料经过正压压送式与负压吸送式相结合的稀相气力的输送，直接喷入隧道窑内燃烧，在输送过程中固体含碳燃料的粉料经过三次硫化。本发明在不改变原有的隧道窑炉窑结构的前提下，将固体粉料燃料(如煤粉，石油焦粉等)作为烧制耐火材料的燃料直接喷入窑中燃烧，从而大幅度地提高燃料的利用率，节省燃料成本，以降低耐火烧制成本。
文档编号F23K3/02GK101761934SQ20101002894
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者翟兴华, 翟旭 申请人:武汉华尔顺冶金工程技术有限公司