专利名称：竖窑的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及窑炉设备领域，具体是一种竖窑。
背景技术：
现有的竖窑，多用于生产7jC泥、石灰、焙烧、煅烧多种矿石、i央状物料等，普遍 存在會撫高、排放不够环保、热能利用率低、窑内多混合煤，烧、燃料燃烧不充分、 粉尘及有害气体排放太多、炉内温度不均匀，无法烧制粉状物料等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种全新结构的竖窑，可以使燃料燃烧更加充分，能 量利用率更高，排放更加环保，有害气体排放大大减少，可以使产品更加优良，更加 节能降耗，降低生产成本，大大提高窑炉效率，可以用它生产水泥、石灰、焦宝石、 氧化铝、矿石焙烧等，生产中可不在窑室内加入煤炭，可使产品更加洁净。也可以向 竖窑内喷入化学反应催化剂、还原剂、添加剂等，使竖窑成为一个高温化学反应窑， 可用它焙烧、煅烧多种矿石、±央状物料、粉状物料等，也可将粉状物料制成块状物料 后，再用本竖窑烧制。本实用新型竖窑可以使用多种燃料，可使用任意一种固体、液 体、气体燃料，也可使用多种混合燃料。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现竖窑包括燃料供给装置、 燃烧室、窑室、风机、气管、耐火材料、保温材料，燃烧室侧壁设进气口，进气口连 接进气管，进气管上安装风机，燃烧室连接燃料供给装置，窑室设加热室和冷却室， 加热室下部连通冷却室，加热室上部设进料口，加热室上部设出气口，冷却室下部设 出料口，加热室和冷却室之间设窑室进气口，燃烧室设出气口，燃烧室出气口连通窑 室进气口。窑室侧壁设多条加压进气管，加压进气管连接加压风机。加压进气管沿 窑室横截面切线方向设置。出料口连通料室，料室设出气口，出气口连接加压风机进 气口。冷却室设进气口，进气口连接冷却风机出气口。冷却室下部中轴线上设分料装 置，分料装置底部横截面呈圆形，冷却室底部中心设出料口，出料口横截面呈圆形。燃烧室内腔横截面呈圆形，进气管沿燃烧室横截面切线方向连接燃烧室进气口，进气 管上设点火燃料供纟^置，进气管上设点火装置。加热室出气口连接余热采集器，余 热采集器尾气出口连接弓讽机，引风机连接尾气处理设备，余热采 连接煤炭粉磨 设备，煤炭粉磨设备连接风机，风机连接进气管，进气管连接燃烧室。燃烧室下部连 通抖隨室，抖隨室开设流渣口。窑室内设耐火材料孔架。窑室上部横截面呈圆形，窑 室上部设侧壁进气口，窑室顶部设置除尘芯管，除尘芯管底部密封，除尘芯管上部设
有出气口，除尘芯管上部连接除尘风miS气口，除尘风机出气口连接除尘进气管，除
尘进气管沿窑室顶部横截面切线方向连接窑室上部侧壁进气口 ，除尘芯管侧壁开设气 流通道，气流通道与除尘芯管半径成倾斜角度，气流通道的倾斜方向与除尘芯管外气 流的旋转方向相反，除尘芯管内设进料管，进料管出口穿过除尘芯管底部，进料管进 口设在窑室外。燃烧室出气口内安装除尘芯管。
本实用新型的优点在于燃料在燃烧室中涡流燃烧，燃料混合气通过燃烧室结构 形成--个涡流气旋，涡流气旋延长了燃料在燃烧室内的滞留时间，延长了燃料的燃烧 时间，使燃料与空气更好的混合均匀，使燃料充分燃烧。涡流燃烧不但可以创造高温， 也可以大大提高单位体积燃烧室的发热量，可以大大提高燃烧室功率，可以斷氐燃烧 室的建造成本。通过燃烧室排气口的收縮以及涡流的高速旋转使直接使用大颗粒固体 燃料成为可能，可以使大颗粒固体燃料在燃烧室中形成贴壁燃烧，可以大大降低固体 燃料破碎费用。燃烧室出气口縮小以及涡流旋转使粉尘等不易进入窑室中，可以增加 产品的洁净度。在燃烧室出气口内安装除尘芯管，利用燃烧室内的涡流旋转实现离心 除尘效果，使粉尘等更不易进入窑室中，可以进一步增加产品的洁净度。利用排渣室 使燃烧室实现液态S隨，可进一步提高温度，提高燃烧室功率，提高窑炉效率。禾U用 风机使燃烧室产生的热量決速传递给窑室内物料，同时利用加压风机使窑室内形成紊 流，提高了热气流的运动距离，提高了热气流在窑室内的滞留时间，更好地实现热传 递，使窑室内温度均匀，使物料受热均匀。运动是相互的，热气流运动使物料相对于 热气流也在运动，利用热气流围绕物料的运动代替了使物料翻滚的加热方式，加热效果与回转窑的效果基本一样，还避免了±央状物料在回转窑内因为翻滚导致的破碎问
题，使物半4I羽滚所需的能耗要远远大于使气流运动所需能耗，可以大大减少能耗，使 窑炉更加节能。也可以禾佣加压进气管向窑室内喷入化学反应催化剂或还原抓使窑 室成为一个化学反应炉。可用它焙烧、煅烧多种块状物料，也可将粉状物料压制成土央 状物料后，再在窑室内烧制。禾l佣自然沉降使窑室内物料运动至咖热区、冷却区， 利用热空气向上方运动的特点使烧成的物料所带热量被空气带到加热区，实现成品的 散热以及余热的回采利用，可大大节能。利用物料在冷却室的滞留使物料形成后熟， 更好的保证物料充分烧制成熟。利用风机吸气使窑室内形成负压，使窑室内产生的粉 尘、废气不会流失到大气中，也使装料、出料时的粉尘不会流失到周围空间中，可更 加环保。窑室内产生的废气被风机输送至燃烧室，使废气中的未燃尽物充分燃烧，使 废气中的可燃成分充分燃烧，可进一步节约能源。燃烧室中心轴线与地面呈垂直角度， 燃烧的尾气从燃烧室下方排出，利用热空气向上走的特点，使燃烧室内形成热对流， 可以降低排出尾气的温度，可更加节能。禾,燃烧室的涡流使废气自然沉降到燃烧室 底部，最后同燃料废气、粉尘等一起从燃烧室排出，可集中处理，也可利用废气制酸、 提取化学成分等。废气进入空气采热室后，利用进气与排气方向相反，可以利用最冷 的新鲜空气采集排气最末端的热量，经过空气采热室加热后的新鲜空气经过风机加压 后进入燃烧室，使热量得到充分利用，空气采热室的高度使热量更好地向上方传递， 通过向下排气使热量得至梳分利用，大大减少了热量损耗。本实用新型竖窑可广泛应 用于水泥、石灰、氧化铝、火法炼铜、矿石焙烧等生产中。
附图1是本实用新型实施例之一的主视结构示意图；附图2是附图1的A-A向剖 视结构示意图；附图3是附图1的B-B向剖^l结构示意图；附图4是附图1的C-C向 剖视结构示意图；附图5是本实用新型实施例之二的主视结构示意图；附图6是本实 用新型实施例之三的主视结构示意图；附图7是本实用新型实施例之四的主视结构示具体实施方式
本实用新型的主体结构是竖窑包括燃料供给装置、燃烧室、窑室、风机、气 管、耐火材料、保温材料，燃烧室2侧壁设进气口1，进气口1连接进气管7，进气
管7上安装风机8，燃烧室连接燃料供给装置，风机8对气流加压可以使气流冲进燃
烧室，使气流在燃烧室内形成一个旋转轴与地面垂直的涡流。燃料供给装置可通过燃 料管直接连接燃烧室，使用液体或气体燃料时，燃料供给装置可通过燃料管直接将加 压后的液体或气体燃料直接输送进燃烧室。使用固体燃料时，燃料供给装置可利用气 流通过燃料管将粉末状固体燃料输送进燃烧室，可利用风机输送粉末状固体燃料。也
可利用进气管7代替燃料管，缺点是燃烧室压力大时容易造成回火，造成进气管烧损。 燃烧室2用耐火材料13制作，可用耐火砖砌成，内壁可设一层耐高温耐磨壳层14。
窑室设加热室36和冷却室28，加热室36下部连通冷却室28，加热室与冷却室 的高度比例可以选择0. 382: 0.618,力據虔高度与加热室内径的比例可以选择1: 0.382。窑室高度可根据烧制的物料的品类、颗粒大小、窑室的内径大小等来定，物 料颗粒大时以及窑室内径大时可加高窑室。窑室内径可设置成上下一样粗的结构，可 简化建窑工艺。窑室可利用坡地依坡而建，可有利于窑室稳固，降低建窑成本，也有 利于上料，平地建窑室需加固，窑室可用铁板11加固，外围另设混凝土或钢结构支 架牢固，上料需用升降装置，窑室顶部需设操作平台。窑室内部用耐火砖砌成，耐火 )层一砖厚即可，耐火砖缝隙要用耐火粘土或耐火水泥密封，耐火砖外部设耐火保温 层12，可贴一层耐高温岩棉，岩棉外部可用珍珠岩或炉灰等配合沙土夯实可采用 一层沙土一层炉灰的多层结构，可形成一层软一层硬的多层结构，可使耐火保温层 12整体结构更有韧性，可保证耐火保温层12整体结构不出现裂隙，同时可更好地实 现保温。窑室一般瞎况下可连续使用数年，窑室大修时可将内部耐火砖统一更换。
为进一步提高产量、降低窑炉造价，可采用一个燃烧室并联两个或多个窑室的方 案，可形成双筒竖窑或多筒竖窑。加大燃烧室，可使燃料更好的燃烧，但是容易加大 热量散失。加热室上部设进料口40，加热室上部设出气口42，可以在加热室上部设一个或 多个出气口，也可以在加热室上部侧壁设多个出气口，设多个出气口可以使加热室内 压力均衡，有利于加热室内气流运动均衡，有利于加热室内温度均匀，也可以在加热 室上部横向设置一条气管39，气管底部开设一个进气口 38，进气口 38中心处在加热 室中心轴线上，进气口 38可以连接一条垂直竖管81，垂直竖管81具有一定高度， 垂直竖管81可以避免物料进入气管39。进料口和出气口可设置为一体，加热室可同
时禾,进料口出气，缺点是竖窑产生的尾气不加任何处理Ei:接排入大气，不利于环
境保护。可将出气口与进料口设置成分体的，可在气管39出气口处设置引风机，将 引风机排出的尾气进行处理后排入大气，可使竖窑内形成负压，使加料时不会飞灰， 使竖窑更加环保，同时更有利于燃烧室产生的热气流进入窑室。可利用传送带等装置 不间断的加料。
冷却室下部设出料口 27,冷却室可适当的加大加高，为降低造价，7令却室下部 可用粘土砖建造。出料口 27可设在冷却室底部中心，可设置成漏斗状，出料口下方 可设置出料门，调节出料门的开合大小即可调节出料速度。出料门下方连接传送装置， 可提高机械化程度，可禾拥传送带等传送装置不间断地从出料门将物料输送出去，可 根据窑室内物料烧制的成熟瞎况确定出料量和出料速度。出料口下方也可以设置料室 26，可在料室侧面上开设侧壁出料口 25，可利用铲车等工具间隔一定时间从侧壁出 "'门挖取物料。出料口 27也可设置活动炉排使物料漏下，活动炉排可设置成自动控 制的机械装置，也可设置成人工控制的。
加热室和冷却室之间设窑室进气口 33，窑室进气口可以设置在窑室侧壁上，可 以设置一个或多个窑室进气口，设置多个窑室进气口有利于窑室内温度均匀，但是增 加了清理火道的难度，也加大了窑室造价， 一般设置一个窑室进气口即可，为减少积 灰，避免物料堵塞进气口，窑室进气口 33靠近窑室内壁处可设斜坡。利用燃烧室产 生的压力可以使窑室进气口 33上方和下方形成高温带，使加热室上方形成预热带， 可更好;feW物料加热。为避免热气流沿窑室内壁向上方快速运动，加热室内径可以设制成上下一样粗的结构，可使加热室内中心和外围的压力相对均匀，使加热室中心和 外围的热气流量相对均匀。同时可以降低窑室内气流运动阻力，可进一步降低风机能 耗。
燃烧室设出气口 48，可在燃烧室2上部开设出气口 48，燃烧室出气口 48连通窑 室进气口33，燃烧室与窑室之间可以砌火道46，可用耐火砖砌成，火道顶部可以发 碹拱，可以向窑室方向逐渐抬高，有利于火道内气流运动，火道内壁也可抹一层耐高 温、耐磨壳层。火道可以设置清灰门49，清灰门平时密封，清灰时打开即可。燃烧 室、火道外部可以统一设置耐火保温层12，耐火保温层12外部可包铁皮11进一步 密封，可直接利用厚铁皮作为竖窑外壁。也可将铁皮改成砖混结构，可在砖混结构内 壁涂抹水泥密封层，可降低造价，密封层可避免耐火保温层12内气体向竖窑外围运 动，使耐火保温层12内气体相对静止，可更好地提高保温、密封效果。燃烧室、火 道、窑室外部可用彩钢板等密封，可使竖窑更加美观。
利用坡地建窑时可将窑室周围直接夯实即可，可将燃烧室、火道、窑室全部建于 坡内，将燃烧室、火道、窑室周围直接用沙土夯实，即密封又保温，可大大降低造价， 可在耐火保温层外设置薄铁皮，可进一歩实现密封，可避免耐火保温层12内气体向 竖窑外围运动，使耐火保温层12内气体相对静止，可更好地提高保温、密封效果。
窑室侧壁设多条加压进气管51，加压进气管连接加压风机44。加压进气管51 连接加压总进气管34，加压总进气管连接总管37，总管37连接加压风机44，加压 进气管51可以焊接在加压总进气管34上，即可以焊接在加压总进气管外也可以焊接 在加压总进气管内。制作时要调配好加压总进气管内腔面积与所有加压进气管内腔总 面积的比例，保证加压进气管内形成一定压力的气流，气流压力不宜过大，要避免气 流直接冲击窑室内壁，避免气流磨损窑室内壁。
加压进气管51连通加压总进气管34，加压总进气管34设在窑室壁上，加压总 进气管连通加压总管37，加压总管37连接加压风机44，加压进气管51沿窑室横截 面切线方向设置。加压进气管可以穿过加热室侧壁M加压总进气管，加压总进气管设在窑室外壁 上，加压总进气管要包裹保温材料，此方案可不考虑窑室^it，可通用于所有竖窑， 可使加压进气管经久耐用。加压总管37可以横向环绕在窑室外壁上，加压总进气管
34与加压总管37垂直连接，使加压总进气管34在窑室外壁上均匀分布，可根据窑 室内径大小确定加压总进气管的分布数量以及相互之间的间隔距离。加压进气管可以 沿加热室横截面切线方向设置，使出气口 35方向朝向加热室横截面切线方向，可以 很好地将沿着加热室内壁上升的热气流打乱，可以使加热室内形成涡旋气流，涡旋气 流可以使热气流向加热室中心汇聚，即使加热室内径较大，涡旋气流也可使加热室中 心的物料受到加热，涡旋气流碰到物料后形成紊舌L气流，可以提高气流在加热室内的 运动距离，提高气流在加热室内的滞留时间，更好地实现热传递，可以使加热室内各 部位的物料都可以均匀受热。运动是相互的，热气流运动使物料相对于热气流也在运 动，利用热气流围绕物料的运动代替了使物料翻滚的加热方式，加热效果与回转窑的 效果基本一样，还避免了块状物料在回转窑内因为翻滚导致的破碎问题，使物料翻滚 所需的能耗要远远大于使气流运动所需能耗，可以比回转窑大大减少能耗，使窑炉更 加节能。加热室最上部留出一段不设加压进气管，可以避免加压进气管中的高温气体 没来得及传递给物料即排出窑室外，可以更好的利用余热。也可以利用加压进气管 51向窑室内喷入化学反应催化剂或还原剂，使竖窑成为一个高温化学反应炉，可用 它焙烧、煅烧多种±央状物料、粉状物料。 一部分加压进气管51也可以沿窑室横截面 半径方向设置，可以使窑室内形成紊乱气流，使窑室内各部位温度均匀。
加压总进气管34也可以设在加热室内壁上，加压进气管可以焊接在加压总进气 管内，可以不影响物料沉降。加压总进气管设在加热室内壁上缺点是容易烧损，优点 是可以禾佣加压总进气管进一步采集热量，可使管内空气受到加热，使窑室内温度更 均匀，窑室内温度太高时对加压进气管材质要求较高，可根据不同的窑室温度条件选 择不同的材质，窑室温度低时可采用本方案，加压进气管可在窑炉定期大修时维修或 更换。出料口27连通料室26，料室26设出气口92，出气口 92连接加压风机44进气 口。可在料室顶部设置出气口92，出气口92通过管道93连接加压风机44进气口， 可使烧制好的物料在料室26内进一步散热，料室26也可作为冷却室使用，使热空气 通过加压风机44送入窑室内，可更好的利用余热。加压风机44可安装在窑室顶部， 管道93可直接通到窑室顶部后连接加压风机。
加压风机也可安装在窑室侧壁上，加压总管37—端设清灰阀。加压风机吸入的 热气中含有大量的灰尘，灰尘沿加压总进气管上升时， 一部分灰尘会逐渐沉积在加压 总管内，时间长了会堵塞加压总管，可以在加压总管远离加压风机的一端设清灰阀， 清灰阀平时关闭，清灰时打开，可利用加压风机的压力使灰尘从清灰阀内喷出，本方 案缺点是加大窑炉造价。
冷却室28设进气口95，进气口95连接冷却风机94出气口。进气口可通过气管 96连接冷却风机，可利用冷却风机向冷却室内鼓入常温空气，调节好风量，可更好 的冷却产品，常温空气受到冷却室内烧熟的物料的加热后向窑室上部运动，最终将热 量传递给窑室内物料，可充分利用余热。 一部分加热后的空气从出料口进入料室后被 加压风机吸走，重新进入窑室中，可充分利用余热。
冷却室下部中轴线上设分料装置200，分料装置200底部横截面呈圆形，冷却室 底部中心设出料口 27，出料口 27横截面呈圆形。分料装置200可以用厚钢板制作， 可将钢板切割成圆形，圆的直径可以选择冷却室内径的0.618倍，钢板上方可制成圆 锥体，可更好地使物料向粉料装置周围运动，分料装置200可使竖窑内物料均匀漏下。 分料装置下方可固定在用钢轨等做成的支架上，支架固定在冷却室壁上即可。出料口 与分料装置底部间隔一定高度，可以保证物料从出料口漏下，出料口位于冷却室底部 中心可使分料装置200周围下料均匀。
使用本竖窑时，可以先用生料装满窑室，点火后逐渐从窑室出料口泄出窑室底部 生料，再将这些生料从窑室顶部进料口重新装入窑室即可。烧制水泥时，可将水泥生 料制成球块状，水泥生料中可不掺煤粉，可使水泥品质更好，可比现有水泥回转窑设备大大降低造价，大大降低旨雜，更加环保，也可应用本竖窑技术方案对现有水泥竖 窑进行改造。生产石灰时，对石料颗粒大小无特殊要求，可根据需要确定颗粒大小， 可将石料直接装入窑内直接烧制即可。可烧制小块石灰，单位体积的窑室石灰的产量
可以达到现有石灰窑的3-5倍以上，生产小块石灰产量更高，用2-4厘米或4-6厘米 的石料生产石灰产量可提高十倍甚至几十倍以上。小i央石灰活性更高，石灰烧制成熟 度更好，能耗可以比传统石灰窑降低40%以上，没有黑烟、粉尘、 一氧化碳、二氧化 硫排放、非常环保，燃烧室温度可以控制在1200度之内，不会出现石灰过烧现象， 可烧制出高活性的特级小±央石灰。焙烧硫化铜精矿时，可以从尾气中制硫酸。烧制氧 化铝时可将氢氧化铝压制成i央状物料，装入窑中煅烧即可，可比现有氧化铝烧制设备 大大降低造价，大大降低能耗，更加环保。
本实用新型实施例之一的结构是燃烧室2内腔横截面呈圆形，进气管7沿燃烧 室横截面切线方向连接燃烧室进气口1。燃烧室内腔可以设置成球形，球形燃烧室可 以用耐火砖搭建，可以逐渐搭成圆球形内腔，最后在内腔表面涂抹上耐火水泥或浇注 料，凹凸不平的内腔表面更有利于耐火水泥与内腔表面接触牢固。
燃烧室进气口 1位于燃烧室腰线横截面切线方向的侧壁上，进气角度与燃烧室的 半径成90度角，气流在风机的加压下通过进气管7沿燃烧室切线方向从进气口 1进 入燃烧室后，在圆形内壁作用下，气流在燃烧室中旋转起来，形成涡流，涡流延长了 燃料在燃烧室的滞留时间，使燃料与空气更好的混合均匀，改善了燃料燃烧的外部环 境，更好的保证了燃料的充分燃烧。
进气口 l可以选择多种几何形状，以选择长方形为好，长方形长边与燃烧室内腔 垂直于地面的中心轴线平行，长方形长边可以根据燃烧室弧度做成弧线型。燃烧室进 气口可设置一个也可设置多个，燃烧室以设置一个进气口为好，有利于it烧室内热对 流，有利于提高涡流中心 显度，也有利于降低设备成本。
为减轻气流以及颗粒物对燃烧室内壁的磨损以及内壁的烧损，可在燃烧室内壁设 置耐火材料层14，可使用高强耐火材料或陶瓷材料，可使用碳化硅等材料，可直接将这些材料掺合少量的耐火水泥或其它耐火粘合剂制成泥状后涂抹在内壁上，这些材 料凝固后经高温煅烧后即可形成耐磨耐高温的壳层。耐火材料层14可设置成多层结 构，每一层选用不同大小的颗粒材料，可抹一层粗颗粒，再抹一层细粉状颗粒，可更
好的提高耐火材料层14的热应能力，避免耐火材料层14出现裂隙或脱落。
可以在燃烧室上部开设出气口 48，燃烧室出气口 48中心可以设在燃烧室2中心 轴线上，有利于火道46内气流形成螺旋气流，有利于气流运动，也有利于降低火道 46积灰，燃烧室上部出气口 48面积小于燃烧室2最大横截面积，可以有利于燃烧室 维持燃烧，也有利于提高燃烧室温度，同时可以减少灰尘进入火道46，燃烧室上部 出气口面积与燃烧室最大横截面积的比例可以选择0.382: 1。燃烧室出气口面积也 可以再小一些，越小越有利于减少灰尘进入窑室。
使用含灰分的燃料时，燃烧室下部可以开设下部出气口 32，纟然烧室下部出气口 32可以选择圆形，下部出气口 32面积与燃烧室最大横截面的面积的比例可以选择黄 金分割比例0.382:1，下部出气口32屮心可以处在燃烧室中心轴线上，下部出气口 32下部设置灰池21，灰池底部设灰管23，灰管底部设灰门22，灰门平时密闭，清灰 时打开。燃烧室维修时可从下部出气口进入人员维修，下部出气口太小时可在燃烧室 壁预设人孔，维修时打开，维修完毕后用耐火砖封闭，外包保温材料。
进气管7上设点火燃料供给装置，进气管7上设点火装置9，点火装置9设在梦》 烧室进气口附近，点火装置可以设电子点火装置，点火装置连接点火燃料管10，可 以使用气体燃料点火，点火装置可以调节进燃料量，使用煤炭可以先使用气体燃料点 火，再使用重油等廉价燃料进一步提高燃烧室温度，当温度达到一定程度时再供给煤 粉，可以降低点火费用。点火燃料管可以设计成斜面开口 24，开口方向朝向燃烧室， 可使液体或气体燃料更容易进入进气管。使用粉末状固体燃料比如煤粉时，点火装置 也可设置一个点火门，可在进气管上壁设置点火门，点火门平时密封，点火时打开， 向进气管内填入点火木料柴，点火木柴上喷上柴油，点火后打开风机8，风机将煤粉 喷到点火木柴上即可点火成功，点火木柴也可用沾满柴油或其它易燃油料的棉纱代替。
为保证点火安全可以在点火器旁设置温度传感器或监控器监测温度，确保点火成 功。也可在燃烧室2内壁设》鹏传感器监测鹏，可根据温度调节风t腿风量和燃料
供给量。点火时风机8开着进风，风量要逐渐加大，逐渐加大点火器的进燃料量，当
燃烧室内形成高温涡流时就可以使用各种燃料了 。
燃烧室也可设置活动密封点火孔，可用现有的点火枪点火，点火后将点火枪抽出，
将点火 L用密封螺栓密封即可。燃烧室点火极其容易，可以随时点火，也可以随时停
火，可以使用任何一种燃料，哪种燃料更经济更合适就使用哪种燃料，可以使用生物 质燃料，可以焚烧垃圾、工业沉淀渣等，也可以把各种燃料混合使用，可使用各种煤 质的燃煤，也可使用贫煤、煤奸石，燃煤可以充分燃烧，可4顿大颗粒煤粉，燃料燃
尽率可达99.9%以上，绝对不产生黑烟。尾气排放标准可以跟使用煤气效果相媲美。 使用固体燃料时，先把它粉碎成一定大小的颗粒，越细越好，颗粒细度与燃烧室 内径尺寸以及燃烧室内的涡流转速成正比，内径越小、涡流转速越低，煤粉颗粒要求 越小。为保护燃烧室内壁，以选用小的颗粒为好。细小的颗粒会在涡流中充分燃烧， 燃烧产生热量，热空气向上走，使燃烧的颗粒向燃烧室顶部运动，燃尽的灰分会自然 降温，会随气流向燃烧室下部运动，在燃烧室下部气流会逐渐冷却，比重会增加，会 随涡流向燃烧室排气口运动，在燃烧室下部气流形成一个从中心到外围转速递减的涡 流，就像水的漩涡一样，可以使周围的粉尘颗粒以及熔渣等被巻进涡流中心，随涡流 从燃烧室下部出气口排出落入灰池中。
控制燃料流量即可控制燃烧功率，使用固体燃料时，可以在燃料箱4底部连接一 个水平的螺旋输送器5，螺旋输送器俗称搅笼，螺旋输送器5出料口连接燃料管6， 螺旋输送器采用调速电机，调节电机转速即可调节燃刺流量，即可控制燃烧强度。燃 料管底段通到进气管内，它斜面开口，开口方向与气流方向同向，这样可以使气流对 燃料管产生吸力，有利于固体燃料进入进气管。使用煤粉时也可以使用现有的磨煤喷 粉机直接供给燃料。为避免进气管内壁烧损，可在进气管内设一层耐火层。为避免进气管回火，可以加设一条进气管作为煤粉输送管97，煤粉输送管97连 接高压风机91，高压风机91进气口连接粉磨设备，可更好的保证煤粉吹入燃烧室。 煤粉输送管出口 90与燃烧室进气口 1紧靠在一起，处在进气口侧方(如图2所示) 有利于燃料与气体更好地混合，同时可减轻煤粉对燃烧室内壁的磨损。
将加热室上部出气口 42与加料口 40设置为一体，可直接向加料口中加料，废气 可直接从加料口排出，利用风机8加压使燃烧室形成正压，^it烧室产生的热气流进 入窑室，使窑室进气口 33上方和下方形成煅烧带，使进气口 33下方形成顺流式加热， 可更好的加热物料。使加热室上部形成预热带，使冷却室下部出料口处形成冷却带， 可更好的利用热量。可在预热带和出料口设置温度传感器，可根据温度传感器调整烧 成强度和出料速度，可利用传送带等传送装置自动出料，可设置电动出料门结合纟显度 传感器自动调节出料速度。可利用传送带等传送装置自动加料。本实施例方案可以降 低造价，缺点是废气没有进行处理即排入大气，可以用于石灰生产，可烧制小块石灰， 可利用石子吸附大部分粉尘，同时加热室内的石灰可脱硫，废气基本可实现排放环保。
本实用新型实施例之二的结构是在以上结构基础上，为更好的利用余热，加热 室出气口连接余热采集器，余热采集器上部设置进料斗64，可通过进料斗64向竖窑 内加料。余热采集器中设多条空气采热管302，空气采热管进气口 306位于余热采集 器下部，可以围绕余热采集器底部设置多个进气口 306，有利于进气均匀。空气采热 符出气口 301位于余热采集器上部，空气采热管表面可以设置采热片提高采热效率， 余热采集器尾气出口 303位于空气采热室下部，可使空气采热管进气方向与尾气的排 气方向相反，可以用最冷的空气采集到尾气中最末端的热量，从而最大限度的采集余 热。余热采集器尾气出口 303连接弓讽机304，弓讽机304连接尾气处理设备305， 可对尾气进行除尘、脱硫等一系列处理，使竖窑排放更环保。余热采集器连接煤炭粉 磨设备，煤炭粉磨设备连接风机，空气采热管出气口301通过保温管道312连接煤炭 粉磨设备308，煤炭粉磨设备连接风纟几，风机连接进气管，进气管连接燃烧室。可利 用余热对煤炭进行烘干，可更好地对煤炭粉碎，可使用湿度较大的煤炭，免去煤炭晾晒烘干的麻烦，煤炭粉磨设备308可用风扫磨或粉碎机，粉碎机可使用圆筒式锤式粉 碎机，可加长圆筒，增加粉碎锤数量，将圆筒平置，煤炭从圆筒进气端310加入，可
利用搅笼4等设备控制煤炭加入量，可利用风机8使经过余热采集器预热后的空气穿 过粉磨设备，将磨中粉碎产生的悬浮颗粒从粉磨设备出气口带出，带到风机8中，再 通过风机8吹入燃烧室。可利用粉磨设备与风机8的垂直高差设置垂直竖管309，垂 直竖管可对煤粉颗粒进行自然筛选，颗粒较大的煤粉颗粒可通过粉磨设备出气口 311 重新落入粉磨设备中继续进行粉磨。为避免进气管回火，可以加设一条进气管作为煤 粉输送管97，煤粉输送管97连接高压风机91，高压风机91进气口连接粉磨设备， 可更好的保证煤粉吹入燃烧室，避免进气管回火。风机8进气口可以直接连接余热采 集器，可使进气管中气流温度提高，风机8不断向燃烧室供给加热过的高温气体，可 以大大提高能量利用率。冷却风机94进气口也可以连接余热采集器，可更好的利用 余热。
本实用新型实施例之三的结构是在以上结构基础上，燃烧室下部连通排渣室
66，扫隨室66开设流渣口65，燃烧室2出气口46内安装除尘芯管67。烧制需要高 温加热的物料时，燃烧室需要提高到极高的温度，烧制一般物料时，为进一步提高燃 烧室热效率，也可采用大幅提高燃烧室温度的方法，采用煤炭等含有大量灰分的燃料 时，会形成大量的熔渣，熔渣会沿燃烧室内壁流下，燃烧室可采用液态排渣方案，可 在燃烧室下部设置熔渣室66，熔渣室开设流渣口65，流渣口65平时用塞棒堵塞，排
渣时打开塞棒即可使熔渣从流渣口流出。
燃烧室使用煤炭等含灰分的燃料生产怕被灰尘污染的材料时，为进一歩避免灰尘 进入窑室，可在燃烧室2出气口内安装除尘芯管67，除尘芯管底部密封，顶部设有 出气口，出气口与燃烧室上部出气口面积一样，除尘芯管侧壁开设气流通道，气流通 道与除尘芯管半径成倾斜角度，气流通道的进气方向与燃烧室内涡流的旋转方向相 反，可以更好的保证粉尘不会进入除尘芯管。除尘芯管要采用高温耐火材料，可直接 安装在上部出气口处，可以用塞料塞装在上部出气口内，用耐火水泥固定即可。为更好的除尘，除尘芯管67也可以采用圆锥形结构，锥尖垂直朝下，锥底连接在燃烧室 上部出气口内，圆锥侧面开设倾斜的气^1道即可，圆锥形除尘芯管更有利于除尘， 对燃烧室内涡流运动更没有影响，涡流旋转更不易影响到它的稳定，它的使用寿命更 长。本方案可用于烧制氧化铝等。
本实用新型实施例之四的结构是在以上结构基础上，窑室内设耐火材料 L架， 耐火材料孔架底部坐落在漏斗状下料口上，漏斗状下料口下方设置冷却室28，耐火 材料 L架可用方形耐火砖57垒砌，耐火砖57长宽高的比例可选择1: 1: 0.5，耐 火砖相互交错，相互之间留出孔洞，保证粉末状物料可以从 L洞间漏下。为避免粉末
状物料从窑室排出，窑室上部横截面呈圆形，窑室上部设侧壁进气口 77，窑室顶部 设置除尘芯管56，除尘芯管56可用铁管制作，除尘芯管侧壁开设的气流通道可用条 形板材58焊制，除尘芯管底部密封，除尘芯管上部设有出气口，除尘芯管上部连t妾 除尘风机68进气口，除尘风机68出气口连接除尘进气管69，除尘进气管69沿窑室 顶部横截面切线方向连接窑室上部侧壁进气口 77，除尘进气管69使除尘芯管外形成 涡流，除尘芯管56侧壁开设气流通道55，气流通道与除尘芯管半径成倾斜角度，气 流通道的倾斜方向与除尘芯管夕卜气流的旋转方向相反，可以更好的保证粉末状物料不 会进入除尘芯管。除尘芯管内设进料管52，进料管出口穿过除尘芯管底部，进料管 进口设在窑室外，进料管进口连接料斗53，料斗53设旋转装置，避免粉料结块，保 l粉料从进料管落入窑室，也可设置密封式旋转卸料器，直接向进料管中卸料。进料 管进口也可以连接物料输送风机出气口，粉料从进料管进入窑室的耐火材料孔架上 后，在窑室紊舌L气流的吹动以及自然沉降的作用下，从耐火材料孔架间落下，粉料会 在耐火材料孔架上搁置一定的时间，可以受至咖热，耐火材料会把吸收的热量直接传 递给粉料，也会把热量辐射给粉料，紊乱气流也会把热量传递给粉料，紊乱气流同时 加快了热传递，粉状物料在沉降过程中逐渐烧制成熟，呈熔融状或半熔融状从漏斗状 下料口漏下，在冷却室中快速冷却成块状后从出料口卸出。
使用本方案可干法生产水泥、烧制氧化铝等粉末状物料。粉末状物料可用风扫磨或锤式粉碎机等粉磨设备磨制，风扫磨进气口通过保温管道连接窑室顶部出气口，风
扫磨进气端设物料进口，物料进口连接卸料装置，风扫磨出气口连接物料输送风init
气口，物料输送风机出气口连接进料管52，可利用物料输送风机将窑室出气口的高 温气体吸入风扫磨，将风扫磨中的物料烘干加热，更好地使物料粉碎，高温气体将悬 浮颗粒带入物料输送风机，物料输送风机将粉末状物料通皿料管吹入窑室。烧制水 泥时可设置多台粉磨设备，可分别对不同的物料进行粉磨，控制不同物料的粉磨量即 可完成水泥生料的配比，可控制不同物料对应的卸料装置的卸料量来控制不同物料的 粉磨量，可利用计量式卸料器来控制，同时可根据各种物料的需求量来设置不同的粉 磨设备大小，可控制流经不同粉磨设备的风量来更好的控制各种物料的配比。
本实用新型中的各风机流量可以根据温度传感器来编排电脑程序，可以电脑控制燃 烧室功率，电脑控制燃料流量，电脑控制燃烧室温度，电脑控制窑室温度，电脑控制出料 速度，可使用现有的电脑技术对设备进行微机化管理。
本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型 未详尽描述的技术内容均为公知技术。
权利要求1、竖窑包括燃料供给装置、燃烧室、窑室、风机、气管、耐火材料、保温材料，其特征在于燃烧室(2)侧壁设进气口(1)，进气口(1)连接进气管(7)，进气管上安装风机(8)，燃烧室(2)连接燃料供给装置，窑室设加热室(36)和冷却室(28)，加热室下部连通冷却室，加热室上部设进料口(40)，加热室上部设出气口(42)，冷却室下部设出料口(27)，加热室和冷却室之间设窑室进气口(33)，燃烧室(2)设出气口(48)，燃烧室出气口(48)连通窑室进气口(33)。
2、 根据权利要求1所述的竖窑其特征在于窑室侧壁设多条加压进气管 (51)，加压进气管(51)连接加压风机(44)。
3、 根据权利要求2所述的竖窑其特征在于加压进气管(51)沿窑室横截 面切线方向设置。
4、 根据权利要求2所述的竖窑其特征在于出料口 (27)连通料室(26)， 料室(26)设出气口 (92)，出气口 (92)连接加压风机(44)进气口。
5、 根据权利要求l所述的竖窑其特征在于冷却室(28)设进气口 (95)， 进气口 (95)连接冷却风机(94)出气口。
6、 根据权利要求1所述的竖窑其特征在于冷却室下部中轴线上设分料装 置，分料装置底部横截面呈圆形，冷却室底部中心设出料口 (27)，出料口(27) 横截面呈圆形。
7、 根据权利要求1所述的竖窑其特征在于燃烧室(2)内腔横截面呈圆 形，进气管(7)沿燃烧室横截面切线方向连接燃烧室进气口 (1)，进气管(7) 上设点火燃料供给装置，进气管(7)上设点火装置(9)。
8、 根据权利要求1所述的竖窑其特征在于加热室出气口连接余热采集器， 余热采集器尾气出口连接引风机，引风机连接尾气处理设备，余热采集器连接 煤炭粉磨设备，煤炭粉磨设备连接风机，风机连接进气管，进气管连接燃烧室。
9、根据权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8任一项所述的竖窑其特征在 于燃烧室(2)下部连通排渣室(66)，排渣室(66)开设流渣口 (65)。
10、根据权利要求l、 2、 3、 4、 5、 7或8任一项所述的竖窑其特征在于 窑室内设耐火材料孔架。
专利摘要一种竖窑，采用全新的燃烧方式、加热方式，利用热对流，利用涡流燃烧，使竖窑更节能环保。利用加压气流使窑室内形成涡旋紊流，使物料受热均匀。运动是相互的，利用热气流围绕物料的运动代替了使物料翻滚的加热方式，利用自然沉降使物料自然运动到预热带、加热带、冷却带，竖窑设有燃料供给装置、燃烧室、窑室、风机、气管、耐火材料、保温材料，燃烧室侧壁设进气口，进气口连接进气管，进气管上安装风机，燃烧室连接燃料供给装置，窑室设加热室和冷却室，加热室下部连通冷却室，加热室上部设进料口，加热室上部设出气口，冷却室下部设出料口，加热室和冷却室之间设窑室进气口，燃烧室设出气口，燃烧室出气口连通窑室进气口。本竖窑可用于水泥、石灰、氧化铝等多种块状或粉状物料生产。
文档编号F27B1/00GK201368662SQ20082017957
公开日2009年12月23日 申请日期2008年12月4日 优先权日2008年10月9日
发明者陈久斌 申请人:陈久斌