环形套筒窑的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环形套筒窑，它包括：窑壳；置于窑壳内的带有冷却夹层的上套筒、下套筒，所述上套筒、下套筒和窑壳之间形成环形通道；置于所述环形通道上端的布料系统；设置在窑壳外侧圆周且间隔分布的上燃烧室和下燃烧室；设置在所述上燃烧室和下燃烧室外端的烧嘴；其中所述上套筒的外径小于下套筒的外径。由于上套筒的外径小于下套筒的外径，上套筒和窑壳之间的预热带环形空间体积增加，从而增加预热带石灰石的量，增强窑顶烟气与石灰石的传热效率，降低窑顶排烟温度，从而实现降低热耗、节约能源的目的。
【专利说明】环形套筒窑
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环形套筒窑，尤其是一种非等截面环形套筒窑，属于煅烧设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有环形套筒窑的典型结构如US4431407美国专利所公开，此类套筒窑最初引进时的设计工况为燃料热值要求1800kCal/Nm3(7537kJ/Nm3)，经过国内套筒窑行业专家的进一步改进设计，可以使套筒窑在煤气热值低至1400kCal/Nm3(5862kJ/Nm3)的条件下达产。但是低热值煤气燃烧产生的过量的烟气所携带的热量不能够被料层充分吸收，往往使套筒窑的排烟温度过高。为控制套筒窑的排烟温度不得不限制废气风机的引风量，这样又使得石灰冷却空气吸入不足，造成出灰温度偏高。套筒窑的排烟温度和出灰温度过高不仅使套筒窑的热耗增加而且会危及到窑顶设备和出灰设备的安全使用。
[0003]为克服上述缺点，加长预热带的方法可以增加烟气与石灰石之间的换热面积和增加石灰石的蓄热量，是降低石灰竖窑排烟温度的有效途径，但是增大了烟气通过料层的阻力，势必加大引风设备的负荷，同时加长预热带也增加了建设成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种非等截面环形套筒窑，从而在不增加环形套筒窑建设成本的基础上，降低窑顶温度、出灰温度，增强烟气的余热利用，使得窑顶设备和出灰设备在安全的环境下稳定运行。本发明采用的技术方案是:一种环形套筒窑，包括:窑壳；置于窑壳内的带有冷却夹层的上套筒、下套筒，所述上套筒、下套筒和窑壳之间形成环形通道；置于所述环形通道上端的布料系统；设置在窑壳外侧圆周且间隔分布的上燃烧室和下燃烧室；设置在所述上燃烧室和下燃烧室外端的烧嘴；其中所述上套筒的外径小于下套筒的外径。
[0005]本发明更进一步的技术特征是:
[0006]所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.7?0.9D。
[0007]所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.7D。
[0008]所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.75D。
[0009]所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.8D。
[0010]所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.9D。
[0011]本发明的有益效果是:
[0012]1、由于上套筒外径小于下套筒外径，相对来说上套筒与窑壳之间的环形空间增力口，即预热带环形空间加大，从而增加预热带可以容纳石灰石的量，增加烟气与石灰石之间的换热面积和增加石灰石的蓄热量，最终可降低窑顶烟气的温度。
[0013]2、因为烟气经上套筒进入换热器对驱动空气加热后回收的热量低于烟气直接加热石灰石，预热带截面积扩大可增加进入预热带烟气量占总烟气量的比例，有利于降低热耗和延缓换热器的堵塞。
[0014]3、预热带环形空间加大，预热带内的石灰石移动更顺畅，结瘤堵塞的几率明显降低。
[0015]4、预热带环形空间增加后，增加预热带单位高度石灰石的容量，同时可减小烟气通过预热带料层的阻力，因此系统阻力下降，相应的可减小废气风机的负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明一个实施例的结构示意图。
[0017]图中I布料系统、4是窑壳、5是上套筒、6是下套筒、9是上燃烧室、10是下燃烧室、12出料口、15是循环气体入口、17是冷却空气导管、18是冷却空气环管、19是喷射管、20是上烧嘴、21是下烧嘴、23是换热器、24是驱动空气环管、25是循环气体通道、Fl是冷却风机、F2是驱动风机、F3是废气风机。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0019]实施例一
[0020]本实施例的环形套筒窑如图1所示，包括:窑壳I ;置于窑壳I内的带有冷却夹层的上套筒2、下套筒3，所述上套筒2、下套筒3和窑壳I之间形成环形通道4 ;置于所述环形通道4上端的布料系统5 ;设置在窑壳I外侧圆周且间隔分布的上燃烧室6和下燃烧室
7;设置在所述上燃烧室和下燃烧室外端的烧嘴8 ;其中所述上套筒2的外径d小于下套筒3的外径D。在本实施例中，上套筒2的外径d为下套筒3外径D的70%。
[0021]环形套筒窑工作时，来自驱动风机Fl的常温空气进入换热器9后被来自上套筒2底部的高温废气预热至450°C，所示450°C的驱动空气首先进入驱动空气环管10然后送入喷射管11内作为喷射器的工作流体用于引射循环气体，驱动空气与循环气体一起进入下燃烧室7参与燃烧，燃烧产生的烟气在驱动动力的作用向下流动并在喷射器的引射作用下从循环气体进口 12进入下套筒3内部。石灰冷却空气在窑内负压的作用下从窑底料仓13抽吸进入冷却石灰，并从下套筒3循环气体进口 12进入下套筒3内部。
[0022]在废气风机F2的作用下，来自下燃烧室7的部分高温烟气以及上燃烧室6燃烧产生的高温烟气在环形通道4内向上流动，在上套筒2底部处发生分流，部分进入上套筒2内部后进入换热器9换热后进入废气风机F2，大部分在环形通道4内向上流动预热由布料系统I分配进入环形通道4内的石灰石，然后从窑顶废气管道直接进入废气风机F2。
[0023]由于上套筒2内部空间阻力系数较小，缩小外径后烟气流经上套筒2内部的压力损失较小，因外径减小造成的进入换热器废气的流量减小的影响可忽略。由于上套筒2外径减小，窑壳I与上套筒2之间的环形空间即石灰石预热带空间增加，进入该空间的石灰石流量增加，从而预热带烟气与石灰石对流换热的传热面积扩大，对流换热效率加强，可有效利用废气的余热，降低窑顶烟气温度。因为烟气经上套筒2进入换热器9对驱动空气加热后回收的热量低于烟气直接加热石灰石所用的热量，预热带截面积扩大可增加进入预热带烟气量占总烟气量的比例，有利于降低热耗和延缓换热器9的堵塞。同时，预热带环形空间加大，预热带内的石灰石移动更顺畅，结瘤堵塞的几率明显降低。而且预热带环形空间增加后，增加预热带单位高度石灰石的容量，同时可减小烟气通过预热带料层的阻力，因此系统阻力下降，相应的可减小废气风机F2的负荷。
[0024]实施例二:
[0025]本实施例其他结构同实施例一，在本实施例中，上套筒的外径d为下套筒外径D的75%。以日产500t石灰的环形套筒窑为例，原设计窑壳直径8m，上下套筒外径4.46m,采用低热值(1400kCal/Nm3)煤气煅烧石灰石过程中，窑顶温度基本控制在220_230°C，出灰温度在100-120°C范围内；将上套筒外径减小为3.345m,即d = 0.75D,其他条件保持不变时，窑顶温度可控制在150-180°C范围内，出灰温度基本控制在80-100°C ；同时套筒窑的日产量由500t提高至Ij 550t，超产10%。
[0026]实施例三:
[0027]本实施例其他结构同实施例一，在本实施例中，上套筒的外径d为下套筒外径D的80%。
[0028]实施例四:
[0029]本实施例其他结构同实施例一，在本实施例中，上套筒的外径d为下套筒外径D的90%。
[0030]上述仅是对具体实施例的描述，本发明的覆盖范围不限于上述实施例，相反，本发明涵盖所有在字面上或在等效形式的教导下实质上落在权利要求的范围内的所有技术方案。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种环形套筒窑，包括: 窑壳； 置于窑壳内的带有冷却夹层的上套筒、下套筒，所述上套筒、下套筒和窑壳之间形成环形通道； 置于所述环形通道上端的布料系统； 设置在窑壳外侧圆周且间隔分布的上燃烧室和下燃烧室； 设置在所述上燃烧室和下燃烧室外端的烧嘴； 其特征在于:所述上套筒的外径小于下套筒的外径。
2.根据权利要求1所述的环形套筒窑，其特征在于:所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.7?0.9D。
3.根据权利要求2所述的环形套筒窑，其特征在于:所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.7D。
4.根据权利要求2所述的环形套筒窑，其特征在于:所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.75D。
5.根据权利要求2所述的环形套筒窑，其特征在于:所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.8D。
6.根据权利要求2所述的环形套筒窑，其特征在于:所述上套筒的外径d与下套筒的外径D的大小关系为d = 0.9D。
【文档编号】F27B13/06GK103940238SQ201410203546
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】陈小娟, 庞焕军, 曲思民, 王慧 申请人:江苏中圣园科技股份有限公司