一种五段式轻烧镁节能环保竖窑的制作方法

本发明属于用于煅烧菱镁矿的窑炉技术领域，是将矿山开采的菱镁矿经过窑炉煅烧生成轻烧氧化镁产品，具体涉及一种五段式轻烧镁节能环保竖窑。

背景技术：

轻烧氧化镁是中档镁砂、高纯镁砂、电熔镁砂的主要原料，同时是镁化工、镁建材的主要原料。目前国内轻烧氧化镁主要窑炉为反射窑和普通竖窑。经改进的燃烧煤气反射窑炉排下部是是燃烧室，燃烧器安装在墙体上，燃烧室下为储料斗，出料时靠人工将料从炉排下捅入储料斗属间歇出料，投料口和烟囱在窑顶直接与大气连通。反射窑存在以下问题：

(1)反射窑生产能力小一般20-40t/d，自动化程度低；

(2)矿石原料受限，要求200-300mm块状料，浪费矿产资源；

(3)窑顶热量直接从烟囱和装料口排入大气造成热能浪费，窑底储料斗里热量没能有效利用，能耗高、环境污染严重；

(4)燃烧器安装在墙体上物料受热不均衡，产品质量不稳定；

(5)粉尘无法回收，污染环境。

(6)工作环境差，劳动强度大。

普通轻烧镁竖窑热工原理与石灰窑基本相同，二次风从窑底进入窑内冷却煅烧好的轻烧镁成品，然后向上进入煅烧带助燃煅烧，再向上从窑顶排出。生产中排料是连续进行的，烧成的成品在向下移动时发生破碎，生成粉料(8毫米以下)达百分之60，由于粉料过多，使得冷却带透气性变差，造成向上的冷却风在窑截面上分布不均。普通轻烧镁竖窑存在以下问题：

(1)向上的冷却风在窑截面上分布不均导致煅烧不均衡，质量不稳定；

(2)冷却带透气性变差导致出料成品冷却效果不好。

(3)大量细粉被吹向窑顶，从窑顶排出。而细粉是轻烧镁中品位最高的成品。造成浪费并降低了平均品位。

(4)由于只有预热、煅烧、和冷却三个区段，产成品质量和节能及环保都不理想。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述问题，特提供了一种五段式轻烧镁节能环保竖窑。

本发明提供了一种五段式轻烧镁节能环保竖窑，其特征在于：所述的五段式轻烧镁节能环保竖窑，包括窑从上至下分为五个热工区段，依次为预热分解带、煅烧带、后置煅烧带、保温带、冷却分离带；

窑内上部均衡排风调解器5；二次助燃风分配器9；冷却分离器10。均衡排风调解器5至烧嘴6之间为预热分解带；烧嘴6至7之间为煅烧带；后置煅烧带在窑内下部的烧嘴7与二次助燃风分配器9之间；后置煅烧带往下为保温带；窑体下部为冷却分离带。

窑内上部设有均衡排风调解器5，分为六个排风区域，每个区域可单独调节风量，通过plc自动控制系统控制；

二次助燃风分配器9设在烧嘴7的下方，分为六个排风区域，每个区域可单独调节风量，通过plc自动控制系统控制，根据需要调整正负压操作。在冷却分离器10与二次助燃风分配器9之间为保温带，没有分解的碳酸镁在保温带得以分解，进一步提高了成品率。

冷却分离带，设置有冷却分离器10，该冷却分离器起到粉料与块料分离和冷却物料两个作用，由于轻烧镁成品需要的是粉状料，块料需要筛分出来粉碎成粉料，冷却分离器10起到筛分作用，节省了后续筛选工序，块料与粉料分离是靠气流将粉料向上吹起然后经过旋风筒收集粉料，在此过程中冷空气充分与物料进行热交换，交换后的热废气通过热交换器加热二次肋燃风，达到节能作用。

冷却分离器中的气体进不到窑内，不影响窑内风量平衡，成品料可根据冷却需要增减风量，所以不会出现红料现象。

从受料器进入到窑内的料，经预热分解带、煅烧带、后置煅烧带、保温带、经冷却带冷却至80℃以下，由振动给料机卸出窑。

窑体全密封结构。窑顶设两道加料门，自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。保温带四小时保温时间除了促进物料继续分解外，还有效起到隔断下部冷却仓的空气进入到窑内，防止下部成品粉料被吹向煅烧带。

窑顶排风采用负压操作。负压是通过窑内上部均衡排风调解器5来实现的。均衡排风调解器进风口均匀分布在窑截面上，使窑截面能均匀排风，避免了窑内原料预热不均匀。

在煅烧带设有6、7两层烧嘴，上层6四组烧嘴，下层7六组烧嘴，每组八个喷嘴，共80个喷嘴，窑壁周边烧嘴8设有八个烧嘴。当被预热的菱镁矿通过煅烧带时，能够实现均匀煅烧，不避免发生偏火、偏烧现象。

在锻烧区下方有二次肋燃风吹入窑内，本发明采用二次助燃风分配器9，以达到窑截面上进风均匀、均匀助燃。助燃风是经过换热器被冷却成品料的热风加热的热净空气。二次助燃风设置完全改变了过去用冷却成品料的风直接用来助燃的方式。其优点在于，避免下部轻烧镁成品中的优质粉料被大量吹向窑的上部；助燃风不含由于冷却物料被带上来的大量co2，助燃效果更好，形成后置煅烧区，延长了煅烧时间；冷却风与助燃风分离，助燃风根据需要确定与成品冷却无关。

保温带是本发明突出特点之一，是根据轻烧镁烧成特点设置的，没有分解的碳酸镁在保温带得以分解，进一步提高了成品率。

冷却分离器10在保温带下部，由于保温带的隔离作用，冷却分离器中的气体进不到窑内，不影响窑内风量平衡，成品料可根据冷却需要增减风量，所以不会出现红料现象。同时为了充分利用成品料的热能，加大了冷却风，成品料中的粉料被吹入旋风筒收集送入成品库。热风进入换热器，加热助燃空气。

本发明的优点：

本发明所述的五段式轻烧镁节能环保竖窑，保温带四小时保温时间除了促进物料继续分解外，还有效起到隔断下部冷却仓的空气进入到窑内，防止下部成品粉料被吹向煅烧带。当被预热的菱镁矿通过煅烧带时，能够实现均匀煅烧，不避免发生偏火、偏烧现象。保温带是本发明突出特点之一，是根据轻烧镁烧成特点设置的，没有分解的碳酸镁在保温带得以分解，进一步提高了成品率。采用分区控制温度技术和分区控制风压控制技术。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为立体结构示意图；

图2为热工区域分布图。.

图3为均衡排风分布示意图；

图4为二次助燃风分布示意图。

图中，1、斜桥；2、上料小车；3、受料装置；4、储料仓；5、均衡排风调节器；6、窑内上烧嘴；7、窑内下烧嘴；8、周边烧嘴；9、窑内二次助燃风分配器；10、冷却分离；11、窑体；12、一次空气管道；13、煤气管道。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种五段式轻烧镁节能环保竖窑，其特征在于：所述的五段式轻烧镁节能环保竖窑，包括窑从上至下分为五个热工区段，依次为预热分解带、煅烧带、后置煅烧带、保温带、冷却分离带；

窑内上部均衡排风调解器5；二次助燃风分配器9；冷却分离器10。均衡排风调解器5至烧嘴6之间为预热分解带；烧嘴6至7之间为煅烧带；后置煅烧带在窑内下部的烧嘴7与二次助燃风分配器9之间；后置煅烧带往下为保温带；窑体下部为冷却分离带。

窑内上部设有均衡排风调解器5，分为六个排风区域，每个区域可单独调节风量，通过plc自动控制系统控制；

二次助燃风分配器9设在烧嘴7的下方，分为六个排风区域，每个区域可单独调节风量，通过plc自动控制系统控制，根据需要调整正负压操作。在冷却分离器10与二次助燃风分配器9之间为保温带，没有分解的碳酸镁在保温带得以分解，进一步提高了成品率。

冷却分离带，设置有冷却分离器10，该冷却分离器起到粉料与块料分离和冷却物料两个作用，由于轻烧镁成品需要的是粉状料，块料需要筛分出来粉碎成粉料，冷却分离器10起到筛分作用，节省了后续筛选工序，块料与粉料分离是靠气流将粉料向上吹起然后经过旋风筒收集粉料，在此过程中冷空气充分与物料进行热交换，交换后的热废气通过热交换器加热二次肋燃风，达到节能作用。

冷却分离器中的气体进不到窑内，不影响窑内风量平衡，成品料可根据冷却需要增减风量，所以不会出现红料现象。

从受料器进入到窑内的料，经预热分解带、煅烧带、后置煅烧带、保温带、经冷却带冷却至80℃以下，由振动给料机卸出窑。

窑体全密封结构。窑顶设两道加料门，自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。保温带四小时保温时间除了促进物料继续分解外，还有效起到隔断下部冷却仓的空气进入到窑内，防止下部成品粉料被吹向煅烧带。

窑顶排风采用负压操作。负压是通过窑内上部均衡排风调解器5来实现的。均衡排风调解器进风口均匀分布在窑截面上，使窑截面能均匀排风，避免了窑内原料预热不均匀。

在煅烧带设有6、7两层烧嘴，上层6四组烧嘴，下层7六组烧嘴，每组八个喷嘴，共80个喷嘴，窑壁周边烧嘴8设有八个烧嘴。当被预热的菱镁矿通过煅烧带时，能够实现均匀煅烧，不避免发生偏火、偏烧现象。

在锻烧区下方有二次肋燃风吹入窑内，本发明采用二次助燃风分配器9，以达到窑截面上进风均匀、均匀助燃。助燃风是经过换热器被冷却成品料的热风加热的热净空气。二次助燃风设置完全改变了过去用冷却成品料的风直接用来助燃的方式。其优点在于，避免下部轻烧镁成品中的优质粉料被大量吹向窑的上部；助燃风不含由于冷却物料被带上来的大量co2，助燃效果更好，形成后置煅烧区，延长了煅烧时间；冷却风与助燃风分离，助燃风根据需要确定与成品冷却无关。

保温带是本发明突出特点之一，是根据轻烧镁烧成特点设置的，没有分解的碳酸镁在保温带得以分解，进一步提高了成品率。

冷却分离器10在保温带下部，由于保温带的隔离作用，冷却分离器中的气体进不到窑内，不影响窑内风量平衡，成品料可根据冷却需要增减风量，所以不会出现红料现象。同时为了充分利用成品料的热能，加大了冷却风，成品料中的粉料被吹入旋风筒收集送入成品库。热风进入换热器，加热助燃空气。

附图中窑体11的窑壳总高22.485米，有效容积275立方米，有效高度19.2米，煅烧温度1100-1200℃，单位热耗3.4×10⁶kj/t；设有人孔和检修孔；窑衬用两层一级高铝砖230×114×65，一层硅藻土保温砖116mm，一层轻质硅钙板80mm，一层纤维毡20mm，能承受在高温下下降物料磨损、上升气流冲刷，保温性能好。

附图中受料装置3自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。

附图中均衡排风调节器5分为六个排风区域，每个区域可单独调节风量，通过plc自动控制系统控制。

附图中窑内二次助燃风分配器9分为六个排风区域，每个区域可单独调节风量，通过plc自动控制系统控制。

附图中上烧嘴6下烧嘴7之间为锻烧区。烧嘴均匀的分布在窑炉的横截面内，上层烧嘴与下层烧嘴之间的周边窑壁设周边烧嘴8，每个烧嘴负责的煅烧面积一样，使煅烧截面加热均匀，烧嘴采用导热油夹套冷却，导热油系统提供两路供电确保导热油连续循环，允许停止循环导热油温度低于70度，导热油系统设置报警装置。

附图中一次空气管道12、煤气管道13分别经预热后进入窑内。

从受料器进入到窑内的料，经预热分解带、煅烧带、后置煅烧带、保温带、经冷却带冷却至80℃以下，由振动给料机卸出窑。从菱镁矿经受料装置入窑到成品出窑，在窑内煅烧循环约24-30小时。由于窑顶热量吸出用于加热燃料和空气，下部二次助燃风也被加热后入窑，使热能充分利用，单位能耗3.4×10⁶kj/t。按1986年冶金部(86)冶钢字第305号《焙烧石灰窑等级标准》(草案)颁布的单膛竖窑等级热耗对比分析，煅烧菱镁矿热耗为4002kj/kg，与普通菱镁矿竖窑热耗5854.66kj/kg相比，有较大幅度降低。窑体密封性好有利于除尘，经除尘后so2的排放量小于25mg/m³,粉尘小于30mg/m³。排风、烧嘴、二次助燃风均匀分布在窑炉横截面上，煅烧均匀质量稳定；矿石原料粒度要求20-80mm，节约矿产资源。窑体耐火材料表面垂直规整无异形，因而本窑结构简单。