矿石受热效率高的回转窑和催化焙烧处理设备的制作方法

本发明涉及冶金设备技术领域，尤其涉及一种矿石受热效率高的回转窑和催化焙烧处理设备。

背景技术：

现有的回转窑喷气组件为一个高压管，将气体直射进入回转窑窑体内，气体燃烧形成一根或多根火柱，火柱与矿石形成表面之间的夹角小，燃料的利用率低，导致燃料成本高，同时现有回转窑的产量低，产品不稳定。

在矿石焙烧过程中，需要加入大量煤粉作为催化剂，催化剂用量一般在矿石重量的5%-10%。

现有催化剂的加入方式是，直接从回转窑的尾部进入或从竖窑的顶部加入，由于矿石的温度没有到达反应温度，从而造成部分催化剂浪费，没有反应的催化剂会随着转窑或竖窑的尾气排入大气，造成污染环境；另外，由于焙烧过程中，向回转窑中通入的空气会降低催化剂在转窑或竖窑内的浓度，因此容易导致矿石反应不充分，成品合格率低，增加大量的生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高效率矿料催化焙烧处理设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

矿石受热效率高的回转窑，包括回转窑本体和喷气组件，所述喷气组件包括耐高温的直气管和沿直气管轴向设置有多行气体喷嘴，每行气体喷嘴包括多个气体喷嘴，所有气体喷嘴与直气管连通，且气体喷嘴的喷气口朝向回转窑本体内矿石的表面。

作为优化，所述回转窑本体包括相互连通的预热部和加热部，所述预热部的内径小于加热部的内径。

作为优化，还包括挡板，所述挡板具有中心孔；

所述挡板固定在回转窑本体的出料端。

矿石受热效率高的回转窑，包括回转窑本体和喷气组件，所述喷气组件包括多个耐高温的直气管，其中一个直气管设置在回转窑轴线的正下方，称为中心直气管，其他直气管位于所述中心直气管的下方，并且紧靠中心直气管；

所述中心直气管的气体出口位于回转窑内；

所述其他直气管沿其轴向设置有多行气体喷嘴，每行气体喷嘴包括多个气体喷嘴，所有气体喷嘴均与对应的直气管连通，且气体喷嘴的喷气口朝向回转窑本体内矿石的表面。

作为优化，所述回转窑本体包括相互连通的预热部和加热部，所述预热部的内径小于加热部的内径。

作为优化，还包括挡板，所述挡板具有中心孔；

所述挡板固定在回转窑本体的出料端。

一种高效率矿料催化焙烧处理设备，其特征在于：包括回转窑、密封罐、催化剂储存器和密封罐旋转驱动结构；

所述回转窑为上述的回转窑；

所述密封罐具有密封罐进料口和密封罐出料口，密封罐进料口和密封罐出料口分别位于密封罐长度方向的两个端面上，其中密封罐进料口位于密封罐一个端面的中心位置；

所述密封罐出料口上设有将密封罐出料口罩住的防扬尘罩，所述防扬尘罩为底部开口的半封闭结构；

所述回转窑的出料口与密封罐进料口连通，且回转窑的出料口在竖直方向的高度高于密封罐进料口；

所述催化剂储存器在竖直方向的高度高于密封罐，催化剂储存器的药剂出口与密封罐进料口连通；

所述密封罐旋转驱动结构带动密封罐沿其轴向转动。

作为优化，所述回转窑的出料口通过输料管与密封罐进料口连通，催化剂储存器的药剂出口通过送药管与输料管连通。

作为优化，还包括除尘结构；

所述除尘结构包括出尘管和除尘器；

所述出尘管的进尘口与输料管连通，且出尘管的进尘口与输料管的连接处高于送药管与输料管的连接处；

所述出尘管的出尘口与除尘器连接。

作为优化，所述密封罐旋转驱动结构包括支撑装置和传动装置；

支撑装置：包括支撑架、与支撑架可转动连接的托轮轴、设置在托轮轴上且与托轮轴转动配合的托轮以及固定套装在密封罐外侧上且与托轮相配合的轮带；

所述传动装置包括电机、齿轮和固定套装在密封罐外侧上且与齿轮啮合的齿圈，所述电机的输出轴通过减速器与齿轮连接。

本发明具有如下有益效果：

1、改进的回转窑增加了矿石的厚度和火焰与矿石的接触面积，使得矿石受热效率更高，热传导损失更少，减少了燃料损耗，节约了生产成本。

2、由于增加了挡板，使用时可以即可回转窑内料层的厚度，延长了矿石的回转窑内的加热或焙烧时间，从而增加了矿石燃烧的通透性，即保证矿石从表层到核心都完全加热焙烧。

3、由于本发明中设置了催化剂储存器，该催化剂储存器与密封罐进料口连接，因此，采用本发明结构进行矿石焙烧，催化剂是在矿石达到反应温度后才加入，因此减少了催化剂的浪费情况。

4、矿石在回转窑内受热后，进入密封罐内进行反应，达到反应温度的矿石进入密封罐后，在热传导的作用下，使得矿石的表层和内核温度达到一致。

5、密封罐进料口设置在密封罐一端端面的中心位置，从而保证了密封罐中料层的厚度，提高了催化剂的利用率，在相同的产品产量下，催化剂的用量降至矿石质量的0.1%。

6、本发明中只需要对矿石进行一次加热即可，不需要考虑矿石在回转窑中的反应时间，和反应气氛，大大增加了出品的稳定性和成品率，产量相比现有技术提高了30%；另外，相比现有技术整个焙烧过程都在加热，而使用本发明结构时，只需要将矿石加热到反应温度即可，减少了加热时间，节约了燃料，减低了生产成本。

附图说明

图1为本发明回转窑的轴向剖视结构示意图。

图2为挡板的结构示意图。

图3为实施例1中喷气组件的侧视结构示意。

图4为实施例2中喷气组件的侧视结构示意。

图5为高效率矿料催化焙烧处理设备的整体结构示意图。

图6为密封罐侧壁的截面图。

附图标记说明：

回转窑-10、预热部-11、加热部-13、直气管-15、中心直气管-15a、其他直气管-15b、喷嘴-17、中心孔-18、挡板-19、催化剂储存器-20、送药管-21、密封罐-30、防扬尘罩-31、除尘器-40、出尘管-41、支撑架-51、托轮轴-52、托轮-53、轮带-54、输料管-60、电机-61、齿轮-62、齿圈-63、减速器-64、支撑层-301、保温层-302、耐火层-303。

其他说明，本申请的附图均为示意图，为了让结构看的更清楚，有的附图做了放大处理，即每个附图并不是采用同一比例。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；

本方案中的回转窑的窑头是指回转窑出料部分，也是回转窑的底端，回转窑的窑尾是指回转窑的进料部分，也是回转窑的顶端。

实施例1，参照图1-3，矿石受热效率高的回转窑，包括回转窑本体和喷气组件，所述喷气组件包括耐高温的直气管15和沿直气管15轴向设置有多行气体喷嘴17，每行气体喷嘴包括多个气体喷嘴17，所有气体喷嘴17气体喷嘴17与直气管15连通，且气体喷嘴17的喷气口朝向回转窑本体内矿石的表面。现有的喷气组件中，气体喷入回转窑内，与空气进行燃烧，其目的是首先加热回转窑的炉壁，然后再通过加热的炉壁对矿石进行加热。本发明限定的回转窑中，将喷气组件修改为直气管加气体喷嘴的方式，气体从气体喷嘴喷出，与空气进行燃烧，形成火柱，火柱直接面向矿石，增加火焰与矿石的接触面积，因此矿石受热效率更高，热传导损失更少。本发明中的气体主要指燃气。具体实施时，可以沿直气管15轴向设置两行、三行、四行或五行气体喷嘴17，所有气体喷嘴17的喷气口朝向回转窑本体内的矿石，从而保证所有气体喷嘴17喷出的气体燃烧时形成出火焰覆盖整个矿石层的表面。

作为改进，所述回转窑本体包括相互连通的预热部11和加热部13，所述预热部11的内径小于加热部13的内径；回转窑的进料口设置在预热部11的端部，矿石先进入预热部，由于回转窑内的气氛温度高，可以对矿石进行预热。作为改进，该回转窑还包括挡板19，所述挡板19具有中心孔18，所述挡板19固定在回转窑本体的出料端。设置挡板后，回转窑出料口做改变，即挡板的中心孔为回转窑的出料口，实际上，将回转窑出料口相对于地面的高度提高，这一方面可以提高回转窑内矿石的厚度，另一方面延长了矿石在回转窑内的加热时间，从而保证矿石可以均匀达到焙烧温度。

实施例2，参见图4，矿石受热效率高的回转窑，包括回转窑本体和喷气组件，所述喷气组件包括多个耐高温的直气管15，其中一个直气管15设置在回转窑轴线的正下方，称为中心直气管15a，其他直气管15b其他直气管15b中心直气管15a其他直气管15b位于所述中心直气管15a的下方，并且围绕着中心直气管15a；

所述中心直气管15a的气体出口位于回转窑内，并且紧靠中心直气管，使用时，中心直气管15a向回转窑窑尾喷气；

所述其他直气管15b其他直气管15b沿其轴向设置有多行气体喷嘴17，每行气体喷嘴包括多个气体喷嘴17，所有气体喷嘴17均与对应的其他直气管15b连通，且气体喷嘴17的喷气口朝向回转窑本体内矿石的表面。在中心直气管15a的下方，并且围绕中心直气管15a的其他直气管15b有多个，每个其他直气管15b上都有多个与该其他直气管15b连通的气体喷嘴17，所述这些气体喷嘴的喷气口均朝向回转窑本体内矿石的表面。

现有的喷气组件中，气体喷入回转窑内，与空气进行燃烧，其目的是首先加热回转窑的炉壁，然后再通过加热的炉壁对矿石进行加热。本发明限定的回转窑中，在原有喷气组件的基础上增加了新的结构，即增加了直气管加气体喷嘴，原本的喷气组件即本方案中的中心直气管15a，其出气口位于回转窑内，喷出的气体呈散射状。增加的带气体喷嘴的直气管为多个，设置在中心直气管的下方，并且紧靠中心直气管15a，气体从气体喷嘴喷出，与空气进行燃烧，形成火柱，火柱直接面向矿石，增加火焰与矿石的接触面积，因此矿石受热效率更高，热传导损失更少。本发明中的气体主要指燃气。

作为改进，所述回转窑本体包括相互连通的预热部11和加热部13，所述预热部11的内径小于加热部13的内径；回转窑的进料口设置在预热部11的端部，矿石先进入预热部，由于回转窑内的气氛温度高，可以对矿石进行预热。

作为改进，该回转窑还包括挡板19，所述挡板19具有中心孔18，所述挡板19固定在回转窑本体的出料端。设置挡板后，回转窑出料口做改变，即挡板的中心孔为回转窑的出料口，实际上，将回转窑出料口相对于地面的高度提高，这一方面可以提高回转窑内矿石的厚度，另一方面延长了矿石在回转窑内的加热时间，从而保证矿石可以均匀达到焙烧温度。

实施例3：参见图图5和图6，一种高效率矿料催化焙烧处理设备，包括回转窑10，密封罐30、催化剂储存器20和密封罐旋转驱动结构。

所述回转窑10为实施例1或2中的结构，本发明中回转窑用于加热进入其内的矿石；在本发明中回转窑10的作用与现有技术中的作用不同，在本发明中回转窑10的作用只是加热，矿石在回转窑10中不进行反应。

所述密封罐30具有密封罐进料口和密封罐出料口，密封罐进料口和密封罐出料口分别位于密封罐30长度方向的两个端面上，其中密封罐进料口位于密封罐30一个端面的中心位置，从而保证了密封罐中料层的厚度，提高了催化剂的利用率，在相同的产品产量下，催化剂的用量降至矿石质量的0.1%。

矿石在回转窑内受热后，进入密封罐30内进行反应，达到反应温度的矿石进入密封罐后，在热传导的作用下，使得矿石的表层和内核温度达到一致。

所述密封罐出料口上设有将密封罐出料口罩住的防扬尘罩31，所述防扬尘罩31为底部开口的半封闭结构；矿石在密封罐中反应结束后，随着密封罐的转动，反应后的产品从密封罐的出料口出料，由于出料口到地面具有一定的距离，再加上产品非常干燥，因此出渣过程中容易扬尘，造成环境污染，为此在出料口上设置防扬尘罩31，防扬尘罩31并不对产品起到阻挡作用，产品仍然是随着密封罐的转动，从密封罐出料口直接出料，只是在出料时产生的扬尘被防扬尘罩31阻挡，不能直接排放进入大气。

所述密封罐30的侧壁从外而内由支撑层301、保温层302与耐火层303组成，所述耐火层303由耐火砖制成。耐火层厚度太薄，则耐火砖损耗会很快，而太厚，又会缩小筒体的容量，进而影响矿料的处理效率，增加产生成本，经过不断的实现和数据分析，在与其他设备的使用相匹配的情况下，耐火层厚度最好为15~30com，而且该厚度的耐火砖在制作过程中的易烧结，质量也更稳定。为了能恰当地将筒体内的矿料还原透，筒体的保温非常重要，但是保温层并非越厚越好，保温层越厚会直接导致筒体容量的缩小，因此，保温层的厚度设置在3~20cm即可。支撑层301的厚度通常为1.5~3cm。

所述回转窑10的出料口与密封罐进料口连通，且回转窑10的出料口在竖直方向的高度高于密封罐进料口；从而在回转窑10中加入的矿石利用重力作用即可高效的转移至密封罐30中进行还原反应，节约成本。具体实施时，所述回转窑10的出料口通过输料管60与密封罐进料口连通，催化剂储存器20的药剂出口通过送药管21与输料管60连通。

所述催化剂储存器20在竖直方向的高度高于密封罐30，催化剂储存器20的药剂出口与密封罐进料口连通。

所述密封罐旋转驱动结构带动密封罐30沿其轴向转动。

从回转窑10出料的已达反应温度的矿石，进入密封罐30的过程中也会扬尘，为此，最好设置一个除尘结构。

所述除尘结构包括出尘管41和除尘器40；所述出尘管41的进尘口与输料管60连通，且出尘管41的进尘口与输料管60的连接处高于送药管21与输料管60的连接处；由于矿石输送过程中产生的尘比较轻，这些尘会向上扬起，因此将出尘管41的进尘口与与输料管60的连接处设置的较高的位置，有利于除尘。

为了方便控制送药管21中催化剂的投加量，还可以在所述送药管21上具有阀门，可以是手阀，也可以是电动阀门。

密封罐旋转驱动结构可以采用任何现有技术，优选采用如下结构，密封罐旋转驱动结

构包括支撑装置和传动装置；

支撑装置：包括支撑架51、与支撑架51可转动连接的托轮轴52、设置在托轮轴52上且与托轮轴52转动配合的托轮53以及固定套装在密封罐30外侧上且与托轮53相配合的轮带54；托轮的宽度大于轮带50~100mm，使用时托轮让整个轮带的表面受到均匀的摩擦，不会留下沟纹。

所述传动装置包括电机61、齿轮62和固定套装在密封罐30外侧上且与齿轮62啮合的齿圈63，所述电机61的输出轴通过减速器64与齿轮62连接。

为了节约篇幅本发明图中只画了一组密封罐旋转驱动结构，具体实施时，可以根据密封罐的大小和工程实际需要设置多组密封罐旋转驱动结构。

工作原理：在使用高效率矿料催化焙烧处理设备时，将矿石先进入回转窑10内，在矿石达到反应温度之后，打开回转窑10出料口的阀门，矿石依靠重力作用进入密封罐30内，与此同时，打开送药管21上的阀门，催化剂依靠重力作用进入密封罐中。

整个反应过程中，电机61处于工作状态，电机61驱动齿轮62转动，齿轮62带动与其啮合的齿圈63转动，从而带动与齿圈63固定连接密封罐30沿轴向转动，提高催化剂与矿石的接触面积，提高催化剂的利用率。

在密封罐转动中完成反应，电机61继续工作，随着密封罐30的转动，反应后的料渣从出料口排出，排出过程中，防扬尘罩可以对扬起的尘起到一定的阻挡作用，避免灰尘排放到大气中污染空气，该设备只需要对矿石进行一次加热即可，不需要考虑矿石在回转窑10中的反应时间和反应气氛，大大增加了出品的稳定性和成品率，产量相比现有技术提高了30%。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。