專利名稱：陶瓷工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，屬于工業(yè)窯爐設(shè)計方法類。
背景技術(shù)：
目前，中國陶瓷工業(yè)的大多數(shù)企業(yè)仍以煤、重油，或者輕油，發(fā)生爐煤氣，天然氣，液化氣等作為燃料。為了保護人類生存環(huán)境，保持可持續(xù)發(fā)展，對環(huán)境污染嚴(yán)重的煤、重油已經(jīng)退出主導(dǎo)地位；隨著液化氣、天然氣的進一步推廣，輕油和發(fā)生爐煤氣也逐漸退出采用之列。醴陵是國內(nèi)大的陶瓷產(chǎn)區(qū)，由于液化氣缺乏價格競爭優(yōu)勢，隨著2005年管道天然氣進入，陶瓷工業(yè)窯爐面臨從使用非清潔燃料(煤和重油等)轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂锰烊粴狻?br> 此外，節(jié)能又是當(dāng)今我國社會的一大主題，它既是當(dāng)前我國企業(yè)提高能源利用率的重要課題，又將涉及未來可持續(xù)發(fā)展的大問題。由于陶瓷工業(yè)窯爐排煙時帶走了窯內(nèi)燃料熱能的的相當(dāng)大的部分，一般情況下，隧道窯和輥道窯約為25％-35％，梭式窯等間歇窯為45％-80％，由此可見，這項熱損失是窯爐熱能支出中最大的一項，回收和利用這部分熱量，已是降低窯爐能耗最為有效的手段。但實際上，由于陶瓷工業(yè)窯爐設(shè)計觀念上的局限，極少利用這部份能源，而是讓其直接排空。
由于天然氣和液化氣的主要成分都是碳、氫為主的氣態(tài)混合物，均是目前公認(rèn)的高熱值清潔能源，如果讓其一次燃燒利用后的燃燒產(chǎn)物直接排向自然空間，實在是一種極大的浪費。因此，如何充分利用好這一部分含熱能源甚大的余熱能源，無疑是陶瓷行業(yè)提高能源利用率，進一步提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益的極好技術(shù)措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種能充分利用陶瓷工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，不僅使清潔高熱值能源得到充分利用，而且也為提高企業(yè)綜合效益提供技術(shù)支持。
這種工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，其特征在于將各種以天然氣和液化氣等清潔燃料為能源的陶瓷工業(yè)窯爐排空煙囪4中排出的余熱煙氣，通過與該排空煙囪4相連的煙氣回收管7送入企業(yè)低溫?zé)峁ぴO(shè)備8中作為熱源。
所述的余熱煙氣，在間歇型窯爐中的利用方法是讓余熱煙氣在排出過程中，先通過一個與外界低溫空氣相通的摻風(fēng)口3，而后又繼續(xù)進入置有一煙氣回收管7的排空煙道4，讓此段的余熱煙氣，通過設(shè)于排空煙道4內(nèi)的可操控插板A，以及與該排空煙道4相連、并設(shè)有操控插板B的煙氣回收管7，實現(xiàn)向低溫?zé)峁ぴO(shè)備8的輸送。
所述的余熱煙氣，在連續(xù)型窯爐中的利用方法是在傳統(tǒng)連續(xù)型窯爐的預(yù)熱區(qū)I的窯體1處，分別設(shè)置兩套獨立的排放煙囪，其中一套是位于窯體1較前段排濕段C的濕氣排空煙囪9，其中的另一套是位于預(yù)熱區(qū)I后部的煙氣回收煙囪10，并讓該煙氣回收煙囪10的排放口與低溫?zé)峁ぴO(shè)備8相連。
根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種陶瓷工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，由于將天然氣和液化氣的高熱值排空煙氣，直接導(dǎo)入到企業(yè)的其他低溫?zé)峁ぴO(shè)備作為熱源，不僅提高了窯爐能源的利用率，而且對提高企業(yè)綜合效益，找到了合理的技術(shù)支持。


附圖1為應(yīng)用本發(fā)明方法的間歇型窯爐煙氣直接利用示意圖；附圖2位應(yīng)用本發(fā)明方法的連續(xù)型窯爐煙氣直接使用示意圖；附圖3為附圖1的AA向截面示意圖。
圖中1、窯體 2、窯爐主煙道 3、摻風(fēng)口 4、排空煙道 5、插板A 6、插板B 7、煙氣回收管 8、低溫?zé)峁ぴO(shè)備(烘房) 9、濕氣排空煙囪 10、煙氣回收煙囪 C、排濕段 D、排煙段 E、燒成區(qū)。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明，并給出本發(fā)明的是實施例。
附圖2給出的是采用本發(fā)明方案的連續(xù)型窯爐的排放煙氣利用的具體實施例。
這種陶瓷工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，其主導(dǎo)方案是將各種以天然氣和液化氣等清潔燃料為能源的陶瓷工業(yè)窯爐的排空煙囪4中排出的余熱煙氣，通過與該排空煙囪4相連的煙氣回收管7送入本企業(yè)其它低溫?zé)峁ぴO(shè)備8中，作為工業(yè)用低溫?zé)嵩础?br> 附圖1給出的是采用本發(fā)明方案的間歇型窯爐的排放煙氣利用的實施例。
所述的余熱煙氣，在間歇型窯爐中的利用方法是讓余熱煙氣在排空過程中，先通過一個與外界低溫空氣相通的摻風(fēng)口3，而后又繼續(xù)進入與一煙氣回收管7相連的排空煙道4，讓此段的余熱煙氣，在設(shè)于排空煙道5內(nèi)的可操控插板A、以及設(shè)于煙氣回收管7內(nèi)插板B的協(xié)調(diào)操控下，讓余熱煙氣分成兩個分支，一支在設(shè)于排空煙道4內(nèi)所設(shè)插板A的操控下，實現(xiàn)可控排空；另一分支則在設(shè)于煙氣回收管7內(nèi)設(shè)置的插板B的操控下，實現(xiàn)向低溫?zé)峁ぴO(shè)備8的輸送。
附圖2給出的是采用本發(fā)明方案的連續(xù)型窯爐(隧道窯和輥道窯等)的排放煙氣利用的實其具體實施。
其具體實施方案為所述的余熱煙氣，在連續(xù)型窯爐中的利用方法是在傳統(tǒng)連續(xù)型窯爐的預(yù)熱區(qū)I的窯體1處，分別設(shè)置兩個獨立的排放煙囪，其中一套是位于窯體1預(yù)熱區(qū)I排濕段C的濕氣排空煙囪9，其中的另一套是位于窯腔預(yù)熱區(qū)I后部的煙氣回收煙囪10，并讓該煙氣回收煙囪10的排放口與低溫?zé)峁ぴO(shè)備8相連。
上述兩種窯型的排放煙氣利用原理如下一、由于梭式窯的燃料消耗遠(yuǎn)高于隧道窯與輥道窯，其重要原因是它們煙氣的熱含量未被充分利用。排煙溫度高，排煙熱損失大，增加了產(chǎn)品的燃料消耗量。特別是高溫階段，排煙溫度達一千多度，煙氣帶走燃料產(chǎn)生熱量的60％以上，因此合理利用排煙帶走的熱量是降低梭式窯能耗的主要措施。以往慣用的辦法是來預(yù)熱助燃空氣，此種方法需投資換熱設(shè)備，而且隨著溫度的升高，須采用更高級、昂貴的耐熱材料，增加投資。該投資成本需經(jīng)換熱所創(chuàng)效益來回收，其熱效率不高，必然妨礙煙氣熱能的回收。因此這種方法在實際也極少得到推廣。
由此可以看出間歇型窯爐的熱能利用一般為冷卻余熱的直接回收(只是一部份)以及煙氣的換熱循環(huán)利用，其效益不明顯。
如果直接回收高熱值的煙氣，并將其用于陶瓷生產(chǎn)廠家必須采用的烘房，從理論上講完全可以保證產(chǎn)品烘干所需的熱量。因此本案發(fā)明人在醴陵某廠5立米梭式窯煙氣利用上進行了詳盡的分析與大膽的嘗試。
對于間歇型窯爐，由于產(chǎn)品排濕階段其煙氣含水量高，溫度低，不適合烘干陶瓷產(chǎn)品，所以采用自然排煙進行排空。在升溫達500℃時，通過操控插板A關(guān)閉排空，改自然排煙為機械排煙，并通過摻加冷空氣，調(diào)節(jié)煙氣溫度至230℃左右，通過操控新增設(shè)煙氣回收管7上的插板B，使已調(diào)溫?zé)煔膺M入室式烘房(低溫?zé)峁ぴO(shè)備8)。烘房利用余熱時間達10小時/窯以上。將這種煙氣直接回收進入烘房，其利用效率極高。
為縮短干燥周期，避免損壞石膏模和產(chǎn)生干燥缺陷，采用了較低熱風(fēng)溫度，提高熱空氣流速，加強排濕的工藝技術(shù)，烘房溫度穩(wěn)，干燥質(zhì)量好。
由于煙氣出口溫度高，利用時應(yīng)與冷空氣按一定比例混合，且能保持較穩(wěn)定的混合比，變?yōu)檫m度的熱風(fēng)進入烘房。所以本發(fā)明人在排放煙囪4的相應(yīng)位置，設(shè)置了與外界空間相同通的摻風(fēng)口3。由于該煙氣回收的設(shè)備能很好控制混合氣溫度，管道及風(fēng)機無需特殊要求；而且排煙系統(tǒng)合理，能有效控制窯內(nèi)壓力及熱工制度，能提高燃料利用率、保證產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)備簡單，操作方便。
下表是本發(fā)明人在5立方梭式窯(以一窯產(chǎn)品作單位計算)，采用本發(fā)明人提出的煙氣直接用于烘房后，窯爐實際運行能耗、燒成產(chǎn)品及烘房預(yù)熱利用效果的結(jié)果表。

二、隧道窯和輥道窯等連續(xù)窯爐煙氣利用由于隧道窯和輥道窯的排煙溫度較低，一般平均溫度控制在100℃～150℃，所以沒有窯爐使用換熱裝置來回收熱量的，全部進行排空。
從陶瓷燒成的物理化學(xué)過程來看，0～300℃為燒成的水份蒸發(fā)期，在200℃前可基本排出入窯水份。
從窯爐的結(jié)構(gòu)、預(yù)熱帶燒成曲線的可調(diào)性問題來看，目前連續(xù)型窯爐，所采取的方式有以下兩種一種類型窯爐采用小分散排煙孔，為的是靠排走一部分煙氣來便于調(diào)節(jié)預(yù)熱帶前段溫度曲線，這種調(diào)節(jié)方式的優(yōu)點是能有效降溫。也就是說，如果預(yù)熱帶燒成溫度曲線偏高，特別是預(yù)熱帶前段由于制品還存在一定的入窯水份，對升溫過快比較敏感，往往需要降低這段的溫度，那么此種方式排煙能有效降低這段的溫度，但其缺點在于，過早排走一部分煙氣，導(dǎo)致這部分煙氣熱量不能有效利用，增大了燃料消耗。
另一類型窯爐預(yù)熱帶設(shè)置不少小功率燒嘴，排煙孔比較集中于窯頭，有利于充分利用煙氣熱量。優(yōu)點則是可以有效升溫，同時能有效加熱下部，在使用高速燒嘴的情況下，更能有效攪動預(yù)熱帶氣流，造成強烈的橫向氣流循環(huán)，促使預(yù)熱帶上下溫度均勻。煙氣的熱量在預(yù)熱帶得以充分利用加熱制品，但這在調(diào)節(jié)溫度曲線時只能升溫，如想降溫只能關(guān)閉燒嘴。因此，有此窯預(yù)熱帶上部多設(shè)冷風(fēng)或低溫?zé)犸L(fēng)燒嘴，以此作為降溫手段，由于其風(fēng)速較高，除了降溫作用，還可以攪動氣流，增大上部氣流阻力，均勻上下溫度，但從實際運行情況來看，預(yù)熱帶大部分燒嘴都不使用，其優(yōu)點沒能發(fā)揮。
本發(fā)明人認(rèn)為只有同時具有上述兩類窯爐預(yù)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，并且回收煙氣，才是解決連續(xù)窯爐燒成與能耗問題的唯一辦法。
因此本發(fā)明人把這兩類窯爐的排煙煙囪，由傳統(tǒng)的一套煙囪改為兩套煙囪。即將這兩套煙囪分別與傳統(tǒng)連續(xù)型窯爐的預(yù)熱區(qū)I的前部排濕段C與后部排煙段D連通。采用分區(qū)控制，使潮濕煙氣由設(shè)于預(yù)熱區(qū)I內(nèi)排濕段C的濕氣排放煙囪9直接排空；而位于預(yù)熱區(qū)I后部排煙段D、溫度達200℃以上，且含水率低的煙氣則從與該排煙段D相通的另一個煙氣回收煙囪10直接送出進入烘房8被利用。
由于以煙氣方式排出窯爐的煙氣攜帶著窯爐消耗能源中的25％-35％的燃料能量，因此回收、利用其中的一半，即總能量的15％以上熱能，這在技術(shù)上是沒有問題的，也是極有可能實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，其特征在于將各種以天然氣和液化氣等清潔燃料為能源的陶瓷工業(yè)窯爐排空煙囪中排出的余熱煙氣，通過與該排空煙囪(4)相連的煙氣回收管(7)送入企業(yè)低溫?zé)峁ぴO(shè)備(8)中作為熱源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，其特征在于所述的余熱煙氣，在間歇型窯爐中的利用方法是讓余熱煙氣在排空過程中，先通過一個與外界低溫空氣相通的摻風(fēng)口(3)，而后又繼續(xù)進入置有一煙氣回收管(7)的排空煙道(4)，讓此段的余熱煙氣回收管(7)，在置于該余熱煙氣回收管(7)內(nèi)插板B的操控下，實現(xiàn)向低溫?zé)峁ぴO(shè)備(8)的排放。
3.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，其特征在于所述的余熱煙氣，在連續(xù)型窯爐中的利用方法是在傳統(tǒng)連續(xù)型窯爐的預(yù)熱區(qū)I的窯體(1)處，分別設(shè)置兩個獨立的排放煙囪，其中一套是位于窯體(1)較前段排濕段C的濕氣排空煙囪(9)，其中的另一套是位于預(yù)熱區(qū)I后部的煙氣回收煙囪(10)，并讓該煙氣回收煙囪(10)的排放口與低溫?zé)峁ぴO(shè)備(8)相連。
全文摘要
本發(fā)明介紹的這種工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，其特征在于將各種以天然氣和液化氣等清潔燃料為能源的陶瓷工業(yè)窯爐排空煙囪4中排出的余熱煙氣，通過與該排空煙囪4相連的煙氣回收管7送入企業(yè)低溫?zé)?設(shè)備中作為熱源。根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種陶瓷工業(yè)窯爐煙氣的直接利用方法，由于將來用天然氣和液化氣等清潔燃料的高熱值為其，直接導(dǎo)入到企業(yè)的其他低溫?zé)峁ぴO(shè)備作為熱源，不僅提高了窯爐能源的利用率，而且對提高企業(yè)綜合效益，找到了合理的技術(shù)支持。
文檔編號F27D17/00GK1737480SQ20051003168
公開日2006年2月22日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者楊志平 申請人:楊志平