一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其包括噴煤管、點(diǎn)火器、回轉(zhuǎn)窯、煤粉倉(cāng)、生料倉(cāng)、冷卻機(jī)、尾氣排放器、數(shù)控柜和測(cè)溫裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，可增大煤粉燃燒速率，提高煤粉單位時(shí)間發(fā)熱量以及火焰溫度，同時(shí)用富氧或全氧氣體做燃燒氣氛還能夠降低系統(tǒng)熱耗，傳熱效率也可大幅提高；在水泥熟料煅燒模擬過(guò)程中，燃料燃燒與物料燒成能夠同時(shí)進(jìn)行，并且兩種反應(yīng)的生成物均勻混合，能夠獲得更可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【專利說(shuō)明】一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物料煅燒裝置，特別是涉及一種可變氣氛、物料動(dòng)態(tài)煅燒、燃燼物與燒成物均勻混合的可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在實(shí)驗(yàn)室研究物料高溫煅燒的試驗(yàn)中，通常采用馬弗爐來(lái)進(jìn)行。馬弗爐是一種通用的加熱設(shè)備，按照爐內(nèi)構(gòu)造可分為箱式爐、管式爐、坩堝爐。但無(wú)論是哪種馬弗爐都是在靜態(tài)加熱過(guò)程中進(jìn)行，這與實(shí)際水泥熟料生產(chǎn)中的動(dòng)態(tài)加熱過(guò)程不相符，試驗(yàn)數(shù)據(jù)也會(huì)與實(shí)際有較大差異。
[0003]相對(duì)于馬弗爐更為優(yōu)越的物料高溫煅燒設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室回轉(zhuǎn)窯，與普通的馬弗爐相比較，它最大優(yōu)點(diǎn)是爐管可以轉(zhuǎn)動(dòng)，這使得加工過(guò)程中物料受熱均勻，氧化反應(yīng)更加充分，加工質(zhì)量好，熱效率大大提高，并且轉(zhuǎn)動(dòng)受熱更接近于實(shí)際生產(chǎn)工藝。實(shí)驗(yàn)室回轉(zhuǎn)窯相比馬弗爐可加工更多的物料，爐體兩端呈封閉狀態(tài)，可通入工藝所需氧化或還原氣氛，它可應(yīng)用于半工業(yè)試驗(yàn)，適用于冶金、化工、地質(zhì)、礦山、建材等行業(yè)的燃燒試驗(yàn)研究。
[0004]煤粉燃燒試驗(yàn)爐同樣也是高溫煅燒設(shè)備，煤粉燃燒試驗(yàn)爐試驗(yàn)系統(tǒng)主要由爐體、一次風(fēng)、二次風(fēng)、排煙除塵、點(diǎn)火預(yù)熱和測(cè)試單元等部分組成。一次風(fēng)從頂部水冷錐均勻進(jìn)入爐膛形成一維平面火焰，二次風(fēng)可以分級(jí)送入。試驗(yàn)過(guò)程中可控制入爐煤粉量、一次風(fēng)率、二次風(fēng)溫和送入方式以及燃燒區(qū)域溫度，試驗(yàn)可對(duì)燃燒產(chǎn)物中的固體顆粒樣品以及煙氣進(jìn)行收集分析。
[0005]以上三種設(shè)備雖然均已在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)廣泛進(jìn)行物料高溫煅燒模擬試驗(yàn)，但在水泥熟料煅燒模擬過(guò)程中，燃料燃燒與物料燒成需同時(shí)進(jìn)行，并要求兩種反應(yīng)的生成物均勻混合。上述三種設(shè)備都只是獨(dú)立地研究某一部分的狀態(tài)，但均無(wú)法達(dá)到水泥熟料煅燒試驗(yàn)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有研究物料高溫煅燒試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程均為靜態(tài)的或相對(duì)分離的，本發(fā)明的目的在于，為了在實(shí)驗(yàn)室中研究不同氣氛對(duì)煅燒水泥熟料實(shí)驗(yàn)的影響，提供一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備。在本發(fā)明設(shè)備中，進(jìn)行煤粉或其他燃料煅燒水泥熟料或其它物料時(shí)，可使燃料的燃燒與物料的燒成同時(shí)進(jìn)行，獲得數(shù)據(jù)的可靠性更高。
[0007]本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施，一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其包括噴煤管、點(diǎn)火器、回轉(zhuǎn)窯、煤粉倉(cāng)、生料倉(cāng)、冷卻機(jī)、尾氣排放器、數(shù)控柜和測(cè)溫裝置；所述回轉(zhuǎn)窯包括窯頭、窯體和窯尾；所述點(diǎn)火器由所述窯頭頂部插入所述窯頭內(nèi)，并且插入深度可上下調(diào)節(jié)，點(diǎn)火器最高點(diǎn)火溫度可達(dá)1100°c，可控硅調(diào)壓，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火溫度的精確控制；所述噴煤管的出口端由所述窯頭的前方插入所述窯頭，并可在所述窯頭與所述窯體之間移動(dòng)，以方便火焰長(zhǎng)度及位置調(diào)節(jié)，在點(diǎn)火階段，噴煤管的出口端處于窯頭內(nèi)，并與點(diǎn)火器相對(duì)，點(diǎn)火之后將噴煤管的出口端手動(dòng)推入窯體；所述煤粉倉(cāng)底部的出料口與所述噴煤管的進(jìn)煤口連接；所述窯頭下方設(shè)有所述冷卻機(jī)，所述窯頭下方落料口與所述冷卻機(jī)的進(jìn)料口密封連接；所述生料倉(cāng)的下方設(shè)有螺旋給料機(jī)，所述生料倉(cāng)的生料出口與所述螺旋給料機(jī)的進(jìn)料口連接，所述螺旋給料機(jī)的出料口與所述窯尾的進(jìn)料口通過(guò)進(jìn)料管道連接，所述進(jìn)料管道開口向下，以防返料，所述螺旋給料機(jī)可實(shí)現(xiàn)均勻定量送料，所述螺旋給料機(jī)的電機(jī)進(jìn)給速度可無(wú)極調(diào)速；所述窯尾的尾氣排放口通過(guò)排煙管道與所述尾氣排放器連接，所述排煙管道上設(shè)有測(cè)溫孔，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾氣溫度；所述窯尾設(shè)有外襯石英玻璃的所述觀察孔，方便對(duì)爐內(nèi)燃燒情況及火焰形狀進(jìn)行觀察；所述窯頭與所述窯尾分別設(shè)有所述測(cè)溫裝置；所述窯體的下方設(shè)有所述數(shù)控柜，所述數(shù)控柜可操控煤粉倉(cāng)內(nèi)的螺旋攪拌器、生料倉(cāng)下方的螺旋給料機(jī)、窯體的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、點(diǎn)火器以及尾氣排放器，并可顯示以上所述部件以及測(cè)溫裝置的工作狀況。
[0008]所述噴煤管選用三風(fēng)道燃燒器，所述三風(fēng)道燃燒器由內(nèi)向外分別是旋流風(fēng)道、煤粉風(fēng)道和直流風(fēng)道，旋流風(fēng)道負(fù)責(zé)調(diào)整火焰徑向方向形狀，煤粉風(fēng)道負(fù)責(zé)輸送煤粉至窯內(nèi)，直流風(fēng)道負(fù)責(zé)調(diào)整火焰軸向方向形狀，所述旋流風(fēng)道內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，所述旋流風(fēng)道、所述煤粉風(fēng)道與所述直流風(fēng)道的入口處分別設(shè)有氣體流量計(jì)。三風(fēng)道燃燒器可通入多種氣氛，通過(guò)氣體流量計(jì)靈活調(diào)節(jié)氣體組成，進(jìn)而優(yōu)化煤的燃燒性能。
[0009]所述窯頭還設(shè)有精度高，升溫過(guò)程平滑無(wú)波動(dòng)導(dǎo)電SR3溫控儀，用于精確控制窯頭點(diǎn)火溫度。
[0010]所述窯頭下方落料口采用翻板式結(jié)構(gòu)，利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)定量落料，所述窯頭側(cè)面設(shè)有外襯石英玻璃的觀察孔，方便對(duì)爐內(nèi)燃燒情況以及落料情況進(jìn)行觀察，所述窯頭底部設(shè)有滑動(dòng)導(dǎo)軌，方便維修及進(jìn)行爐管內(nèi)部的改造及維護(hù)，所述窯體由內(nèi)層至外層分別為99剛玉制品的內(nèi)襯層、多晶莫來(lái)石纖維材質(zhì)的窯襯保溫層和不銹鋼外殼。99剛玉制品的內(nèi)襯層耐高溫，致密性好；多晶莫來(lái)石纖維材質(zhì)的窯襯保溫層具有熱容小，升溫快，保溫好等優(yōu)點(diǎn)。
[0011]所述測(cè)溫裝置為熱電偶，所述窯頭上方設(shè)有一支所述熱電偶，監(jiān)測(cè)點(diǎn)火器溫度，同時(shí)實(shí)時(shí)反饋窯頭溫度；一支所述熱電偶由所述窯尾的所述觀察孔插入所述窯體內(nèi)，監(jiān)測(cè)窯內(nèi)溫度；還有一支所述熱電偶設(shè)置在所述排煙管道的所述測(cè)溫孔處，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾氣溫度。
[0012]所述熱電偶為鉬銠熱電偶。
[0013]所述煤粉倉(cāng)呈圓柱體，所述煤粉倉(cāng)下方呈倒錐體，所述煤粉倉(cāng)內(nèi)設(shè)有螺旋攪拌器。
[0014]所述生料倉(cāng)呈圓柱體，所述生料倉(cāng)下方呈倒錐體，所述生料倉(cāng)外部裝有振動(dòng)錘。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，利用富氧或全氧氣氛強(qiáng)化煤粉來(lái)煅燒水泥熟料，本發(fā)明可增大煤粉燃燒速率，提高煤粉單位時(shí)間發(fā)熱量以及火焰溫度，同時(shí)用富氧或全氧氣體做燃燒氣氛還能夠降低系統(tǒng)熱耗，傳熱效率也可大幅提高；在水泥熟料煅燒模擬過(guò)程中，燃料燃燒與物料燒成能夠同時(shí)進(jìn)行，并且兩種反應(yīng)的生成物均勻混合，能夠獲得更可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備示意圖。
[0017]圖2為三風(fēng)道燃燒器截面圖。
[0018]三風(fēng)道燃燒器1，窯體2，點(diǎn)火器3，煤粉倉(cāng)4，生料倉(cāng)5，冷卻機(jī)6，氣體流量計(jì)7，數(shù)控柜8，尾氣排放器9，熱電偶10，窯頭11，窯尾12，99剛玉制品的內(nèi)襯層13，多晶莫來(lái)石纖維材質(zhì)的窯襯保溫層14，不銹鋼外殼15，旋流風(fēng)道16，煤粉風(fēng)道17，直流風(fēng)道18，導(dǎo)流葉片19，螺旋給料機(jī)20，進(jìn)料管道21，排煙管道22，滑動(dòng)導(dǎo)軌23。
[0019]【具體實(shí)施方式】:一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其包括三風(fēng)道燃燒器1、點(diǎn)火器3、回轉(zhuǎn)窯、煤粉倉(cāng)4、生料倉(cāng)5、冷卻機(jī)6、尾氣排放器9、數(shù)控柜8和熱電偶10 ；所述回轉(zhuǎn)窯包括窯頭11、窯體2和窯尾12，窯體2由內(nèi)層至外層分別為99剛玉制品的內(nèi)襯層13、多晶莫來(lái)石纖維材質(zhì)的窯襯保溫層14和不銹鋼外殼15。99剛玉制品的內(nèi)襯層13耐高溫，致密性好；多晶莫來(lái)石纖維材質(zhì)的窯襯保溫層14具有熱容小，升溫快，保溫好等優(yōu)點(diǎn)。煤粉倉(cāng)4呈圓柱體，煤粉倉(cāng)4下方呈倒錐體，煤粉倉(cāng)4內(nèi)設(shè)有螺旋攪拌器。生料倉(cāng)5呈圓柱體，生料倉(cāng)5下方呈倒錐體，生料倉(cāng)5外部裝有振動(dòng)錘。點(diǎn)火器3由窯頭11頂部插入窯頭11內(nèi)，并且插入深度可上下調(diào)節(jié)，點(diǎn)火器3最高點(diǎn)火溫度可達(dá)IIOO0C，可控硅調(diào)壓，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火溫度的精確控制；三風(fēng)道燃燒器I的出口端由窯頭11的前方插入窯頭11，并可在窯頭11與窯體2之間移動(dòng)，以方便火焰長(zhǎng)度及位置調(diào)節(jié)，在點(diǎn)火階段，三風(fēng)道燃燒器I的出口端處于窯頭11內(nèi)，并與點(diǎn)火器3相對(duì)，點(diǎn)火之后將三風(fēng)道燃燒器I的出口端手動(dòng)推入窯體2 ;三風(fēng)道燃燒器I由內(nèi)向外分別是旋流風(fēng)道16、煤粉風(fēng)道17和直流風(fēng)道18，旋流風(fēng)道16負(fù)責(zé)調(diào)整火焰徑向方向形狀，煤粉風(fēng)道17負(fù)責(zé)輸送煤粉至窯內(nèi)，直流風(fēng)道18負(fù)責(zé)調(diào)整火焰軸向方向形狀，旋流風(fēng)道16內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片19，旋流風(fēng)道16、煤粉風(fēng)道17與直流風(fēng)道18的入口處分別設(shè)有氣體流量計(jì)7。三風(fēng)道燃燒器I可通入多種氣氛，通過(guò)氣體流量計(jì)7靈活調(diào)節(jié)氣體組成，進(jìn)而優(yōu)化煤的燃燒性能。煤粉倉(cāng)4底部的出料口與三風(fēng)道燃燒器I的進(jìn)煤口連接；窯頭11下方設(shè)有冷卻機(jī)6，窯頭11下方落料口與冷卻機(jī)6的進(jìn)料口密封連接；窯頭11下方落料口采用翻板式結(jié)構(gòu)，利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)定量落料，窯頭11側(cè)面設(shè)有外襯石英玻璃的觀察孔，方便對(duì)爐內(nèi)燃燒情況以及落料情況進(jìn)行觀察，窯頭11底部設(shè)有滑動(dòng)導(dǎo)軌23，方便維修及進(jìn)行爐管內(nèi)部的改造及維護(hù)，窯頭11還設(shè)有精度高，升溫過(guò)程平滑無(wú)波動(dòng)導(dǎo)電SR3溫控儀，用于精確控制窯頭11點(diǎn)火溫度。生料倉(cāng)5的下方設(shè)有螺旋給料機(jī)20，生料倉(cāng)5的生料出口與螺旋給料機(jī)20的進(jìn)料口連接，螺旋給料機(jī)20的出料口與窯尾12的進(jìn)料口通過(guò)進(jìn)料管道21連接，進(jìn)料管道21開口向下，以防返料，螺旋給料機(jī)20可實(shí)現(xiàn)均勻定量送料，螺旋給料機(jī)20的電機(jī)進(jìn)給速度可無(wú)極調(diào)速；窯尾12的尾氣排放口通過(guò)排煙管道22與尾氣排放器9連接，排煙管道22上設(shè)有測(cè)溫孔，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾氣溫度；窯尾12設(shè)有外襯石英玻璃的觀察孔，方便對(duì)爐內(nèi)燃燒情況及火焰形狀進(jìn)行觀察；窯頭11上方設(shè)有一支熱電偶10，監(jiān)測(cè)點(diǎn)火器溫度，同時(shí)實(shí)時(shí)反饋窯頭溫度；一支熱電偶10由窯尾12的觀察孔插入窯體2內(nèi)，監(jiān)測(cè)窯內(nèi)溫度；還有一支熱電偶10設(shè)置在排煙管道22的測(cè)溫孔處，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾氣溫度，熱電偶10為單鉬銠熱電偶，WRR130型。窯體2的下方設(shè)有數(shù)控柜8，數(shù)控柜8可操控煤粉倉(cāng)4內(nèi)的螺旋攪拌器、生料倉(cāng)5下方的螺旋給料機(jī)20、窯體2的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、點(diǎn)火器3以及尾氣排放器9，并可顯示以上部件以及熱電偶10的工作狀況。
[0020]其中，熱電偶選用鉬銠熱電偶。
【權(quán)利要求】
1.一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，其包括噴煤管、點(diǎn)火器、回轉(zhuǎn)窯、煤粉倉(cāng)、生料倉(cāng)、冷卻機(jī)、尾氣排放器、數(shù)控柜和測(cè)溫裝置；所述回轉(zhuǎn)窯包括窯頭、窯體和窯尾；所述點(diǎn)火器由所述窯頭頂部插入所述窯頭內(nèi)，并且插入深度可上下調(diào)節(jié)；所述噴煤管的出口端由所述窯頭的前方插入所述窯頭，并可在所述窯頭與所述窯體之間移動(dòng)；所述煤粉倉(cāng)底部的出料口與所述噴煤管的進(jìn)煤口連接；所述窯頭下方設(shè)有所述冷卻機(jī)，所述窯頭下方落料口與所述冷卻機(jī)的進(jìn)料口密封連接；所述生料倉(cāng)的下方設(shè)有螺旋給料機(jī)，所述生料倉(cāng)的生料出口與所述螺旋給料機(jī)的進(jìn)料口連接，所述螺旋給料機(jī)的出料口與所述窯尾的進(jìn)料口通過(guò)進(jìn)料管道連接，所述進(jìn)料管道開口向下；所述窯尾的尾氣排放口通過(guò)排煙管道與所述尾氣排放器連接，所述排煙管道上設(shè)有測(cè)溫孔；所述窯尾設(shè)有外襯石英玻璃的觀察孔；所述窯頭與所述窯尾分別設(shè)有所述測(cè)溫裝置；所述窯體的下方設(shè)有所述數(shù)控柜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述噴煤管選用三風(fēng)道燃燒器，所述三風(fēng)道燃燒器由內(nèi)向外分別是旋流風(fēng)道、煤粉風(fēng)道和直流風(fēng)道，所述旋流風(fēng)道內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，所述旋流風(fēng)道、所述煤粉風(fēng)道與所述直流風(fēng)道的入口處分別設(shè)有氣體流量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述窯頭還設(shè)有導(dǎo)電SR3溫控儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述窯頭下方落料口采用翻板式結(jié)構(gòu)，所述窯頭側(cè)面設(shè)有外襯石英玻璃的所述觀察孔，所述窯頭底部設(shè)有滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述窯體由內(nèi)層至外層分別為99剛玉制品的內(nèi)襯層、多晶莫來(lái)石纖維材質(zhì)的窯襯保溫層和不銹鋼外殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)溫裝置為熱電偶，所述窯頭上方設(shè)有一支所述熱電偶；一支所述熱電偶由所述窯尾的所述觀察孔插入所述窯體內(nèi)；還有一支所述熱電偶設(shè)置在所述排煙管道的所述測(cè)溫孔處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述熱電偶為鉬銠熱電偶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述煤粉倉(cāng)呈圓柱體，所述煤粉倉(cāng)下方呈倒錐體，所述煤粉倉(cāng)內(nèi)設(shè)有螺旋攪拌器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變氣氛水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述生料倉(cāng)呈圓柱體，所述生料倉(cāng)下方呈倒錐體，所述生料倉(cāng)外部裝有振動(dòng)錘。
【文檔編號(hào)】F27B7/34GK103486849SQ201310400695
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】張永鋒, 周全, 陳香云, 劉剛, 劉占英 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)