一種粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱回收技術領域，更具體地說，涉及一種粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]回轉(zhuǎn)窯煅燒是生產(chǎn)生物陶瓷濾料的主要工藝，其作用是對濾料生產(chǎn)的原料(即粘土和粉煤灰制成的球狀顆粒)進行烘干及燒結(jié)處理，其中，烘干段用以排除陶瓷濾料所含的水分，燒結(jié)段通過煅燒使濾料小球達到工業(yè)應用所需的強度和硬度要求。
[0003]現(xiàn)有的生物陶瓷濾料生產(chǎn)工藝中，均采用回轉(zhuǎn)窯作為其主要的煅燒設備。燃燒系統(tǒng)將熱量以高溫煙氣的形式供入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，對逆向流動的陶瓷濾料進行加熱煅燒。完成煅燒過程的陶瓷濾料在高溫狀態(tài)下從窯頭流槽排出，進入冷卻筒冷卻。為了強化冷卻效果，通常在冷卻筒外壁進行冷卻水噴淋，以帶走高溫煅后陶瓷濾料中貯存的熱量，達到降低陶瓷濾料溫度的目的。噴淋后被加熱的冷卻水流入貯水池中循環(huán)使用。但是，上述生物陶瓷濾料生產(chǎn)工藝具有以下幾方面的缺點:(I)、高溫煅燒后的粒料(即陶瓷濾料)攜帶的余熱資源被完全浪費，有悖于節(jié)能減排的循環(huán)經(jīng)濟原則；且噴淋冷卻方式是對高溫煅燒產(chǎn)品進行間接冷卻，冷卻效率低、冷卻效果差；(2)、在冷卻水噴淋過程中，大量冷卻水變?yōu)檎羝⑹У簦鋮s水消耗量大，不利于水資源的節(jié)約；且冷卻水循環(huán)噴淋過程中消耗了大量電力；
[3]、長期冷卻水的噴淋，嚴重氧化腐蝕了冷卻設備，增加了設備檢修和維護的成本；(4)、長期噴淋冷卻過程在周圍環(huán)境產(chǎn)生了大量熱蒸汽，惡化了操作環(huán)境；(5)、大量帶固體粉塵顆粒的空氣隨著粒料從冷卻筒出料口排出，污染了周圍空氣，降低了空氣質(zhì)量。
[0004]對于回收粒料生產(chǎn)過程中散失的熱量，現(xiàn)有技術中已有相關的技術方案公開，如專利公開號:CN 203824299 U，公開日:2014年09月10日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:回轉(zhuǎn)窯余熱利用結(jié)構(gòu)及回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)，該申請案公開了一種回轉(zhuǎn)窯余熱利用結(jié)構(gòu)及回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)窯余熱利用結(jié)構(gòu)包括連接回轉(zhuǎn)窯與冷卻窯的回轉(zhuǎn)窯出料管路、助燃氣體管路以及與回轉(zhuǎn)窯連接的燃氣管路，助燃氣體管路延伸經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯出料管路內(nèi)而連接于回轉(zhuǎn)窯，以能夠?qū)⒅細怏w供應到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。助燃氣體在回轉(zhuǎn)窯出料管路內(nèi)利用回轉(zhuǎn)窯的余熱進行加熱后，再通入回轉(zhuǎn)窯，從而減少燃氣的消耗量。同時，助燃氣體在回轉(zhuǎn)窯出料管路內(nèi)與回轉(zhuǎn)窯的余熱進行熱交換，從而能夠降低后續(xù)冷卻工藝的冷卻負荷。但是該申請案還存在以下不足之處:(I)、粒料在回轉(zhuǎn)窯出料管路內(nèi)停留的時間較短，粒料上所攜帶的熱量難以被充分利用，回轉(zhuǎn)窯余熱利用效率低下；(2)、冷卻窯仍舊需要通過噴淋的方式冷卻其內(nèi)具有一定溫度的粒料，這樣做浪費了大量的余熱資源，冷卻水消耗量大，增加了設備檢修和維護的成本，惡化了操作環(huán)境。
[0005]綜上所述，如何克服現(xiàn)有技術中粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯余熱利用效率低下、噴淋冷卻方式冷卻效果差、大量水資源浪費、冷卻設備易被腐蝕、操作環(huán)境惡劣和污染空氣的不足，是當前亟需解決的技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術問題
[0007]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯余熱利用效率低下、噴淋冷卻方式冷卻效果差、大量水資源浪費、冷卻設備易被腐蝕、操作環(huán)境惡劣和污染空氣的不足，提供了一種粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)了提高粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯余熱利用效率、提升粒料冷卻效果、節(jié)約水資源、保護冷卻設備、改善操作環(huán)境及空氣質(zhì)量的功能。
[0008]2.技術方案
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為:
[0010]本發(fā)明的粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收系統(tǒng)，包括燒嘴、燃燒室、回轉(zhuǎn)窯、下料流槽、冷卻筒軸承座、冷卻筒驅(qū)動輪和冷卻筒；還包括直吸式余熱回收機構(gòu)；
[0011]上述直吸式余熱回收機構(gòu)包括引風管、風機和除塵裝置，引風管的進口端伸入冷卻筒內(nèi)部，引風管的出口端與風機的進風口相連通，風機的出風口與除塵裝置的進口相連通，除塵裝置的出口與燒嘴的空氣入口相連通；所述冷卻筒的進料口和出料口均開口設置。
[0012]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述引風管包括引風管進風段和引風管保溫段，弓丨風管保溫段位于冷卻筒和風機之間，引風管保溫段的外側(cè)包裹保溫材料；所述除塵裝置為旋風除塵器，除塵器進風口上設有除塵器進風管，除塵器出風口上設有除塵器出風管；引風管進風段的進口端伸入冷卻筒內(nèi)部，引風管進風段的出口端與引風管保溫段的進口端相連通，引風管保溫段的出口端與風機的進風口相連通，風機的出風口與除塵器進風管相連通；除塵器出風管與燒嘴的空氣入口相連通。
[0013]作為本發(fā)明更進一步的改進，還包括進風段固定裝置，上述進風段固定裝置包括橫桿、吊桿和支桿，吊桿固定在燃燒室的外部支架上，支桿固定在地面上；所述橫桿貫穿冷卻筒的內(nèi)部，橫桿的一端與吊桿相固定，橫桿的另一端與支桿相固定；所述引風管進風段固定在橫桿上；所述旋風除塵器設于旋風除塵器底座上。
[0014]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述引風管進風段的進口端稱為水平進風口，該水平進風口所在面與引風管進風段的長度方向呈30°?60°的夾角，且水平進風口的開口傾斜向下。
[0015]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述引風管進風段的下側(cè)面上設有下進風口，下進風口靠近引風管進風段的進口端。
[0016]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述橫桿為型鋼；引風管保溫段外側(cè)包裹的保溫材料為保溫棉。
[0017]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述下進風口為3?8個圓形通孔，每個圓形通孔的直徑為10?100mm，相鄰圓形通孔的間距為20?150mm。
[0018]作為本發(fā)明更進一步的改進，引風管進風段的進口端位于冷卻筒中點向兩側(cè)偏移O?500_的范圍內(nèi)；引風管進風段、引風管保溫段、除塵器進風管和除塵器出風管的管徑均為150?500mm。
[0019]本發(fā)明的粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收方法，包括以下步驟，
[0020]步驟一、開啟粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收系統(tǒng)中的風機和旋風除塵器，空氣分別從冷卻筒兩端的進料口和出料口被吸入冷卻筒內(nèi)部，進入冷卻筒內(nèi)部的空氣與粒料表面進行對流換熱被加熱后，再通過水平進風口和下進風口進入引風管進風段；
[0021]步驟二、進入引風管進風段的熱空氣經(jīng)過引風管保溫段被吸入風機，并通過風機被鼓入旋風除塵器進行除塵凈化；
[0022]步驟三、除塵凈化后的熱空氣通過除塵器出風管進入燒嘴的空氣入口，為燒嘴的火焰燃燒提供預熱空氣，實現(xiàn)對粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱的回收。
[0023]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述風機的風量為1000?3000m3/h。
[0024]3.有益效果
[0025]采用本發(fā)明提供的技術方案，與現(xiàn)有技術相比，具有如下顯著效果:
[0026](I)、本發(fā)明的粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱直吸式回收系統(tǒng)及方法，采用直吸式余熱回收機構(gòu)，通過風機抽吸從冷卻筒兩端的進料口和出料口進入的空氣，空氣在冷卻筒內(nèi)部與高溫粒料表面進行對流換熱被加熱，熱空氣再被風機鼓入旋風除塵器進行除塵凈化，除塵凈化后的熱空氣通過除塵器出風管進入燒嘴的空氣入口，為燒嘴的火焰燃燒提供預熱空氣，實現(xiàn)對粒料煅燒回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品余熱的回收，以產(chǎn)量為80t/天的生物陶瓷濾料回轉(zhuǎn)窯為例，產(chǎn)品進入冷卻筒內(nèi)的溫度約為900°C，經(jīng)計算，通過直吸式余熱回收機構(gòu)回收產(chǎn)品余熱后，能將預熱空氣的溫度提升至400°C左右，該過程能回收產(chǎn)品余熱的35.3%左右，節(jié)能效果十分顯著。
[0027](2)、本發(fā)明中，高溫煅燒后的粒料攜帶的余熱資源在與空氣的對流換熱過程中被充分吸收利用，形成的熱空氣作為燒嘴的助燃風助燃，提高了燒嘴的燃燒效率和燃燒效果，符合節(jié)能減排的循環(huán)經(jīng)濟原則；且空氣直接與高溫粒料表面進行對流換熱，空氣流量和流速都較大，這種粒料直接被空氣冷卻的方式相比于傳統(tǒng)的間接冷卻方式冷卻效果更好，且能回收余