專利名稱：綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型專利涉及一種塊狀物料焙燒用的豎窯，特別是一種用于焙燒區(qū)域大、 高產(chǎn)能的焙燒石灰石、白云石、菱鎂礦、鋁礬土等塊狀物料的利于實現(xiàn)自動控制的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯。
背景技術(shù)：
[0002]近年來，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)各種類型的豎窯在結(jié)構(gòu)和操作上有了很大的進(jìn)步。如豎窯由單膛發(fā)展到雙膛結(jié)構(gòu)(麥爾茲窯)；燃燒器布置由周邊設(shè)置發(fā)展到周邊結(jié)合中心設(shè)置或順料流設(shè)置；卸料結(jié)構(gòu)由螺錐發(fā)展到托板結(jié)構(gòu)；上料和卸料操作實現(xiàn)了機(jī)械化和自動化等。[0003]目前，各種形式的豎窯普遍存在以下一些缺點如焙燒區(qū)域大，其溫度場內(nèi)溫度分布不均，不同區(qū)域物料煅燒程度差異大，質(zhì)量不易控制；燃燒器分布不合理或噴出的燃料量不能精確控制，造成焙燒區(qū)溫度局部偏高或偏低，產(chǎn)品生燒”(物料焙燒不完全)或“過燒” (物料焙燒過度)量增大，成品率降低；螺錐或托板卸料時料面下降不均或易出現(xiàn)“卡料”(物料與窯壁或卸料裝置粘結(jié)，使上部物料難于下沉，即所謂的卡料)”現(xiàn)象等弊病，影響了豎窯熱工制度的穩(wěn)定；窯內(nèi)預(yù)熱、焙燒、冷卻各環(huán)節(jié)均達(dá)不到精確控制的目的，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的提高和熱耗的降低(即產(chǎn)品質(zhì)量低、能耗高)等等。針對這些問題，本申請人曾設(shè)計出一種專利公開號為CN101382381和公告號為CN201293539Y的“整流多室煅燒豎窯”，公開了一種由豎窯外殼、喂料管、熱風(fēng)管、排風(fēng)管、出料機(jī)構(gòu)、一個集中均料倉、多個獨立喂料管、多個獨立煅燒室、一個集中多點冷卻換熱器，一個中心燃燒室、送風(fēng)裝置組成的豎窯。初步解決了焙燒區(qū)域大、卸料易卡的問題，但仍存在以下問題[0004]1設(shè)置的集中均料倉和多個獨立喂料管共同完成料柱鎖風(fēng)(利用集中均料倉和喂料管內(nèi)氣體流速高，通風(fēng)阻力大，實現(xiàn)鎖風(fēng))的效果不理想。其受集中均料倉內(nèi)物料儲量和物料“離析”現(xiàn)象(物料進(jìn)入集中均料倉后，大塊物料分布在落點較遠(yuǎn)的位置，小物料分布在落點附近，形成分級現(xiàn)象，術(shù)語稱“離析”。)的影響較大；[0005]2設(shè)置在多個獨立煅燒室內(nèi)的X型物料通道和熱煙氣繞流用外煙道存在的主要缺陷如下[0006]1) X型物料通道對物料自由沉降有阻礙作用，在高溫下受壓易倒塌損壞；[0007]2)煙氣繞流用外煙道，散熱損失大，降低了系統(tǒng)的熱工效率；[0008]3)熱煙氣繞流須用高溫風(fēng)機(jī)抽出和送入，對風(fēng)機(jī)材料要求高，且易損壞；[0009]3設(shè)置的中心燃燒室存在的缺陷如下[0010]1)不利于對每個獨立煅燒室內(nèi)高溫氣體排氣量的控制，即不利于燃料燃燒產(chǎn)生的熱量在每個煅燒室內(nèi)“按需分配”；[0011]2 )不利于對每個獨立煅燒室內(nèi)物料的預(yù)熱、焙燒過程進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，使預(yù)熱、焙燒過程的可控性降低；[0012]4從各獨立煅燒室卸入冷卻器內(nèi)的物料堆積成不同的料層高度，造成阻力差異大， 冷卻氣流穿過料層的風(fēng)量分布不均，物料冷卻效果均勻性較差；[0013]5冷卻器下部無鎖風(fēng)設(shè)備，且采用單點卸料方式，存在的缺陷如下[0014]1)卸料過程鎖風(fēng)效果差，易揚塵；[0015]2)料面下降不均，影響冷卻器內(nèi)物料冷卻效果。發(fā)明內(nèi)容[0016]本實用新型的目的是提供一種綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，解決了現(xiàn)有豎窯普遍存在的產(chǎn)品質(zhì)量低、熱耗高等技術(shù)問題，與同類設(shè)備相比，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，物料分布、氣流分布均勻；預(yù)熱、焙燒、冷卻過程可實現(xiàn)精確控制；各個單元溫度場焙燒區(qū)域小，火焰噴射穿透力強、場內(nèi)溫度分布均勻，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、單機(jī)產(chǎn)能大、熱耗低等優(yōu)點。[0017]本實用新型的目的是通過如下措施來達(dá)到該綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯豎窯，包括加料倉、加料管、焙燒室和冷卻室，其技術(shù)要點是豎窯頂部設(shè)置環(huán)道分流加料倉，沿環(huán)道分流加料倉底部環(huán)道對稱均勻分布的各卸料口分別與加料鎖風(fēng)管項端連接，各加料鎖風(fēng)管底端分別插入各自獨立的單元溫度場物料焙燒激活室的進(jìn)料口 ；設(shè)置在單元溫度場物料焙燒激活室上部的煙氣通道通過控制煙氣排出量的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，每個單元溫度場物料焙燒激活室沿高度方向從上向下依次是預(yù)熱區(qū)、焙燒區(qū)；單元溫度場物料焙燒激活室內(nèi)設(shè)置設(shè)置至少一層單元溫度場燃燒器，每層至少設(shè)置一個單元溫度場燃燒器；從單元溫度場物料焙燒激活室的底部引入經(jīng)冷卻換熱升溫后的二次助燃風(fēng)；焙燒區(qū)的底部連通物料綜合能量整合室；物料綜合能量整合室底部卸料口通過物料擴(kuò)散換熱區(qū)與均衡氣流強化冷卻室連通，均衡氣流強化冷卻室設(shè)置中心冷卻風(fēng)帽和分室冷卻風(fēng)帽，均衡氣流強化冷卻室下部與卸料鎖風(fēng)裝置連接。[0018]在所述環(huán)道分流加料倉內(nèi)內(nèi)置分料錐和高、低料位器。[0019]在所述加料鎖風(fēng)管上部設(shè)置加料控制器。[0020]在所述單元溫度場物料焙燒激活室的焙燒區(qū)或預(yù)熱區(qū)或預(yù)熱區(qū)和焙燒區(qū)內(nèi)設(shè)置單元溫度場燃燒器。[0021 ] 在所述單元溫度場物料焙燒激活室的室內(nèi)設(shè)置至少一個均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置。[0022]每個所述單元溫度場物料焙燒激活室上部內(nèi)腔砌筑成上大、下小的喇叭口形的柱形體；具有分料和分流作用的所述均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置由空心固定梁、耐火材料層構(gòu)成。[0023]各所述單元溫度場燃燒器分別與一次助燃空氣接口、燃料接口的一端連接，各燃料接口的另一端與燃料供應(yīng)系統(tǒng)連接，各一次助燃空氣接口的另一端與助燃空氣供風(fēng)系統(tǒng)連接。[0024]在所述物料綜合能量整合室底部設(shè)置以液壓為動力的傾斜布置的料流調(diào)節(jié)控制ο[0025]在所述均衡氣流強化冷卻室內(nèi)設(shè)置的中心冷卻風(fēng)帽與中心冷卻風(fēng)管道連接，分室冷卻風(fēng)帽與各分室冷卻風(fēng)管道連接，中心冷卻風(fēng)管道和各分室冷卻風(fēng)管道分別與冷卻空氣通道連接；中心冷卻風(fēng)帽和各分室冷卻風(fēng)帽采用傘形結(jié)構(gòu)。[0026]所述的卸料鎖風(fēng)裝置由卸料鎖風(fēng)室、與卸料鎖風(fēng)室連通的底部帶有卸料控制器的卸料鎖風(fēng)管和出料斗組成。[0027]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是由于本實用新型的頂部環(huán)道分流加料倉的各卸料口分別通過加料鎖風(fēng)管連接各自獨立的單元溫度場物料焙燒激活室的進(jìn)料口 ；每室內(nèi)設(shè)置至少一層單元溫度場燃燒器，各室底部連通物料綜合能量整合室并通過物料擴(kuò)散換熱區(qū)與均衡氣流強化冷卻室連通，設(shè)置中心冷卻風(fēng)帽和分室冷卻風(fēng)帽的均衡氣流強化冷卻室下部與卸料鎖風(fēng)管連接，所以與同類設(shè)備相比，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，物料分布、氣流分布均勻；預(yù)熱、焙燒、冷卻過程可實現(xiàn)精確控制；各個單元溫度場焙燒區(qū)域小，火焰噴射穿透力強、場內(nèi)溫度分布均勻，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、單機(jī)產(chǎn)能大、熱耗低等優(yōu)點。主要體現(xiàn)在[0028]1)環(huán)道分流加料倉的卸料口均勻分布于加料倉底部的環(huán)道內(nèi)，有效地防止了物料離析現(xiàn)象和原料堵塞；通過控制加料倉內(nèi)的存儲量信號，可以實現(xiàn)加料過程的自動控制；[0029]2)各加料鎖風(fēng)管底端分別插入各自獨立的單元溫度場物料焙燒激活室的進(jìn)料口， 故加料鎖風(fēng)管具有良好的鎖風(fēng)效果，解決了加料過程漏風(fēng)對熱耗的影響；每個加料鎖風(fēng)管僅控制一個單元溫度場物料焙燒激活室的加料過程，最大程度的提高了每個焙燒單元內(nèi)物料粒度分布的均勻性，解決了由于焙燒單元內(nèi)物料粒度分布不均等原因?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的影響；[0030]3)豎窯的預(yù)熱區(qū)、焙燒區(qū)被劃分成若干個各自獨立的單元溫度場物料焙燒激活室，通過控制每個單元溫度場物料焙燒激活室內(nèi)的單元溫度場燃燒器火焰噴射距離和焙燒區(qū)域，使每個焙燒單元焙燒區(qū)域小，火焰噴射距離短，穿透力強、場內(nèi)溫度分布均勻，且便于每個焙燒單元內(nèi)預(yù)熱焙燒過程的獨立控制；[0031]4)每個單元溫度場物料焙燒激活室沿高度方向從上向下依次是預(yù)熱區(qū)、焙燒區(qū)。 每個單元溫度場物料焙燒激活室內(nèi)設(shè)置至少一層單元溫度場燃燒器，每層至少設(shè)置一個單元溫度場燃燒器，通過控制每個單元溫度場物料焙燒激活室沿內(nèi)燃燒器噴出的燃料量和一次空氣量，使每個單元溫度場物料焙燒激活室沿預(yù)熱焙燒所需熱量均可獨立控制。每個單元溫度場物料焙燒激活室沿內(nèi)物料在預(yù)熱區(qū)、焙燒區(qū)的停留時間均可獨立控制。多個單元溫度場物料焙燒激活室沿共同工作完成豎窯整體的預(yù)熱和焙燒功能，且每個單元溫度場物料焙燒激活室沿也可以獨立工作完成本單元預(yù)熱、焙燒功能；[0032]5)在物料綜合能量整合室卸料口和冷卻室之間設(shè)有物料擴(kuò)散換熱區(qū)。從卸料器卸出的物料進(jìn)入物料擴(kuò)散換熱區(qū)，立即呈松散狀態(tài)，擴(kuò)大了物料與冷卻風(fēng)接觸的比表面積，大大地加快了物料的冷卻速度，滿足了 “慢燒急冷”的工藝技術(shù)要求，產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高；[0033]6)在物料擴(kuò)散換熱區(qū)下部設(shè)有均衡氣流強化冷卻室。經(jīng)物料擴(kuò)散換熱區(qū)急冷后的物料進(jìn)入均衡氣流強化冷卻室慢冷。均衡氣流強化冷卻室設(shè)有中心冷卻風(fēng)帽和若干個分室冷卻風(fēng)帽。冷卻空氣(冷風(fēng))通過多個冷卻風(fēng)帽噴出后均勻穿過熱物料床層，冷卻空氣被加熱后，引入單元溫度場物料焙燒激活室作為二次助燃風(fēng)；同時物料被冷卻，達(dá)到了最大限度地利用余熱，降低熱耗的目的；[0034]7)冷卻室內(nèi)設(shè)置的多個冷卻風(fēng)帽，提高了冷卻空氣在均衡氣流強化冷卻室內(nèi)分布的均勻性和與高溫物料接觸的比表面積，達(dá)到提高均衡氣流強化冷卻室內(nèi)熱交換效率，從而降低熱耗的目的；[0035]8)均衡氣流強化冷卻室下部設(shè)置的多個卸料鎖風(fēng)管，解決了卸料過程中漏風(fēng)和冷卻室內(nèi)氣流分布不均對熱耗的影響。提高冷卻空氣在均衡氣流強化冷卻室內(nèi)分布的均勻性、與熱物料接觸的比表面積，達(dá)到提高均衡氣流強化冷卻室內(nèi)的熱交換效率的目的；[0036]9)多個卸料鎖風(fēng)裝置中的卸料鎖風(fēng)管下部設(shè)置的卸料控制器，實現(xiàn)了均衡氣流強化冷卻室內(nèi)物料冷卻時間的獨立自動控制，即實現(xiàn)了冷卻過程的獨立控制；[0037]10)通過對單元溫度場物料焙燒激活室的預(yù)熱、焙燒及均衡氣流強化冷卻室等環(huán)節(jié)的有效控制，可實現(xiàn)豎窯產(chǎn)量、質(zhì)量的精確控制。


[0038]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。[0039]圖1是本實用新型的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。[0040]圖2是圖1沿A — A線的剖視圖。[0041]圖3是本實用新型的另一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。[0042]圖4是圖3沿B — B線的剖視圖。[0043]圖中序號說明1環(huán)道分流加料倉、2加料鎖風(fēng)管、3單元溫度場物料焙燒激活室、4 一次助燃空氣接口、5燃料接口、6單元溫度場燃燒器、7料流調(diào)節(jié)控制器、8物料綜合能量整合室、9物料擴(kuò)散換熱區(qū)、10均衡氣流強化冷卻室、11冷卻空氣通道、12卸料控制器、13出料斗、14卸料鎖風(fēng)室、15分室冷卻風(fēng)帽、16中心冷卻風(fēng)帽、17焙燒區(qū)、18預(yù)熱區(qū)、19煙氣通道、20風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、21加料控制器、22分料錐、23均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置、24固定梁、25耐火材料層。
具體實施方式
[0044]下面結(jié)合圖1 4詳細(xì)說明本實用新型的具體實施方式
。該綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯包括加料倉、加料管、焙燒室和冷卻室，其中設(shè)置在豎窯頂部的環(huán)道分流加料倉1的規(guī)格、形狀應(yīng)根據(jù)實際使用需要選擇。環(huán)道分流加料倉1內(nèi)設(shè)置分料錐22，使料倉內(nèi)的物料通過分料錐22均勻分布于料倉壁與分料錐22之間的環(huán)道內(nèi)，與各加料鎖風(fēng)管2分別連接的卸料口沿料倉底部的環(huán)道對稱均勻分布。利用周邊卸料方式，使料倉內(nèi)的物料均勻分布于加料鎖風(fēng)管2的正上方。卸料口的尺寸一般采用大于粒徑3倍為宜，以防止原料堵塞和“離析”現(xiàn)象發(fā)生；為控制物料的最佳存儲量，在設(shè)置環(huán)道分流加料倉1內(nèi)可以設(shè)置料位器，通過控制環(huán)道分流加料倉的存儲量信號可實現(xiàn)倉內(nèi)加料過程的自動控制。[0045]連接環(huán)道分流加料倉1和各單元溫度場物料焙燒激活室8之間的加料鎖風(fēng)管2上部設(shè)置加料控制器21，加料鎖風(fēng)管2的規(guī)格大小、形狀應(yīng)與環(huán)道分流加料倉1的卸料口的規(guī)格、形狀相適應(yīng)，并根據(jù)加料鎖風(fēng)管2內(nèi)始終充滿物料保證良好的鎖風(fēng)效果和單元溫度場物料焙燒激活室3內(nèi)料柱高度的需要，確定加料鎖風(fēng)管2的長度。由于每個加料鎖風(fēng)管2 僅控制一個單元溫度場物料焙燒激活室3的加料過程，所以最大程度的提高了每個單元溫度場物料焙燒激活室3內(nèi)物料粒度分布的均勻性，解決了由于物料粒度分布不均、加料過程漏風(fēng)等原因?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量和熱耗的影響。[0046]豎窯的預(yù)熱和焙燒區(qū)域被劃分成多個獨立的單元溫度場物料焙燒激活室3，各室的規(guī)格、形狀應(yīng)根據(jù)需要和可能設(shè)置。每個單元溫度場物料焙燒激活室3沿高度方向從上向下依次是預(yù)熱區(qū)18、焙燒區(qū)17。各單元溫度場物料焙燒激活室3的上部進(jìn)料口分別連接加料鎖風(fēng)管2。設(shè)置在單元溫度場物料焙燒激活室3上部的煙氣通道19通過控制煙氣排出量的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥20與排煙總管連通，控制熱氣體的排出量。單元溫度場物料焙燒激活室3 內(nèi)設(shè)置至少一層單元溫度場燃燒器6，每層至少設(shè)置一個單元溫度場燃燒器6。根據(jù)需要還可以在單元溫度場物料焙燒激活室3內(nèi)設(shè)置至少一個均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置23，各單元溫度場6物料焙燒激活室3內(nèi)分別鋪設(shè)耐火材料隔熱層，各單元溫度場物料焙燒激活室3內(nèi)上部預(yù)熱區(qū)18內(nèi)腔可以砌筑成略呈上大、下小的喇叭口形的柱體結(jié)構(gòu)。熱氣流自下向上至喇叭口形區(qū)域流動上升時，熱氣流受慣性的影響向上穿過料層，有效地避免“邊壁效應(yīng)”(豎窯內(nèi)氣體的流動屬于流體穿過散料層的運動，在散料層內(nèi)部，氣體的所經(jīng)過的通道是曲折的，而邊壁與物料接觸，氣體通道曲折較少，氣體阻力較小，使邊部氣流較多，即通常所說的邊壁效應(yīng))。通過耐火材料的隔熱作用，使單元溫度場物料焙燒激活室3殼體免受高溫?zé)煔獾那治g。在提高單元溫度場物料焙燒激活室3使用壽命的同時，降低其散熱損失，提高單元溫度場物料焙燒激活室3的熱效率。[0047]根據(jù)使用要求，為提高物料焙燒、預(yù)熱的均勻性，可以在單元溫度場物料焙燒激活室3的焙燒區(qū)17或預(yù)熱區(qū)18或預(yù)熱區(qū)18和焙燒區(qū)17內(nèi)設(shè)置單元溫度場燃燒器6，使火焰在穿透物料床層時，形成分布均勻的溫度場，使物料得到了充分的焙燒、預(yù)熱，降低了局部生燒和過燒現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。各單元溫度場燃燒器6分別與一次助燃空氣接口 4、 燃料接口 5的一端連接，各燃料接口 5的另一端都與燃料供應(yīng)系統(tǒng)連接，各一次助燃空氣接口 4的另一端都與助燃空氣供風(fēng)系統(tǒng)連接。各單元溫度場燃燒器6由燃料通道和一次助燃空氣通道組成的套管結(jié)構(gòu)，在燃燒器端部，設(shè)有燃料與一次助燃空氣混合倉，混合倉內(nèi)設(shè)有(Γ65°螺旋葉片。每個單元溫度場物料焙燒激活室3可以獨立工作，完成本單元物料的預(yù)熱、焙燒。多個單元溫度場物料焙燒激活室3共同工作，能夠全面完成整體豎窯物料的預(yù)熱和焙燒。物料預(yù)熱、焙燒所需熱量由單元溫度場燃燒器6噴出的燃料燃燒產(chǎn)生的熱氣流提供，燃料燃燒所需的一次助燃空氣從燃燒器的一次助燃空氣接口 4噴入，燃料燃燒所需的二次助燃風(fēng)從單元溫度場物料焙燒激活室3的底部引入。單元溫度場物料焙燒激活室3 內(nèi)帶有一定溫度的熱氣流在與物料逆向流動接觸過程中，使物料的活性分子在熱氣流的擴(kuò)散、滲透作用下，越發(fā)活躍，潛在的勢能逐步被激發(fā)活化，逐漸縮小物料內(nèi)外溫度差。每個單元溫度場物料焙燒激活室3物料預(yù)熱、焙燒所需熱量，通過控制該室單元溫度場燃燒器6噴入的一次助燃空氣量和燃料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而可根據(jù)每個獨立單元溫度場物料焙燒激活室 3內(nèi)物料的預(yù)熱、焙燒情況，相應(yīng)調(diào)整該室的熱量分布情況，以達(dá)到提高物料預(yù)熱、焙燒過程可控性的目的。[0048]根據(jù)實際需要，可以在單元溫度場物料焙燒激活室3的預(yù)熱區(qū)18或焙燒區(qū)17或預(yù)熱區(qū)18和焙燒區(qū)17內(nèi)設(shè)置均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置23。具有分料和分流作用的均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置23由固定梁M和耐火材料層25構(gòu)成。物料流經(jīng)均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置23兩側(cè)呈自然堆積，改善了焙燒區(qū)17或預(yù)熱區(qū)18內(nèi)的物料流動特性，提高了物料床層的孔隙率，降低了物料床層的通風(fēng)阻力。熱氣體流經(jīng)均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置23的兩側(cè)分流后逆向進(jìn)入順流的料層。 應(yīng)根據(jù)料床平面不同點處通風(fēng)阻力的不同，設(shè)計均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置23的結(jié)構(gòu)形狀，使其既能達(dá)到平衡窯內(nèi)的通風(fēng)阻力，又能實現(xiàn)熱氣體在物料床層中均勻分布的目的?？梢员ＷC最大限度的消除物料的焙燒區(qū)17或預(yù)熱區(qū)18內(nèi)的物料受熱不均的現(xiàn)象，調(diào)整大塊物料內(nèi)外溫度差，保證大塊物料焙燒質(zhì)量均衡。[0049]各單元溫度場物料焙燒激活室3的底部都與物料綜合能量整合室8連通。物料綜合能量整合室8是一個大型容積式空間，不設(shè)置任何零部件，是焙燒物料深化激活、綜合能量整合的場所。高溫物料經(jīng)過激活整合后帶有一定熱量，物料中的活性分子潛在勢能在物料綜合能量整合室8靜態(tài)的環(huán)境內(nèi)得到繼續(xù)深化整合，進(jìn)一步調(diào)整均衡物料內(nèi)外溫度差。與此同時，從物料綜合能量整合室8底部的卸料口引進(jìn)的經(jīng)冷卻換熱升溫后的冷卻空氣， 與激活整合后達(dá)到均衡質(zhì)量的高溫物料再次進(jìn)行熱量交換后，冷卻空氣的自身溫度顯著提高形成二次助燃風(fēng)，從單元溫度場物料焙燒激活室3的底部引入，提高了熱能的綜合利用。 二次助燃風(fēng)的引入量由單元溫度場物料焙燒激活室3頂部的煙氣通道19上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥 20進(jìn)行控制。物料綜合能量整合室8底部的卸料口設(shè)置以液壓為動力的料流調(diào)節(jié)控制器7， 為控制帶有一定熱量的高溫物料從單元溫度場物料焙燒激活室3的底部排出后，在勻速、 動態(tài)的流動中進(jìn)一步激活整合，均衡質(zhì)量，同時更充分地與逆流而上的二次助燃風(fēng)進(jìn)行熱量交換，傾斜設(shè)置的料流調(diào)節(jié)控制器7與液壓站的控制電路連接，進(jìn)行調(diào)速控制。料流調(diào)節(jié)控制器7的動力由集中液壓站提供的12 20MI^的動力供給，推料量由液壓站的控制電路控制。[0050]在料流調(diào)節(jié)控制器7作用下，推入物料綜合能量整合室8底部卸料口的物料，在物料擴(kuò)散換熱室9內(nèi)呈松散自由沉降下落時，與逆流而上的經(jīng)冷卻室換熱慢冷的冷卻空氣相遇，因物料的接觸面積大，傳熱速率快，故迅速提高了進(jìn)入物料綜合能量整合室8內(nèi)的冷卻空氣溫度和降低了進(jìn)入冷卻室內(nèi)物料的溫度，達(dá)到了急冷和最大限度地利用余熱的效果。 經(jīng)物料擴(kuò)散換熱室9急冷后的物料進(jìn)入均衡氣流強化冷卻室10慢冷。均衡氣流強化冷卻室 10設(shè)有與中心冷卻風(fēng)管道連接的中心冷卻風(fēng)帽16和多個與分室冷卻風(fēng)管道連接的分室冷卻風(fēng)帽15。中心冷卻風(fēng)管道和各分室冷卻風(fēng)管道分別與冷卻空氣通道11連接。冷卻空氣通道11提供的冷卻空氣通過中心冷卻風(fēng)帽16和多個分室冷卻風(fēng)帽15噴出后，均勻穿過經(jīng)急冷后的物料床層，冷卻空氣被換熱升溫后，從物料綜合能量整合室8底部的卸料口引入， 被帶有一定熱量的高溫物料換熱形成二次助燃風(fēng)；均衡氣流強化冷卻室下部與卸料鎖風(fēng)裝置連接，該卸料鎖風(fēng)裝置由卸料鎖風(fēng)室14、與卸料鎖風(fēng)室14連通的底部帶有卸料控制器12 的卸料鎖風(fēng)管和出料斗13組成。被冷卻的物料排入帶有卸料鎖風(fēng)管的卸料鎖風(fēng)室14，再由底部帶有卸料控制器12的卸料鎖風(fēng)管經(jīng)出料斗13卸料，達(dá)到了進(jìn)一步地利用余熱的目的。 其中卸料鎖風(fēng)室14、卸料鎖風(fēng)管、中心冷卻風(fēng)帽16和分室冷卻風(fēng)帽15的規(guī)格、形狀、數(shù)量， 應(yīng)根據(jù)均衡氣流強化冷卻室10的截面積確定。本實施例的中心冷卻風(fēng)帽16和各分室冷卻風(fēng)帽15均采用傘形結(jié)構(gòu)。均衡氣流強化冷卻室10下部與各卸料鎖風(fēng)室14的連接接口，采用大面積接口和逐漸收縮結(jié)構(gòu)。大面積接口擴(kuò)大了每個卸料鎖風(fēng)管的卸料面積，保證了物料均勻沉降，提高冷卻空氣在均衡氣流強化冷卻室10內(nèi)分布的均勻性，擴(kuò)大了與熱物料接觸的比表面積。同時，利用底部帶有卸料控制器12的卸料鎖風(fēng)管下部較小截面積的柱體結(jié)構(gòu)，提高其鎖風(fēng)效果，實現(xiàn)了卸料過程的鎖風(fēng)和促進(jìn)物料均勻沉降的目的。[0051]應(yīng)用以PLC可編程控制模塊為中心的豎窯自適應(yīng)控制系統(tǒng)，進(jìn)行常規(guī)的控制和智能管理。冷卻室內(nèi)卸料速度和啟、停是通過均衡氣流強化冷卻室10內(nèi)物料的存儲量的料位器的上、下限信號進(jìn)行控制的。當(dāng)物料抵達(dá)存儲量上限時，啟動卸料控制器12或加大卸料速度；當(dāng)物料抵達(dá)存儲量下限時，停止卸料或降低卸料速度，可以實現(xiàn)均衡氣流強化冷卻室 10卸出物料過程中物料床層高度，即物料冷卻時間的自動控制。當(dāng)設(shè)定的給定值改變時， 自適應(yīng)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確快速的進(jìn)行機(jī)外自動編程解碼，實現(xiàn)不同的控制方案?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)的PLC控制加料、卸料、助燃空氣進(jìn)氣量、控制煙氣管道上的排氣量，各燃燒器燃料量，實現(xiàn)豎窯產(chǎn)量、質(zhì)量的精確控制。
權(quán)利要求1.一種綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，包括加料倉、加料管、焙燒室和冷卻室，其特征在于豎窯頂部設(shè)置環(huán)道分流加料倉，沿環(huán)道分流加料倉底部環(huán)道對稱均勻分布的各卸料口分別與加料鎖風(fēng)管頂端連接，各加料鎖風(fēng)管底端分別插入各自獨立的單元溫度場物料焙燒激活室的進(jìn)料口 ；設(shè)置在單元溫度場物料焙燒激活室上部的單元煙氣通道通過控制煙氣排出量的單元風(fēng)量調(diào)節(jié)閥與排煙總管連通，每個單元溫度場物料焙燒激活室沿高度方向從上向下依次是預(yù)熱區(qū)、焙燒區(qū)；單元溫度場物料焙燒激活室內(nèi)設(shè)置至少一層單元溫度場燃燒器，每層至少設(shè)置一個單元溫度場燃燒器；從單元溫度場物料焙燒激活室的底部引入經(jīng)冷卻換熱升溫后的二次助燃風(fēng)；焙燒區(qū)的底部連通物料綜合能量整合室；物料綜合能量整合室底部卸料口通過物料擴(kuò)散換熱區(qū)與均衡氣流強化冷卻室連通，均衡氣流強化冷卻室設(shè)置中心冷卻風(fēng)帽和分室冷卻風(fēng)帽，均衡氣流強化冷卻室下部與卸料鎖風(fēng)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于在所述環(huán)道分流加料倉內(nèi)內(nèi)置分料錐和料位器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于在所述加料鎖風(fēng)管上部設(shè)置加料控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于每個所述的單元溫度場物料焙燒激活室上部預(yù)熱區(qū)內(nèi)腔砌筑成上大、下小的喇叭口形的柱形體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于在所述單元溫度場物料焙燒激活室的焙燒區(qū)或預(yù)熱區(qū)或預(yù)熱區(qū)和焙燒區(qū)內(nèi)設(shè)置單元溫度場燃燒器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于在所述單元溫度場物料焙燒激活室內(nèi)設(shè)置至少一個均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置；具有分料和分流作用的均衡溫度轉(zhuǎn)化裝置由空心固定梁、耐火材料層構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于各所述單元溫度場燃燒器分別與一次助燃空氣接口、燃料接口的一端連接，各燃料接口的另一端與燃料供應(yīng)系統(tǒng)連接，各一次助燃空氣接口的另一端與助燃空氣供風(fēng)系統(tǒng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于在所述物料綜合能量整合室底部設(shè)置以液壓為動力的傾斜布置的料流調(diào)節(jié)控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于在所述均衡氣流強化冷卻室內(nèi)設(shè)置的中心冷卻風(fēng)帽與中心冷卻風(fēng)管道連接，分室冷卻風(fēng)帽與各分室冷卻風(fēng)管道連接，中心冷卻風(fēng)管道和各分室冷卻風(fēng)管道分別與冷卻空氣通道連接，中心冷卻風(fēng)帽和各分室冷卻風(fēng)帽采用傘形結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，其特征在于所述的卸料鎖風(fēng)裝置由卸料鎖風(fēng)室、與卸料鎖風(fēng)室連通的底部帶有卸料控制器的卸料鎖風(fēng)管和出料斗組成。
專利摘要一種綜合利用熱能單元溫度場焙燒豎窯，解決了現(xiàn)有豎窯存在的產(chǎn)品質(zhì)量低、熱耗高等問題，包括加料倉、加料管、焙燒室和冷卻室，其技術(shù)要點是頂部環(huán)道分流加料倉的各卸料口分別通過加料鎖風(fēng)管連接各自獨立的單元溫度場物料焙燒激活室的進(jìn)料口；每室內(nèi)設(shè)置一層單元溫度場燃燒器，各室底部連通物料綜合能量整合室并通過物料擴(kuò)散換熱區(qū)與均衡氣流強化冷卻室連通，設(shè)置中心冷卻風(fēng)帽和分室冷卻風(fēng)帽的均衡氣流強化冷卻室下部與卸料鎖風(fēng)裝置連接。其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，物料預(yù)熱、焙燒、冷卻過程可實現(xiàn)精確控制；各個單元溫度場焙燒區(qū)域小，火焰噴射穿透力強、場內(nèi)溫度分布均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好、熱耗低。
文檔編號F27B1/21GK202254754SQ20112036820
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉顯龍, 孫士東, 藺德中 申請人:鞍山市華杰建材技術(shù)開發(fā)有限公司