專利名稱：礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，屬礦石原料生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及
礦石燒成窯爐。
背景技術(shù)：
礦石燒成窯是將生礦石經(jīng)過800-120(TC高溫焙燒，將其中的結(jié)晶水和大部分易揮 發(fā)成分去除，生產(chǎn)出熟料成品的生產(chǎn)裝置。礦石燒成窯窯體是一上園下方直徑在3米左右 的柱狀形，其高度為15米左右，上部10米的圓柱形為生料倉，其下面為方形結(jié)構(gòu)的燃燒室， 最下面錐形室為熟料倉，礦石燒成窯其窯體細(xì)長，燃燒室空間窄小。長時(shí)間以來，礦石燒成 窯沿襲傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是一種高能耗裝置， 一般礦石燒成窯采用的能源介質(zhì)是可燃煤氣和助 燃空氣的混合氣體，目前現(xiàn)有技術(shù)采用的煤氣是來自發(fā)生爐的高溫煤氣，而助燃空氣則是 未經(jīng)預(yù)熱的常(低)溫空氣，低溫助燃空氣與煤氣是在燒嘴內(nèi)混合，火焰從燒嘴噴出時(shí)，常 溫助燃空氣在狹小的燒嘴內(nèi)與煤氣混合，其擴(kuò)散混合性能差，很難混合均勻，燃燒不充分， 大大降低了火焰的溫度，且燒嘴易損壞，造成能源介質(zhì)在燃燒室的不良燃燒條件，從而直接 導(dǎo)致能源利用率低下，熟料產(chǎn)出率不高，能源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益不佳等一系列問題。以現(xiàn)有技 術(shù)礦石燒成窯為例，一個(gè)日生產(chǎn)20噸成品的輕燒鎂窯，其噸成品耗煤為260kg以上，無疑是 高能耗產(chǎn)品。另外煤氣在燃燒室內(nèi)不能充分燃燒，產(chǎn)生了大量含有CO、NO、硫化物等有害物 質(zhì)的黑色煙氣，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染嚴(yán)重。因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)礦石燒成窯結(jié)構(gòu)，提高礦石燒成窯燃 氣的燃燒效率，節(jié)省能源、減少排放，成為業(yè)內(nèi)外共同關(guān)注的關(guān)鍵性問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，通過獨(dú)立分體的煤 氣燒嘴、助燃空氣燒嘴結(jié)構(gòu)和蓄熱換熱控制系統(tǒng)，交替地使蓄熱體蓄存部份燃燒煙氣的高 溫?zé)崮埽⒁孕畲娴臒崮芘c常溫助燃空氣進(jìn)行熱交換，藉以加熱送入燃燒室的助燃空氣的 溫度，使由獨(dú)立分體燒嘴分別送入的燃?xì)夂椭伎諝怆x開各自燒嘴后，在燃燒室內(nèi)混合、燃 燒，以解決因助燃空氣溫度低、混合不均勻而導(dǎo)致的一系列問題，從而不僅能顯著提高燃?xì)?燃燒效率，大幅度降低產(chǎn)品能耗，避免能源浪費(fèi)，提高產(chǎn)品的投入產(chǎn)出比，而且改善燃燒條 件能使燃料充分燃燒，大大降低污染物排放，有利環(huán)境保護(hù)。 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、氣動(dòng)裝置、控制 系統(tǒng)和蓄熱換熱裝置，每套蓄熱換熱裝置由一個(gè)四位三通換向閥、兩組燒嘴組合及其對(duì)應(yīng) 的兩組蓄熱體組成，每組燒嘴組合有一個(gè)煤氣燒嘴4和兩個(gè)換熱燒嘴6A、6B，兩個(gè)換熱燒嘴 6A、6B分別對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)蓄熱體5A、5B ;兩組蓄熱體對(duì)應(yīng)的兩個(gè)蓄熱體5A、5B分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的 管道9和10并聯(lián)后分別與換向閥3的一對(duì)對(duì)應(yīng)接口 A、B連接；換向閥3的另一對(duì)對(duì)應(yīng)接口 C、 D則分別與鼓風(fēng)機(jī)1和引風(fēng)機(jī)2對(duì)應(yīng)連接，引風(fēng)機(jī)出口通過連接管11與窯 中部YZ相 連通；煤氣燒嘴4與發(fā)生煤氣管路連接，燒嘴組合的燒嘴出口分別對(duì)應(yīng)通入礦石燒成窯的燃燒室R，各燒嘴出口向下傾斜，與水平呈5。
-8°角度。 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一方面采用了獨(dú)立分體的煤氣燒嘴和助燃空氣燒嘴結(jié)構(gòu)，使由其分別送入的燃?xì)夂椭伎諝怆x開各自燒嘴后，在燃燒室內(nèi)混合、燃燒；另一方面采用蓄熱換熱裝置，通過設(shè)定和控制四位三通換向閥的換向，使部份燃燒的高溫?zé)煔庵芷谛允芸亟惶嫱ㄟ^對(duì)應(yīng)蓄熱體，使蓄熱體周期性地交替蓄熱和放熱，并受控使助燃空氣周期性地對(duì)應(yīng)通過蓄熱體，在蓄熱體中被加熱升溫至800-1000高溫t:，大大提高了助燃空氣的溫度，即提高了燃燒反應(yīng)溫度，較傳統(tǒng)燃燒反應(yīng)釋放了更多熱能，改善了燃燒室內(nèi)的燃燒條件，改進(jìn)了火焰彌散性，燃燒火焰發(fā)散均勻，使之能均勻地充滿整個(gè)燃燒室，燃燒更充分，故而顯著提高燃?xì)馊紵?，提高了爐內(nèi)升溫速度，此外，還將經(jīng)過熱交換，溫度已降至15(TC以下的燃燒煙氣回收排入相應(yīng)溫度區(qū)的窯體中部，充分利用了燃燒后煙氣的高溫余熱，因此，本實(shí)用新型提高燃?xì)馊紵?，?jié)省能源，比傳統(tǒng)礦石燒成窯節(jié)能10%以上，噸成品平均節(jié)煤26kg，燒成窯每批次生產(chǎn)周期由3. 5小時(shí)縮短至3小時(shí)，提高了成品的投入產(chǎn)出比，并且氮氧化物排放少，廢氣、廢熱排放少，最大限度地降低了污染物排放，有利大氣，有利環(huán)境。

圖1配置本實(shí)用新型高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)的礦石燒成窯結(jié)構(gòu)示意圖[0008] 圖2本實(shí)用新型高溫?zé)煔?-20秒受控加熱蓄熱體5B示意圖[0009] 圖3本實(shí)用新型高溫?zé)煔?0-40秒受控加熱蓄熱體5A示意圖
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、氣動(dòng)裝置、控制
系統(tǒng)和蓄熱換熱裝置，每套蓄熱換熱裝置由一個(gè)四位三通換向閥、兩組燒嘴組合及其對(duì)應(yīng)
的兩組蓄熱體組成，每組燒嘴組合有一個(gè)煤氣燒嘴4和兩個(gè)換熱燒嘴6A、6B，兩個(gè)換熱燒嘴6A、6B分別對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)蓄熱體5A、5B ;兩組蓄熱體對(duì)應(yīng)的兩個(gè)蓄熱體5A、5B分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的管道9和10并聯(lián)后分別與換向閥3的一對(duì)對(duì)應(yīng)接口 A、B連接；換向閥3的另一對(duì)對(duì)應(yīng)接口C、D則分別與鼓風(fēng)機(jī)1和引風(fēng)機(jī)2對(duì)應(yīng)連接，引風(fēng)機(jī)出口通過連接管11與窯體中部相連通；煤氣燒嘴4與發(fā)生煤氣管路連接，燒嘴組按"品"字分布嵌裝在墻體8中的一側(cè)，燒嘴組合的燒嘴出口分別對(duì)應(yīng)通入礦石燒成窯的燃燒室R，各燒嘴出口向下傾斜，與水平呈5° -8°角度。 煤氣燒嘴以耐高溫不銹鋼材料制作。換熱燒嘴由鋼質(zhì)外殼和高強(qiáng)度耐火材料內(nèi)襯復(fù)合而成。 現(xiàn)結(jié)合附圖，以設(shè)置一套高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)為例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型本實(shí)用新型礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)是如何運(yùn)行的 根據(jù)已設(shè)定的換向閥換向周期，例如換向周期為20秒，開啟控制裝置，如圖2所示，在0-20秒周期，鼓風(fēng)機(jī)1送入的空氣經(jīng)換向閥3的對(duì)應(yīng)入口經(jīng)管路9進(jìn)入兩組燒嘴組合的對(duì)應(yīng)蓄熱體5A，空氣在蓄熱體5A中被加熱到約800-100(TC后，進(jìn)入對(duì)應(yīng)的換熱燒嘴6A，同時(shí)，發(fā)生煤氣進(jìn)入煤氣燒嘴4，來自換熱燒嘴6A的預(yù)熱高溫空氣和來自煤氣燒嘴4的煤氣分別進(jìn)入燃燒室，在燃燒室內(nèi)混合、燃燒，其燃燒的高溫?zé)煔庵髁鞑糠莩蔀闊频V石的高溫?zé)嵩聪蛏线M(jìn)入生料倉燒制礦石，另有少部份高溫?zé)煔馐芸赜蓳Q熱燒嘴6B進(jìn)入蓄熱體5B，并在蓄熱體5B中進(jìn)行熱交換將蓄熱體5B加熱至約800-100(TC，而煙氣本身溫度則降至15(TC以下，降溫后的煙氣經(jīng)管路10、換向閥3接口B，通過換向閥3對(duì)應(yīng)煙氣管口由引風(fēng)機(jī)2吸出，并回收排入窯體中部； 在接下去的20-40秒，如圖3所示，鼓風(fēng)機(jī)1送入的空氣從經(jīng)換向閥3的相應(yīng)入口B經(jīng)管路10進(jìn)入蓄熱體5B，空氣在蓄熱體5B中被加熱到約800-100(TC后，進(jìn)入換熱燒嘴6B，同時(shí)，煤氣由煤氣發(fā)生爐進(jìn)入煤氣燒嘴4，來自換熱燒嘴6B的預(yù)熱高溫空氣和來自煤氣燒嘴4的煤氣分別進(jìn)入燃燒室，在燃燒室內(nèi)混合、燃燒，其燃燒的高溫?zé)煔庵髁鞑糠莩蔀闊频V石的高溫?zé)嵩聪蛏线M(jìn)入生料倉燒制礦石，另有少部份高溫?zé)煔馐芸赜蓳Q熱燒嘴6A進(jìn)入蓄熱體5A，在蓄熱體5A中進(jìn)行熱交換將蓄熱體5A加熱至800-1000°C ，而煙氣本身溫度則降至150°C以下，降溫后的煙氣經(jīng)管路9、換向閥3接口 A，通過換向閥3對(duì)應(yīng)煙氣管口由引風(fēng)機(jī)2吸出，并回收排入窯體中部YZ。 如此周而復(fù)始，通過換向閥3，使部份燃燒的高溫?zé)煔庵芷谛允芸亟惶嫱ㄟ^蓄熱體5A和5B，使其周期性地交替蓄熱和放熱，助燃空氣則周期性通過蓄熱體5A和5B，并在蓄熱體5A和5B中被加熱升溫至800-1000°后，由換熱燒嘴6A和6B周期性地交替向燃燒室送入高溫助燃空氣與同時(shí)送入的發(fā)生煤氣在燃燒室內(nèi)混合、燃燒；而如上述在蓄熱體5A和5B周期地經(jīng)過在熱交換溫度已降至150°C以下煙氣，交替地經(jīng)煙氣經(jīng)管路9和10，從換向閥3接口 A、 B，由對(duì)應(yīng)煙氣管口由引風(fēng)機(jī)2吸出，并回收排入窯體中部YZ。 根據(jù)礦石燒成窯生產(chǎn)實(shí)施需要，每座礦石燒成窯可以配置由一套或一套以上的蓄熱換熱裝置所組成的本實(shí)用新型礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)。
權(quán)利要求礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、氣動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)和蓄熱換熱裝置，其特征是每套蓄熱換熱裝置由一個(gè)四位三通換向閥、兩組燒嘴組合及其對(duì)應(yīng)的兩組蓄熱體組成，每組燒嘴組合有一個(gè)煤氣燒嘴(4)和兩個(gè)換熱燒嘴(6A)、(6B)，兩個(gè)換熱燒嘴(6A)、(6B)分別對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)蓄熱體(5A)、(5B)；兩組蓄熱體對(duì)應(yīng)的兩個(gè)蓄熱體(5A)、(5B)分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的管道(9)和(10)并聯(lián)后分別與換向閥(3)的一對(duì)對(duì)應(yīng)接口(A)、(B)連接；換向閥(3)的另一對(duì)對(duì)應(yīng)接口(C)、(D)則分別與鼓風(fēng)機(jī)(1)和引風(fēng)機(jī)(2)對(duì)應(yīng)連接；煤氣燒嘴(4)與發(fā)生煤氣管路連接，燒嘴組合的燒嘴出口分別對(duì)應(yīng)通入礦石燒成窯的燃燒室(R)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，其特征是引風(fēng)機(jī)(2)出口通 過連接管(11)與窯體中部(YZ)連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，其特征是各燒嘴出口向下傾 斜，與水平呈5。
-8°角度。
專利摘要本實(shí)用新型礦石燒成窯高效節(jié)能燃燒系統(tǒng)，屬礦石原料生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)和蓄熱換熱裝置，每套蓄熱換熱裝置由一個(gè)換向閥、兩組燒嘴組合和兩組蓄熱體組成，每個(gè)燒嘴組合有一個(gè)煤氣燒嘴和兩個(gè)換熱燒嘴，兩個(gè)換熱燒嘴分別對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)蓄熱體，燒嘴組分布嵌裝在燃燒室一側(cè)的墻體中，助燃空氣管和煙氣管分別經(jīng)換向閥、蓄熱體與兩個(gè)換熱燒嘴連通，本設(shè)計(jì)不僅從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)燃?xì)夂椭伎諝庠谌紵覂?nèi)混合、燃燒，燃燒溫度高，升溫速度快，而且，燃燒火焰發(fā)散均勻，加之充分利用了燃燒后煙氣的高溫余熱，提高燃?xì)馐褂眯?，比傳統(tǒng)燒成窯節(jié)能10％以上，此外，最大限度地降低了污染物排放，有利大氣，有利環(huán)境。
文檔編號(hào)F23C5/08GK201462812SQ20092008612
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者楊恩良, 肖飛 申請(qǐng)人:營口新潤節(jié)能科技有限公司