專利名稱:一種熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種焙燒爐,具體涉及焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
技術(shù)背景 鑄造廢砂的熱法再生過程是一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)過程,其基本原理就是通過在有氧環(huán)境中,利用燃燒器燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將焙燒爐內(nèi)的環(huán)境溫度提高,并保持在鑄造廢砂含有的有機(jī)質(zhì)或碳素的燃點(diǎn)溫度以上,造成鑄造廢砂體系自燃達(dá)到除去鑄造廢砂的有機(jī)質(zhì)或碳素等物質(zhì),實(shí)現(xiàn)鑄造廢砂的再利用之目的。顯然,焙燒爐系統(tǒng)的有效運(yùn)行離不開向爐內(nèi)提供有氧空氣,按熱化學(xué)反應(yīng)需要的氧氣量供氣是熱法再生實(shí)現(xiàn)的充要條件。如何能有效地向焙燒爐內(nèi)提供含氧空氣是決定鑄造廢砂再生質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一,也是決定熱法再生節(jié)能、減排的關(guān)鍵因素之一。所以,長期以來工程師們一直致力于研究能有效向焙燒爐內(nèi)提供有氧空氣的機(jī)構(gòu)和裝置。現(xiàn)有的供配氣機(jī)構(gòu)和裝置存在著配送氣壓力損失大,配送氣能耗高,還有就是配送氣流穩(wěn)定性差,造成焙燒爐內(nèi)焙燒溫度起伏波動(dòng)大,焙燒爐運(yùn)行控制不好的同時(shí),影響再生砂質(zhì)量的穩(wěn)定性(特別是再生砂的灼減量波動(dòng)大)等問題,進(jìn)一步造成煙氣溫度波動(dòng),煙氣帶走的熱損失較大,再生能耗高和廢氣排放處理等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種廢砂熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu),以有效地向焙燒爐內(nèi)提供有氧空氣,減少氣能損耗,降低熱損失。眾所周知,氣體的流動(dòng)屬于流體力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的技術(shù)范疇。因此,廢砂熱法再生焙燒爐的供配氣機(jī)構(gòu)和裝置必須滿足流體力學(xué)和動(dòng)力學(xué)原理,基于基本原理的供配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化是解決現(xiàn)有廢砂焙燒爐供配氣裝置機(jī)構(gòu)的基本出發(fā)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案如下一種廢砂熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu),包括壓縮空氣管、送氣管道、配氣倉和配氣管道。所述配氣倉在焙燒爐內(nèi),位于焙燒及換熱區(qū)和集砂區(qū)之間,配氣倉是由隔板在焙燒爐內(nèi)分隔出的一個(gè)個(gè)扇形腔室,每個(gè)配氣倉是由左右兩個(gè)隔板、上方的頂板,下方的底板和外側(cè)的焙燒爐壁圍成的一個(gè)扇形空間;所述壓縮空氣管是一圍繞焙燒爐的環(huán)形管,具有至少一個(gè)進(jìn)氣口,并與每一個(gè)配氣倉之間連接送氣管道;每個(gè)配氣倉內(nèi)都從上向下貫穿設(shè)置有多根下砂管,在配氣倉頂板上的下砂管的進(jìn)口端之間的位置設(shè)置有配氣管。采用本實(shí)用新型的配氣結(jié)構(gòu),壓縮空氣通過壓縮空氣管經(jīng)貫穿爐壁的送氣管的出口流入配氣倉內(nèi),再從貫穿頂板的配氣管入口處進(jìn)入配氣管并從配氣管出口進(jìn)入焙燒換熱區(qū)域,一方面通過熱交換降低焙燒換熱區(qū)的砂溫,另方面空氣中含有的氧氣組分向燃燒區(qū)內(nèi)的砂提供氧化氣氛而發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng),獲得合格的再生砂,焙燒合格的再生砂經(jīng)貫穿頂板的下砂管入口進(jìn)入下砂管,經(jīng)穿過配氣倉下砂管、底板的下砂管出口流向集砂區(qū)。[0010]因此,本實(shí)用新型可以取得以下的技術(shù)效果本配氣結(jié)構(gòu)能有效向焙燒爐內(nèi)提供有氧空氣,由于采用壓縮空氣對各個(gè)相對獨(dú)立間隔的配氣倉送氣進(jìn)行總氣量分配,使得壓縮空氣沿焙燒爐體截面圓周均勻分布,環(huán)形的壓縮空氣管分別通過送氣管道與每個(gè)配氣倉相連通,因送氣管道截面直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于配氣倉截面尺寸,壓縮空氣在配氣倉的入口處的空間突然擴(kuò)大,改變了氣流狀態(tài),因其阻力損失系數(shù)的變化,有氧空氣流動(dòng)態(tài)表征的雷諾系數(shù)發(fā)生變化,其流態(tài)從湍流態(tài)改變?yōu)閷恿鲬B(tài),使得有氧空氣的壓力分布在變送配氣倉內(nèi)重新調(diào)整,調(diào)整了配氣倉內(nèi)沿送氣管道垂直面方向的有氧空氣流速分布,利用送氣管與配氣倉之間的結(jié)構(gòu)變化使進(jìn)入配氣倉內(nèi)的壓縮空氣阻尼穩(wěn)定地改善,達(dá)到均勻地再配送有氧空氣到各個(gè)配氣管口內(nèi),減少配送氣阻,降低壓縮機(jī)能耗;另方面,與變送配氣倉相連的配氣管道因入口截面積大幅減少,使得進(jìn)入配氣管道的有氧空氣流動(dòng)阻力加大,雷諾系數(shù)值變大,使管內(nèi)流動(dòng)的氣體狀態(tài)進(jìn)入湍流,一方面高速氣流可以大大降低配氣管壁的對流熱阻層厚度,提高對流換熱效率,另方面使得流向焙燒換熱區(qū)域的有氧空氣的溫度快速升高,進(jìn)入焙燒換熱的有氧空氣可以少吸收焙燒區(qū)內(nèi)的熱量,達(dá)到減少焙燒爐焙燒能耗的目的;其三,因?yàn)榫哂休^高溫度的有氧空氣進(jìn)入焙燒換熱區(qū)域 時(shí)與更高溫度的焙燒換熱區(qū)域內(nèi)的爐內(nèi)空氣溫度梯度減小,有利于避免焙燒爐內(nèi)焙燒溫度起伏波動(dòng)大,保證焙燒爐運(yùn)行控制良好,保證再生砂灼減量穩(wěn)定,進(jìn)一步同時(shí)也可減少煙氣溫度波動(dòng)帶走的熱損失,實(shí)現(xiàn)減少再生能耗和廢氣排放。
圖I是本實(shí)用新型的配氣結(jié)構(gòu)在焙燒爐中的位置以及一個(gè)配氣倉的縱向剖面圖;圖2是本實(shí)用新型的配氣結(jié)構(gòu)的底部橫向剖面圖;圖3是本實(shí)用新型的配氣結(jié)構(gòu)的一個(gè)配氣倉頂部示意圖。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見圖I、圖2和圖3,該配氣結(jié)構(gòu)包括壓縮空氣管7、送氣管道8、配氣倉9和配氣管2等。配氣倉9布置在焙燒爐I內(nèi),位于焙燒爐的焙燒及換熱區(qū)10和集砂區(qū)5之間。配氣倉9是由隔板11在焙燒爐內(nèi)分隔出的八扇形腔室,每個(gè)配氣倉是由左右兩個(gè)隔板11、上方的頂板3,下方的底板6和外側(cè)的焙燒爐壁圍成的一個(gè)扇形空間,它們以焙燒爐的爐體軸心為中心均勻分布。壓縮空氣管7是一圍繞焙燒爐I設(shè)置的環(huán)形管,具有對稱的兩個(gè)進(jìn)氣口,壓縮空氣管與每一個(gè)配氣倉之間通過送氣管道8連通。每個(gè)配氣倉都從上向下貫穿設(shè)置有15根下砂管4,在配氣倉頂板上的下砂管進(jìn)口端之間的位置設(shè)置8個(gè)配氣管2,配氣管2伸進(jìn)焙燒及換熱區(qū)10內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種廢砂熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu),包括壓縮空氣管、送氣管道、配氣倉和配氣管;其特征在于所述配氣倉在焙燒爐內(nèi),位于焙燒及換熱區(qū)和集砂區(qū)之間,配氣倉是由隔板在焙燒爐內(nèi)分隔出的一個(gè)個(gè)扇形腔室,每個(gè)配氣倉是由左右兩個(gè)隔板、上方的頂板,下方的底板和外側(cè)的焙燒爐壁圍成的一個(gè)扇形空間;所述壓縮空氣管是一圍繞焙燒爐的環(huán)形管,具有至少一個(gè)進(jìn)氣口,并與每一個(gè)配氣 倉之間連接送氣管道;每個(gè)配氣倉內(nèi)都從上向下貫穿設(shè)置有多根下砂管,在配氣倉頂板上的下砂管的進(jìn)口端之間的位置設(shè)置有配氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢砂熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu),其特征在于所述壓縮空氣管上對稱設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的廢砂熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu),其特征在于所述配氣倉有四、六或八個(gè),它們以焙燒爐的爐體軸心為中心均勻分布。
專利摘要一種廢砂熱法再生焙燒爐的配氣結(jié)構(gòu),包括壓縮空氣管、送氣管道、配氣倉和配氣管道。配氣倉在焙燒爐內(nèi)位于焙燒及換熱區(qū)和集砂區(qū)之間,是由隔板分隔出的扇形腔室;壓縮空氣管是一圍繞焙燒爐的環(huán)形管,與每一配氣倉之間連接送氣管道;每個(gè)配氣倉內(nèi)都從上向下貫穿設(shè)置有多根下砂管,在配氣倉頂板上的下砂管的進(jìn)口端之間的位置設(shè)置有配氣管。采用本結(jié)構(gòu),壓縮空氣通過壓縮空氣管經(jīng)貫穿爐壁的送氣管的出口流入配氣倉內(nèi),再進(jìn)入配氣管并進(jìn)入焙燒換熱區(qū)域,一方面通過熱交換降低焙燒換熱區(qū)的砂溫,另方面空氣中含有的氧氣組分向燃燒區(qū)內(nèi)的砂提供氧化氣氛而發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng),獲得合格的再生砂,可以有效地向焙燒爐內(nèi)提供有氧空氣,減少氣能損耗,降低熱損失。
文檔編號F27B15/10GK202779602SQ20122051680
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者熊鷹 申請人:重慶長江造型材料(集團(tuán))有限公司