预燃式工业窑炉
阅读：601发布：2020-05-11
专利汇可以提供预燃式工业窑炉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种预燃式 工业窑炉 ，包括窑体，设置于窑体内的高温区、主 燃烧室 ，设置在窑体下部的外拱；关键在于还包括预燃室，连通 主燃烧室 和预燃室的导烟道，对预燃室供 风 的送风系统；本发明对工业窑炉的黑烟污染采用了首端治理的方法，从源头上抑制了黑烟的生成；本发明的制造及其运行成本低，占地面积小，克服了尾端治理技术投入大、运行成本高和占地面积大的缺点；本发明尤其适合于目前传统工业窑炉的环保改造。，下面是预燃式工业窑炉专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种工业用窑炉，特别是一种能将燃料进行预燃烧的工业窑 炉。
背景技术
工业窑炉主要用于直接或间接焙烧工件，因其具有造价低、温度高、使 用简单和可靠等特点，被广泛地应用于陶瓷、化工和机械等行业。传统的工 业窑炉主要有窑体、燃烧室、烟道、高温区和炉渣坑构成。虽然该类窑炉结 构简单且多数以资源丰富和成本低的烟煤为燃料，但其污染相当严重。根据 检测分析，其烟色大多数为林格曼3～5级，烟尘排放量在150～800mg/m3， 特别是投煤时排出的浓浓黑烟对周围人体的健康和生态环境造成严重危害， 而该类窑炉使用时又必须不断投煤，致使多数该类以烟煤为燃料的工业窑炉 长期大量地排放黑烟。
随着国家可持续发展战略的深入，传统的工业窑炉因其污染严重不得不 进行治理，实现达标排放。目前治理的方式有两种，一种是改变燃烧原料， 即将传统窑炉改为烧无烟煤、电或天然气等；但烧无烟煤却使二氧化硫的排 放量增加，且燃烧温度有的又达不到工艺要求，改用电或烧天然气时改造费 用投入大，且以后的生产成本大幅度增加；另一种方式是采用尾端治理技术， 即在窑炉烟道上加装各种类型的除尘器、引风机等消烟除尘设施，但该类方 法治理成本高，窑炉运行费用高，有的甚至造成二次污染。如何对传统的工 业窑炉进行低投入地改造使其烟尘达标排放已成为急待解决的问题。
随着国家可持续发展战略的深入，传统的工业窑炉因其污染严重不得不 进行治理，实现达标排放。目前治理的方式有两种，一种是改变燃烧原料， 即将传统窑炉改为烧无烟煤、电或天然气等；但烧无烟煤却使二氧化硫的排 放量增加，且燃烧温度有的又达不到工艺要求，改用电或烧天然气时改造费 用投入大，且以后的生产成本大幅度增加；另一种方式是采用尾端治理技术， 即在窑炉烟道上加装各种类型的除尘器、引风机等消烟除尘设施，但该类方 法治理成本高，窑炉运行费用高，有的甚至造成二次污染。如何对传统的工 业窑炉进行低投入地改造使其烟尘达标排放已成为急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中传统工业窑炉存在的缺点，提供一种 在首端抑制黑烟形成的环保型的预燃式工业窑炉。
本发明的解决方案：本发明包括窑体，设置于窑体内的高温区、主燃烧 室和炉桥，设置在窑体下部的外拱和炉渣坑，关键在于还包括预燃室、导烟 道、送风系统；所述预燃室设置在外拱上方，在预燃室上设置有进料炉门， 在底部设置有布风管，在预燃室的后部设置有与主燃烧室相通的通道；所述 送风系统包括风机和送风管道，所述送风管道和预燃室内的布风管连接；所 述导烟道与预燃室和主燃烧室连通。
为了更好地控制煤燃烧，在所述的送风管道上设置有风量调节阀。
工作原理：煤的燃烧可分为着火、燃烧和残焦燃烧三个阶段。在一定温 度下(300℃)原煤可在几秒钟内着火，此时空气需求量不大；着火后煤便猛 烈燃烧，空气需求量猛增，若不及时调节供风量，煤中析出的挥发份就不能 完全燃烧而形成黑烟；当煤表面基本无火焰或有短短的淡兰色火焰时就进入 了煤的残焦燃烧阶段，即煤中固定碳的燃烧，此时空气需求量较少，也不产 生黑烟，通常在窑炉内燃尽可持续2～3小时。本发明基于煤的上述燃烧过程 进行工作：首先将原煤送入预燃室着火进行预烧，同时送风系统工作，预燃 室底部的布风管送入空气，并根据燃烧情况调节风量调节阀；当煤表面基本 无火焰时将预燃后的煤从预燃室后部推入主燃烧室使其继续进行固定碳的燃 烧，由于在烟囱负压作用下预燃室产生的少量黑烟通过导烟道也进入主燃烧 室继续燃烧待尽。
本发明根据煤的燃烧过程，将煤需求大量空气的燃烧阶段在预燃室中进 行，并将该阶段煤析出的而又未充分燃烧的成份所形成的黑烟送入主燃烧室 充分燃烧，使黑烟消失。因此本发明对工业窑炉的黑烟污染采用了首端治理 的方法，从源头上抑制了黑烟的生成，而且使煤的利用率大大提高；同时， 所增加预燃室部分的费用及其运行成本低，占地面积小，克服了尾端治理技 术投入大、运行成本高和占地面积大的缺点；本发明尤其适合于目前传统工 业窑炉的环保改造。
经对传统工业窑炉的实验并经环保监测证明，采用预燃式工业窑炉在不 改变原生产工艺和煤质的前提下，达到烟色小于林格曼1.0级，烟尘排放量 减少80％以上，烟囱不冒黑烟，耗煤量减少3～5％，不会造成二次污染，完全 达到国家的排放标准；与目前常用的尾端治理技术相比，一次性投资减少60％ 以上，运行费用下降90％以上，占地面积减少75％左右，而且施工周期短。
附图说明
图1为本发明的主视图(局部剖视)；
图2为本发明的左视图(剖视)；
图3为本发明的俯视图(局部剖视)；
图4为本发明的布风管结构示意图。
图中：1、送风管，2、预燃室保温层，3、预燃室顶；4、导烟道保温层， 5、导烟道顶，6、导烟道，7、高温区，8、后拱，9、导烟道出口，10、炉桥， 11、横炉梁，12、炉渣坑，13、下炉门，14、前拱，15、外拱，16、布风管， 17、钢板，18、上炉门，19、耐火挡块，20、中拱，21、导烟道进口，22、 预燃室，23、风机，24、风量调节阀，25、主燃烧室。
本发明的解决方案：本发明包括窑体，设置于窑体内的高温区、主燃烧 室和炉桥，设置在窑体下部的外拱和炉渣坑，关键在于还包括预燃室、导烟 道、送风系统；所述预燃室设置在外拱上方，在预燃室上设置有进料炉门， 在底部设置有布风管，在预燃室的后部设置有与主燃烧室相通的通道；所述 送风系统包括风机和送风管道，所述送风管道和预燃室内的布风管连接；所 述导烟道与预燃室和主燃烧室连通。
为了更好地控制煤燃烧，在所述的送风管道上设置有风量调节阀。
工作原理：煤的燃烧可分为着火、燃烧和残焦燃烧三个阶段。在一定温 度下(300℃)原煤可在几秒钟内着火，此时空气需求量不大；着火后煤便猛 烈燃烧，空气需求量猛增，若不及时调节供风量，煤中析出的挥发份就不能 完全燃烧而形成黑烟；当煤表面基本无火焰或有短短的淡兰色火焰时就进入 了煤的残焦燃烧阶段，即煤中固定碳的燃烧，此时空气需求量较少，也不产 生黑烟，通常在窑炉内燃尽可持续2～3小时。本发明基于煤的上述燃烧过程 进行工作：首先将原煤送入预燃室着火进行预烧，同时送风系统工作，预燃 室底部的布风管送入空气，并根据燃烧情况调节风量调节阀；当煤表面基本 无火焰时将预燃后的煤从预燃室后部推入主燃烧室使其继续进行固定碳的燃 烧，由于在烟囱负压作用下预燃室产生的少量黑烟通过导烟道也进入主燃烧 室继续燃烧待尽。
本发明根据煤的燃烧过程，将煤需求大量空气的燃烧阶段在预燃室中进 行，并将该阶段煤析出的而又未充分燃烧的成份所形成的黑烟送入主燃烧室 充分燃烧，使黑烟消失。因此本发明对工业窑炉的黑烟污染采用了首端治理 的方法，从源头上抑制了黑烟的生成，而且使煤的利用率大大提高；同时， 所增加预燃室部分的费用及其运行成本低，占地面积小，克服了尾端治理技 术投入大、运行成本高和占地面积大的缺点；本发明尤其适合于目前传统工 业窑炉的环保改造。
经对传统工业窑炉的实验并经环保监测证明，采用预燃式工业窑炉在不 改变原生产工艺和煤质的前提下，达到烟色小于林格曼1.0级，烟尘排放量 减少80％以上，烟囱不冒黑烟，耗煤量减少3～5％，不会造成二次污染，完全 达到国家的排放标准；与目前常用的尾端治理技术相比，一次性投资减少60％ 以上，运行费用下降90％以上，占地面积减少75％左右，而且施工周期短。
附图说明
图1为本发明的主视图(局部剖视)；
图2为本发明的左视图(剖视)；
图3为本发明的俯视图(局部剖视)；
图4为本发明的布风管结构示意图。
图中：1、送风管，2、预燃室保温层，3、预燃室顶；4、导烟道保温层， 5、导烟道顶，6、导烟道，7、高温区，8、后拱，9、导烟道出口，10、炉桥， 11、横炉梁，12、炉渣坑，13、下炉门，14、前拱，15、外拱，16、布风管， 17、钢板，18、上炉门，19、耐火挡块，20、中拱，21、导烟道进口，22、 预燃室，23、风机，24、风量调节阀，25、主燃烧室。
具体实施方式
如图2所示，按现有技术砌成窑体、烟囱、烟道、高温区7、主燃烧室 25、前拱14、后拱8、炉渣坑12，在主燃烧室下部安装炉桥10，在前拱14 与炉桥10间安装下炉门13，在砌窑体时在主燃烧室的墙体上预留导烟道出口 9；砌中拱20，使其下沿高出前拱14上沿40mm，在下炉门上砌外拱15，使其 与前拱14高度相同；在地面上外拱15两侧砌墙至与外拱15顶部平齐，在外 拱15和前拱14上方的墙上用耐火混凝土浇注平整构成一平台，并在前拱14 上方浇筑耐火挡块19，使其两端镶入侧墙内固定；将9根布风管16平放在前 拱14和外拱15上方并使风眼向上，在布风管16进口上方平放一钢板17以 制作上炉门18；在布风管16两侧用耐火砖砌筑预燃室22，使预燃室22长× 宽×高为1200mm×800mm×1500mm，并在两侧各留一个导烟道进口21和在前 面预留上炉门18的位置，在顶部浇注耐火混凝土筑成预燃室顶3，再在其上 部铺预燃室保温层2；在预燃室22两侧用耐火砖砌筑导烟道6，使导烟道出 口9和导烟道进口21连通，在导烟道6顶部浇耐火混凝土筑成导烟道顶5， 再在其上加铺一层导烟道保温层4；供风系统由风机23、送风管1和风量调 节阀24组成，风机23固定在窑顶，风机出口安装风量调节阀24，送风管1 从窑顶铺至布风管16进风口处，并用9根￠30mm钢管分别一端插入布风管 16，另一端分别与送风管1焊接，再用混凝土将接口外密封。
布风管16可用耐火材料或耐热铸铁制作；对温度要求较高的窑炉可在窑 顶多铺设一些送风管，以便利用窑炉顶部散发的热量将风加热至200℃左右再 进入布风管，以提高窑炉温度水平。
布风管16可用耐火材料或耐热铸铁制作；对温度要求较高的窑炉可在窑 顶多铺设一些送风管，以便利用窑炉顶部散发的热量将风加热至200℃左右再 进入布风管，以提高窑炉温度水平。
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