專利名稱：煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于陶瓷、耐火材料行業(yè)的高溫?zé)筛G，具體說是涉及一種煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯。
背景技術(shù)：
目前，陶瓷、耐火材料行業(yè)高溫?zé)筛G一般多為隧道窯和倒焰窯。隧道窯為連續(xù)燒成窯，利用逆流原理，具有周期短，產(chǎn)量大，質(zhì)量高，熱利用率高，熱量的保持和余熱的利用良好的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是燒成制度不宜隨意變動(dòng)，一般只適用于大批量的生產(chǎn)和對(duì)燒成制度要求基本相同的制品，靈活性較差。倒焰窯是一種間歇式的窯爐，火焰從噴火口出來再上行至窯頂?shù)倪^程中，通過對(duì)流、輻射把熱量傳給燒制品，然后折向下行，在下行時(shí)又對(duì)流、輻射對(duì)制品進(jìn)行一次全面充分的加熱，制品的加熱比較充分、均勻，且適應(yīng)性很強(qiáng)，可以根據(jù)不同的制品來調(diào)節(jié)燒成溫度。但缺點(diǎn)是火焰自窯頂下行后，即經(jīng)煙道，煙囪排出，排出溫度很高， 熱量損耗大，此外是間歇式的，余熱利用困難；另外，噴火口設(shè)置在窯墻或拱角處對(duì)窯體(窯頂)結(jié)構(gòu)影響較大，不能燒高溫。如何兼顧隧道窯和倒焰窯的優(yōu)點(diǎn)并克服其缺點(diǎn)實(shí)現(xiàn)快速燒成，節(jié)能減排環(huán)保，是當(dāng)今陶瓷、耐材行業(yè)的高溫?zé)筛G爐的發(fā)展方向。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有窯爐技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種燃料為發(fā)生爐煤氣的煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯。該連環(huán)窯可實(shí)現(xiàn)余熱、廢煙氣充分利用，實(shí)現(xiàn)助燃空氣、半成品雙預(yù)熱，達(dá)到快速燒成、提高窯爐使用壽命以及節(jié)能減排環(huán)保目的。本實(shí)用新型的目的可通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯包括至少一座單體窯，以及設(shè)置在單體窯上的燃燒器、窯底換熱器及煙氣循環(huán)系統(tǒng)；所述燃燒器為立式陶瓷燃燒器，設(shè)置在窯體的拱頂中心位置處；所述窯底換熱器為管式換熱器(采用陶瓷材料制備而成)，分別安裝在窯底的環(huán)形煙道、主煙道、支煙道中，可實(shí)現(xiàn)將助燃空氣預(yù)熱至850°C以上；窯體的窯墻為空心腔結(jié)構(gòu)；所述窯墻的空心腔底部與設(shè)置在爐底的冷空氣進(jìn)風(fēng)口相連通，所述窯墻的空心腔頂部通過熱風(fēng)管道與設(shè)置在窯墻外壁上部的熱風(fēng)出口相連通，冷空氣從設(shè)置在爐底進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，從爐墻上部熱風(fēng)出口送出，循環(huán)帶走窯體熱量，預(yù)熱冷空氣，降低爐墻溫度。本實(shí)用新型中所述立式陶瓷燃燒器的煤氣和助燃空氣的進(jìn)氣管口分別設(shè)置在燃燒器兩側(cè)，并分別與環(huán)繞燃燒室對(duì)稱設(shè)置的由獨(dú)立的半環(huán)形結(jié)構(gòu)的空氣環(huán)道和獨(dú)立的半環(huán)形結(jié)構(gòu)的煤氣環(huán)道組成的導(dǎo)流環(huán)道相連通，在所述空氣環(huán)道、煤氣環(huán)道上分別以均布的方式設(shè)置有若干個(gè)與燃燒室相連通的旋流空氣噴口、旋流煤氣噴口 ；所述空氣環(huán)道、煤氣環(huán)道體積相等，且位于燃燒器外壁的同一橫截面。助燃空氣、煤氣經(jīng)管道進(jìn)入各自的獨(dú)立環(huán)道后由空氣噴口和煤氣噴口進(jìn)入燃燒室燃燒。本實(shí)用新型中所述連環(huán)窯是由多座單體窯連環(huán)組合而成，各單體窯之間通過助燃風(fēng)道及煙道相互連通實(shí)現(xiàn)連環(huán)組合；每座單體窯設(shè)置有二個(gè)煙氣進(jìn)口和一個(gè)煙氣出口，并通過閥門調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的有益效果如下相比現(xiàn)有技術(shù)本實(shí)用新型不僅可使燒成產(chǎn)品質(zhì)量得以提高、并可使得單位產(chǎn)品熱能消耗降低。尤其與倒焰窯相比，其節(jié)能率可達(dá)50%以上，從實(shí)際燒爐情況看可使單體窯爐在M小時(shí)內(nèi)爐溫達(dá)到1650°C。

圖1為本實(shí)用新型的爐體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的爐底換熱器示意圖。圖3為本實(shí)用新型煙道示意圖。圖4為本實(shí)用新型窯底和窯墻換熱器示意圖。圖5為本實(shí)用新型陶瓷燃燒器空氣、煤氣混合旋流示意圖。圖中序號(hào)如下1一單體窯；2—燃燒器；3—燃燒室；4一煤氣進(jìn)氣管口 ；5—助燃空氣進(jìn)氣管口 ；6—窯體的拱頂；7—旋流空氣噴口 ；8—旋流煤氣噴口 ；9一窯墻；10-空心腔；11—熱風(fēng)管；12—-熱風(fēng)出口 ；13—窯底透火孔；14窯底換熱器；15—助燃空氣出口 ； 16—冷風(fēng)進(jìn)口 ； 17—主煙道；18—支煙道；19環(huán)煙道；20—爐底承重墻；21—煙氣入口 ； 22—煙氣出口 ；23—煙道閥門。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)做進(jìn)一步描述如圖1、2、4所示，本實(shí)用新型的煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯包括至少一座單體窯 (1)，以及設(shè)置在單體窯上的燃燒器(2)、窯底換熱器(14)及煙氣循環(huán)系統(tǒng)；所述燃燒器(2) 為立式陶瓷燃燒器，設(shè)置在窯體的拱頂中心位置處；所述窯底換熱器(14)為采用陶瓷材料制備而成的管式換熱器，分別安裝在窯底的環(huán)形煙道(19)、主煙道(17)、支煙道(18)中，可實(shí)現(xiàn)將助燃空氣預(yù)熱至850°C以上。窯體的窯墻為空心腔結(jié)構(gòu)；所述窯墻的空心腔(10)底部與設(shè)置在爐底的冷空氣進(jìn)風(fēng)口( 16)相連通，所述窯墻的空心腔(10)頂部通過熱風(fēng)管道(11)與設(shè)置在窯墻外壁上部的熱風(fēng)出口( 12)相連通，冷空氣從設(shè)置在爐底進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，從爐墻上部熱風(fēng)出口送出，循環(huán)帶走窯體熱量，預(yù)熱冷空氣，降低爐墻溫度。采用這種技術(shù)帶走部分窯體熱量，不僅可以預(yù)熱冷空氣，起到保溫和預(yù)熱雙重作用。同時(shí)還由于爐墻砌體使用溫度降低，所用爐襯材料的技術(shù)要求可以適當(dāng)放寬，在提高使用壽命的同時(shí)還可以降低過程造價(jià)。本實(shí)用新型中所述立式陶瓷燃燒器(2)的煤氣進(jìn)氣管口(4)和助燃空氣進(jìn)氣管口 (5)分別設(shè)置在燃燒器兩側(cè)，并分別與環(huán)繞燃燒室(3)對(duì)稱設(shè)置的由獨(dú)立的半環(huán)形結(jié)構(gòu)的空氣環(huán)道和獨(dú)立的半環(huán)形結(jié)構(gòu)的煤氣環(huán)道組成的導(dǎo)流環(huán)道相連通，在所述空氣環(huán)道、煤氣環(huán)道上分別以均布的方式設(shè)置有若干個(gè)與燃燒室相連通的旋流空氣噴口(7)、旋流煤氣噴口 (8)(參見圖5)；所述所述空氣環(huán)道、煤氣環(huán)道體積相等，且位于燃燒器外壁的同一橫截面。 助燃空氣、煤氣經(jīng)管道進(jìn)入各自的獨(dú)立環(huán)道后由空氣噴口和煤氣噴口進(jìn)入燃燒室燃燒。上述結(jié)構(gòu)的燃燒器可將壓力較低且焦油含量較高的發(fā)生爐煤氣快速經(jīng)過較大的旋流煤氣噴口時(shí)與預(yù)熱空氣混合后形成多股氣流混合進(jìn)入燃燒空間進(jìn)行充分燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈩t借助拱頂內(nèi)部空間形狀得以向下鋪展，形成合理的初級(jí)流場分布，在窯底均布火孔的煙道抽力作用下窯內(nèi)形成穩(wěn)定均勻的流動(dòng)溫度場，對(duì)制品的均勻燒成十分有利。如圖3所示，本實(shí)用新型中所述連環(huán)窯是由多座單體窯連環(huán)組合而成，各單體窯之間通過助燃風(fēng)道及煙道相互連通實(shí)現(xiàn)連環(huán)組合；每座單體窯設(shè)置有二個(gè)煙氣進(jìn)口(21) 和一個(gè)煙氣出口( 22)，并通過閥門(23)調(diào)節(jié)。更具體講本實(shí)用新型單體窯的火焰自窯頂下行后，經(jīng)煙道煙囪排出，為保證窯下部制品燒成質(zhì)量，窯底溫度甚至可達(dá)1400°C。為了充分利用煙氣余熱本實(shí)用新型改坡型爐底為平型爐底，并在平型爐底設(shè)置環(huán)煙道、主煙道、支煙道。在環(huán)煙道、主煙道、分煙道中分別安裝有采用陶瓷材料制備而成的管式換熱器，冷空氣從設(shè)置在爐底進(jìn)風(fēng)口(16)進(jìn)入后經(jīng)換熱器預(yù)熱，從熱風(fēng)出口送出實(shí)現(xiàn)助燃空氣預(yù)熱，助燃空氣可預(yù)熱至850°C以上。本實(shí)用新型技術(shù)的實(shí)施可以將焙燒制品不經(jīng)干燥分別裝入連環(huán)窯的第一窯、第二窯、第三窯……，當(dāng)?shù)谝桓G加熱制品時(shí)，其排出的廢氣同時(shí)預(yù)熱第二窯、第三窯……，并同時(shí)預(yù)熱助燃空氣，當(dāng)?shù)谝桓G燒成達(dá)到溫度時(shí)，助燃空氣預(yù)熱到相當(dāng)溫度，使燒成溫度很容易達(dá)到并保持高溫，同時(shí)其它窯內(nèi)的制品得以干燥，排出水分并可以預(yù)熱到一定溫度。當(dāng)點(diǎn)燃煤氣燒成時(shí)就較容易升溫并快速達(dá)到燒成溫度。當(dāng)燒第二窯時(shí)，第三窯…….耐火制品進(jìn)一步被預(yù)熱，同時(shí)第一窯高溫可以把助燃空氣預(yù)熱到更高溫度。第二窯的溫度比第一窯更容易達(dá)到，如此循環(huán)。由此看來，可以實(shí)現(xiàn)多種連環(huán)組合工藝操作。
權(quán)利要求1.一種煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯，包括至少一座單體窯，以及設(shè)置在單體窯上的燃燒器(2)、窯底換熱器(14)及煙氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒器(2)為立式陶瓷燃燒器，設(shè)置在窯體的拱頂中心位置處；所述窯底換熱器(14)為管式換熱器，分別安裝在窯底的環(huán)形煙道(19)、主煙道(17)、支煙道(18)中；窯體的窯墻為空心腔結(jié)構(gòu)；所述窯墻的空心腔(10)底部與設(shè)置在爐底的冷空氣進(jìn)風(fēng)口(16)相連通，所述窯墻的空心腔(10)頂部通過熱風(fēng)管道(11)與設(shè)置在窯墻外壁上部的熱風(fēng)出口( 12)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連環(huán)窯，其特征在于所述立式陶瓷燃燒器(2)的煤氣和助燃空氣的進(jìn)氣管口分別設(shè)置在燃燒器兩側(cè)，并分別與環(huán)繞燃燒室對(duì)稱設(shè)置的由獨(dú)立的半環(huán)形結(jié)構(gòu)的空氣環(huán)道和獨(dú)立的半環(huán)形結(jié)構(gòu)的煤氣環(huán)道組成的導(dǎo)流環(huán)道相連通，在所述空氣環(huán)道、煤氣環(huán)道上分別以均布的方式設(shè)置有若干個(gè)與燃燒室相連通的旋流空氣噴口、旋流煤氣噴口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連環(huán)窯，其特征在于所述所述空氣環(huán)道、煤氣環(huán)道體積相等，且位于燃燒器外壁的同一橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連環(huán)窯，其特征在于所述連環(huán)窯是由多座單體窯連環(huán)組合而成，各單體窯之間通過助燃風(fēng)道及煙道相互連通實(shí)現(xiàn)連環(huán)組合；每座單體窯設(shè)置有二個(gè)煙氣進(jìn)口(21)和一個(gè)煙氣出口(22)，并通過閥門(23)調(diào)節(jié)。
專利摘要一種煤氣頂燃式高溫節(jié)能連環(huán)窯，包括至少一座單體窯，以及設(shè)置在單體窯上的燃燒器、窯底換熱器及煙氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒器為立式陶瓷燃燒器，設(shè)置在窯體的拱頂中心位置處；所述窯底換熱器為管式陶瓷換熱器，分別安裝在窯底的環(huán)形煙道、主煙道、支煙道中；窯體的窯墻為空心腔結(jié)構(gòu)；所述窯墻的空心腔底部與設(shè)置在爐底的冷空氣進(jìn)風(fēng)口相連通，所述窯墻的空心腔頂部通過熱風(fēng)管道與設(shè)置在窯墻外壁上部的熱風(fēng)出口相連通。
文檔編號(hào)F27B17/00GK202182629SQ20112028250
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉書云, 劉書磊, 劉永升, 劉永春, 盧愛萍, 宋繼昌, 方昌榮, 李曉峰, 王嶺渠, 趙樹壯 申請(qǐng)人:鞏義市金嶺耐火材料有限公司