專利名稱：可消煙除塵的倒焰窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種倒焰窯，適合于陶瓷制品的燒成。
隨著陶瓷業(yè)的興起與發(fā)展，各式各樣的倒焰窯也應(yīng)運而生，目前使用率最高的一種倒焰窯是由三個部分組成的，即窯體、燃燒裝置及通風裝置，其中，窯體是由窯墻、窯門和窯頂構(gòu)成，燃燒裝置是由燃燒室、擋火墻、噴火口及爐排組成的，通風裝置是由自然通風口、吸火孔、支煙道、主煙道及煙囪組成的。其工作原理是，在倒焰窯中，一次助燃空氣是由燃燒室下面的灰坑穿過爐篦(爐柵)，進入燃燒層(即煤層)，為煤層供氧燃燒，產(chǎn)生的火焰自火箱沿擋火墻上行，經(jīng)噴火口至窯頂，并在這一過程中，對噴火口和頂部附近的制品進行加熱，然后在煙囪的抽力作用下，轉(zhuǎn)而下行，并在下行途中，不斷把熱量以對流及輻射方式傳給匣缽，對缽體內(nèi)的制品進行加熱。其窯體容積可根據(jù)生產(chǎn)的需要調(diào)整，可大可小，生產(chǎn)規(guī)模容易控制；而且可根據(jù)不同制品的要求，改變燒成溫度，具有生產(chǎn)上的靈活性；同時倒焰窯的火焰流動經(jīng)過一個自下而上和自上而下的過程，使全窯上、中、下部制品全面得到加熱，對制品的加熱和燒成比較充分、均勻，因而得到廣大陶瓷業(yè)主的普遍采用。但是由于現(xiàn)有倒焰窯中的燃燒設(shè)備只有一個燃燒室，這樣在定時、定量的手工投煤燃燒過程中，燃燒室中的燃燒層不僅要遭受每次投煤時的沖擊影響，產(chǎn)生揚塵，并引起短暫和局部熄火，而且要消耗相當熱量去蒸發(fā)新加煤中的水份，使之烘干以至干餾，造成爐膛內(nèi)的溫度劇降，影響上揚煤粉的完全燃燒，并在煙道抽力作用下，與粉塵一道被吸入煙道，由煙囪排出，產(chǎn)生煙塵污染；同時這種燃燒方式所帶來的另一個問題是當新投進的煤在冷態(tài)狀況下突然受熱，落到熾熱的碳火上時，將聚然產(chǎn)生大量的可燃揮發(fā)分，由于窯內(nèi)一時供氧不足，造成不完全燃燒，使大量揮發(fā)物和游離碳粉一起順煙道溢出，并在煙道口粘聚成氣溶性膠粒，形成滾滾黑煙(煙氣林格曼黑度＞5級)。煙塵成分分析結(jié)果，以及煙塵顆粒的物理性狀也證明了這一點。據(jù)分析，倒焰窯煙氣組分組成中，除二氧化硫和氟化氫外，還含有相當大量的一氧化碳、一氧化氮成分，煙塵組成中除部分粉塵顆粒(＜20％)外，主要是氣溶性膠狀碳粉，其含碳量為96.2％；含氫量0.8％；剩余部分是氧。燃燒試驗表明產(chǎn)生這種煙塵的條件是①過?？諝庀禂?shù)低(＜1，即爐內(nèi)供氧不足)；②爐膛熱負荷過高；③燃燒時間太短；④燃料與空氣混合不良等，由此可見，窯內(nèi)還原燃燒氣氛也是造成倒焰窯煙塵污染的另一個原因。這樣由倒焰窯生產(chǎn)線所產(chǎn)生的大量粉塵、煙霧、二氧化硫和氮氧化物未作任何處理直接排入大氣，對當?shù)厝嗣竦纳眢w健康及生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重的威脅，成為制約當?shù)亟?jīng)濟和社會進一步發(fā)展的主導因素。
為了克服上述不足，本實用新型的目的是提供一種改進的倒焰窯，特別是一種能消煙除塵的倒焰窯，它能加大窯內(nèi)的進風量，使經(jīng)充分過氧混合后的燃料有充分的燃燒時間，確?？扇嘉锿耆紵?，并在旋轉(zhuǎn)、引射與碰撞中促使粉塵與煙氣分離，達到消煙除塵之目的。
本實用新型是由窯體、燃燒裝置和通風裝置組成的，窯體是由窯墻、窯門和窯頂構(gòu)成，燃燒裝置包含有燃燒室、擋火墻、噴火口、爐排，通風裝置包含有支煙道、主煙道及煙囪，其特征是在燃燒裝置的燃燒室內(nèi)還含有高強耐火鑄件，它是由燒咀載體鑄件、燒咀及二次風室組成的，燒咀載體鑄件是由燒咀鑄件及引火鑄件組成的，在燒咀鑄件的中央有一引射孔，孔的上部呈外展的流線結(jié)構(gòu)，在引火鑄件的中央有一吸火孔，孔的下部呈內(nèi)彎流線結(jié)構(gòu)；其側(cè)面有一進風孔，燒咀呈空心圓柱狀，在空心圓柱的側(cè)面等距分布著向上斜切的布風孔，二次風室是一空心圓柱體，其上下底均有一孔，其上底孔直徑大于下底孔直徑，其側(cè)面有一孔與二次進風管相連，二次進風管與風機連接，燒咀置于二次風室內(nèi)，其上部與燒咀鑄件連接，下部與引火鑄件連接，然后，將燒咀載體鑄件固定連接在窯墻上的耐火墻內(nèi)，使吸入引火的鑄件的火焰經(jīng)燒咀從燒咀鑄件噴射出，擋火墻的高度為90～100cm；通風裝置還包含有風機和風箱，風箱置于爐排底下與一次進風管相連，風箱底部是一片鋼板，它與爐排有一間距構(gòu)成風室，其上部有一小段鋼板，緊貼在靠近飼煤口的爐排下部。
本實用新型是在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過改進燃燒裝置及通風裝置，實現(xiàn)三床分相及內(nèi)強混合旋轉(zhuǎn)燃燒，促使燃料完全燃燒，并在旋轉(zhuǎn)、引射與碰撞中促使粉塵與煙氣分離，達到消煙除塵之目的，它具有如下優(yōu)點1.社會效益和環(huán)境效益本實用新型在正常生產(chǎn)期間保證煙囪不冒煙，煙塵排放濃度小于200mg/m3；煙氣黑度小于林格曼黑度1級標準；有毒有害氣體實現(xiàn)環(huán)保達標排放，這對保護和改善當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾身心健康，維護社會穩(wěn)定和正常生活秩序，促進陶瓷業(yè)和整個經(jīng)濟發(fā)展將產(chǎn)生巨大的社會效益和環(huán)境效益。
2.經(jīng)濟效益2.1節(jié)約燃料據(jù)初步測算，本實用新型每窯生產(chǎn)可節(jié)煤30％。
2.2節(jié)省原料成本本實用新型可調(diào)整中溫區(qū)(300℃～600℃)的燃料結(jié)構(gòu)，故可將原來的燒煙煤工藝改為燒無煙煤。僅此一項每窯即可降低生產(chǎn)成本近千元(以煙煤與白煤差價395-225＝170元/噸計算)，同時又提高了中溫區(qū)消煙除塵的效果。
2.3縮短生產(chǎn)周期，提高窯爐的年生產(chǎn)能力經(jīng)過改造后的倒焰窯的生產(chǎn)周期將從原來的20天縮短為15天左右，籍此提高窯爐年生產(chǎn)能力25％。
2.4免繳排污費本實用新型因?qū)崿F(xiàn)環(huán)保達標排放，所以可免繳各種環(huán)保排污費，為企業(yè)節(jié)省大量費用支出。
2.5提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭能力本實用新型不僅可大大減輕工人的勞動強度，改善工作環(huán)境和勞動條件，而且由于改善了窯內(nèi)的燃燒條件，穩(wěn)定了燃燒氣氛，從而有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少次品和廢品產(chǎn)生，降低生產(chǎn)成本，增強市場競爭能力。
以下將通過具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。


圖1為本實用新型主剖面圖。
圖2為
圖1的A-A剖面圖。
圖3為
圖1的K向視圖。
圖4為
圖1中燒咀鑄件主剖面圖。
圖5為
圖1中燒咀鑄件俯視圖。
圖6為
圖1中引火鑄件主剖面圖。
圖7為
圖1中引火鑄件俯視圖。
圖8為圖7的B向視圖。
圖9為
圖1中二次風室的主視圖。
圖10為圖9的俯視圖。
圖11為
圖1中燒咀的主視圖。
圖12為
圖11的B-B剖面圖。
圖13為通風裝置主視圖。
圖14為通風裝置的主剖面圖。
圖15為爐排主視圖。
如
圖1、圖2及圖3所示，本實用新型是由窯體、燃燒裝置和通風裝置組成的，窯體是由窯墻1、窯門和窯頂構(gòu)成，燃燒裝置包含有燃燒室、擋火墻9、噴火口7、爐排8，通風裝置包含有支煙道、主煙道及煙囪，其特征是在燃燒裝置的燃燒室內(nèi)還含有高強耐火鑄件，它是由燒咀載體鑄件、燒咀4及二次風室5組成的，燒咀載體鑄件是由燒咀鑄件3及引火鑄件6組成的，如圖5、圖6、圖7及圖8所示，在燒咀鑄件3的中央有一引射孔14，孔14的上部呈外展的流線結(jié)構(gòu)，使得火焰在引射過程中能散開，在引火鑄件6的中央有一吸火孔15，孔15的下部呈內(nèi)彎流線結(jié)構(gòu)，以便于將火焰及可燃物引入吸火孔15，其側(cè)面有一進風孔16，燒咀載體鑄件作為二次風室5和特制燒咀4的載體，它能將燃燒室分為主燃室及再燃室，且與下部布風工藝配合，促進三床分相燃燒工藝的實現(xiàn)；燒咀4是由高強耐熱鋼鑄造而成的，如
圖11、
圖12所示，它呈空心圓柱狀，在空心圓柱的側(cè)面等距分布著向上斜切的布風孔20，該布風孔20的軸線與空心圓柱的軸線之間的夾角大于90°，小于180°，使得二次進風從該布風孔20進入后能實現(xiàn)火焰內(nèi)強混合旋轉(zhuǎn)燃燒，起到引射作用，以便加速燃燒過程，達到消煙除塵目的。如圖9、
圖10所示，二次風室5是一空心圓柱體，其上下底均有一孔，其上底孔17直徑大于下底孔18直徑，使燒咀4能置于其中間，其側(cè)面有一孔與二次進風管19相連，二次進風管19與風機11連接，風機11通過二次風室5為燒咀4實現(xiàn)內(nèi)強混合旋轉(zhuǎn)燃燒提供所需的風。將燒咀4置于二次風室5內(nèi)，其上部與燒咀鑄件3連接，下部與引火鑄件6連接，二次進風管19能穿過進風孔16與風機連接，然后將燒咀載體鑄件固定連接在窯墻1上的耐火墻2內(nèi)，使吸入引火鑄件的火焰經(jīng)燒咀從燒咀鑄件噴射出來，進入再燃室。將擋火墻9的高度增加到95cm，便于燃燒室內(nèi)的空氣與火焰的再混合，延長燃燒時間，增加除塵力度。
圖13、
圖14及
圖15所示，通風裝置還包含有風機11和風箱，風箱置于爐排8底下與一次進風管22連接，風箱底部是一片鋼板23，它與爐排8有一間距構(gòu)成風室，其上部有一小段鋼板24，緊貼在靠近飼煤口25的爐排8的下部，使得由風室出來的風不能進入該段爐排上方與煤接觸，形成預(yù)燃室，風機11分別與一次進風管22及二次進風管21連接。其工作原理是由于在原燃燒室內(nèi)加入具有特殊結(jié)構(gòu)與流線的高強耐火鑄件，使原燃燒室被分割成三個部分，并與下部布風工藝配合，平面上形成了三個功能上各自特色，結(jié)構(gòu)上相對獨立又互相聯(lián)系的燃燒帶即干餾預(yù)熱帶、主燃帶和焦炭燃盡帶，從縱向上看，它構(gòu)成兩個燃燒室，即下部的主燃室和上部的再燃室，這樣，當燃料從飼煤口加入時，首先在預(yù)燃室中相對厭氧條件下加熱干餾，產(chǎn)生的可燃性物質(zhì)(揮發(fā)分及少量煤粉、碳黑)在煙囪抽力作用下，向著窯內(nèi)并向上流動并在主燃室中燃燒，其中部分未完全燃燒的可燃性物質(zhì)與粉塵在向上抽力作用下進入吸火孔，由于吸火孔上方有一燒咀，促使進入吸火孔的煙氣與可燃物、粉塵等與二次進風進行混合，并旋轉(zhuǎn)燃燒(即二次燃燒)，同時在旋轉(zhuǎn)過程中除去煙氣中的部分粉塵，并抑制下部煤粉上揚，完成一級除塵。經(jīng)充分過氧混合及一級除塵后的煙氣旋流又在慣性作用下以與水平方向成大約為60°夾角向窯內(nèi)方向加速流動，并與擋火墻相撞，因擋火墻的高度從原來的65cm增加到90～100cm，使得由引射孔噴射出來的旋流煙氣不能直接到匣缽，進入窯內(nèi)，而必須受到擋火墻相撞后，迫其流速減慢，動能消失而除塵，即實現(xiàn)二級除塵，同時增加擋火墻高度，迫使煙氣沿擋火墻上行，籍此延長煙氣到達噴火口的時間，使經(jīng)充分過氧混合后的煙氣有充分燃燒時間，確保可燃物完全燃燒，達到消煙目的。除塵后煙氣中的可燃物質(zhì)(主要是CO、揮發(fā)分等)又反彈到焦炭燃盡帶上方，與熾熱高溫相遇而燃燒，至此，煙氣中的可燃物質(zhì)就完全燃燒干凈，成為高溫氣流或火焰沖出噴火口，進入窯內(nèi)，從而完成三床分相與內(nèi)強混合燃燒、兩級除塵、三次再燃的過程，達到了消煙除塵的目的。
權(quán)利要求1.一種可消煙除塵的倒焰窯，它是由窯體、燃燒裝置和通風裝置組成的，窯體是由窯墻、窯門和窯頂構(gòu)成，燃燒裝置包含有燃燒室、擋火墻、噴火口、爐排，通風裝置包含有支煙道、主煙道及煙囪，其特征是在燃燒裝置的燃燒室內(nèi)還含有高強耐火鑄件，它是由燒咀載體鑄件、燒咀及二次風室組成的，燒咀載體鑄件是由燒咀鑄件及引火鑄件組成的，在燒咀鑄件的中央有一引射孔，孔的上部呈外展的流線結(jié)構(gòu)，在引火鑄件的中央有一吸火孔，孔的下部呈內(nèi)彎流線結(jié)構(gòu)；其側(cè)面有一進風孔，燒咀呈空心圓柱狀，在空心圓柱的側(cè)面等距分布著向上斜切的布風孔，二次風室是一空心圓柱體，其上下底均有一孔，其上底孔直徑大于下底孔直徑，其側(cè)面有一孔與二次進風管相連，二次進風管與風機連接，燒咀置于二次風室內(nèi)，其上部與燒咀鑄件連接，下部與引火鑄件連接，然后，將燒咀載體鑄件固定連接在窯墻上的耐火墻內(nèi)，使吸入引火的鑄件的火焰經(jīng)燒咀從燒咀鑄件噴射出，擋火墻的高度為90～100cm；通風裝置還包含有風機和風箱，風箱置于爐排底下與一次進風管相連，風箱底部是一片鋼板，它與爐排有一間距構(gòu)成風室，其上部有一小段鋼板，緊貼在靠近飼煤口的爐排下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消煙除塵的倒焰窯，其特征是燒咀(4)上的布風孔(20)的軸線與空心圓柱的軸線之間的夾角大于90°，小于180°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消煙除塵的倒焰窯，其特征是擋火墻(9)的高度為95cm。
專利摘要本實用新型提供一種可消煙除塵的倒焰窯，它針對現(xiàn)有的因燃燒不充分而給環(huán)境帶來嚴重煙塵污染的倒焰窯進行改進，它在原燃燒室內(nèi)增加一個由燒嘴載體鑄件、燒嘴及二次風室組成的高強耐火鑄件，在通風裝置中增加一個風機及風箱，使得燃料在二次進風、內(nèi)強混合及旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)作用下實現(xiàn)完全燃燒，并在旋轉(zhuǎn)、引射與碰撞中使粉塵與煙氣分離，達到消煙除塵目的，在正常生產(chǎn)期間保證煙囪不冒煙，具有明顯的經(jīng)濟效益，社會效益和環(huán)境效益。
文檔編號F27B1/00GK2269573SQ9620621
公開日1997年12月3日 申請日期1996年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月5日
發(fā)明者李玉林, 余學義 申請人:福州大學, 福州科華環(huán)保自動化研究所