热交换立窑制造技术

本技术提供能够对不同粒度大小的物料进行热交换，能连续下料，烟气阻力小，有效料柱高度高可以调节，无卡料、漏料、漏风问题的热交换立窑，包括筒体，在筒体上部设置加料装置和排气装置，在筒体下部设置卸料装置，在加料装置与卸料装置之间的筒体至少有一个突变截面，突变截面上部的筒体内腔在水平方向尺寸较小，该突变截面下部的筒体内腔在水平方向尺寸较大，物料向下流动时，在突变截面下部处形成物料不能自然到达的空腔；与物料进行热交换的气体介质的供气管路出口与空腔相通。作为预热器使用时，它还包括烟室、下料管和回转窑，供气管路的进口与烟室相通，回转窑排气端与烟室相通；卸料装置的出口连接穿过烟室的下料管，与回转窑进料端相通。

【技术实现步骤摘要】
热交换立窑
本技术涉及可以对物料预热或者加热或冷却的热交换立窑，尤其是利用余热预热物料的预热器。
技术介绍
现有的液压推杆式立式预热器，是通过液压推杆的反复移动推动物料进行间歇下料，通过转运槽进入回转窑内，同时回转窑的高温尾气通过转运槽进入预热器内，对预热器的物料进行预热。在液压推杆上方的耐热混凝土“桥”由于长期在高温、受压(石灰石)的环境下，经常容易损坏甚至垮塌，易出现漏料的现象。同时液压推杆容易卡料，漏风严重。而且由于转运槽有效通风截面积小，因此高温尾气流动速度快，系统阻力大，预热器内有效料层高度较低(大约2000mm)且不能调节，只能对粒度为20-50mm的物料进行预热，尤其不能对1-15mm的小颗粒物料预热。回转窑内高温尾气进入预热器与物料进行热交换后的烟气通过预热器顶部排出的烟气温度往往＞380℃，热能利用率较低。因烟气温度较高，除尘前需要对烟气设立冷却器或掺冷风降低烟气温度，掺冷风后要求除尘器和引风机的选型大，加大了袋式除尘器和引风机的投资，也增加了生产运行的动力消耗和成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种构造简单，能够对不同粒度大小的物料进行热交换，尤其是适用于粒度为1-15mm的小物料，能够连续下料，烟气阻力小，有效料柱高度高且可以根据物料大小进行调节，无卡料、漏料、漏风问题的热交换立窑，这种热交换立窑可以用作加热或者干燥或者预热物料也可以用作冷却物料。作为预热器使用时，排放烟气温度低，无需对排放烟气进行冷却即可除尘。本技术所述的热交换立窑，包括筒体，在筒体上部设置用于向筒体内填加物料的加料装置和用于将尾气排出的排气装置，在筒体下部设置用于将筒体内物料排出的卸料装置，在加料装置与卸料装置之间的筒体至少有一个突变截面，该突变截面上部的筒体内腔在水平方向尺寸较小，该突变截面下部的筒体内腔在水平方向尺寸较大，物料在筒体内向下流动时，在突变截面下部处形成物料不能自然到达的空腔；用于输送与物料进行热交换的气体介质的供气管路出口与该空腔相通。该突变截面的构造有多种，只要物料在筒体内向下流动时，在突变截面下部处形成物料不能自然到达的空腔即可。该卸料装置有多种，只要可以承受高温物料的可以控制流量的卸料机都可以使用。作为对所述的热交换立窑的进一步改进，加料装置包括加料管和布料器；布料器为上小下大的锥形体或者板柱状结构，加料管的出口端位于筒体顶部中心位置，并与筒体内部相通，布料器位于加料管出口的下方；加料时，在布料器的下方形成了物料不能自然到达的无料区，在筒体顶部外周形成了物料不能自然到达的空间。最好，加料装置相对于筒体上下移动。作为对所述的热交换立窑的进一步改进，在筒体内，加料装置和卸料装置之间还设置分料器；该分料器为上小下大的锥形体或者板柱状结构，并以筒体轴线为对称轴轴对称；在分料器的下方形成了物料不能自然到达的无料区，分料器的底端安装高度低于供气管路出口。作为对所述的热交换立窑的进一步改进，排气装置包括与筒体顶部外周的空间相通的烟气管，该烟气管通过与除尘器、引风机、烟囱相连接。作为对所述的热交换立窑的进一步改进，它还包括烟室、下料管和回转窑，所述供气管路的进口与烟室相通，回转窑排气端(即回转窑尾端)与烟室相通；所述卸料装置的出口连接穿过烟室的下料管，与回转窑进料端(即回转窑尾端)相通。该热交换立窑此时是一种立式预热器，也是回转窑尾气余热利用立窑。本技术的有益效果：1.物料通过加料管进入筒体内，由于加料管下方有布料器，所以布料器的下方形成了没有物料的无料区21；由于加料管的存在，在筒体顶部外周也形成了物料不能自然到达的空间22。由于布料器、空腔结构和分料器的设置，在空腔内气体是混合相通的，压力是相等的，所以很容易实现空腔内的高温烟气温度相等；高温烟气从空腔上升穿过物料层时，到达同一个高度的水平截面高温烟气的行程近似相等，遇到的物料阻力近似相等，所以窑内高温烟气在同一高度的截面近似于等压面，高温烟气很容易在同一个高度截面流量和流速近似相等，从而实现了温度均匀的要求。同理，由于布料器、空腔结构和分料器的设置，同一高度水平截面的物料，下行到达空腔和分料器的距离近似相等，相互挤压受力近似一致，物料向下运动的速度近似一致，因此，物料与烟气热交换的传受热量近似相等，从而实现了物料热交换的均匀性、一致性，对物料热交换产物质量有了基本保障。2.物料在分料器形成锥形坡面状分布，分料器控制了物料锥形坡面状分布的料层厚度，物料下行的速度或者物料在窑腔体内停留的时间则由卸料装置控制，这就更有利于保障热交换产物的质量。明显，在空腔内的烟气温度最高，分料器锥形坡面物料所处的环境温度最高，高温烟气上升穿过物料层后，布料器处物料所处环境温度最低。由于，(1)立窑的有效容积大，通风面积大，气流速度低；(2)分料器锥形坡面的物料受热时对烟气基本不产生阻力；(3)卸料装置连续卸料，所以热交换立窑内物料连续下行运动，运动物料比静置物料对气流的阻力大大减小。所以该立窑的阻力低，可以提高料柱的高度，热交换的物料量更大和热交换时间更长，从而提高了热交换的效率。作为预热器使用时，烟气的排放温度比传统液压推杆预热器低。通过供气管路送入的气体介质到达在突变截面处形成的空腔23内，作为预热器使用时，与物料不但通过热辐射方式对物料加热，还穿过料层直接通过与物料主要以对流热交换方式对物料加热，所以物料加热充分。同一个突变截面处形成的空腔23可以是一个或多个，多个空腔可以在周向相连形成一个环形。3.加料装置相对于筒体上下移动，可以改变筒体内物料的高度，以适应不同粒径的物料。几何尺寸相对大些的物料，对气流的阻力小一些，物料内部的传热和传质的时间需要长些，几何尺寸相对小的物料对气流的阻力就大些，物料内部的传热和传质的时间需要短些。因此，为满足料层阻力和热交换的要求，对于大粒径的物料，加料管和布料器相对于筒体的位置可以高一些，这样筒体内物料就多一些。对于小粒径的物料，加料管和布料器相对于筒体的位置可以低一些，这样筒体内物料就少一些。这样，大粒径的物料虽然比表面积小，但筒体内料柱高(或者说料层厚)，热交换时间长；小粒径物料虽然比表面积大，但筒体内料柱低(或者说料层薄)，热交换时间短，都能够达到需要热交换效果。该热交换立窑用作预热器时，预热的物料料柱高可达6米以上，是传统液压推杆式立式预热器的3倍，物料热交换的时间也是传统预热器的3倍，并且可以根据需要调节料柱的高低，可以适应1-80mm不同粒径段的物料(传统的必须20mm以上物料)。4.利用回转窑尾气余热加热物料时，回转窑通过烟室、下料管、供气管路与预热器衔接，回转窑的高温尾气通过烟室、供气管路进入预热器；预热器内的物料被预热后通过下料管进入回转窑内；供气管路的有效通风截面积比液压推杆式立式预热器的转运槽出料口截面积(出料口也是进气口)大许多，回转窑的高温尾气进入预热器更加畅通，压损低，预热效果好，热效率高，因此同比窑型产量更高。5.作为预热器时，其排放的烟气温度比较低，一般在180-240℃左右，与传统液压推杆预热器相比，省去了多管冷却器的投资；并且，由于改变了漏风现象，除尘器、引风机及其电动机的配置规格约减小30％，从而减小了设备投资，减小了运行费用和电力消耗。6.常用的液压推杆立式预热器，液压推杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热交换立窑，包括筒体，在筒体上部设置用于向筒体内填加物料的加料装置和用于将尾气排出的排气装置，在筒体下部设置用于将筒体内物料排出的卸料装置，其特征是：在加料装置与卸料装置之间的筒体至少有一个突变截面，该突变截面上部的筒体内腔在水平方向尺寸较小，该突变截面下部的筒体内腔在水平方向尺寸较大，物料在筒体内向下流动时，在突变截面下部处形成物料不能自然到达的空腔；用于输送与物料进行热交换的气体介质的供气管路出口与该空腔相通。

【技术特征摘要】
1.热交换立窑，包括筒体，在筒体上部设置用于向筒体内填加物料的加料装置和用于将尾气排出的排气装置，在筒体下部设置用于将筒体内物料排出的卸料装置，其特征是：在加料装置与卸料装置之间的筒体至少有一个突变截面，该突变截面上部的筒体内腔在水平方向尺寸较小，该突变截面下部的筒体内腔在水平方向尺寸较大，物料在筒体内向下流动时，在突变截面下部处形成物料不能自然到达的空腔；用于输送与物料进行热交换的气体介质的供气管路出口与该空腔相通。2.如权利要求1所述的热交换立窑，其特征是：加料装置包括加料管和布料器；布料器为上小下大的锥形体或者板柱状结构，加料管的出口端位于筒体顶部中心位置，并与筒体内部相通，布料器位于加料管出口的下方；加料时，在布料器的下方形成了物料不能自然到达的无料区，在筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘银江，杭宁，刘宇，
申请(专利权)人：南京苏冶钙业技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32