一种回转窑热能循环系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种回转窑热能循环系统及其应用，包括焙烧单元和预热单元，预热单元一端连接有进料单元和烟气收集单元，焙烧单元一端连接有出料单元和点火单元，烟气收集单元一端连接尾气处理单元，焙烧单元和预热单元之间设置有内联通结构，出料单元连接有余热回收单元，余热回收单元一端连接有冷却单元，余热回收单元与预热单元相连，另一端与点火单元相连，所述焙烧单元设置有第一风力调节机构，内联通结构包括保温外壳，预热单元一端转动设置于保温外壳内，焙烧单元一端转动设置于保温外壳内，所述预热单元和焙烧单元伸入保温外壳的一端均设置有第一挡圈。解决了现有的陶粒回转窑热能利用率不高、煅烧质量不佳的问题。煅烧质量不佳的问题。煅烧质量不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种回转窑热能循环系统及其应用


[0001]本专利技术涉及页岩陶粒煅烧
，具体为回转窑热能循环系统及其应用。

技术介绍

[0002]陶粒是一种无极轻集料，具有密度小，内部多孔，形态、成分较均一，且具强度高和坚固性等特点，因而广泛应用于建材、滤材、耐火保温材料领域。页岩陶粒采用天然岩石页岩为原料，经破碎、筛分、预热和焙烧制成。其无毒、无味、抗压耐磨、耐腐蚀，并具有良好的吸附性能和强度，是当前应用范围较广的陶粒产品。首先页岩原矿经颚式破碎机破碎，破碎后过筛，选择3mm
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5mm粒径颗粒作为生料，然后将生料送入电炉预热，预热完毕立刻送入已经处于目标温度的电阻炉中焙烧，焙烧完毕后，室温冷却得到陶粒。现有预热和焙烧加工方式，主要分为两种，一种是通过整体回转窑，一端用于预热，一端用于焙烧，使得热能在回转窑内流动，另一种是预热和焙烧回转窑分成两个设备，将预热完成的原料输送至回转窑进行焙烧，为了使接触面积增大，回转窑内通常设置有搅拌设备，可防止局部高温，使得受热均匀。
[0003]公开号为CN107382279A的中国专利申请，公开了一种陶粒燃烧工艺，其采用一体式回转窑进行预热和焙烧。
[0004]公告号为CN217131790U的中国专利，公开了一种应用于煤矸石陶粒的阶梯式回转窑，通过各窑体部分组合形成阶梯式结构的多段窑炉，提高了料粒在窑内停留时间，对料粒有更好的预热效果，进入焙烧区间煅烧会更加充分，窑内填充率会更高，产量更大。
[0005]为了保证热能的使用率，不少专利对热源回收利用进行了研究：
[0006]公告号为CN110094968B的中国专利，公开了一种热陶粒余热回收窑，其利用煅烧后的陶粒余热作为热源，进行热量回收，公开了一种新的热量回收概念。
[0007]专利公开号为CN109579555A的中国专利申请，公开了一种利用循环空气回收窑炉余热装置及方法，同样是对冷却过程中的热能进行回收。
[0008]鉴于目前陶粒加工过程中存在的问题是：预热温度和预热时间的控制，预热阶段温度需控制在400℃
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600℃之间。此预热阶段中，温度急剧变化会引起生料炸裂，导致最终烧制的陶粒各项性能下降；同时需要控制生料在焙烧阶段产生的气体量，在预热生料阶段，生料中的有机质和碳酸盐就已开始分解挥发产生气体，那么经过预热后，生料在焙烧阶段产生的气体量就会减少。预热温度和预热时间，这两个因素会对最终的陶粒质量产生影响，若预热温度过高或者预热时间过长会导致生料在预热阶段就已产生大量气体，导致生料在焙烧阶段因膨胀气体不足使陶粒膨胀不佳；但是预热不足，就会造成高温焙烧过程中生料的炸裂，所有这些都会影响到陶粒的最终性能。
[0009]现有技术中虽对热能收集进行了相关研究，但是对于陶粒煅烧过程的整体能量分布以及内部热量循环管理未做相关研究。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种回转窑热能再利用预热系统，以解决现有的陶粒回转窑热能利用率不高、煅烧质量不佳的问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种回转窑热能循环系统，包括焙烧单元和预热单元，所述预热单元一端连接有进料单元和烟气收集单元，所述焙烧单元一端连接有出料单元和点火单元，所述烟气收集单元一端连接尾气处理单元，所述焙烧单元和预热单元之间设置有内联通结构，所述出料单元连接有余热回收单元，所述余热回收单元一端连接有冷却单元，所述余热回收单元与预热单元相连，另一端与点火单元相连，所述焙烧单元设置有第一风力调节机构，所述内联通结构包括保温外壳，所述预热单元一端转动设置于保温外壳内，所述焙烧单元一端转动设置于保温外壳内，所述预热单元和焙烧单元伸入保温外壳的一端均设置有第一挡圈，所述保温外壳内设置有第二挡圈，所述第一挡圈和第二挡圈构成梳齿交叉结构，所述预热单元和焙烧单元连成一体，形成连接段，所述连接段上设置有出气孔，所述保温外壳上设置有联通孔，所述联通孔外设置有出气罩，所述出气罩连接有第二风力调节机构，所述第二风力调节机构与点火单元相连，所述焙烧单元和预热单元设置有第一驱动单元。第一风力调节机构主要与点火单元共同作用，可泵入外部助燃空气，也可泵入循环内部的高温空气。
[0012]优选的，所述烟气收集单元内设置有第三风力调节机构。第三风力调节机构用于选择导通预热单元、余热回收单元、焙烧单元和尾气处理单元。
[0013]优选的，所述烟气收集单元通过第二风力调节机构与点火单元相连。通过第二风力调节机构可用于导通不同热量段。
[0014]优选的，所述余热回收单元包括外罩设置于外罩内的导热回转筒，所述导热回转筒一端与出料单元相连，另一端与冷却单元相连，所述导热回转筒通过第二驱动单元进行驱动，所述外罩一端设置有第四风力调节机构，所述第四风力调节机构与点火单元相连。
[0015]应该注意的是，本专利技术未介绍预热单元、焙烧单元、导热回转筒的内部结构，选择现有技术中常见结构即可，即为内部设置有叶片，通过转动，使得物料往前运转。
[0016]优选的，所述焙烧单元设置有第一温度传感器，所述预热单元设置有第二温度传感器，所述外罩内设置有第三温度传感器，所述第一、二和三温度传感器与控制模块相连，所述控制模块还连接有第一、二、三和四风力调节机构，所述控制模块还连接有第一和二驱动单元。
[0017]优选的，所述第一、二、三和四风力调节机构均包括若干接入口，设置于接入口的可调节阀和鼓风设备。
[0018]本专利技术还公开了一种回转窑热能循环系统的应用，包括以下步骤：
[0019]S1、启动点火单元和第一风力调节机构，对焙烧单元进行加热，调节第二风力调节机构模式，实现焙烧单元热量内循环，直至焙烧单元温度达到C1；在煅烧前首先对设备进行加热，使其达到合适温度，减少等待时间。通过焙烧单元热量内循环使得焙烧单元温度上升较快。
[0020]S2、焙烧单元与预热单元联通，调节第二风力调节机构模式，进行热量外循环，直至预热单元温度达到C2；由于焙烧单元与预热单元是联通的，预热单元易升温，为了保证温度，需执行外循环，进行加热同时进行保温。
[0021]S3、进料单元开始进料，给定第一驱动单元初始速度V0，物料在预热单元内预热，然后进入焙烧单元焙烧；进料开始由于其物料是冷料，进入后回打破原有的平衡温度，会影响煅烧质量，故开始以低速运行，由于初始温度不高，在预热单元不会溢出过量气体。
[0022]S4、焙烧后的产品从出料单元进入导热回转筒，第四风力调节机构将热量输送至点火单元，第三风力调节机构将热量输送至烟气收集单元；运行一段时间后，整体设备温度基本保持稳定，对冷却的热量进行回收，部分进入焙烧单元，部分进入预热单元，有效的提高了能源的使用率。
[0023]S5、间隔时间获取预热单元温度，得到计算温度变化率K，调整第一驱动单元的速度；由于不停机工作，物料不断进入会使得温度发生变化，如此以平均速度进行运行不利于保证产品的高质量，次品率较高，因此可根据温度变化进行变速运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回转窑热能循环系统，包括焙烧单元(1)和预热单元(2)，所述预热单元(2)一端连接有进料单元(3)和烟气收集单元(4)，所述焙烧单元(1)一端连接有出料单元(5)和点火单元(6)，所述烟气收集单元(4)一端连接尾气处理单元(12)，其特征在于：所述焙烧单元(1)和预热单元(2)之间设置有内联通结构(9)，所述出料单元(5)连接有余热回收单元(10)，所述余热回收单元(10)一端连接有冷却单元(11)，所述余热回收单元(10)与预热单元(2)相连，另一端与点火单元(6)相连，所述焙烧单元(1)设置有第一风力调节机构(100)；所述内联通结构(9)包括保温外壳(901)，所述预热单元(2)一端转动设置于保温外壳(901)内，所述焙烧单元(1)一端转动设置于保温外壳(901)内，所述预热单元(2)和焙烧单元(1)伸入保温外壳(901)的一端均设置有第一挡圈(905)，所述保温外壳(901)内设置有第二挡圈(906)，所述第一挡圈(905)和第二挡圈(906)构成梳齿交叉结构；所述预热单元(2)和焙烧单元(1)连成一体，形成连接段，所述连接段上设置有出气孔，所述保温外壳(901)上设置有联通孔，所述联通孔外设置有出气罩(907)，所述出气罩(907)连接有第二风力调节机构(902)，所述第二风力调节机构(902)与点火单元(6)相连，所述焙烧单元(1)和预热单元(2)设置有第一驱动单元(7)。2.根据权利要求1所述的回转窑热能循环系统，其特征在于：所述烟气收集单元(4)内设置有第三风力调节机构(401)。3.根据权利要求2所述的回转窑热能循环系统，其特征在于：所述烟气收集单元(4)通过第二风力调节机构(902)与点火单元(6)相连。4.根据权利要求3所述的回转窑热能循环系统，其特征在于：所述余热回收单元(10)包括外罩(101)设置于外罩(101)内的导热回转筒(102)，所述导热回转筒(102)一端与出料单元(5)相连，另一端与冷却单元(11)相连，所述导热回转筒(102)通过第二驱动单元(103)进行驱动，所述外罩(101)一端设置有第四风力调节机构(104)，所述第四风力调节机构(104)与点火单元(6)相连。5.根据权利要求4所述的回转窑热能循环系统，其特征在于：所述焙烧单元(1)设置有第一温度传感器，所述预热单元(2)设置有第二温度传感器，所述外罩(101)内设置有第三温度传感器，所述第一、二和三温度传感器与控制模块相连，所述控制模块还连接有第一、二、三和...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹武明，唐至权，李光辉，邓亦文，谢新军，
申请(专利权)人：湖南华信陶粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：