一种无焰燃烧环形套筒窑制造技术

本发明专利技术涉及一种无焰燃烧环形套筒窑，属于煅烧设备技术领域。其窑壳与上、下内套筒之间形成环形通道；下内套筒的上、下燃烧室外端分别安装烧嘴；烧嘴出口一侧的燃烧室上装有切向喷射器；上内套筒的上端经换热器后排出，下端开口与环形通道连通；下内套筒的上端封闭，下端开有与环形通道连通的循环气体入口；喷射器具有锥端驱动空气喷管和循环气体入口；下内套筒的冷却夹层下端与冷却空气源连通，上端通往烧嘴的燃气进口；下内套筒的上端经循环气体管通往喷射器烧嘴驱动空气喷管旁侧的循环气体入口。采用本发明专利技术后，可实现无焰燃烧，使燃烧室温度均匀，提高煅烧效率，并且降低能耗，减少有害物质排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环形套筒窑，尤其是一种无焰燃烧环形套筒窑，属于煅烧设备技 术领域。
技术介绍
检索发现，US4431407美国专利公开了一种环形套筒窑，用于煅烧块状的石灰石、 白云石和类似的物料。其基本工作过程为物料从窑顶加入窑底排出，历经预热带、上部煅 烧带、底部煅烧带和冷却带。冷却空气从冷却带底部进入流向下部煅烧带，上部和下部煅烧 带有燃烧室，燃烧室内安装有烧嘴，烧嘴均勻地分布在窑壳周围。该窑包括一个内套筒，在 煅烧带和冷却带与窑壳共同组成环形竖窑结构，环形套筒窑进一步可分为上部燃烧室和下 部燃烧室，窑的底部位于冷却带，顶部位于煅烧带，到上部煅烧带的烧嘴顶部为止，窑的上 部燃烧室有循环气体开口并与冷却带的上部相邻，循环气体入口可吸入来自冷却带的冷却 空气和来自下部煅烧带的部分燃烧废气，吸入后的混合气体可流向上部燃烧室。该窑包括 将混合气体引入到下烧嘴燃烧室的设备，并对下燃烧室进行改进，从内套筒底部进行密封。 下燃烧室有冷却空气通道，该通道位于循环气体通道下部，用于收集到达冷却带上部的冷 却空气，引风机将冷却空气通过冷却空气通道吸入到下部燃烧室，然后将冷却风引入到上 部煅烧带的燃烧室内。该吸入方式包括位于下煅烧带燃烧室上方的喷射器，将窑上部的经 压缩预热的可调炉气和一次空气引入喷射器内，进而在下部煅烧带形成非充分燃烧，降低 污染物排放。在竖窑内煅烧块状物料时，通过冷却带的部分并流冷却空气来自冷却带顶部， 然后与燃料和空气混合物一起引入到煅烧区的物料内。据申请人了解，包括上述专利技术在内的现有套筒窑燃烧室内的燃烧均为扩散式 有焰燃烧。此种燃烧方式存在的弊端主要有1.有明显的舌形火焰，整个燃烧室温度分布差异大、火焰存在峰值温度，容易形成 局部高温区，易导致燃烧室及拱桥耐火材料的烧损现象。2.燃烧室温度分布不均及温度梯度的存在，不可避免地出现烟气中NOx、CO和碳 氢物高浓度温度区，造成燃料可燃成分的未充分燃烧及大量有害物质排放物的现象。3.扩散式有焰燃烧依赖火焰传播速度与气流速度的平衡以及高温热源的传热来 保证，因此对于燃气的发热值要求高且热值范围窄，使得纯高炉煤气等低热值燃气无法在 套筒窑上使用。4.化学反应速率和煅烧效率低，炉内辐射效应差，因此热耗高，能源浪费现象严重。如何通过改进环形套筒窑的结构，从而改善燃烧室内的燃烧方式，是提高套筒窑 使用寿命和煅烧效率的重要研究课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有套筒窑煅烧存在问题，在保证煅烧质量的前提下，提出一种无焰燃烧环形套筒窑，从而降低NOx等有害物质的排放，减少耐材烧损。此外，本发 明还将给出相应的无焰燃烧方法。为了达到上述目的，本专利技术的无焰燃烧环形套筒窑含有窑壳G)，所述窑壳中 具有上、下内套筒(5、6)，所述窑壳(4)中与上、下内套筒(5、6)之间形成环形通道；所述环 形通道的上端装有布料系统0)，下端与出灰口(11)连通；所述下内套筒(6)的周围具有 上、下两排间隔分布的上燃烧室(9)和下燃烧室(10)，所述上、下燃烧室(9、10)的外端分 别安装具有燃气进口的烧嘴00)；至少所述烧嘴OO)出口一侧的下燃烧室上装有切向喷 射器(19)；所述上内套筒(5)的上端经换热器后排出，下端开口与环形通道连通，进 入换热器23换热后的空气通往喷射器(19)的驱动空气喷管；通往喷射器的驱动空气喷管， 下端开口与环形通道连通；所述下内套筒(6)的上端封闭，下端开有与环形通道连通的循 环气体入口(1 ；其改进之处是所述喷射器(19)具有锥端驱动空气喷管和位于其旁侧的 循环气体入口 ；所述下内套筒(6)具有冷却夹层，所述夹层的下端与冷却空气源连通，上端 经冷却空气导管(17)通往所述烧嘴的燃气进口 ；所述下内套筒(6)的上端经循环气体管 (21)通往所述喷射器(19)烧嘴驱动空气喷管旁侧的循环气体入口。这样，来自上内套筒的驱动空气可以将来自下内套筒的循环气体引带进入喷射 管，由于两者的混合气体中含氧量较低，而温度较高，因此可以有效抑制喷嘴燃烧的火焰， 实现无焰燃烧。冷却气体不仅起到保护内套筒的作用，而且经过预热后与燃气混合。因此， 采用本专利技术后，可以使燃烧室温度均勻，提高煅烧效率，并且降低能耗，减少害物质排放。本专利技术进一步的完善是所述驱动空气喷管沿轴向插入所述喷射器的中心孔，其 锥端出口的锥度为4-8° ；所述中心孔与锥端出口对应部位形成具有相同锥度渐缩段，所述 循环气体入口通往所述渐缩段的大径端；所述渐缩段的小径端直径为所述驱动空气喷管锥 端出口直径的3-5倍。这样，可以使驱动空气与循环气体的混合比以及喷射状态更为有利 于实现无焰燃烧。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术一个实施例的结构示意图。图2为图1中燃烧室剖视结构示意图。图3为图1中喷射管的放大结构示意图。具体实施例方式实施例一本实施例的无焰燃烧环形套筒窑如图1所示，筒状的窑壳4中具有上、下内套筒5、 6，并与上、下内套筒5、6之间形成环形通道。图中22是废气管。环形通道的上端装有承接 料车1的布料系统2，下端与出灰口 11连通。下内套筒6的周围具有上、下两排间隔均布的 上燃烧室9和下燃烧室10 (参见图幻，上、下燃烧室9、10的外端分别安装具有燃气进口的 烧嘴20。烧嘴20出口一侧的下燃烧室上装有切向喷射器19。上内套筒5的上端经换热器 23后与窑顶的废弃汇总，由废弃风机F3驱动排出，下端开口与环形通道连通。由风机F2驱 动进入换热器23换热后的空气通往喷射器19的驱动空气喷管19-1 (参见图幻。下内套筒6的上端封闭，下端开有与环形通道连通的循环气体入口 15。喷射器19驱动空气喷管19-1 出口为锥端，其旁侧设有的循环气体入口 19-2。下内套筒6具有冷却夹层，该夹层的下端与 风机Fl提供的冷却空气源连通，上端经冷却空气导管17和下环管18通往烧嘴20的燃气 进口。下内套筒6的上端经循环气体管21和上环管M通往喷射器19烧嘴驱动空气喷管 旁侧的循环气体入口 19-2(参见图幻。上内套筒5也设有与冷却空气源连通的冷却夹层， 上内套筒5冷却夹层的上端外排。下内套筒6的底端通过落灰管通往窑底料仓13下的成 品皮带机14。如图3所示，驱动空气喷管19-1沿轴向插入喷射器19的中心孔，其锥端出口的锥 度为5°。中心孔与锥端出口对应部位形成具有相同锥度的渐缩段。驱动空气喷管19-1旁 侧的循环气体入口 19-2通往渐缩段的大径D端，且经过渡斜面19-3与大径端衔接。渐缩 段的小径端直径为驱动空气喷管锥端出口直径d的4倍。这样，来自上内套筒的驱动空气可以将来自下内套筒的循环气体引带进入喷射 管，由于两者的混合气体中含氧量较低，而温度较高，因此可以有效抑制喷嘴燃烧的火焰， 实现无焰燃烧。冷却气体不仅起到保护内套筒的作用，而且经过预热后与燃气混合。因此， 采用本专利技术后，可以使燃烧室温度均勻，提高煅烧效率，并且降低能耗，减少害物质排放。工作时，风机F2输入的空气经换热器与窑顶高温废气换热后，压力达到40Kpa以 上，温度达到450°C以上，作为驱动空气从驱动空气喷管高速喷入喷射器内，从而在内套筒 回流处产生强负压，使下燃烧室燃烧产生的1200°C左右高温烟气向下流动，与石灰冷却空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无焰燃烧环形套筒窑，含有窑壳（４），所述窑壳（４）中具有上、下内套筒（５、６），所述窑壳（４）中与上、下内套筒（５、６）之间形成环形通道；所述环形通道的上端装有布料系统（２），下端与出灰口（１１）连通；所述下内套筒（６）的周围具有上、下两排间隔分布的上燃烧室（９）和下燃烧室（１０），所述上、下燃烧室（９、１０）的外端分别安装具有燃气进口的烧嘴（２０）；至少所述烧嘴（２０）出口一侧的下燃烧室上装有切向喷射器（１９）；所述上内套筒（５）的上端经换热器（２３）后排出，下端开口与环形通道连通，进入换热器２３换热后的空气通往喷射器（１９）的驱动空气喷管；所述下内套筒（６）的上端封闭，下端开有与环形通道连通的循环气体入口（１５）；其特征是：所述喷射器（１９）具有锥端驱动空气喷管和位于其旁侧的循环气体入口；所述下内套筒（６）具有冷却夹层，所述夹层的下端与冷却空气源连通，上端经冷却空气导管（１７）通往所述烧嘴的燃气进口；所述下内套筒（６）的上端经循环气体管（２１）通往所述喷射器（１９）烧嘴驱动空气喷管旁侧的循环气体入口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖奋飞，陆震洁，庞焕军，沈浩，
申请(专利权)人：江苏中圣园科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84