[發(fā)明專利]富氧及全氧燃燒輥道窯

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710168643.7
• 申請(qǐng)日: 2007-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN101182217A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程金樹;祝茂昌;湯李纓;何峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/64
• 分類號(hào): C04B35/64;F27B9/36
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王守仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷窯爐，特別是涉及一種以高濃度氧包括高純氧作為助燃介質(zhì)的輥道窯。

背景技術(shù)

全球氣候變暖已日趨嚴(yán)重，溫室氣體的排放已引起世界各國(guó)和中國(guó)政府的關(guān)注。氣候變暖速度的加快已嚴(yán)重的影響到了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。中國(guó)是世界陶瓷及耐火材料的生產(chǎn)大國(guó)，陶瓷的總產(chǎn)量已接近世界總產(chǎn)量的百分之五十，二氧化碳、氮氧化物和廢氣的排放量在世界陶瓷行業(yè)也是大戶。降低陶瓷及耐火材料窯爐也就是輥道窯和隧道窯的能耗、二氧化碳、氮氧化物和廢氣的排放量已成為世界各國(guó)研究和發(fā)展的方向。傳統(tǒng)工業(yè)爐的燃燒是以空氣為助燃介質(zhì)，空氣中氧氣的含量為21％，氮?dú)獾暮繛?8％，在以空氣為助燃介質(zhì)的燃燒過程中，燃燒產(chǎn)生的熱大量的用來加熱氮?dú)?，熱效率低，能耗大，燃燒產(chǎn)物量大，特別是對(duì)大氣危害極大的氮氧化物的產(chǎn)生量大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為解決上述現(xiàn)有工業(yè)爐的能耗和降低窯爐的燃燒產(chǎn)物排放量問題，特提供一種富氧及全氧燃燒輥道窯，該輥道窯以氧濃度大于21％氧氣為助燃介質(zhì)的燃燒方式代替以空氣作為助燃介質(zhì)的燃燒方式，從而能夠大大降低現(xiàn)有的陶瓷及耐火材料窯爐也就是輥道窯燃燒產(chǎn)物排放量，同時(shí)能耗也降低。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：提供一種以體積濃度至少為21％氧的助燃介質(zhì)與燃料一起在燃燒器中燃燒，且不需要空氣助燃風(fēng)機(jī)的富氧及全氧燃燒輥道窯。該輥道窯包括升溫區(qū)、燒成區(qū)、急冷區(qū)、降溫區(qū)、燃料和助燃輸送系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、余熱系統(tǒng)。燃燒器安裝在燒嘴磚處。

本發(fā)明提供的是以高濃度氧為助燃介質(zhì)的富氧及全氧燃燒輥道窯(簡(jiǎn)稱窯爐)，與傳統(tǒng)的采用助燃介質(zhì)是空氣的陶瓷窯爐相比，具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)：

其一.以濃度大于21％氧為助燃介質(zhì)的燃燒方式代替以空氣作為助燃介質(zhì)的燃燒方式，因此本窯爐的燃燒產(chǎn)物比傳統(tǒng)的陶瓷窯爐降低50％以上，這樣可使本窯爐的排煙系統(tǒng)的總功率大大降低，體積也減少較多，向大氣的排放量有較大的降低。

其二.本窯爐燃燒后的高溫氣體比傳統(tǒng)的陶瓷窯爐燃燒后的高溫氣體干凈，所以本窯爐能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的陶瓷產(chǎn)品。

其三.助燃介質(zhì)采用高濃度氧后，氧的制備和窯爐可以分開，所以本窯爐不需要助燃風(fēng)機(jī)，整個(gè)窯爐的噪音有所降低。

其四.本窯爐采用高濃度氧燃燒時(shí)，助燃介質(zhì)中氧氣的含量大于21％，氮?dú)獾暮啃∮?5％。增加氧氣的濃度，熱效率就會(huì)提高。由于氧氣的濃度和反應(yīng)溫度決定著窯爐內(nèi)的物理化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)氧濃度增大時(shí)，氧化速率增大，非常有利于坯體中碳的氧化，加速碳的排除，加速燃料的燃燒并保證CO完全燃燒為CO₂，大大提高燃燒效率，同時(shí)可降低燒成制品的燒成周期。

其五.本窯爐氧燃燒時(shí)，由于助燃介質(zhì)中氮?dú)夂康慕档?，在相同的能耗下，火焰溫度升高，窯內(nèi)輻射傳熱的效率就高，燃燒產(chǎn)物的體積減少，減少了廢氣帶走的熱損失，故除了可提高氧化反應(yīng)速度，提高產(chǎn)量外，還可提高燃燒器的效率，降低燃料用量，降低能耗，減少排放量，窯爐內(nèi)溫度更均勻，產(chǎn)品合格率更高。

其六.本窯爐采用氧燃燒時(shí)，助燃介質(zhì)中氧氣的含量大于21％，氮?dú)獾暮啃∮?5％，在燃燒產(chǎn)物中，氮氧化物的含量比以空氣作為助燃介質(zhì)時(shí)降低60％以上。

總之，本發(fā)明為解決陶瓷輥道窯的廢氣排放量大的問題采用了高濃度氧燃燒的輥道窯，這種輥道窯熱效率高，所以燃燒產(chǎn)物量比以空氣為助燃介質(zhì)的燃燒降低50％以上，產(chǎn)生的氮氧化物大大降低，可降低能耗10％以上，把有害物質(zhì)的排放量能夠降到最低點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明富氧及全氧燃燒輥道窯的預(yù)熱區(qū)2和燒成區(qū)3的布置示意圖。

圖2是圖1中A-A剖視圖，該圖反映了本輥道窯的剖面結(jié)構(gòu)及燃燒器6的布置。

圖中：1.窯體；2.預(yù)熱區(qū)；3.燒成區(qū)；4.高濃度氧助燃介質(zhì)和燃料管道；5.排煙系統(tǒng)；6.燃燒器；7.燒嘴磚；8.燃料入口；9.助燃介質(zhì)入口

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供的富氧及全氧燃燒輥道窯，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示：是一種以體積濃度至少為21％氧的助燃介質(zhì)與燃料一起在燃燒器6中燃燒，且不需要空氣助燃風(fēng)機(jī)的富氧及全氧燃燒輥道窯；燃燒器6安裝在燒嘴磚7處。該輥道窯的窯體1包括預(yù)熱區(qū)2、燒成區(qū)3、燃料和助燃輸送系統(tǒng)4、排煙系統(tǒng)5、急冷區(qū)、降溫區(qū)、溫度控制系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)，其中預(yù)熱區(qū)2和燒成區(qū)3通過高濃度氧助燃介質(zhì)和燃料管道4相連。

所述的助燃介質(zhì)，其氧氣的含量體積濃度為21％至99％；其氮?dú)獾暮矿w積濃度至少小于15％。