[發(fā)明專利]階梯爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010101203.1
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN102135376A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣明學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 蔣明學(xué)
• 主分類號: F27B1/04
• 分類號: F27B1/04;F27B1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及固體物料的處理，包括完成固體物料之間的化合與分解反應(yīng)、固體物料與氣體之間的反應(yīng)，以及將固體物料燒結(jié)致密或?qū)⑵淙刍筛邷匾后w。

技術(shù)背景：

目前，完成上述任務(wù)需要多種專業(yè)工程設(shè)備，如：(1)化學(xué)反應(yīng)塔，(2)某些物料如白云石、菱鎂礦、碳酸鈣、粘土礦、水鋁石、菱鐵礦、其它氫氧化物和鹽類的分解爐或輕燒爐或轉(zhuǎn)化爐，(3)將某些物料如高鋁礬土礦、粘土礦、水泥原料、鐵礦球團料燒結(jié)致密的熟料燒結(jié)爐，(4)以及將某些物料如硅石(玻璃原料)、陶瓷色料與釉料、垃圾等物料熔化的熔窯，(5)將粒狀或粉狀金屬加熱熔化直至冶煉的熔化爐。

上述第一種設(shè)備中，本發(fā)明所涉及的設(shè)備主要是豎式反應(yīng)塔；第二種設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)窯、豎窯、沸騰爐和隧道窯，也有反應(yīng)塔，而本發(fā)明所涉及的只是其中的豎窯和豎式反應(yīng)塔；第三種設(shè)備熟料燒結(jié)爐主要有回轉(zhuǎn)窯、隧道窯和豎窯，本發(fā)明也只與其中的豎窯相關(guān)。硅酸鹽類材料的熔窯主要以帶蓄熱室的玻璃熔窯為主，使用豎作為熔窯屬于首次提出；而金屬顆粒料(含小規(guī)格塊料)和粉料的熔化主要在電弧爐、沖天爐、感應(yīng)爐等設(shè)備上生產(chǎn)，用豎窯熔煉也是第一次提出的。本發(fā)明對現(xiàn)有豎式反應(yīng)塔和豎爐所作的改動與它們各自的現(xiàn)狀是相關(guān)的。

(1)豎式反應(yīng)塔

豎式反應(yīng)塔是在高度一定的豎筒(一般為圓形截面)內(nèi)設(shè)置盡可能多的塔板，來增加物料在塔內(nèi)的停留時間，并增加物料與反應(yīng)介質(zhì)或熱介質(zhì)的接觸面?積與接觸機會，因此塔板之間的距離盡可能小，只需設(shè)計成物料流動所需截面積，塔板之間最近處被物料所填充，介質(zhì)只能通過塔板上分布的小孔或集中孔和塔板之間的狹縫穿過與連續(xù)的料層接觸，因此塔板之間的狹縫距離不大且?guī)缀跸嗤２⑶椅锪戏磻?yīng)所需溫度或熱量是爐壁的間接傳熱或外帶輔助加熱裝置使熱介質(zhì)或部分反應(yīng)物以熱介質(zhì)的形式被加熱后進入塔內(nèi)而實現(xiàn)的。

(2)豎窯

豎窯主要用于礦石的分解和原料的燒結(jié)，在圓筒內(nèi)填充待處理物料，在爐體的中部布置若干燃燒裝置或燒嘴，物料從上部加入并布料，中間完成熱分解或燒結(jié)，通過下部出料。這樣，物料由上而下以料柱的形式緩慢移動，燃燒的高溫氣體從中部進入，向上運動，再從下部鼓入冷風(fēng)，冷卻燒成的高溫物料，自身被加熱后可以作為燃燒設(shè)備的二次助燃空氣。也就是說，物料與氣體始終為逆流運動，保證進出窯的物料和氣體都不會帶走太多熱量，能源利用率高是其主要優(yōu)點。

傳統(tǒng)豎窯內(nèi)物料為一密切接觸的料柱，高溫氣體在燃燒器處釋放以后，在豎窯內(nèi)的運動以在物料中的滲透為主。所以料柱與爐壁之間容易滲透，容易過熱而過燒，而料柱中心則不容易滲透而欠溫出現(xiàn)生燒。有人將燃燒器深入料柱來改變這種現(xiàn)象，有人在燃燒器上方安裝斜板使燃氣與料柱有一定自由湍動空間。Maerz窯在燃燒帶用橋梁的形式將整體性的料柱分成若干股料流，并在梁的下部安裝燃燒裝置，其目的也是為提高燒成料的質(zhì)量均勻性。顯然，在料柱作為整體移動物的情況下，這些改進的效果只能是局部的，而且實際實施也是很難的。當(dāng)前的豎窯根本沒有電加熱方式，即使各種新型豎窯，包括本申請人的階梯式熟料燒成爐在內(nèi)，也沒有涉及電加熱和混合加熱的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明主要為一類結(jié)構(gòu)和工作原理全新的工業(yè)窯爐，在這一類新形窯爐中，其主要特點是將傳統(tǒng)豎式反應(yīng)塔和窯爐徹底改變，使其成為具有上部料倉、中部階梯爐、底部料倉及出料裝置，并配備相應(yīng)的給料出料機構(gòu)，通風(fēng)、污染處理、燃燒或電加熱裝置。階梯爐內(nèi)腔的水平截面一般為矩形，也可以為園形或其它形狀。在中部的階梯爐部分，其特點是在一個空腔中用一個或一個以上的階梯板將其分成二個或二個以上的部分，階梯板在鉛垂方向上相隔一定距離，此距離除足夠物料通過以外，還有自由空間供氣體或其它介質(zhì)流動的通道，而從軸向剖面可以看出，相鄰的上下階梯板相互錯開，其臺跟與相互平行的兩個爐壁相接，而其臺沿則與此兩個爐壁離開一定距離。物料在上下料倉中是塊料和/或顆粒和/或粉體組成的統(tǒng)料緊緊接觸但有一定氣隙的料柱，而在中部的階梯爐內(nèi)，物料首先在階梯板上堆積成一定傾角的料坡，在生產(chǎn)運行中，所處理的物料由上部料倉經(jīng)給料機構(gòu)進入階梯爐后，沿階梯板上已經(jīng)堆積而成的料坡上滾動，到達料坡的最下端時，開始短距離的自由落體運動落到下一個階梯板上的料坡上向相反方向滾動，在其最下沿作第二次自由落體運動，如此反復(fù)交替下行，直達底部料倉，積累到底部料倉的額定容量后，打開底部料倉最下邊的出料機構(gòu)輸送處理結(jié)束的物料出爐。