[發明專利]一種連續式礦物小顆料、粉體高溫工業微波煅燒爐

有效

• 申請號: 201210464481.2
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103822464A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 黃旭鵬
• 申請（專利權）人: 黃旭鵬
• 主分類號: F27B1/09
• 分類號: F27B1/09;F27B1/10;F27D11/00
• 代理公司: 山東舜天律師事務所 37226
• 代理人: 王俊紅

技術領域

本發明涉及一種工業微波煅燒爐，具體地說是一種對碳酸鹽等不吸波及弱吸波的物料進行連續式煅燒的連續式礦物小顆料、粉體高溫工業微波煅燒爐。

背景技術

碳酸鹽、水泥熟料、高嶺土等礦物為不吸波或弱吸波性礦物，它們的熟化、分解過程均需經高溫煅燒。目前，公知的煅燒分解、熟化工藝過程中現有使用爐窯有老式豎窯、新式豎窯、回轉窯以及帶旋風預熱器的回轉窯，也有尚未廣泛應用的粉體懸浮煅燒爐。

老式豎窯早在19世紀20年代世界上就用來煅燒水泥，20世紀年40年代的皮江法煉鎂煅白云石就是用的老式豎窯。老式豎窯結構簡單，按窯體可分為直筒窯和變徑窯，需直接燃煤，產生的黑煙對環境造成污染很大，而且損耗大，含大量過燒或欠燒料、料層阻力大，煅燒粒徑為60-150mm，相差較大，因大塊礦石從外表至內核熱傳導需30分鐘以上的分解時間（詳見河北化工學院學報1988年第一期《菱鎂礦煅燒工藝條件初探》，因此物料在窯內停留時間長，產量低。

新式豎窯在是在老式豎窯基礎上進行了改進，在燃料、布料方式、通風和窯體結構上加強了改進，出現了氣燒、均勻布料系統、風分配裝置、雙體及套筒等窯型。這些技術改進很大程度上對老式豎窯存在的不足有所改善，但煅燒粒徑的因素在料層阻力和物料在窯內停留時間上沒有根本的改進，能耗和效率問題也沒有得到根本結決。

1824年英國水泥工J阿斯普發明了間歇操作的土立窯；1883年德國狄茨世發明了連續操作的多層立窯；1885英國人蘭薩姆發明了回轉窯，在英、美取得專利后將它投入生產，很快獲得可觀的經濟效益。回轉窯的發明，使得水泥工業迅速發展，同時也促進了人們對回轉窯應用的研究，很快回轉窯被廣泛應用到許多工業領域.?對比豎窯，回轉窯具備機械化程度高、生產能力大、設備維護保養簡單、碳酸鹽煅燒活性高等優點，但是因為回轉窯內物料位于回轉窯的下表面，而火焰噴槍噴出的火焰的高溫帶位于物料的上表面，所以很大一部分熱量被直接傳遞給了窯體內的耐火磚，另外回轉窯的排煙溫度也很高，通常在600℃以上，導致其熱利用率不高。

新型節能型回轉窯由縮短了的回轉窯和安裝在窯尾的豎式預熱器構成，其節能原理就是利用窯尾排出的高溫煙氣在預熱器內把物料預熱至分解前溫度，約600-900℃左右。隨著預熱器在不同領域發展又出現豎式預熱器，如對白云石及石灰石等大顆粒煅燒的；還有懸浮式預熱器，對水泥熟料等粉體煅燒。懸浮式預熱器分立筒式和旋風式，現在立筒式預熱器已趨于淘汰。豎式預熱器是從上部將料在預熱體內均勻預熱至900℃左右，再由液壓推桿將物料推回至回轉窯內。水泥熟料煅燒時一般使用帶旋風預熱器的回轉窯，利用尾氣排放時所攜帶的大量余熱，在旋風筒中熱空氣與分散狀態下粉料顆粒快速進行熱交換，以起到烘干和預熱物料進行升高溫度，達到節能目的。這些預熱設備通常成本較大，附帶設施能耗高，技術參數要求嚴格，如旋風筒內風速和風壓一旦達不到要求就會造成生料真接進入回轉窯而短路現象。

粉體懸浮煅燒爐正是利用微小顆粒的比表面積大、熱交換效率高、從外表至內核熱傳導快的優勢，使爐腔在負壓作用下物料呈懸浮分散狀態，高溫高熱空氣高速流過物料表面而使其瞬間達到要求溫度，但碳酸鹽在分解時產生的大量二氧化碳氣體會造成腔體負壓變化無常而難以控制，同時后端的大量高溫氣固混合體的分離也消耗很多的能量。

總的來說，基本現有的煅燒設備都以煤、焦碳、煤氣、天燃氣、重油等高煙氣污染的燃料做為熱源，有高排放大氣污染和高能耗兩種不足，而且老式豎窯和新式豎窯因通風要求入料粒徑通常在60mm以上并要求一定的顆料級配，煅燒大顆徑礦石的同時也因通風需要向窯體補充了大量的冷空氣而增加了熱損失；而細小顆粒及粉體會因堆積而無法燒透；回轉窯在處理粉體堆集時要加揚料裝置和末端加旋風筒氣固分離裝置來收集揚塵，增加了大量能耗，并且造成設備成本大輻升高。

最近的是微波高溫加熱，其已經在國內外展開研究了幾十年。微波高溫加熱在熱效應方面由磁滯損耗或介電損耗等原理使極性物質從分子內部瞬時產生高溫高熱，研究表明納米鎢粉在微波作用下短時間內可產生2300℃以上高溫。由于微波高溫加熱同時又無燃料燃燒需氧氣及通風要求的特性，微波能被看成僅次于核能的高效能源。