[發明專利]一種回轉窯燒結及冷卻系統熱能綜合利用方法

在審

• 申請號: 201811008422.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109141047A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 趙華星
• 申請（專利權）人: 山東金璞新材料有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 馬祥明

一種回轉窯燒結及冷卻系統熱能綜合利用方法，冷空氣經回轉窯后換熱升溫，升溫后的冷空氣進入燃燒器與可燃氣體混合燃燒，燃燒所產生的高溫氣流送入回轉窯內；同時，將單冷機中的熱氣流抽出并誘導冷空氣從單冷機的左、右兩端進入并向單冷機內的吸風罩流動，冷空氣和單冷機以及單冷機中的陶瓷顆粒間進行對流換熱及輻射換熱，空氣被加熱，陶瓷顆粒被冷卻，空氣經單冷機換熱升溫并從單冷機換熱器的出口排出，與由吸風罩抽出的熱氣流混合，混合后的熱氣流分為多路利用。該發明可將陶瓷顆粒燒結過程中散失的部分熱量以及冷卻過程中放出的熱量加以回收利用，大幅度提高了陶瓷顆粒制備過程的熱效率，降低能源的消耗。

技術領域

本發明涉及回轉窯的熱能綜合利用技術領域，特別涉及一種回轉窯燒結及冷卻系統熱能綜合利用方法。

背景技術

石油天然氣深井開采時，對于高閉合壓力低滲透性礦床，需要將流體注入巖石基層使含油氣巖層裂開，形成一個具有高層流能力的通道，油氣從形成的裂縫通道中匯集而出。石油支撐劑隨同高壓溶液進入地層充填在巖層裂隙中，從而使壓裂后形成的巖層裂隙不因應力釋放而閉合，保持其高的導流能力，從而使油氣暢通，增加油氣的產量，此即石油壓裂技術，用于支撐壓裂后巖層縫隙不閉合的材料就是石油支撐劑。

常用石油支撐劑有石英砂、陶粒砂以及樹脂包覆的復合顆粒等。由于石英砂成本低，密度較低，易于泵送，被大量使用，但石英砂強底低、球度差，降低裂縫的導流能力，不適用于閉合壓力高的深井。樹脂包覆石英砂的復合顆粒，球度有所改善，耐腐蝕性比較強，導流能力也較好，但產品保持期短，造價高，不易推廣應用。陶粒支撐劑，密度高，球度好，耐腐蝕，耐高溫，耐高壓，同時成本可以得到較好的控制，因此陶粒支撐劑在油氣開采中得到了越來越廣泛的應用。

砂型鑄造是鑄件生產的主要工藝方法，由砂型鑄造工藝生產的鑄件占鑄件總產量的80％以上。砂子是砂型鑄造中形成鑄型和芯子的骨料，是重要的砂型鑄造用造型材料，它的物理和化學性能決定了其鑄造工藝性能，影響著鑄件的質量。鑄造行業砂型鑄造所用的原砂主要是石英砂，但由于其熱膨脹性大，在金屬氧化物作用下熱化學穩定性差，鑄件易產生粘砂、脈紋、表面粗糙等鑄造缺陷，因此，石英砂不是理想的鑄造用造型材料。為了滿足生產高端鑄件的要求，在鑄造生產過程中有時不得不采用鋯砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂等特種砂來代替石英砂進行造型或制芯。特種砂資源短缺，價格昂貴，難以大量采用，并且鋯砂存在放射性安全隱患，鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂存在粒形不好，破碎率高等問題。為了破解鑄造砂給鑄造生產帶來的難題，人造陶瓷鑄造砂應運而生。

無論是陶粒石油支撐劑還是燒結陶瓷鑄造砂以及其他場合應用的球形陶瓷顆粒，其制備過程都要經歷配料、破碎、制粉、制球、干燥、燒結、冷卻等工藝過程。在制粉過程的噴霧干燥環節、砂坯干燥環節以及燒結環節需要攝入大量的熱量，而在冷卻環節需將燒結后溫度在1400℃以上的陶瓷顆粒冷卻至200℃左右，放出了大量的熱量，熱量均浪費得不到有效的回收利用，造成能源的浪費。

發明內容

為克服現有技術中存在的問題，本發明提供了一種回轉窯燒結及冷卻系統熱能綜合利用方法。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：該種回轉窯燒結及冷卻系統熱能綜合利用方法，冷空氣經回轉窯后換熱升溫，升溫后的冷空氣進入燃燒器與可燃氣體混合燃燒，燃燒所產生的高溫氣流送入回轉窯內；同時，將單冷機中的熱氣流抽出并誘導冷空氣從單冷機的左、右兩端進入并向單冷機內的吸風罩流動，冷空氣和單冷機以及單冷機中的陶瓷顆粒間進行對流換熱及輻射換熱，空氣被加熱，陶瓷顆粒被冷卻，空氣經單冷機換熱升溫并從單冷機換熱器的出口排出，與由吸風罩抽出的熱氣流混合，混合后的熱氣流分為多路利用。

進一步地，回轉窯外表面裝有回轉窯中間換熱器，風機將冷空氣送入中間換熱器，冷空氣和回轉窯的外表面及外表面上的散熱片進行對流換熱，空氣的溫度得以升高，回轉窯的出料端窯頭罩上設窯頭罩換熱器，從回轉窯中間換熱器排出的空氣進入窯頭罩換熱器，空氣溫度進一步升高，最后由風機送入燃燒器。