[發明專利]一種帶燃燒器的加熱爐裝置

在審

• 申請號: 201910262495.8
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN111763018A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 王長春
• 申請（專利權）人: 北京卡盧金熱風爐技術有限公司
• 主分類號: C04B2/12
• 分類號: C04B2/12;C04B2/02
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 王新發;汪先平

本發明涉及一種帶燃燒器的加熱爐裝置，所述燃燒器包括煤氣和助燃空氣的預混室，煤氣和助燃空氣燃燒后提供恒溫的高溫熱煙氣輸入石灰窯進行煅燒。該裝置使用熱值較低、廉價的高爐煤氣作為燃料，生成的恒溫的高溫煙氣滿足石灰窯煅燒及其它工業爐窯的需要，從而降低燃料成本，提高產品質量，另外本發明所述裝置可以實現空煤氣全燃燒，從而提高加熱爐的熱效率。

技術領域

本發明涉及一種用于石灰窯生產石灰的加熱爐。

背景技術

石灰即氧化鈣（CaO），廣泛應用于鋼鐵工業、電石工業、氧化鋁工業、耐火材料等工業，也是這些大規模工業領域所必需的生產原料之一，例如在冶金工業中，每生產1噸的鋼就需要約150-170公斤的石灰。制取石灰的主要原料是石灰石，石灰石主要成分是碳酸鈣（CaCO₃），燒制石灰的基本原理就是借助高溫，把石灰石中碳酸鈣分解成氧化鈣和二氧化碳。

石灰制取工藝過程主要分為預熱、煅燒、冷卻和卸灰。基于現有的石灰制取技術的工藝方法是：將石灰石和固體燃料裝入石灰窯，或者在石灰石裝入石灰窯的同時，將氣體燃料、助燃空氣經管道和燃燒器送入窯體燃燒，燃料與助燃空氣混合燃燒后產生的高溫煙氣用于對石灰石進行加熱、煅燒；石灰石被加熱到800℃~850℃開始分解，到1200℃完成煅燒，生成石灰成品；生成的石灰經過冷卻后，卸出窯外，即完成生石灰產品的生產。在現有的石灰生產工藝中，由于燃燒過程是在窯體內部完成，因此窯體內部只能采用負壓或微正壓，燃燒火焰和高溫煙氣所攜帶的熱量分布不均勻且難以控制，需要較長的煅燒時間才能保證窯體內部的石灰石礦料全部分解，這就使得石灰窯的生產率較低，且欠燒和過燒率較高，所謂欠燒就是礦料里的部分碳酸鈣沒有分解，所謂過燒就是石灰成品與礦料雜質中的硅反應生成硅酸鈣，這都會嚴重影響石灰成品的品質，導致石灰活性度降低。

現有的石灰窯按燃料分：有混燒窯（即以燒固體燃料為主，包括焦炭、焦粉、煤等）和氣燒窯（即以燃燒氣體燃料為主，如高爐焦爐混合煤氣、高爐轉爐混合煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣、電石尾氣、發生爐煤氣、天然氣等），其中，因為石灰品質高，氣燒窯應用更為廣泛；按窯形分：有豎窯、回轉窯，具體來說，有環形套筒窯、并流蓄熱式雙膛豎窯（麥爾茲窯）、弗卡斯窯、西姆窯等； 按操作方式分：有負壓操作窯（如環形套筒豎窯、梁式窯等）和正壓（微正壓）操作窯（如并流蓄熱式雙膛豎窯等）。

現有的石灰窯技術、尤其是各種氣燒窯共有的特點是都需要配置燃燒系統，氣燒窯的燃燒系統一般由多排、多組金屬燃燒器分布組成，配置有氣體燃料管道和助燃空氣管道、噴嘴等。也就是說，現有的氣燒窯技術都是在窯內燃燒，燃燒火焰和高溫煙氣所攜帶的熱量分布不均勻且難以控制，不僅石灰窯的生產率較低，石灰成品的品質也不易均勻。

綜上所述，對于應用比較廣泛的不同形式的氣燒窯來說，其結構形式和煅燒形式雖然有所區別，但工藝流程、主要設備構成基本類似，共性的特征都是采用了安裝在窯體上的金屬燃燒器對礦料進行加熱煅燒，煅燒時間較長，運行費用高、維護費用高，生產率較低，很難消除“欠燒”或“過燒”現象。工程技術人員雖然進行了許多重大改進，但上述共性問題依然沒有得到徹底解決。

為了解決上述問題，發明人嘗試用現有的加熱爐裝置為石灰窯提供煅燒熱煙氣，但現有的加熱爐技術普遍采用金屬燒嘴，存在功率較小、效率較低、難以提供滿足石灰窯煅燒的高溫煙氣等技術缺陷，同時，也存在煤氣不能完全燃燒的問題，這導致燃料浪費嚴重，排放也很難達到環保要求。

加熱爐作為一種比較常見的工業爐窯形式被廣泛應用在各類工業領域，在冶金工業領域，加熱爐主要應用于噴煤煤粉干燥、軋鋼的鋼材加熱等，一般采用金屬燃燒器，由于常規加熱爐多采用金屬燒嘴，輸入的空煤氣都不宜使用較高預熱溫度，輸出的熱煙氣溫度一般低于1000℃，且煙氣量較小，因此，現有的加熱爐裝置很難適應石灰窯煅燒需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶燃燒器的加熱爐裝置，該裝置采用以耐火材料制成的陶瓷燃燒器，可以提供恒溫的高溫熱煙氣輸入石灰窯進行煅燒。