CN102589309A - 窑炉余热利用节能工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷工业窑炉技术领域，特别涉及一种窑炉余热利用节能工艺及装置，包括如下步骤：(1)热量交换：在窑炉急冷段内利用急冷风机向管道中送入冷风，冷风经过急冷段中管道时与急冷段中的热量进行交换；(2)热量利用：获得的热风与助燃风机向助燃管道内输送的空气混合，将助燃风的温度提高至600℃～800℃。本发明的有益效果是：采用将冷风送入管道中与急冷段进行热量交换并且回收利用的方法，使冷风仅在管道内流动，不与工业窑炉内部及砖坏表面直接作用，不会对砖坯造成损伤，使用更加安全、可靠、环保，且可将助燃风的温度与含氧量提高，不仅有效降低了急冷段的温度，同时也提高了助燃段的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种窑炉余热利用节能工艺及装置，属于陶瓷工业窑炉技术领域。
背景技术
陶瓷工业窑炉系统一般包括预热段、助燃段、急冷段、缓冷段和终冷段。砖坯在助燃段烧制时的温度平均可达1150℃左右，到达急冷段后，需要将温度在短时间内降至280℃左右，如此就有800℃左右的温差，该段的余热无法充分利用，造成资源浪费。传统窑炉内急冷的方法是：在管道上开设小孔，将冷风吹到砖坯的表面，以达到快速降温的目的。此种方式由于高速冷风流的作用，会对砖坯的表面有较强的冲击力，且由于急冷管前后风压不均，容易造成砖坯开裂、表面粗糙等情况。
在工业窑炉余热回收方面，目前比较成熟的是将缓冷段或终冷段的余热进行回收利用，但是该部分的温差较低，节能效果不明显。在急冷段回收余热的装置，有缪传云申请的国家专利，申请号为CN200910029508.3，名称为《辊道窑余热回收装置》。该装置是在急冷区的上方安装热泵与管道，直接将窑内的热风吸走并送入助燃段使用，由于热风温度高，对热泵的工艺要求很高，而且输出的热风带出氮氧化物、硫化物等有害气体及大量的粉尘，不仅对砖坏的质量造成影响，也对环境造成严重污染，对工作人员的身体造成伤害。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种方法简单，结构紧凑，可提高热能利用率，保护环境，且可避免对砖坏造成损伤的窑炉余热利用节能工艺及装置。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的窑炉余热利用节能工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)热量交换：在窑炉急冷段内利用急冷风机向管道中送入冷风，冷风经过急冷段中管道时与急冷段中的热量进行交换，急冷段内气体温度降低，管道的气体温度升高；
(2)热量利用：获得的热风与助燃风机向助燃管道内输送的空气混合，将助燃风的温度提高至600℃～800℃。
所述的窑炉余热利用节能装置，包括助燃管道，其特征在于：窑炉的急冷段左、右侧均分布有进风管道和出风管道，进风管道的端部连接急冷风机，出风管道的一端连接助燃管道，另一端连接助燃风机，急冷段内分布有集热管，集热管的进风口与一侧的进风管道连接，出风口与另一侧的出风管道连接。
在使用时，急冷风机可通过进风管道提供冷空气；助燃风机可通过出风管道向助燃管道内送风；使用时，一组集热管连接左侧的进风管道与右侧的出风管道，另一组集热管连接右侧的进风管道和左侧的出风管道，两组集热管相错排列，可使砖坯表面受冷均匀；由于集热管分布在高温的急冷段，所以急冷段内的热量可传至集热管内，使集热管中的冷风温度提高，最终流向助燃管道，从而降低急冷段的温度，提高助燃段的温度，同时提高了热量利用率；改变了在急冷段直吹冷风的降温方式，从而避免了对砖坏造成的破坏；也改变了直接将急冷段的热风引入助燃段而提高助燃段温度的方式，提高了助燃风中的含氧量且避免了将有害物质带入助燃段，降低废气中有害物质形成的机率且不会造成环境污染及对人体的伤害；另外，集热管在分布时，可在窑炉内辊道的上下分别布置，提高热量交换效率，达到更好的效果。
所述的集热管分为A向集热管和B向集热管，A向集热管和B向集热管中的风向相反，且A向集热管与B向集热管间隔分布。可根据进风方向的不同，将集热管分为风向相反的A向集热管和B向集热管，使用时，可将A向集热管连接右侧进风管道和左侧出风管道，B向集热管连接左侧进风管道和右侧出风管道，A向集热管与B向集热管间隔分布，且两相邻A向集热管之间可布置一个B向集热管，提高换热效率。
所述的助燃管道为耐高温不锈钢管道，且外侧设置隔热层。可减少输送热风的过程中热量的损耗。
所述的助燃风机与出风管道之间设置调节阀门，调节阀门与助燃风机之间连接有备用助燃风机，左右两侧的进风管道之间连接有急冷风管，备用急冷风机通过三通管连接该急冷风管，三通管与急冷风管之间分别设置阀门。助燃风机与出风管道之间设置调节阀门，可控制向出风管道中的送风的风量及送风速度；设置备用助燃风机，可在助燃风机需要维护或者停止工作时，设备正常运转，不影响生产效率；设置的备用急冷风机、急冷风管及阀门，可在急冷风机停止工作时，继续向进风管道中输送冷风，且可通过阀门调节流量及流速。
本发明的有益效果是：
(1)采用将冷风送入管道中与急冷段进行热量交换的方法，使冷风仅在管道内流动，不与工业窑炉内部及砖坏表面直接作用，因而不会对砖坯造成任何损伤，也不会带出窑炉内任何有害气体或杂质，使用更加安全、可靠、环保；
(2)装置中进入集热管中的冷风吸收急冷段中的热量，使集热管中的气体温度提高，再输送至助燃段，可将助燃风的温度提高至600℃～800℃左右，充分提高热量利用率，不仅有效降低了急冷段的温度，同时也提高了助燃段的温度，并且避免将急冷段内的热风直接引至助燃段，减少了有害气体对环境的污染，且避免了对砖坏造成的破坏；
(3)在不改变工业窑炉原有结构的基础上，在急冷段布置管道，结构简单紧凑，容易实现，改装方便、快捷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中右侧管道进、出风结构的A向示意图。
图3是图1中集热管分布的结构示意图。
图中：1、右助燃管道2、右出风管道3、右进风管道4、A向集热管5、急冷风管6、右急冷风机7、阀门8、调节阀门9、备用助燃风机10、助燃风机11、备用急冷风机12、三通管13、左急冷风机14、左进风管道15、B向集热管16、左出风管道17、左助燃管道18、窑内辊道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
如图1～图3所示，本发明所述的窑炉余热利用节能装置，包括左助燃管道17和右助燃管道1，窑炉的急冷段内布置有左进风管道14、左出风管道16、右进风管道3及右出风管道2，且进风管道与出风管道之间分布有集热管。其中，A向集热管4的进风口连接右进风管道3，出风口连接左出风管道16，右进风管道3的一端连接右急冷风机6，左出风管道16的一端连接助燃风机10，另一端连接左助燃管道17。B向集热管15的进风口连接左进风管道14，出风口连接右出风管道2，左进风管道14的一端连接左急冷风机13，右出风管道2的一端连接助燃风机10，另一端连接右助燃管道1。A向集热管4与B向集热管15间隔分布，每两个A向集热管4之间布置一个B向集热管15。间隔分布的A向集热管4与B向集热管15设置为两层，分别位于窑内辊道18的上、下侧。助燃风机10与出风管道之间设置调节阀门8，调节阀门8与助燃风机10之间连接有备用助燃风机9，左右两侧的进风管道之间连接有急冷风管5，备用急冷风机11通过三通管12连接该急冷风管5，三通管12与急冷风管5之间分别设置阀门7，图示中箭头的方向表示风的流向。
窑炉余热利用节能工艺，首先，分别启动左急冷风机13与右急冷风机6，左急冷风机13开始向左进风管道14内输送冷风，冷风进入B向集热管15中，并在B向集热管15中与急冷段内的热风进行热量交换，急冷段中的温度降低，B向集热管15中的气体温度提高，B向集热管15中的冷风变成热风，进入到右出风管道2内，同时，右急冷风机6向右进风管3道内送风，冷风经A向集热管4的进风口进入A向集热管4中，与急冷段中的气体交换热量，急冷段中的气体温度降低，A向集热管4中的冷风变成热风，进入到左出风管道16。然后启动助燃风机10，助燃风机10分别向右出风管道2、左出风管道16内送风，将从B向集热管15出风口出来的热风一起带入右助燃管道1内，同时将从A向集热管4出风口流出的热风带入左助燃管道17，最终进入到助燃段，提高助燃段的温度。
Claims (5)
1.一种窑炉余热利用节能工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)热量交换：在窑炉急冷段内利用急冷风机向管道中送入冷风，冷风经过急冷段中管道时与急冷段中的热量进行交换，急冷段内气体温度降低，管道的气体温度升高；
(2)热量利用：获得的热风与助燃风机向助燃管道内输送的空气混合，将助燃风的温度提高至600℃～800℃。
2.一种权利要求1所述工艺用的窑炉余热利用节能装置，包括助燃管道，其特征在于：窑炉的急冷段左、右侧均分布有进风管道和出风管道，进风管道的端部连接急冷风机，出风管道的一端连接助燃管道，另一端连接助燃风机，急冷段内分布有集热管，集热管的进风口与一侧的进风管道连接，出风口与另一侧的出风管道连接。
3.根据权利要求2所述的窑炉余热利用节能装置，其特征在于：集热管分为A向集热管和B向集热管，A向集热管和B向集热管中的风向相反，且A向集热管与B向集热管间隔分布。
4.根据权利要求2或3所述的窑炉余热利用节能装置，其特征在于：助燃管道为耐高温不锈钢管道，且外侧设置隔热层。
5.根据权利要求4所述的窑炉余热利用节能装置，其特征在于：助燃风机与出风管道之间设置调节阀门，调节阀门与助燃风机之间连接有备用助燃风机，左右两侧的进风管道之间连接有急冷风管，备用急冷风机通过三通管连接该急冷风管，三通管与急冷风管之间分别设置阀门。
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