CN107806760B - 环形全自控排蜡节能环保隧道窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陶瓷产品生产设备设施领域，具体为一种环形全自控排蜡节能环保隧道窑，包括窑炉基础、窑车及窑车运转系统、燃烧系统、风机管道系统及控制系统，所述窑炉基础呈环形状且留有装卸区缺口，沿着环形方向依次布置有排蜡段、预热升温段、高温烧成段及冷却段，装卸区位于排蜡段的起始端与冷却段的终点端之间。本发明采用环形结构的隧道窑，占地少、节省空间、降低投资成本；窑车在环形轨道上循环运行，不用外轨转车，窑车自身蓄热量不易流失，运行平稳，装卸方便。本发明的隧道窑，结构新颖，保温隔热性能高、能耗低，热效率高，烧成产品质量好，符合节能环保要求。

Description

环形全自控排蜡节能环保隧道窑

技术领域

本发明涉及电子陶瓷生产设备设施领域，特别涉及陶瓷产品的排蜡烧结隧道窑。

背景技术

现有用于烧结特种陶瓷产品的隧道窑，一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带--烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。在台车上放置装入陶瓷制品的匣钵，连续地由预热带的入口慢慢地推入(常用机械推入)，而载有烧成品的台车，就由冷却带的出口渐次被推出来。这种传统的直拱形隧道窑，占地面积大，运行成本高，烧结后的蜡不能回收，能源利用率低，容易造成资源的大量消耗浪费，不够节能。

发明内容

针对上述现有直拱式隧道烧结窑炉存在的上述问题，申请人进行研究及改进，提供一种环形全自控排蜡节能环保隧道窑。

为了解决上述问题，本发明采用如下方案：

一种环形全自控排蜡节能环保隧道窑，包括窑炉基础、窑车及窑车运转系统、燃烧系统、风机管道系统及控制系统，所述窑炉基础呈环形状且留有装卸区，沿着环形方向依次布置有排蜡段、预热升温段、高温烧成段及冷却段，装卸区位于排蜡段的起始端与冷却段的终点端之间。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述窑炉基础沿着周向分为11.5节，所述排蜡段包括1-7节，第1节的入窑端设置窑头封闭气幕；第2-7节的两侧窑墙、窑车平面上布置有排蜡孔并连接有抽吸风机；第8节为所述预热升温段，该段的两侧窑墙设有事故处理孔；第9-10节为所述高温烧成段，高温烧成段的两侧窑墙上下布置有恒温喷枪；第11-11.5节为所述冷却段，冷却段的两侧窑墙上留有散热降温孔、窑顶上安装有热交换器。

所述排蜡段的第2-7节连接的所述抽吸风机与排蜡废气处理器相连。

所述高温烧成段两侧窑墙上下部交错布置所述恒温喷枪。

所述冷却段的窑墙设置有一对事故孔；冷却段的11.5节为直冷段，在直冷段的末端窑墙两侧布置两对直冷气幕。

所述窑炉基础的窑顶为平顶结构，窑墙及窑顶均为现场砌筑式，每层及各节之间均错缝砌筑，每节之间留有膨胀缝。

所述窑车的窑车砌体的承重部位采用荷重软化温度高的特级高铝质砖，边围采用耐高温毯棉做保护处理，不承重部位填充含锆陶瓷纤维棉。

所述燃烧系统包括燃料供应系统、助燃系统及烧成器；所述燃料供应系统的燃气主管与高温烧成段的恒温喷枪相连并设置有燃气同步执行器，每个恒温喷枪对应于一处温度测点设置一个控制单元，所述控制单元连接所述燃气同步执行器，燃气同步执行器根据控制单元的温度信号控制所述恒温喷枪的燃气供应量；所述助燃系统包括通过送风管路与高温烧成段连接的高压离心送风机，所述送风管路上安装有压力表及双金属温度计。

所述隧道窑还包括排蜡废气处理器，所述排蜡废气处理器包括相连的一级处理器及二级处理器，所述一级处理器中设置有急冷管并与第一常温水管连接，所述急冷管的进入端与废气输出管相连，一级处理器的下端为急冷液出口并与石蜡回收池相连；所述二级处理器中插置有废气燃烧器并与第二常温水管相连，废气燃烧器的下端浸没在二级处理器中的常温水中，二级处理器的排气口与烟囱相连；所述一级处理器与二级处理器之间通过排放管相连，所述排放管上安装有气液分离器，排放管的端部连接二级处理器中的废气燃烧器。

所述气液分离器的气体排出口通过管道与所述废气燃烧器连接，液体排出口连接至收集器并与常温水共同输入至二级处理器；所述二级处理器中设置有鼓泡管。

本发明的技术效果在于：

本发明采用环形结构的隧道窑，占地少、节省空间、降低投资成本；窑车在环形轨道上循环运行，不用外轨转车，窑车自身蓄热量不易流失，运行平稳，装卸方便。本发明的隧道窑，结构新颖，保温隔热性能高、能耗低，热效率高，烧成产品质量好，符合节能环保要求。本发明采用排蜡废气处理器对废气进行二级处理，其处理效果好、处理彻底，节能环保。

附图说明

图1为本发明的窑炉的俯视图。

图2为本发明中窑车置于窑炉中的结构示意图。

图3为本发明中排蜡废气处理器的结构原理图。

图4为本发明中拍蜡废气处理器于窑炉中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本实施例的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，包括窑炉基础1、窑车2及窑车运转系统、燃烧系统、风机管道系统及控制系统，窑炉基础1呈环形状且留有装卸区10，沿着环形方向依次布置有排蜡段11、预热升温段12、高温烧成段13及冷却段14，装卸区10位于排蜡段11的起始端与冷却段14的终点端之间。窑炉基础1中设置有环形轨道，窑车2于所述环形轨道上运行。

本发明中，窑炉基础中：基础底部地基要求加3:7灰土夯实；基础厚度约为350mm，由下至上分别为100mm厚C15混凝土垫层和250mm厚C20钢筋混凝土，窑体置于钢筋混凝土至上。窑炉基础的周长约为51.5米，每4米为一节，沿着周向分为11.5节，排蜡段11包括1-7节，第1节的入窑端设置窑头封闭气幕，以阻止外界冷空气进入窑内，采用自抽窑内热风封闭，封闭效果好，对提高烧成速度及节能降耗起到一定的促进作用。第2-7节的两侧窑墙、窑车平面上布置有排蜡孔并连接有抽吸风机(备用一台)，抽吸风机用于抽吸窑内废气；第8节为预热升温段12，该段的两侧窑墙设有事故处理孔，以备处理倒钵事故；第9-10节为高温烧成段13，高温烧成段13的两侧窑墙上下布置有恒温喷枪3，作为优选，恒温喷枪3在两侧窑墙上下部交错布置，该区域为高温烧结区，多喷嘴小流量的燃烧系统，使得窑内上下部和左右部温差很小，气氛均匀，有利于产品质量的提高。第11-11.5节为冷却段14，冷却段14的两侧窑墙上留有散热降温孔、窑顶上安装有热交换器，热交换器交换后的热风作为助燃冯，冷却段14还设有一对事故孔，便于处理突发事故。冷却段14的11.5节为直冷段，在直冷段的末端窑墙两侧布置两对直冷气幕，便于更好的冷却产品。

本发明的窑炉窑体保温密封效果好，窑顶厚度根据各段节温度要求有所不同，窑炉基础1的窑顶为平顶结构，窑墙及窑顶均为现场砌筑式，每层及各节之间均错缝砌筑，每节之间留有膨胀缝。

窑车2的窑车砌体21的承重部位采用荷重软化温度高的特级高铝质砖，边围采用耐高温毯棉做保护处理，不承重部位填充含锆陶瓷纤维棉。窑车2上所有耐火砖均采用高温粘接剂砌筑，该结构轻质、保温且牢固，既起到了承重作用，又能良好的密封窑体，降低窑底的蓄热和散热，有效地降低窑炉能耗。窑车2与窑墙之间设有曲封结构，曲封间隙为25mm。窑车上的曲封用高温棉处理，确保窑内热量不会从窑车下面外泄。窑车2置于窑炉中的示意图如图2所示，窑车2上通过烧结钵运送产品，窑炉基础的窑墙上错开安装恒温喷枪3。窑车运转系统中，窑内轨道需全面进行水平校准，按照窑炉建筑标准修整和加固。窑车圆形运转装置采用能够平稳的齿轮传动，旋转方式为连续缓慢运行，能使产品均匀加热，运行速度可以变频调节，以应付各种场面，根据工艺要求，在外轨回车线的前端配套设有一条长约30米的干燥窑。

本发明中，具体地，燃烧系统包括燃料供应系统、助燃系统及烧成器；燃料供应系统的燃气主管与高温烧成段13的恒温喷枪3相连并设置有燃气同步执行器，每个恒温喷枪3对应于一处温度测点设置一个控制单元，控制单元连接燃气同步执行器，燃气同步执行器根据控制单元的温度信号控制恒温喷枪3的燃气供应量；助燃系统包括通过送风管路与高温烧成段13连接的高压离心送风机，送风管路上安装有压力表及双金属温度计。送风管道连接多根助燃风支管，助燃支管设置在窑墙保温层内，利于助燃风保温，以达到燃料完全充分燃烧，节能。每个连接喷枪支管上配置有电动调节阀和手动刻度蝶阀。

本发明中，恒温喷枪的选择，考虑到高温窑内温度场的均匀性，为使烧成带的温度控制调节灵活，截面温差控制在±3℃以内，选用高速节能式烧嘴，火焰喷射速度为60米/秒以上。高温段采用上下交错均布的方案，多喷嘴，小流量，均匀性高。

本发明中，与窑体相连的风机，包括窑头封闭气幕系统风机1台、窑头排蜡系统风机2台(一开一备)、助燃风机2台(一开一备)、及窑尾直冷风机1台。所有风机均配置有减震系统。

本发明中的控制系统，包括计算机控制系统、排风控制系统、燃烧控制系统、热工测控系统、窑车运行系统及安全保护系统。需要说明的是，本发明采用的自动控制系统，均为现有技术，故其原理本发明未做详述。

计算机控制系统，该窑采用计算机全自动控制系统，具有人性化操作界面，既能分散控制又能集中监控，既具管理功能，又具控制功能。主要包括温度、压力等各类参数的显示、设定、自动控制和报警，风机、燃气主管电磁阀、电机等设备的工作和报警，历史数据的记录、积累、和图形分析，各执行器的开度显示等多种综合功能。该控制系统具有先进可靠，控制精度高，操作筒便，易于掌握等特点。所有参数的显示和控制均由控制站来完成，控制站主要由复合PLC及相关卡件组成，与计算机之间由总线连接。操作站则主要起数据的收集和存储作用，可直观地对各种参数数据进行记录、设定、修改、等管理工作，并可与工厂计算机联网，以便工人管理人员能方便快捷地对窑炉的运行情况进行浏览和分析。

通排风控制系统，本发明的窑炉，配备有封闭、排腊、助燃、直冷等共6台通、引风机，所有风机低压电器均按过载保护要求选型，确保连续风机运行安全可靠。排腊风机与助燃风机之间、助燃风机与煤气燃料之间实现安全连锁。这样不但充分保障了窑炉运行的安全性，而且有效的避免了人为因素所造成的损失。

燃烧控制系统，包括对燃气供给系统、助燃供风系统及燃烧器等的综合控制。燃气主管压力采用自动变频调节。全窑有10支喷枪均配有比例阀和电动执行器，可根据各个温度变化对喷枪进行调节，与燃气各个执行器配套能适时调节各个喷枪助燃空气与燃气的混合比例，以便更好的升温和节省能耗。

热工测控系统，本发明的窑炉共设50点温度测点、4点压力测点。烧成段设置有10点温度测点，另外排蜡总管和助燃总管各安装一台双金属温度计现场显示热烟气和热空气的温度，以保护风机不致因温度过高而受到损害。全窑4点压力测点分别设在排烟、烧成窑压、助燃主管、燃气主管等位置上。

窑车运转系统，利用齿轮传动缓慢平稳的作圆形转动，控制运转设备的自动运行、定位。整个窑车运转系统全自动完成，只需人工装卸产品。

安全保护系统，包括通排风系统与燃烧系统的安全连锁控制、窑车自动运转系统的全线安全连锁控制、风机的过载保护和各温度和压力参数超限检测等，采用声光报警方式。能有效地对窑炉运行情况进行检测和报警。

如图3所示，本发明的隧道窑，还包括排蜡废气处理器4，排蜡废气处理器4包括相连的一级处理器41及二级处理器42，一级处理器41中设置有带急冷处理器415的急冷管411并与第一常温水管412连接，急冷管411的进入端与废气输出管413相连，一级处理器41的下端为急冷液出口并与石蜡回收池414相连；二级处理器42中插置有废气燃烧器421并与第二常温水管422相连，废气燃烧器421的下端浸没在二级处理器42中的常温水中，二级处理器42的排气口与烟囱5相连；一级处理器41与二级处理器42之间通过排放管43相连，排放管43上安装有气液分离器44，排放管43的端部连接二级处理器42中的废气燃烧器421。

气液分离器44的气体排出口通过管道与废气燃烧器421连接，液体排出口连接至收集器45并与常温水共同输入至二级处理器42；二级处理器42中设置有鼓泡管423。

排蜡废气处理器4的工作原理如下：

一级处理器41：从排蜡工艺过来的机械排气(废气)，首先通过一级急冷浸没处理器，该处理器中进入的常温水(一般≦30℃)，废气通过急冷管411进入急冷处理器415内，部分蜡蒸汽凝固，部分油酸液化，急冷液通过底部脉冲阀脉冲排放，排放液可对固态蜡回收，回收至石蜡回收池414中，部分油酸液收集而重复利用。其余气态废气通过急冷液后从一级处理器41顶部排出，在排放管43设置气液分离器44，带出的水分被分离出送至二级处理器42回收利用。

二级处理器42釆用浸没燃烧法，从一级处理器41出来经过气液分离的气体废气进入到二级浸没燃烧处理器中，该废气基本上均属于有机物，在高效节能浸没燃烧器中充分燃烧，例如如下方程式是蜡的某一种形式，燃烧后生成二氧化碳与水:

C₂₅H₃₂+33O₂→25C0₂十16H₂0(蜡的一种形式)

废气中其它有机物的燃烧过程与上类似。

为使排放高效达标，燃烧后的气体在通过二级处理器42水浴(常温水)，进行吸附除味加之一级处理器41起到双重保险。浸没燃烧器釆用小流量天然气机械扩散式烧嘴(废气燃烧器421)，节能。经过二级处理后的废气进入烟囱5自然排出。

如图4所示，为本发明的排蜡废气处理器4与窑炉基础1的连接示意图。一级处理器41与隧道窑的烧成段的风机相连，将废气排入至急冷处理器415中处理；二级处理器42中废气燃烧器421产生的热量，还可通过管道输送至窑炉的排蜡段11或/和预热升温段12，以节省能源。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (9)

1.一种环形全自控排蜡节能环保隧道窑，包括窑炉基础(1)、窑车(2)及窑车运转系统、燃烧系统、风机管道系统及控制系统，其特征在于：所述窑炉基础(1)呈环形状且留有装卸区(10)，沿着环形方向依次布置有排蜡段(11)、预热升温段(12)、高温烧成段(13)及冷却段(14)，装卸区(10)位于排蜡段(11)的起始端与冷却段(14)的终点端之间；

所述隧道窑还包括排蜡废气处理器(4)，所述排蜡废气处理器(4)包括相连的一级处理器(41)及二级处理器(42)，所述一级处理器(41)中设置有急冷管(411)并与第一常温水管(412)连接，所述急冷管(411)的进入端与废气输出管(413)相连，一级处理器(41)的下端为急冷液出口并与石蜡回收池(414)相连；所述二级处理器(42)中插置有废气燃烧器(421)并与第二常温水管(422)相连，废气燃烧器(421)的下端浸没在二级处理器(42)中的常温水中，二级处理器(42)的排气口与烟囱(5)相连；所述一级处理器(41)与二级处理器(42)之间通过排放管(43)相连，所述排放管(43)上安装有气液分离器(44)，排放管(43)的端部连接二级处理器(42)中的废气燃烧器(421)。

2.根据权利要求1所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述窑炉基础(1)沿着周向分为11.5节，所述排蜡段(11)包括1-7节，第1节的入窑端设置窑头封闭气幕；第2-7节的两侧窑墙、窑车平面上布置有排蜡孔并连接有抽吸风机；第8节为所述预热升温段(12)，该段的两侧窑墙设有事故处理孔；第9-10节为所述高温烧成段(13)，高温烧成段(13)的两侧窑墙上下布置有恒温喷枪(3)；第11-11.5节为所述冷却段(14)，冷却段(14)的两侧窑墙上留有散热降温孔、窑顶上安装有热交换器。

3.根据权利要求2所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述排蜡段(11)的第2-7节连接的所述抽吸风机与排蜡废气处理器(4)相连。

4.根据权利要求2所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述高温烧成段(13)两侧窑墙上下部交错布置所述恒温喷枪。

5.根据权利要求2所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述冷却段(14)的窑墙设置有一对事故孔；冷却段(14)的11.5节为直冷段，在直冷段的末端窑墙两侧布置两对直冷气幕。

6.根据权利要求2-5中任一所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述窑炉基础(1)的窑顶为平顶结构，窑墙及窑顶均为现场砌筑式，每层及各节之间均错缝砌筑，每节之间留有膨胀缝。

7.根据权利要求1所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述窑车(2)的窑车砌体(21)的承重部位采用荷重软化温度高的特级高铝质砖，边围采用耐高温毯棉做保护处理，不承重部位填充含锆陶瓷纤维棉。

8.根据权利要求1所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述燃烧系统包括燃料供应系统、助燃系统及烧成器；所述燃料供应系统的燃气主管与高温烧成段(13)的恒温喷枪(3)相连并设置有燃气同步执行器，每个恒温喷枪(3)对应于一处温度测点设置一个控制单元，所述控制单元连接所述燃气同步执行器，燃气同步执行器根据控制单元的温度信号控制所述恒温喷枪(3)的燃气供应量；所述助燃系统包括通过送风管路与高温烧成段(13)连接的高压离心送风机，所述送风管路上安装有压力表及双金属温度计。

9.根据权利要求1所述的环形全自控排蜡节能环保隧道窑，其特征在于：所述气液分离器(44)的气体排出口通过管道与所述废气燃烧器(421)连接，液体排出口连接至收集器(45)并与常温水共同输入至二级处理器(42)；所述二级处理器(42)中设置有鼓泡管(423)。