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CN108489265A - 一种岩棉生产的全氧燃烧技术及全氧燃烧熔化炉 - Google Patents

一种岩棉生产的全氧燃烧技术及全氧燃烧熔化炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种岩棉生产的全氧燃烧技术，包括以下几个步骤：1）向全氧燃烧熔化炉中添加原材料玄武岩和白云石；2）从熔化炉的进风口向熔化炉内通入天然气和纯氧；3）点燃熔化炉内天然气，控制天然气和纯氧进入炉内的流量，对原材料进行加热熔化，熔化温度达2600‑2800℃。该全氧燃烧技术运用天然气和纯氧作为燃料，避免了环境污染，提高了熔化温度，即实现了节能环保的目的，又提高了生产的岩棉的质量。本发明还公开了一种全氧燃烧熔化炉，将传统的炉壁夹套式结构改为管道式结构，管道内通入的冷却水经熔化炉内高温加热产生高压蒸汽，从而对炉壁进行降温，该熔化炉结构简单、节约了能量，降低了生产成本，减少了环境污染，实现了节能环保的目的。

Description

一种岩棉生产的全氧燃烧技术及全氧燃烧熔化炉
技术领域
本发明涉及岩棉生产技术领域，具体涉及一种岩棉生产的全氧燃烧技术及全氧燃烧熔化炉。
背景技术
岩棉是一种常见的保温隔热材料，采用玄武岩、焦炭、白云石和矿渣等原材料经过融化、离心机离心使其纤维化再进过进一步加工形成岩棉板或其他产品。随着国民经济的发展和国家节能政策的落实，建筑及工业保温隔热用岩矿棉制品的需求量越来越大，但国内现有的用于岩矿棉生产的熔化炉，大都是用焦炭做为主要燃料，该种焦炭燃烧法在生产过程中有硫氧化物和氮氧化物的排放，对环境污染较严重，而顶部设置烟气处理装置仍不能较完全的处理掉烟气中的有害物质，这些有害物质排放到空气中会严重危害人体健康。另外，采用焦炭燃烧法熔化温度较低，在生产岩棉的原料中需要额外加入矿渣来提高熔化温度，从而导致岩棉的酸度系数降低，生产过程中产生的渣球含量较高，降低了岩棉的质量，而且焦炭燃烧法能耗较高、热能利用率较低，违背了节能环保的生产要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种岩棉生产的全氧燃烧技术及全氧燃烧熔化炉，该全氧燃烧技术运用天然气和纯氧作为燃料，避免了环境污染，提高了熔化温度，即实现了节能环保的目的，又提高了生产的岩棉的质量。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种岩棉生产的全氧燃烧技术，包括以下几个步骤：1）向全氧燃烧熔化炉中添加原材料玄武岩和白云石；2）从熔化炉的进风口向熔化炉内通入天然气和纯氧；3）点燃熔化炉内天然气，控制天然气和纯氧进入炉内的流量，对原材料进行加热熔化，熔化温度达2600-2800℃。
所述玄武岩和白云石的重量百分比为（75%-85%）：（15%-25%）。
所述天然气和纯氧流量的比例为1：（2-2.5）。
一种全氧燃烧技术中所使用的全氧燃烧熔化炉，包括熔化炉本体，所述熔化炉本体为圆柱形结构，熔化炉的炉壁包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设有与熔化炉柱体方向平行的管道，所述管道底部设有环形水箱，环形水箱环绕在熔化炉底部内壁上，管道顶部设有圆管，圆管环绕在熔化炉顶部内壁上，管道底部与环形水箱相连通，管道顶部与圆管相连通，所述环形水箱上设有进水口，圆管上设有蒸汽出口；所述熔化炉顶部设有进料口，熔化炉侧面底部设有进风口，进风口下端设有出料口，熔化炉底部设有保温腔，保温腔上部为流体层，所述流体层与出料口相通，流体层上设有燃烧室，燃烧室上部设有隔板，隔板上部为储料室。
所述进风口包括至少四个，环形均匀分布与熔化炉底部的四周。
所述管道包括至少八个，呈环形阵列式均匀分布在内壁和外壁之间的夹层空腔内。
所述进风口包括中心风口和外风口，中心风口连接天然气通道，外风口连接纯氧通道。
所述天然气通道上设有天然气流量控制阀，纯氧通道上设有氧气流量控制阀，熔化炉内设有温度传感器，所述天然气流量控制阀、氧气流量控制阀以及温度传感器与控制系统电连接。
所述熔化炉的炉壁上设有观察窗口。
本发明与现有技术相比，本发明采用全新全氧燃烧技术，把天然气和纯氧混合作为绿色清洁燃料，相较于传统的焦炭燃烧发，燃烧时只产生二氧化碳和水蒸气，无硫氧化物和氮氧化物等污染物的排放，而且通过该全氧燃烧技术工艺，熔化温度可高达2600-2800℃，无需加入矿渣来提高熔化温度，提高了岩棉的成纤率和生产产量，而且生产的岩棉酸度系数得到提高，岩棉的质量较好，较大程度的超过了国家标准，同时采用全氧燃烧技术较天然气和空气组合燃烧技术气体流量减小，流速减慢，避免了过多氮气将热能带走的现象，提高了炉内的热能利用率。
另外，本发明中全氧燃烧技术中所使用的全氧燃烧熔化炉将传统的炉壁的夹套式结构改进为管道式结构，管道内通入的冷却水经熔化炉内高温加热产生高压蒸汽，从而对炉壁进行降温，避免了夹套内冷却水温度升高后通入冷却塔内冷却后在通入熔化炉的工艺步骤，精简了工艺过程，同时高压蒸汽从熔化炉内排出后可以转化为电能、动能、热能等，充分做到了能量的回收再利用，避免了资源浪费，节约了生产成本，提高了岩棉生产过程的综合经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中沿A-A截面的示意图；
图3为本发明中管道和圆管的分布示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员对本发明更好地理解，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：
一种岩棉生产的全氧燃烧技术，包括以下几个步骤：1）向全氧燃烧熔化炉中添加原材料玄武岩和白云石；2）从熔化炉的进风口向熔化炉内通入天然气和纯氧；3）点燃熔化炉内天然气，控制天然气和纯氧进入炉内的流量，对原材料进行加热熔化，熔化温度达2600-2800℃。
所述玄武岩和白云石的重量百分比为（75%-85%）：（15%-25%）。
所述天然气和纯氧流量的比例为1：（2-2.5）。
如图1至图3所示，一种全氧燃烧技术中所使用的全氧燃烧熔化炉，包括熔化炉本体1，所述熔化炉本体1为圆柱形结构，熔化炉本体的炉壁包括内壁2和外壁3，内壁2和外壁3之间设有与熔化炉柱体方向平行的管道15，所述管道15底部设有环形水箱17，环形水箱17环绕在熔化炉底部内壁上，管道15顶部设有圆管16，圆管16环绕在熔化炉顶部内壁上，管道15底部与环形水箱17相连通，管道15顶部与圆管16相连通，所述环形水箱17上设有进水口，圆管上设有蒸汽出口；所述熔化炉顶部设有进料口4，熔化炉侧面底部设有进风口，进风口下端设有出料口10，熔化炉的底部设有保温腔12，保温腔12上部为流体层11，所述流体层11与出料口10相通，流体层11上设有燃烧室13，燃烧室13上部设有隔板14，隔板14上部为储料室。
所述进风口包括至少四个，环形均匀分布与熔化炉底部的四周。从熔化炉底部四周均匀的向熔化炉内通入燃烧气体，可保证熔化炉的燃烧室内温度均匀一致，进而对原料进行均匀加热。
所述管道15包括至少八个，呈环形阵列式均匀分布在内壁和外壁之间的夹层空腔内。管道的壁厚可根据实际承受蒸汽压力的不同合理选取即可。将管道均匀分布于内壁与外壁之间，可以对熔化炉均匀的降温，保证炉壁温度均匀一致，避免出现局部降温不均匀而使炉壁受热过高损坏的现象。
所述进风口包括中心风口8和外风口6，中心风口8连接天然气通道9，外风口6连接纯氧通道7。设置两个风口分别通入天然气和氧气，使天然气和纯氧在到达熔化炉之后在结合燃烧，避免提前混合出现爆炸等危险。
所述天然气通道上设有天然气流量控制阀，纯氧通道上设有氧气流量控制阀，熔化炉内设有温度传感器，所述天然气流量控制阀、氧气流量控制阀以及温度传感器与控制系统电连接。通过控制系统合理的控制天然气和纯氧的气体流量以保证炉内天然气完全燃烧同时保证炉内温度，使熔化温度达2700℃左右，保证较高的成纤率。
所述熔化炉的炉壁上设有观察窗口5，便于工作人员观察熔化炉内部的燃烧情况。
本发明的全氧燃烧熔化炉在使用时，首先原料从进料口输送入熔化炉中，底部进风口处通入天然气和纯氧气体燃烧对原料进行加热，使之熔化，熔化后的流体从出料口排出后进入下一生产步骤，熔化炉炉壁的冷却过程为从底部的环形水箱入水口通入冷却水，冷却水沿各管道向上流动，在向上流动的过程中，冷却水被加热蒸发形成蒸汽，然后从管道顶部的圆管出气口输送到汽轮机，进而将蒸汽能量进行转化作为后续使用，节约了能源以及生产成本，提高了整体经济效益。

Claims (9)

1.一种岩棉生产的全氧燃烧技术，其特征在于：包括以下几个步骤：1）向全氧燃烧熔化炉中添加原材料玄武岩和白云石；2）从熔化炉的进风口向熔化炉内通入天然气和纯氧；3）点燃熔化炉内天然气，控制天然气和纯氧进入炉内的流量，对原材料进行加热熔化，熔化温度达2600-2800℃。
2.根据权利要求1所述的岩棉生产的全氧燃烧技术，其特征在于：所述玄武岩和白云石的重量百分比为（75%-85%）：（15%-25%）。
3.根据权利要求2所述的岩棉生产的全氧燃烧技术，其特征在于：所述天然气和纯氧的流量比例为1：（2-2.5）。
4.一种根据权利要求1至3任一项所述的全氧燃烧技术中所使用的全氧燃烧熔化炉，其特征在于：包括熔化炉本体，所述熔化炉本体为圆柱形结构，熔化炉本体的炉壁包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设有与熔化炉柱体方向平行的管道，所述管道底部设有环形水箱，环形水箱环绕在熔化炉底部内壁上，管道顶部设有圆管，圆管环绕在熔化炉顶部内壁上，管道底部与环形水箱相连通，管道顶部与圆管相连通，所述环形水箱上设有进水口，圆管上设有蒸汽出口；所述熔化炉顶部设有进料口，熔化炉侧面底部设有进风口，进风口下端设有出料口，所述熔化炉本体的底部设有保温腔，保温腔上部为流体层，所述流体层与出料口相通，流体层上设有燃烧室，燃烧室上部设有隔板，隔板上部为储料室。
5.根据权利要求4所述的全氧燃烧熔化炉，其特征在于：所述进风口包括至少四个，环形均匀分布与熔化炉底部的四周。
6.根据权利要求5所述的全氧燃烧熔化炉，其特征在于：所述管道包括至少八个，呈环形阵列式均匀分布在内壁和外壁之间的夹层空腔内。
7.根据权利要求6所述的全氧燃烧熔化炉，其特征在于：所述进风口包括中心风口和外风口，中心风口连接天然气通道，外风口连接纯氧通道。
8.根据权利要求7所述的全氧燃烧熔化炉，其特征在于：所述天然气通道上设有天然气流量控制阀，纯氧通道上设有氧气流量控制阀，熔化炉内设有温度传感器，所述天然气流量控制阀、氧气流量控制阀以及温度传感器与控制系统电连接。
9.根据权利要求8所述的全氧燃烧熔化炉，其特征在于：所述熔化炉的炉壁上设有观察窗口。
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