專利名稱：煤矸石脫碳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及脫碳裝置，具體涉及煤矸石脫碳裝置。
背景技術(shù)：
陶粒是人造建筑輕骨料的簡(jiǎn)稱，陶粒具有一系列優(yōu)良的性能，由于質(zhì)輕、保溫、隔熱、隔音、強(qiáng)度高而廣泛用于高層、超高層建筑及大跨度建筑工程。它不僅可減輕建筑物自重，而且具有良好的抗震性能。同時(shí)陶?；炷潦┕みm應(yīng)性強(qiáng)，易與粉刷材料粘結(jié)。由于陶粒具有耐熱、抗凍、耐酸堿、防腐及熱膨脹系數(shù)低等性能，也廣泛用于高速公路、飛機(jī)場(chǎng)跑道的路面材料，還可用作保溫、隔音、隔熱墻體材料及重油脫水和工業(yè)用水的過濾材料。隨著墻材革新與建筑節(jié)能政策的深入貫徹，陶粒成了眾多新型建材中的佼佼者。作為陶粒的生產(chǎn)原料，粘土和頁(yè)巖占了絕大部分的份額，但為符合可利用廢棄物、 節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展、建立資源節(jié)約型社會(huì)的要求，我國(guó)一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市從保護(hù)生態(tài)環(huán)境出發(fā)，已禁止開山采石、挖河取砂，部分省市政府的文件規(guī)定生產(chǎn)企業(yè)可免費(fèi)使用未經(jīng)加工的工業(yè)固體廢棄物。這就為利用煤矸石等廢渣制造陶粒技術(shù)的發(fā)展提供了有利的契機(jī)，而且固體廢棄物通過一定的配料均可以生產(chǎn)燒結(jié)或燒脹陶粒，因此，利用煤矸石等各種固體廢棄物生產(chǎn)陶粒對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，保護(hù)環(huán)境就具有了重大的意義，具有廣闊的市場(chǎng)前景。大部分煤矸石含碳量在5% 30%，而燒制煤矸石陶粒要求煤矸石中含碳量不要過大，以低于13%為宜。現(xiàn)階段的主要解決辦法是大量摻入粘土和頁(yè)巖等礦石，來(lái)降低物料的含碳量，就難免需要開山采石，挖河取沙，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞。另外，當(dāng)用煤矸石燒制的陶粒作為墻面保溫材料時(shí)，含碳量是越低越好，而傳統(tǒng)的摻入法只能降低含碳量，不能去除碳，導(dǎo)致使用時(shí)存在一定的安全隱患。因此，實(shí)用新型一種解決含碳量矛盾，加強(qiáng)對(duì)煤矸石的利用已是一個(gè)刻不容緩、亟待研究解決的重要問題。中國(guó)專利公開號(hào)CN201133760Y，
公開日2007年11月30日，實(shí)用新型創(chuàng)造的名稱為分解爐的下錐體結(jié)構(gòu)，該申請(qǐng)案公開了下錐體結(jié)構(gòu)包括下錐體主體、煙氣引入結(jié)構(gòu)和三次風(fēng)引入結(jié)構(gòu)；其中，煙氣引入結(jié)構(gòu)安裝在下錐體主體的底端，三次風(fēng)引入結(jié)構(gòu)的一端安裝在下錐體主體中，另一端安裝在下錐體主體的一側(cè)，三次風(fēng)引入結(jié)構(gòu)的入口橫截面為五邊形，三次風(fēng)引入結(jié)構(gòu)的中心線與水平面的夾角為10 20° ；煙氣引入結(jié)構(gòu)采用的是工業(yè)中經(jīng)常采用的“天圓地方”結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型目的是提供一種既可以將煤矸石含碳量降低，又不需要摻入其他礦石的煤矸石脫碳裝置，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，降低安全隱患。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型包括脫碳爐，脫碳爐包括脫碳爐筒體和與脫碳爐筒體相連接的下錐體結(jié)構(gòu)，下錐體結(jié)構(gòu)包括下錐體主體、煙氣引入結(jié)構(gòu)和切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還包括進(jìn)風(fēng)管和與脫碳爐筒體出口相連接的出口彎管；進(jìn)風(fēng)管包括進(jìn)風(fēng)管筒體和與進(jìn)風(fēng)管筒體相連接的變徑錐體，變徑錐體與煙氣引入結(jié)構(gòu)相連接，進(jìn)風(fēng)管筒體通過帶有燃料噴嘴安裝管的預(yù)燃室與切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)相連接，燃料噴嘴安裝管上設(shè)有燃料噴嘴；脫碳爐筒體的下部及中下部分別至少設(shè)有一個(gè)撒料箱。預(yù)燃室防止了因?yàn)槿剂系娜紵鹧媸刮锪蠝囟染植窟^高而發(fā)生碳酸鈣等礦石的分解使物料發(fā)粘而導(dǎo)致的結(jié)皮堵塞等問題。撒料箱將物料以分散的方式撒進(jìn)脫碳爐，使物料分兩部分撒進(jìn)脫碳爐，改善了物料在爐內(nèi)的分散狀況和燃燒狀況， 避免了單股料撒入后分散性不好，燃燒不充分的問題。上述變徑錐體通過第一連接管與煙氣引入結(jié)構(gòu)相連接；進(jìn)風(fēng)管筒體通過第二連接管與預(yù)燃室入口相連接，預(yù)燃室出口通過第三連接管與切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)相連接。上述變徑錐體與第一連接管之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的第一閥門；第二連接管與預(yù)燃室之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的第二閥門?？筛鶕?jù)實(shí)際使用情況調(diào)節(jié)預(yù)燃室的氣體流量，優(yōu)化使用參數(shù)。上述脫碳爐筒體與出口彎管之間安裝有膨脹節(jié)。上述脫碳爐筒體的出口采用的是錐形縮口。減小出風(fēng)口截面積，以提高風(fēng)速。本實(shí)用新型的有益效果如下(1)本實(shí)用新型中脫碳爐、預(yù)燃室、進(jìn)風(fēng)管和出口彎管等主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)皆比較簡(jiǎn)單，均可采用普通鋼板卷制焊接而成，制造成本較低；(2)本實(shí)用新型以煤矸石自身燃燒熱為主，以預(yù)燃室燃料燃燒熱為輔，充分利用煤矸石自身燃燒熱，降低額外燃料方面的投資，當(dāng)在點(diǎn)火過程中需要額外增加助燃高溫氣體時(shí)或煤矸石自身熱源不足以維持連續(xù)脫碳需要時(shí)，才由預(yù)燃室點(diǎn)燃的燃料作為輔助熱源；(3)本實(shí)用新型在脫碳過程中，物料在氣流中一直呈懸浮狀態(tài)，提高了熱交換效率，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。(圖中各標(biāo)號(hào)脫碳爐筒體11，撒料箱12，下錐體主體13，煙氣引入結(jié)構(gòu)14，切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)15，進(jìn)風(fēng)管筒體21，變徑錐體22，出口彎管3，預(yù)燃室41，燃料噴嘴安裝管42，第一連接管5，第二連接管6，第三連接管7，第一閥門8，第二閥門9，膨脹節(jié)10)
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。本實(shí)用新型包括脫碳爐、進(jìn)風(fēng)管和出口彎管3。脫碳爐包括上部的脫碳爐筒體11和與脫碳爐筒體11下部相連接的下錐體結(jié)構(gòu)。脫碳爐筒體11的出口與出口彎管3的入口相連接，兩者之間安裝有吸收膨脹使用的膨脹節(jié)10。脫碳爐筒體11的出口采用的是錐形縮口，脫碳爐筒體11采用的是圓柱筒體結(jié)構(gòu)。脫碳爐筒體11的下部安裝有一個(gè)撒料箱12，脫碳爐筒體11的中下部也安裝有一個(gè)撒料箱12。撒料箱12將物料以分散的方式撒進(jìn)脫碳爐，使物料分兩部分撒進(jìn)脫碳爐，改善了物料在爐內(nèi)的分散狀況和燃燒狀況，避免了單股料撒入后分散性不好，燃燒不充分的問題。下錐體結(jié)構(gòu)包括下錐體主體13、煙氣引入結(jié)構(gòu)14和切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)15。切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)15采用的是三次風(fēng)引入結(jié)構(gòu)。一部分煙氣經(jīng)煙氣引入結(jié)構(gòu)14提供上升流場(chǎng)，另一部分煙氣經(jīng)切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu) 15形成旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，兩股氣流使脫碳爐內(nèi)產(chǎn)生一定的旋流強(qiáng)度，促使脫碳爐內(nèi)物料均勻分布， 延長(zhǎng)物料停留時(shí)間，以促進(jìn)碳的完全燃燒。進(jìn)風(fēng)管包括上部的進(jìn)風(fēng)管筒體21和與進(jìn)風(fēng)管筒體21下部相連接的變徑錐體22。變徑錐體22通過第一連接管5與煙氣引入結(jié)構(gòu)14相連接，進(jìn)風(fēng)管筒體21通過第二連接管6與預(yù)燃室41入口相連接，預(yù)燃室41出口通過第三連接管7與切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu) 15相連接。在變徑錐體22與第一連接管5之間安裝有第一閥門8，在第二連接管6與預(yù)燃室 41之間安裝有第二閥門9。預(yù)燃室41的上部安裝有燃料噴嘴安裝管42，燃料噴嘴安裝管42上設(shè)有燃料噴嘴， 煤氣等燃料經(jīng)燃料噴嘴噴進(jìn)預(yù)燃室41燃燒，提供高溫?zé)嵩?；可根?jù)所使用燃料的不同更換不同的燃料噴嘴。預(yù)燃室41防止了因?yàn)槿剂系娜紵鹧媸刮锪蠝囟染植窟^高而發(fā)生碳酸鈣等礦石的分解使物料發(fā)粘而導(dǎo)致的結(jié)皮堵塞等問題。預(yù)燃室41燃料量和通風(fēng)量均可根據(jù)煤矸石熱值的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，在維持系統(tǒng)脫碳能持續(xù)、穩(wěn)定進(jìn)行的情況下，減少燃料使用量，避免資源浪費(fèi)。提供熱源的共有三部分第一部分是將從物料冷卻排出的高溫廢氣或其余的高溫氣體等經(jīng)第一連接管5 從煙氣引入結(jié)構(gòu)14進(jìn)入脫碳爐，提供向上的懸浮氣流；第二部分是高溫氣體進(jìn)入預(yù)燃室 41，經(jīng)預(yù)燃室41上部的燃料噴嘴點(diǎn)燃燃料進(jìn)一步加熱后，從切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)15進(jìn)入脫碳爐；第三部分是煤矸石中所含的碳在脫碳爐中燃燒放出大量熱量，作為脫碳的最大熱源。本實(shí)用新型的工作流程如下高溫?zé)煔饨?jīng)進(jìn)風(fēng)管分作兩部分，一部分通過調(diào)節(jié)風(fēng)量使用的第一閥門8，再通過第一連接管5輸送到煙氣引入結(jié)構(gòu)14，形成向上的氣流流場(chǎng)。另一部分經(jīng)第二連接管6和具有調(diào)節(jié)風(fēng)量分配功能的第二閥門9輸送到預(yù)燃室 41，通過燃料噴嘴進(jìn)行再次加熱，使氣流溫度快速升高后經(jīng)第三連接管7輸送到切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)15，形成旋轉(zhuǎn)氣流流場(chǎng)，在脫碳爐內(nèi)形成噴騰氣流。物料經(jīng)兩個(gè)撒料箱12以分散狀撒進(jìn)脫碳爐內(nèi)，下部的物料在高溫?zé)煔獾淖饔孟鲁蕬腋顟B(tài)，快速分散、吸熱升溫，并點(diǎn)燃物料，脫碳放熱，在氣流到達(dá)中下部的撒料箱12 撒進(jìn)的物料時(shí)，繼續(xù)加熱物料，燃燒放熱，維持了脫碳爐內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻性，提高了脫碳效
^ ο當(dāng)氣流到達(dá)脫碳爐的頂部，經(jīng)脫碳爐筒體11的錐形縮口減小出風(fēng)口截面積，提高風(fēng)速，以攜帶物料經(jīng)膨脹節(jié)10進(jìn)入出口彎管3。出口彎管3連接到氣料分離裝置或冷卻裝置。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.煤矸石脫碳裝置，包括脫碳爐，所述脫碳爐包括脫碳爐筒體(11)和與脫碳爐筒體 (11)相連接的下錐體結(jié)構(gòu)，所述下錐體結(jié)構(gòu)包括下錐體主體(13)、煙氣引入結(jié)構(gòu)(14)和切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)(15)，其特征在于，還包括進(jìn)風(fēng)管和與脫碳爐筒體(11)出口相連接的出口彎管(3)；所述進(jìn)風(fēng)管包括進(jìn)風(fēng)管筒體和與進(jìn)風(fēng)管筒體相連接的變徑錐體(22)，所述變徑錐體02)與煙氣引入結(jié)構(gòu)(14)相連接，所述進(jìn)風(fēng)管筒體通過帶有燃料噴嘴安裝管G2)的預(yù)燃室Gl)與切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)(15)相連接，所述燃料噴嘴安裝管G2)上設(shè)有燃料噴嘴；所述脫碳爐筒體(11)的下部及中下部分別至少設(shè)有一個(gè)撒料箱(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石脫碳裝置，其特征在于，所述變徑錐體0 通過第一連接管(5)與煙氣引入結(jié)構(gòu)(14)相連接；所述進(jìn)風(fēng)管筒體通過第二連接管(6)與預(yù)燃室Gl)入口相連接，所述預(yù)燃室 (41)出口通過第三連接管(7)與切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)(15)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤矸石脫碳裝置，其特征在于，所述變徑錐體0 與第一連接管( 之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的第一閥門(8)；所述第二連接管(6)與預(yù)燃室Gl)之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的第二閥門(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的煤矸石脫碳裝置，其特征在于，所述脫碳爐筒體 (11)與出口彎管⑶之間安裝有膨脹節(jié)(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的煤矸石脫碳裝置，其特征在于，所述脫碳爐筒體 (11)的出口采用的是錐形縮口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了煤矸石脫碳裝置，包括脫碳爐，脫碳爐包括脫碳爐筒體和與脫碳爐筒體相連接的下錐體結(jié)構(gòu)，下錐體結(jié)構(gòu)包括下錐體主體、煙氣引入結(jié)構(gòu)和切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還包括進(jìn)風(fēng)管和與脫碳爐筒體出口相連接的出口彎管；進(jìn)風(fēng)管包括進(jìn)風(fēng)管筒體和與進(jìn)風(fēng)管筒體相連接的變徑錐體，變徑錐體與煙氣引入結(jié)構(gòu)相連接，進(jìn)風(fēng)管筒體通過帶有燃料噴嘴安裝管的預(yù)燃室與切向風(fēng)引入結(jié)構(gòu)相連接，燃料噴嘴安裝管上設(shè)有燃料噴嘴；脫碳爐筒體的下部及中下部分別至少設(shè)有一個(gè)撒料箱。本實(shí)用新型可以將煤矸石含碳量降低，又不需要摻入其他礦石，減少了對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，降低了安全隱患，本實(shí)用新型降低了制造成本、降低了額外燃料方面的投資、提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C04B38/00GK202201835SQ201120307639
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者楊世宏, 譚長(zhǎng)明 申請(qǐng)人:南京西普水泥工程集團(tuán)有限公司