專利名稱：二氧化碳發(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用石灰石做原料，煤做燃料的豎窯式二氧化碳發(fā)生爐。
目前，國內(nèi)外二氧化碳的生產(chǎn)采用的提取機械化豎窯生產(chǎn)石灰產(chǎn)生的窯氣中的二氧化碳?xì)怏w的生產(chǎn)方法，窯氣中的二氧化碳含量在35－42％，含量較低。由于豎窯上下結(jié)構(gòu)基本一致，煤料混燒，上下通風(fēng)，因而產(chǎn)生的二氧化碳?xì)庵须s質(zhì)和有害物質(zhì)含量很高。機械化豎窯在操作中給風(fēng)十分不好控制，給風(fēng)多了窯氣中二氧化碳比縮少，溫度過高，造成提純量大或結(jié)瘤。在窯氣中提取二氧化碳，需要龐大的提純設(shè)備，大量的堿，各種藥劑、熱氣等，成本相當(dāng)高。用這種方法提取的二氧化碳?xì)饧兌炔桓?，質(zhì)量很難保證。一種高純度二氧化碳發(fā)生器——電熱式二氧化碳發(fā)生器。是由碳化硅做爐膽，爐膽外部裝有電熱絲，通電升溫，當(dāng)?shù)V石升溫到350－400℃時關(guān)好爐門，打開放氣閥放掉純度不高的二氧化碳?xì)怏w后，關(guān)好放氣閥，發(fā)生器開始正常工作，用此爐生產(chǎn)的二氧化碳?xì)饨?jīng)過凈化器吸附提純，純度可達(dá)到99.5－99.9％。但由于此發(fā)生爐最高工作溫度只能達(dá)到950℃，因而只能用成本較高的低溫分解原料，不能用石灰石做原料。耗電量大，產(chǎn)量小，在我國電力比較緊張的情況下，不適于大工業(yè)生產(chǎn)，經(jīng)濟效益也不理想。
本發(fā)明的目的就是設(shè)計出一種新型的二氧化碳發(fā)生爐，此爐既吸收了機械化豎窯用石灰石做原料，煤做燃料大工業(yè)生產(chǎn)的特點，又吸收了電熱式二氧化碳發(fā)生器在爐膽外加熱，加熱源和加熱的礦石分開，可獲得高純度二氧化碳的特點，把傳統(tǒng)的燒窯方式來個徹底改變。
本發(fā)明所述的二氧化碳發(fā)生爐是由位于爐體頂部和底部的進、出料罐，上部的預(yù)熱段，中部的煅燒段，下部的悶灰室和冷卻室，爐體外部的燃燒室和監(jiān)測CO2濃度，控制爐溫的電控系統(tǒng)組成。
位于爐體上部的預(yù)熱段有一個由3Cr13Ni7Si2耐熱鋼制作的位于余熱爐膛中心的預(yù)熱爐膽，預(yù)熱爐膽可在700℃以下工作，為了提高預(yù)熱爐膽的導(dǎo)熱性能和提高鋼板的耐腐蝕性，在預(yù)熱爐膽的兩側(cè)涂有高溫紅外線材料，預(yù)熱爐膽的作用是利用來自煅燒段的余熱加熱投入爐內(nèi)的石灰石礦石。由于煅燒段進入預(yù)熱段的余熱可達(dá)600℃－800℃，只靠進入預(yù)熱爐膽的礦石是吸收不了的，因而在余熱爐膛的外側(cè)安有噴流式冷卻器，此噴流式冷卻器是一個在筒壁上打有無數(shù)個小孔的圓筒，分成三段圍在余熱爐膛的外側(cè)，當(dāng)冷空氣從預(yù)熱段下部的進風(fēng)口進入冷卻器時，利用冷空氣的高流速把熱量帶走，加熱好的熱空氣通過與燃燒室接通的熱風(fēng)出口進入燃燒室助燃。噴流式冷卻器的外層是一個兩層鋼板中間夾有珍珠巖的保溫層。
位于爐體中部的煅燒段有一個由1Cr25Ni20Si2耐熱鋼制作的煅燒爐膽，煅燒爐膽置于高溫爐膛的中心，并與預(yù)熱爐膽相連通。為了提高煅燒爐膽的輻射能力和耐腐蝕能力以及耐磨力，在煅燒爐膽的兩側(cè)表面涂有高溫紅外線材料，當(dāng)在預(yù)熱爐膽內(nèi)被加熱到700℃的礦石進入煅燒爐膽時，通過高溫爐膛的高熱把石灰石再加熱到800℃－1100℃，這時礦石開始分解成CaCO3和CO2。高溫爐膛內(nèi)的溫度靠裝在此段的熱電偶和爐體外的電熱控制表來控制，電熱表和鼓風(fēng)機的風(fēng)門變換器連接在一起控制送風(fēng)量的大小，使高溫爐膛內(nèi)的溫度始終控制在礦石分解的最佳溫度。在高溫爐膛的外層是由耐火磚砌成的和保溫材料組成的保溫層。
在煅燒段的下部，冷卻室的上部為一悶灰室，從煅燒段下的800℃的料在此保持溫度繼續(xù)分解，當(dāng)料降低到不能分解的溫度時，進入冷卻器，冷卻器是由多根冷卻管組成，插在需冷卻的石灰中間，通過進入管中的高壓冷風(fēng)把熱量帶走，被加熱的冷空氣通過裝在此室的并與燃燒室熱風(fēng)通道相通的出口進入燃燒室熱風(fēng)通道進行二次補風(fēng)助燃。
燃燒室位于爐體外側(cè)，煅燒段下端的工作平臺上，由熱風(fēng)通道與煅燒段高溫爐膛相通，燃燒室設(shè)有來自預(yù)熱段的熱風(fēng)管和來自冷卻段的二次補風(fēng)管，煤在燃燒室由熱風(fēng)助燃后，送入煅燒段爐膛。此燃燒室外部用普通紅磚砌筑，內(nèi)襯用耐火磚砌成，燃燒室內(nèi)設(shè)有兩個熱電偶，監(jiān)測燃燒室的溫度和熱風(fēng)通道口溫度，以控制煅燒段高溫爐膛的溫度。
在爐體的頂部設(shè)有一個進料罐，罐子的上部有一個進料門，下部有一個料鐘，當(dāng)往爐內(nèi)上料時，先關(guān)閉料罐下部的料鐘，保證爐膽的絕對封閉，當(dāng)料加滿后把進料門關(guān)閉，使外面的空氣不能混入，打開料鐘，礦石流入爐膽內(nèi)。
位于爐底的出料罐，在罐子的上下兩端也設(shè)有兩個門，料罐上部的進料門和料罐下部的出料門。當(dāng)要出料時先關(guān)閉出料門，打開進料門，讓石灰流滿出料罐，然后關(guān)閉進料門，打開出料門。
CO2通過放在冷卻室的出氣口排入下一道工序。
此二氧化碳發(fā)生爐設(shè)有一個電控制系統(tǒng)，包括一個電控制臺，一個電熱控制表和一個CO2監(jiān)測儀。可隨時測定控制溫度、用煤量、礦石原料量、窯氣排氣量、出料溫度、二氧化碳排氣量、給風(fēng)量等。
本發(fā)明所述的二氧化碳發(fā)生爐，爐氣中二氧化碳含量高達(dá)95－99％，用反提純法加凈化，二氧化碳純度可達(dá)99.5－99.99％，加溫容易控制，能使?fàn)t膛內(nèi)形成大面積高溫段而不使原料過燒，結(jié)瘤。其主要產(chǎn)品石灰石和氧化鎂純度高，產(chǎn)量高，全部生產(chǎn)實現(xiàn)自動控制。
下面根據(jù)附圖
圖示對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。
圖二氧化碳發(fā)生爐剖視圖，其中1.進料罐2.(預(yù)熱段)爐殼鋼板3.珍珠巖4.噴流式三梯冷卻器5.余熱爐膛6.預(yù)熱爐膽7.冷空氣進口8.煅燒爐膽9.高溫爐膛10.耐火磚11.保溫材料12.(煅燒段)爐殼鋼板13.熱風(fēng)通道14.熱空氣入口15.燃燒室16.悶灰室17.冷卻冷風(fēng)進口18.冷卻管19.CO2出口 20.電控制臺21.出料罐22.冷卻熱風(fēng)出口23.熱空氣出口24.二次補風(fēng)進口25.(冷卻室)爐壁預(yù)熱爐膽(6)上端與進料罐(1)連通，下端與煅燒爐膽(8)連通，在整個爐體的中心形成一個原料流程膛，在預(yù)熱爐膽的外部是一個鋼板圍成的余熱爐膛(5)，在余熱爐膛的鋼板外側(cè)是三個上面打有許多孔眼，并分為三個梯段的圓筒組成的噴流式三梯冷卻器(4)，在噴流式三梯冷卻器的上下端，爐殼鋼板(2)上焊有冷空氣進口(7)和熱空氣出口(23)，熱空氣出口與燃燒室(15)的熱空氣入口(14)相接。
在煅燒爐膽(8)的外部是一個耐火磚(10)砌成的高溫爐膛(9)，高溫爐膛與余熱爐膛相通，在高溫爐膛的下端爐壁上有一個熱風(fēng)通道(13)與燃燒室相通。悶灰室(16)與煅燒段相接，與煅燒爐膽相通。在悶灰室的下端裝有許多橫、豎冷卻管(18)，冷卻冷風(fēng)進口(17)和冷卻熱風(fēng)出口(22)、二氧化碳出口(19)分別焊接在冷卻室爐壁(25)上。冷卻熱風(fēng)出口與熱風(fēng)通道上的二次補風(fēng)口(24)相通。
預(yù)熱段的保溫層是由兩層鋼板夾有珍珠巖(3)構(gòu)成。煅燒段的保溫層是由耐火磚和煅燒段的爐殼鋼板(12)夾保溫材料(11)構(gòu)成。電控制臺(20)與爐子上的熱電偶以及需要監(jiān)控的部位相接通。
權(quán)利要求1.一種用石灰石做原料，煤做燃料的豎窯式二氧化碳發(fā)生爐，其特征在于它是由位于爐體頂部和底部的進、出料罐，上部的預(yù)熱段，中部的煅燒段、下部的悶灰室和冷卻室，爐體外部的燃燒室組成；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳發(fā)生爐，其特征在于預(yù)熱段是由置于余熱爐膛中的預(yù)熱爐膽，置于余熱爐膛外的冷卻器，焊接在保溫層外部鋼板上的冷風(fēng)進口，熱風(fēng)出口組成；
3.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的二氧化碳發(fā)生爐的預(yù)熱段，其特征在于冷卻器用的是噴流式三梯冷卻器；
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的二氧化碳發(fā)生爐的預(yù)熱段，其特征在于預(yù)熱爐膽用的是3Cr13Ni7Si2耐熱鋼；
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，4所述的二氧化碳發(fā)生爐預(yù)熱段的預(yù)熱爐膽，其特征在于預(yù)熱爐膽的鋼板兩側(cè)涂有高溫紅外線材料；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳發(fā)生爐，其特征在于煅燒段是由熱風(fēng)通道與燃燒室相通的高溫爐膛，置與高溫爐膛中的，并與預(yù)熱爐膽相接的煅燒爐膽，由耐火磚和保溫材料構(gòu)成的保溫層組成；
7.根據(jù)權(quán)利要求1，6所述的二氧化碳發(fā)生爐的煅燒段，其特征在于煅燒爐膽用的是1Cr25Ni20Si2耐熱鋼；
8.根據(jù)權(quán)利要求1，6，7所述的二氧化碳發(fā)生爐煅燒段的煅燒爐膽，其特征在于在煅燒爐膽鋼板兩側(cè)涂有高溫紅外線材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳發(fā)生爐，其特征在于冷卻室是由置于室內(nèi)的冷卻器，裝在爐壁上的冷卻冷風(fēng)進口，冷卻熱風(fēng)出口和CO2出口管組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，9所述的二氧化碳發(fā)生爐的冷卻室，其特征在于冷卻器是由數(shù)根管子組成的風(fēng)管式冷卻器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳發(fā)生爐，其特征在于進料罐的上部設(shè)有進料門，下部設(shè)有料鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳發(fā)生爐，其特征在于出料罐的上部設(shè)有進料門，下部設(shè)有出料門。
專利摘要本實用新型是一種用石灰石做原料，煤做燃料的豎窯式二氧化碳發(fā)生爐，它的特點是在爐子的中心裝有一個由耐熱鋼材做成的爐膽，膽內(nèi)裝礦石，膽外加熱，使加熱源和加熱的礦石分開。此爐可獲得大量的高純度二氧化碳和大量的高純度石灰和氧化鎂。適合大工業(yè)生產(chǎn)二氧化碳。
文檔編號C04B2/12GK2045736SQ89202640
公開日1989年10月11日 申請日期1989年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月15日
發(fā)明者于洪喜 申請人:于洪喜