採用高溫空氣燃燒技術的陶瓷梭式窯的製作方法
2024-04-03 03:14:05
專利名稱：採用高溫空氣燃燒技術的陶瓷梭式窯的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於燃氣窯爐技術領域，具體涉及一種採用高溫空氣燃燒技術的陶瓷梭式窯。
背景技術：
梭式窯屬於間歇式窯爐，是一種高能耗高汙染的熱工設備，在陶瓷行業中使用十分普遍，其性能好壞不僅直接影響到陶瓷產品的質量和生產成本，而且還極大的影響著我們的空氣品質。我國陶瓷生產歷史悠久，品種繁多，而陶瓷燒成則是一個非常重要的環節，隨著社會的不斷發展和科學技術的日益進步，陶瓷窯爐經歷了從柴窯、煤窯、油窯直至現在的燃氣窯這樣一個發展過程，長期以來，陶瓷梭式窯存在著熱能利用率
低、汙染嚴重等問題；自上世紀九十年代以來，我國蓬勃發展起來的梭式窯由於使用了清潔的氣體燃料和新型輕質耐火材料，在節能減排方面取得了很好的效果，但由於窯爐結構、燒成方式及控制技術所限，並沒有從根本上擺脫高能耗、高排放的困境。令人欣慰的是，就在此時，一種代表國際燃燒領域先進水平的高溫空氣燃燒技術正在我國悄然興起，高溫空氣燃燒技術(High Temperature Air Combustion)簡稱HTAC，主要是通過在工業窯爐上採用蓄熱式煙氣餘熱回收裝置，能夠最大限度地回收髙溫煙氣的物理熱，從而大幅度節約能源，提高熱工設備的熱效率，同時減少對大氣的溫室氣體排放。
正是由於HTAC技術把回收煙氣餘熱與高效燃燒及降低C02 、 N0x排放等技術有機地結合起來，從而實現極限節能和極限降低C02、 N0x排放量的雙重目的，因此，近幾年這一技術在我國很多行業得到大力研究和開發，有些領域己經取得了顯著的經濟效益和環保效益。劉趙淼、王秀麗兩位教授在《北京工業大學學報》2006年第7期對國內高溫空氣燃燒技術的發展現狀和趨勢進行了比較全面的分析，指出"HTAC技術對熱工設備行業的節能和降汙具有很大促進作用，因此，進一步開發和推 3廣這一先進燃燒技術勢在必行，發展前景廣闊"。目前，HTAC技術已被鋼鐵、建材、鍋爐等行業應用於熱工設備，但是在陶瓷窯爐的應用至今未有成功的先例(已從江西省科技情報研究所得出査新結果)。
眾所周知，陶瓷梭式窯在燒成過程中會產生大量的煙氣和C02等有害氣體，我們現有的陶瓷梭式窯，在燒成過程中產生的大量煙氣廢熱，都是通過煙囪直接排放到空氣中，熱能利用率非常低，據有關專家測試，間歇式窯爐在燒成過程中，用於燒制產品所消耗的熱能僅佔總能耗的5.37%，其餘的除了窯爐的蓄熱、散熱外，從煙囪中排出的煙氣廢熱，佔總能耗的48.33%，不僅造成了大量的能源浪費，而且汙染了我們人類賴以生存的環境。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種在滿足陶瓷製品燒成工藝要求、保證產品質量的基礎上減少能源浪費、降低環境汙染的陶瓷梭式窯。
本實用新型提出的一種採用高溫空氣燃燒技術的陶瓷梭式窯，包括
窯爐及其監測和控制系統，其特徵是窯爐體的兩側各設一組交替進行
燃燒的A組燃燒器和B組燃燒器，以及對應的A組蓄熱室、B組蓄熱室，所述A組蓄熱室和B組蓄熱室內部都設有蓄熱體，並設有管路與四通換向閥聯接，鼓風機的送風管和排煙機的排煙管也與所述的四通換向閥聯接。
本實用新型的上述兩組燃燒器通過四通換向閥的自動定時切換，交替進行燃燒和排煙，不專設煙囪口。排煙時，高溫煙氣經燃燒器進入蓄熱室進行熱交換，將蓄熱體加熱到接近窯爐溫度，煙氣在迅速冷卻後通過變頻排煙機從煙囪排出， 一段時間後(可根據陶瓷產品特性設置不同的時間)，四通換向閥動作，來自鼓風機的室溫空氣流經蓄熱室，與蓄熱體進行熱交換，將空氣預熱到800 100(TC，在燃燒器中與燃料混合，開始燃燒， 一個燃燒周期就此完成，從而實現本實用新型目的。
本實用新型4. 5M3窯已試製完成，至今已運行了六個月，在此期間，進行了各種陶瓷、顏料產品的燒成試驗，試驗結果表明產品質量及合格率完全達到工藝要求，且節能效果明顯，與同體積的傳統梭式窯相比，
節能達40%以上，C02和N0x排放量也減少40%以上。
附圖是本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和對本實用新型進一步說明
窯爐體1的兩側分設若干對燃燒器，同一側的燃燒器為一組，組成
A組燃燒器2和B組燃燒器10。 A組蓄熱室3和B組蓄熱室9內部都設有蓄熱體，並設有管路與四通換向閥4聯接，鼓風機8的送風管5和排煙機7的排煙管6也與所述的四通換向閥4聯接。本實用新型的燃燒原理是當B組燃燒器10燃燒時，高溫煙氣經A組燃燒器2進入A蓄熱室3進行熱交換，將蓄熱體3加熱到接近窯爐溫度，煙氣在迅速冷卻後通過變頻排煙機7從煙囪排出，經過一段時間，四通換向閥4進行自動切換，改為A組燃燒，B組排煙，如此循環進行脈衝式燃燒，通過變頻技術控制鼓風機8調節助燃風壓力，排煙機7調節窯爐壓力。
蓄熱體選擇蜂窩陶瓷，因為它具有熱震穩定性好、耐高溫高壓、抗氧化和腐蝕、比表面積大、阻力損失小等特性。
燃燒器的噴嘴選用高速噴嘴，由於強力的噴燃系統，可以降低窯內溫差，迅速提高窯溫，實現快速等溫燒成。燃燒器具有可將空氣和燃料的供應通道分離的結構，以便摻混稀釋，使燃料在高溫低氧濃度氣氛中燃燒，同時能夠實現氧化、還原氣氛燒成。
四通換向閥4為直線運動結構，它是窯爐燒成過程中運行最頻繁的關鍵設備，換向系統選用內部先導式電磁閥來完成換向動作，並專門配備一套兼自動、手動功能為一體的換向閥調節控制裝置，確保換向閥安全、可靠的運行。
在燃氣壓力控制系統，採用目前較為先進的空氣/燃氣比例控制調節閥，它是通過調節空氣閥門改變空氣壓力從而相應的改變燃氣壓力來調節燒嘴的功率，以獲得不同狀態下燒嘴所需的壓力，滿足陶瓷燒成對溫度、壓力、氣氛的要求，因此，這種採用高溫空氣燃燒技術的梭式窯不僅能夠燒制氧化焰陶瓷，也完全能夠燒制還原焰陶瓷。
在窯爐的溫度、壓力控制方面，選用了P系列微電腦可編程序控制器，它可以根據溫度、壓力傳感器的反饋信號閉環控制窯溫、窯壓，用戶則可以根據不同的陶瓷產品輸入不同的燒成曲線，同時配有燃氣低壓報警、自動換氣、自動汽化等一套完善的監測和控制裝置。
在供風系統和排煙系統中，採用變頻調節控制技術，解決了傳統梭式窯自然式排煙所造成的窯爐壓力和氣氛難以控制的問題，提高了窯壓的控制精度，為陶瓷節能窯爐氣氛燒成提供保障。
權利要求1、一種採用高溫空氣燃燒技術的陶瓷梭式窯，包括窯爐體(1)及其監測和控制系統，其特徵是窯爐體(1)的兩側各設一組交替進行燃燒的A組燃燒器(2)和B組燃燒器(10)，以及對應的A組蓄熱室(3)和B組蓄熱室(9)，所述A組蓄熱室(3)和B組蓄熱室(9)內部都設有蓄熱體，並設有管路與四通換向閥(4)聯接，鼓風機(8)的送風管(5)和排煙機(7)的排煙管(6)也與所述的四通換向閥(4)聯接。
2、 根據權力要求1所述陶瓷梭式窯，其特徵是所述的蓄熱體為蜂窩陶瓷。
3、 根據權力要求l所述陶瓷梭式窯，其特徵是所述A組燃燒器(2)和B組燃燒器(10)採用的是高速噴嘴，各燃燒器的空氣和燃料供應通道是分離的，兩組燃燒器交替進行燃燒與排煙。
4、 根據權力要求1所述陶瓷梭式窯，其特徵是所述四通換向閥(4)為直線運動結構，內部設有先導式電磁閥，並設有自動、手動一體式換向閥。
5、 根據權力要求1所述陶瓷梭式窯，其特徵是所述監測和控制系統設有空氣/燃氣比例控制調節閥。
6、 根據權力要求1所述陶瓷梭式窯，其特徵是所述監測和控制系統設有p系列微電腦可編程序控制器。
7、 根據權力要求1所述陶瓷梭式窯，其特徵是所述鼓風機(8)和排煙機(7)由變頻調節控制。
專利摘要本實用新型涉及一種採用高溫空氣燃燒技術的陶瓷梭式窯，主要是在窯爐體(1)的兩側各設一組交替進行燃燒的A組燃燒器(2)和B組燃燒器(10)，以及對應的A組蓄熱室(3)、B組蓄熱室(9)，並設有管路與四通換向閥(4)、鼓風機(8)和排煙機(7)聯接，鼓風機調節助燃風壓力，排煙機調節窯爐壓力。由於煙氣溫度低、散熱少，燃燒效率高，從而達到節約能源、保護環境目的。
文檔編號F27D19/00GK201434588SQ20092018517
公開日2010年3月31日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者於重湛, 餘少華, 餘正發, 劉志耕, 吳先益, 吳小婷, 張樹林, 彭志宏, 徐錫保, 段建華, 簡喜輝, 範文婷, 蘋 鄧 申請人:中國輕工業陶瓷研究所