一種用於鈦白粉的煅燒窯的製作方法
2023-10-21 03:03:57 2
本實用新型高溫煅燒設備技術領域，尤其涉及用於鈦白粉的煅燒窯。
背景技術：
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在目前的硫酸法鈦白粉工業化生產中，偏鈦酸的煅燒是將水合二氧化鈦轉變為鈦白粉顏料的唯一途徑，工業上均採用煙氣和物料直接接觸的迴轉窯完成煅燒。迴轉窯屬於迴轉圓筒類設備，筒體內有耐火磚內襯，以低速迴轉。物料與熱的煙氣為逆流換熱，物料從窯的高端（又稱為窯尾）加入，由於筒體為傾斜安裝，在迴轉時，窯內的物料在沿著圓周向翻滾的同時又沿著筒體的軸向移動，燃燒器在筒體的低端（又稱為窯頭）噴入燃料，在專設的燃燒室和混合室內產生高溫煙氣，煙氣進入轉動部分，沿筒體換熱後由高端排出，物料則在翻滾與移動的過程中得到熱量被加熱，經過一系列的物理和化學變化，成為合格的產品從窯頭排出。按溫度由低到高，整個煅燒過程依次包含了游離水的蒸發，結合水的脫除，吸附硫的脫除，結合硫的脫除，二氧化鈦粒子的成長、聚集、晶型穩定與轉化等諸多的過程，其中既包括了物理變化，也包括了化學變化。
現有的迴轉煅燒窯主要存在以下問題：
（1）煅燒尾氣氣量龐大且含塵量大，煅燒窯須配備龐大的除塵、洗氣與煙塵回收等設施來處理煅燒尾氣，不僅投資巨大且運行成本高。
（2）固體物料在煅燒過程中產生的水蒸汽、三氧化硫等進入煙氣並隨尾氣排出，為避免出現露點腐蝕，需要保證較高的排氣溫度，加之尾氣含塵量大，使得尾氣餘熱利用難度大，餘熱利用率很低。
（3）一方面煙氣熱利用率極低，大量熱量從尾氣排出被浪費掉；另一方面煅燒溫度不均勻，影響鈦白粉煅燒質量。
（4）燃料消耗過大，成本高。
技術實現要素：
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本實用新型的目的在於提供一種能夠節省燃料50%以上且煅燒品質好的用於鈦白粉的煅燒窯。
為了達到上述目的，本實用新型是這樣實現的：一種用於鈦白粉的煅燒窯，包括燃燒部、筒體與尾氣部，其特徵在於：在所述筒體內部沿物料流動方向設置有與所述燃燒部和所述尾氣部相通的煙氣管道。採用上述方式設置的煅燒窯，能夠提高燃燒煙氣的熱效率，能夠節省燃料50%以上，而且還提高了鈦白粉的煅燒品質。另外，採用上述方式的煅燒窯，還能夠避免尾氣帶料，尾氣粉塵汙染，有效地降低了物料的損失。
為了進一步提高換熱效率，所述煙氣管道沿所述筒體的軸向設置。而且，採用這樣的設置還能夠減少工藝成本。
為了進一步提高換熱效率，所述煙氣管道至少為兩根。
為了方便落料，所述筒體的與所述尾氣部連接的一端高於與所述燃燒部連接的一端。
為了提高煅燒品質，在所述筒體外壁上設置有驅動所述筒體轉動的轉窯傳動裝置和磚窯託輥。
為了進一步方便物料的流動，在所述筒體的與所述尾氣部連接的一端設置有進料器，在所述筒體與所述燃燒部連接的一端設置有出料器。
為了進一步提高煅燒品質與煅燒後產品的性能，在所述筒體的與所述尾氣部連接的一端設置有與所述筒體內腔相通的排氣裝置。
為了進一步實現窯氣預熱的高效利用，在所述筒體中部和與所述燃燒部連接的一端還設置有與所述筒體內腔相通的排氣裝置。
為了進一步提高換熱效率，所述筒體具有三層，由外到內分別為外殼體層、隔熱層與內殼體層。採用上述方式設置，能夠避免熱量的流失。
為了進一步使得物料煅燒均勻，提高煅燒品質，在所述筒體的內壁上設置有炒料板。
採用本實用新型的用於鈦白粉的煅燒窯，能夠帶來的有益效果有：
1. 煙氣不與物料直接接觸，通過熱傳導與輻射傳熱加熱煅燒料，煙氣尾氣無塵、不含三氧化硫，無需建設龐大的尾氣除塵裝置，同時使尾氣餘熱能夠方便、高效的回收。
2. 在煅燒不同溫度階段分別產生含水蒸氣的窯氣，含三氧化硫的窯氣從各自獨立的管道引出，可實現窯氣餘熱的分級高效利用。
3. 本煅燒窯節能效益顯著，可降低燃料用量50 ％以上。
4. 由於煙氣與煅燒料不直接接觸，燃料的選擇更加廣泛。
5. 煅燒料不再有煙氣帶料的問題，可有效降低物料損失；同時煅燒料在炒料板的炒動、混合下實現均勻受熱，使煅燒品質得到顯著提高。
附圖說明：
圖1為實施例中的煅燒窯結構圖；
圖2為圖1的放大視圖A。
具體實施方式：
下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明，但本實用新型並不局限於這些實施方式，任何在本實施例基本精神上的改進或代替，仍屬於本實用新型權利要求所要求保護的範圍。
實施例1：一種用於鈦白粉的煅燒窯，包括燃燒部1、筒體2與尾氣部3，在所述筒體2內部沿物料流動方向設置有與所述燃燒部1和所述尾氣部3相通的煙氣管道4。
採用本實施例的煅燒窯，能夠提高燃燒煙氣的熱效率，能夠節省燃料50%，而且還提高了鈦白粉的煅燒品質。另外，採用本實施例的煅燒窯，還能夠避免尾氣帶料，尾氣粉塵汙染，有效地降低了物料的損失。
實施例2：如圖1所示，一種用於鈦白粉的煅燒窯，包括燃燒部1、筒體2與尾氣部3，在所述筒體2內部沿物料流動方向設置有與所述燃燒部1和所述尾氣3部相通的煙氣管道4。
其中，所述物料沿所述筒體2的軸向流動，所述煙氣管道4沿所述筒體2的軸向設置。而且，所述煙氣管道4至少為兩根，具體數量根據筒體的尺寸及物料來確定，所述煙氣管道4儘量設置在所述筒體2的中部。在所述筒體2的兩端設置有管板11，所述煙氣管道4安裝在所述管板11上，並且在所述管板11上設置有與所述煙氣管道4連通的孔，能夠使得燃燒部1的煙氣能夠通入所述煙氣管道4，並且使得煙氣從煙氣管道4內流向尾氣部3。
在使用的過程中，將生產鈦白粉的物料放入筒體2的一端，一般是從設有尾氣部的一端放入，使得所述物料沿所述筒體的軸向流動，然後燃燒部1內的帶有大量熱量的煙氣流入所述煙氣管道4，使得煙氣與物料進行逆流換熱，物料在流動的過程中受熱後發生一系列物理反應和化學反應，最終生產鈦白粉並從筒體的靠近燃燒部的一端排出。而煙氣則從所述尾氣部排出。
採用本實施例的用於鈦白粉的煅燒窯，將物料與煙氣進行非接觸式的間接換熱，通過熱傳導與輻射傳熱加熱煅燒料，煙氣尾氣無塵、不含三氧化硫，無需建設龐大的尾氣除塵裝置，同時使尾氣餘熱能夠方便、高效的回收。
而且還可降低燃料用量53％，節能效果顯著。另外，煅燒料不再有煙氣帶料的問題，可有效降低物料損失。使煅燒品質得到顯著提高。
另外，由於煙氣與煅燒料不直接接觸，燃料的選擇更加廣泛。
實施例3：如圖1所示，一種用於鈦白粉的煅燒窯，包括燃燒部1、筒體2與尾氣部3，在所述筒體2內部沿物料流動方向設置有與所述燃燒部1和所述尾氣3部相通的煙氣管道4。
其中，所述物料沿所述筒體2的軸向流動，所述煙氣管道4沿所述筒體2的軸向設置。而且，所述煙氣管道4至少為兩根，具體數量根據筒體的尺寸及物料來確定，所述煙氣管道4儘量設置在所述筒2體的中部。在所述筒體2的兩端設置有管板11，所述煙氣管道4安裝在所述管板11上，並且在所述管板11上設置有與所述煙氣管道4連通的孔，能夠使得燃燒部1的煙氣能夠通入所述煙氣管道4，並且使得煙氣從煙氣管道4內流向尾氣部3。
另外，所述筒體2的與所述尾氣部3連接的一端高於與所述燃燒部1連接的一端。在所述筒體2外壁上設置有驅動所述筒體2轉動的轉窯傳動裝置5和磚窯託輥6。在所述筒體2的與所述尾氣部3連接的一端設置有進料器7，在所述筒體2與所述燃燒部1連接的一端設置有出料器8。
在使用的過程中，將生產鈦白粉的物料從所述進料器7放入筒體2內，物料在重力的作用下沿筒體2的下端流動，所述筒體2通過外部設置的磚窯傳動裝置5與磚窯託輥6進行轉動，帶動筒體2內的物料轉動。同時，燃燒室1內的帶有大量熱量的煙氣流入所述煙氣管道4，使得煙氣與物料進行逆流換熱，物料在流動的過程中受熱後發生一系列物理反應和化學反應，最終生產鈦白粉並從出料器排出。而煙氣則從所述尾氣部3排出。
在本實施例中，所述燃燒部1包括與所述筒體2相連的燃燒混合室21和與所述燃燒混合室12相連的燃燒器13，燃料與空氣在燃燒器13內混合燃燒產生高溫火焰，並產生950-1150℃的高溫煙氣，所述高溫煙氣進入燃燒混合室12並與燃燒混合室12內的煙氣混合，然後進入到所述煙氣管道4，並在煙氣管道4內流動，與物料進行逆流換熱，換熱後從所述尾氣部3的低溫煙室排出，進入低溫煙室的煙氣溫度為400-450℃。所述物料在加入時溫度為40-45℃，並在筒體2內不斷被加熱，並依次發生游離水的蒸發，結合水的脫除，吸附硫的脫除，結合硫的脫除，二氧化鈦粒子的成長、聚集、晶型穩定與轉化等物料或化學過程，最終生成的鈦白粉從排料器排出，排出溫度為900-950℃。
另外，對從所述低溫煙室4排出的煙氣進行收集，將其引入空氣預熱器與空氣進行熱交換，使得煙氣溫度進一步降低至80-120℃後通過煙囪排放，預熱後的空氣分別進入燃燒器13的空氣進口與燃燒混合室12的空氣進口。
採用本實施例的用於鈦白粉的煅燒窯，將物料與煙氣進行非接觸式的間接換熱，通過熱傳導與輻射傳熱加熱煅燒料，煙氣尾氣無塵、不含三氧化硫，無需建設龐大的尾氣除塵裝置，同時使尾氣餘熱能夠方便、高效的回收。
而且還可降低燃料用量58％，節能效果顯著。另外，煅燒料不再有煙氣帶料的問題，可有效降低物料損失。使煅燒品質得到顯著提高。
另外，由於煙氣與煅燒料不直接接觸，燃料的選擇更加廣泛。
實施例4：如圖1和圖2所示，一種用於鈦白粉的煅燒窯，包括燃燒部1、筒體2與尾氣部3，在所述筒體2內部沿物料流動方向設置有與所述燃燒部1和所述尾氣部3相通的煙氣管道4。
其中，所述物料沿所述筒體2的軸向流動，所述煙氣管道4沿所述筒體2的軸向設置。而且，所述煙氣管道4至少為兩根，具體數量根據筒體2的尺寸及物料來確定，所述煙氣管道4儘量設置在所述筒體2的中部。在所述筒體2的兩端設置有管板11，所述煙氣管道4安裝在所述管板11上，並且在所述管板11上設置有與所述煙氣管道4連通的孔，能夠使得燃燒部1的煙氣能夠通入所述煙氣管道4，並且使得煙氣從煙氣管道4內流向尾氣部3。
另外，所述筒體2的與所述尾氣部3連接的一端高於與所述燃燒部1連接的一端。在所述筒體2外壁上設置有驅動所述筒體2轉動的轉窯傳動裝置5和磚窯託輥6。在所述筒體2的與所述尾氣部3連接的一端設置有進料器7，在所述筒體2與所述燃燒部1連接的一端設置有出料器8。
本實施例中在所述筒體2外壁還設置有與筒體內腔相通的排氣裝置9，所述排氣裝置9優先設置在所述筒體2的與所述尾氣部3連接的一端。作為另一種實施方式，還可在所述筒體2中部和與所述燃燒部1連接的一端設置排氣裝置9。在本實施例中，共設置有三個排氣裝置9，分別設置在筒體2工作時筒體2內溫度為200℃以下的A段、溫度為400-600℃時的B段和溫度在650-900℃的C段。
另外，本實施例中筒體2壁由外到內分別為外殼體層21、隔熱層22與內殼體層23。其中所述隔熱層22採用的隔熱材料為陶瓷纖維。
作為另一種實施方式，在本實施例中的筒體2的內壁上設置有炒料板10。
在使用的過程中，將生產鈦白粉的物料從所述進料器7放入筒體2內，物料在重力的作用下向筒體2的下端流動，所述筒體2通過外部設置的磚窯傳動裝置5與磚窯託輥6進行轉動，帶動筒體2內的物料轉動，物料在轉動的同時被筒體內壁設置的炒料板10炒動與混合。同時，燃燒部1內的帶有大量熱量的煙氣流入所述煙氣管道，使得煙氣與物料進行逆流換熱，物料在流動的過程中受熱後發生一系列物理反應和化學反應，最終生產鈦白粉並從出料器排出。而煙氣則從所述尾氣部排出。
在本實施例中，所述燃燒部1包括與所述筒體2相連的燃燒混合室12和與所述燃燒混合室12相連的燃燒器13，燃料與空氣在燃燒器13內混合燃燒產生高溫火焰，並產生950-1150℃的高溫煙氣，所述高溫煙氣進入燃燒混合室12並與燃燒混合室12內的煙氣混合，然後進入到所述煙氣管道4，並在煙氣管道4內流動，與物料進行逆流換熱。在換熱的過程中，從所述A段的排氣裝置9中排出了物料第一階段游離水的蒸發、結合水的脫除的過程中產生的窯氣，並對窯氣進行收集引入工藝換熱器進行餘熱回收利用。從所述B段的排氣裝置9中排出了物料第二階段吸附硫的脫除、結合硫的脫除所產生的含三氧化硫的窯氣，對窯氣進行收集並引入鈦白粉水解工序進行利用。從所述C段的排氣裝置9中排出了物料在第三階段二氧化鈦粒子的成長、聚集、晶型穩定過程中產生的窯氣，對窯氣進行收集並引入工藝換熱器進行餘熱回收利用。而煙氣管道4內的高溫煙氣經過換熱後從所述尾氣部3的低溫煙室排出，進入低溫煙室的煙氣溫度為400-450℃，將其引入空氣預熱器與空氣進行熱交換，使得煙氣溫度進一步降低至80-120℃後通過煙囪排放，預熱後的空氣分別進入燃燒器13的空氣進口與燃燒混合室12的空氣進口。另外，所述物料在加入時溫度為40-45℃，並在筒體2內不斷被加熱，最終生成的鈦白粉從排料器排出，排出溫度為900-950℃。
採用本實施例的用於鈦白粉的煅燒窯，將物料與煙氣進行非接觸式的間接換熱，通過熱傳導與輻射傳熱加熱煅燒料，煙氣尾氣無塵、不含三氧化硫，無需建設龐大的尾氣除塵裝置，同時使尾氣餘熱能夠方便、高效的回收。
而且還可降低燃料用量65％，節能效果顯著。另外，煅燒料不再有煙氣帶料的問題，可有效降低物料損失。使煅燒品質得到顯著提高。
另外，由於煙氣與煅燒料不直接接觸，燃料的選擇更加廣泛。
並且，在煅燒不同溫度階段分別產生含水蒸氣的窯氣，含三氧化硫的窯氣從各自獨立的管道引出，可實現窯氣餘熱的分級高效利用。