專利名稱：豎窯的制作方法
技術領域：
本發明涉及窯爐設備領域，具體是一種豎窯。
背景技術：
現有的豎窯，多用于生產水泥、石灰、焙燒、煅燒多種礦石、塊狀物料等，普遍 存在能耗高、排放不夠環保、熱能利用率低、窯內多混合煤炭燃燒、燃料燃燒不充分、 私、塵及有害氣體排放太多、爐內溫度不均勻，無》去燒制粉狀物料等問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種全新結構的豎窯，可以使燃料燃燒更加充分，能量利 用率更高，排放更加環保，有害氣體排放大大減少，可以使產品更加優良，更加節能 降耗，降低生產成本，大大提高窯爐效率，可以用它生產水泥、石灰、焦寶石、氧化 鋁、礦石纟皆燒等，生產中可不在窯室內加入煤炭，可使產品更加潔凈。也可以向豎窯 內噴入化學反應催化劑、還原劑、添加劑等，使豎窯成為一個高溫化學反應窯，可用 它焙燒、煅燒多種礦石、±央狀物料、粉狀物料等，也可將私、狀物料制成塊狀物料后， 再用本豎窯燒制。本發明豎窯可以使用多種燃料，可4頓任意一種固體、液體、氣體 燃料，也可使用多種混合燃料。
本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現豎窯包括燃料供給裝置、燃 燒室、窯室、風機、氣管、耐火材料、保溫材料，燃燒室側壁設進氣口，進氣口連接 進氣管，進氣管上安裝風機，燃燒室連接燃料供給裝置，窯室設加熱室和冷卻室，加 熱室下部連通冷卻室，加熱室上部設進料口，加熱室上部設出氣口，冷卻室下部設出 料口，加熱室和冷卻室之間設窯室進氣口，燃燒室設出氣口，燃燒室出氣口連通窯室 進氣口。窯室側壁設多條加壓進氣管，加壓進氣管連接加壓風機。加壓進氣管沿窯 室橫截面切線方向設置。出料口連通料室，料室設出氣口，出氣口連接加壓風機進氣 口。冷卻室設進氣口，進氣口連接冷卻風機出氣口。冷卻室下部中軸線上設分料裝置， 分料裝置底部橫截面呈圓形，冷卻室底部中心設出料口，出料口橫截面呈圓形。燃燒室內腔橫截面呈圓形，進氣管沿燃燒室橫截面切線方向連接燃燒室進氣口，進氣管上 設點火燃料供給裝置，進氣管上設點火裝置。加熱室出氣口連接余熱采集器，余熱采 集器尾氣出口連接引風機，引風機連接尾氣處理設備，余熱采集器連接煤炭粉磨設備， 煤炭粉磨設備連接風機，風機連接進氣管，進氣管連接燃燒室。燃燒室下部連通祠瞎 室，S隨室開設流渣口。窯室內設耐火材料孔架。窯室上部橫截面呈圓形，窯室上部 設側壁進氣口，窯室頂部設置除塵芯管，除塵芯管底部密封，除塵芯管上部設有出氣 口，除塵芯管上部連接除塵風機進氣口，除塵風機出氣口連接除塵進氣管，除塵進氣 管沿窯室頂部橫截面切線方向連接窯室上部側壁進氣口 ，除塵芯管側壁開設氣流通 道，氣流通道與除塵芯管半徑成傾斜角度，氣流通道的傾斜方向與除塵芯管外氣流的 旋轉方向相反，除塵芯管內設進料管，進料管出口穿過除塵芯管底部，進料管進口設 在窯室外。燃燒室出氣口內安裝除塵芯管。
本發明的優點在于燃料在燃燒室中渦流燃燒，燃料混^t通過燃燒室結構形成 一個渦流氣旋，渦流氣旋延長了燃料在燃燒室內的滯留時間，延長了燃料的燃燒時間， 使燃料與空氣更好的混合均勻，使燃料充分燃燒。渦流燃燒不但可以創造高溫，也可 以大大提高單位體積燃燒室的發熱量，可以大大提高燃燒室功率，可以降低燃燒室的 建造成本。通過燃燒室排氣口的收縮以及渦流的高速旋轉使直接使用大顆粒固體燃料 成為可能，可以使大顆粒固體燃料在燃燒室中形成貼M燒，可以大大降低固體燃料 破碎費用。燃燒室出氣口縮小以及渦流旋轉使粉塵等不易進入窯室中，可以增加產品 的潔凈度。在燃燒室出氣口內安裝除塵芯管，利用燃燒室內的渦流旋轉實現離心除塵 效果，使粉塵等更不易進入窯室中，可以進一步增加產品的潔凈度。利用S隨室使燃 燒室實現液態S瞎，可進一步提高溫度，提高燃燒室功率，提高窯爐效率。禾擁風機 使燃燒室產生的熱量快速傳遞給窯室內物料，同時利用加壓風機使窯室內形成紊流， 提高了熱氣流的運動距離，提高了熱氣流在窯室內的滯留時間，更好地實現熱傳遞， 使窯室內溫度均勻，使物料受熱均勻。運動是相互的，熱氣流運動使物料相對于熱氣 流也在運動，利用熱氣流圍繞物料的運動代替了使物料翻滾的加熱方式，加熱效果與回轉窯的效果基本一樣，還避免了塊狀物料在回轉窯內因為翻滾導致的破碎問題，使 物料翻滾所需的能耗要遠遠大于使氣流運動所需能耗，可以大大減少會撫，使窯爐更 加節能。也可以禾傭加壓進氣管向窯室內噴入化學反應催化劑或還原抓使窯室成為 一個化學反應爐。可用它焙燒、煅燒多種i央狀物料，也可將粉狀物料壓制成±央狀物料 后，再在窯室內燒制。利用自然沉降使窯室內物料運動到加熱區、冷卻區，利用熱 空氣向上方運動的特點使曉成的物料所帶熱量被空氣帶到加熱區，實現成品的散熱以 及余熱的回采利用，可大大節能。利用物料在冷卻室的滯留使物料形成后熟，更好的 保證物料充分燒制成熟。利用風機吸氣使窯室內形成負壓，使窯室內產生的粉塵、廢 氣不會流失到大氣中，也使裝料、出料時的粉塵不會流失到周圍空間中，可更加環保。 窯室內產生的廢氣被風機輸送至燃燒室，使廢氣中的未燃盡物充分燃燒，使廢氣中的 可燃成分充分燃燒，可進一步節約能源。燃燒室中心軸線與地面呈垂直角度，燃燒的 尾氣從燃燒室下方排出，利用熱空氣向上走的特點，使燃燒室內形成熱對^t，可以降 低排出尾氣的溫度，可更加節能。利用燃燒室的渦流使廢氣自然沉降到燃燒室底部， 最后同燃料廢氣、粉塵等一起從燃燒室排出，可集中處理，也可禾,廢氣制酸、提取 化學成分等。廢氣進入空氣^^室后，禾U用進氣與排氣方向相反，可以利用最冷的新 鮮空氣采集排氣最末端的熱量，經過空氣采熱室加熱后的新鮮空氣經過風機加壓后進 入燃燒室，使熱量得到充分利用，空氣采熱室的高度使熱量更好地向上方傳遞，通過 向下排氣使熱量得到充分利用，大大減少了熱量損耗。本發明豎窯可廣泛應用于水泥、 石灰、氧化鋁、火法煉銅、礦石焙燒等生產中。
附圖1是本發明實施例之一的主視結構示意圖；附圖2是附圖1的A-A向剖視結 構示意圖；附圖3是附圖1的B-B向剖視結構示意圖；附圖4是附圖1的C-C向剖視 結構示意圖；附圖5是本發明實施例之二的主視結構示意圖；附圖6是本發明實施例 之三的主視結構示意圖；附圖7是本發明實施例之四的主視結構示意圖；附圖8是附
具體實施例方式
本發明的主體結構是豎窯包括燃料供給裝置、燃燒室、窯室、風機、氣管、 耐火材料、保溫材料，燃燒室2側壁設進氣口1，進氣口1連接進氣管7，進氣管7
上安裝風機8，燃燒室連接燃料供給裝置，風機8對氣流加壓可以使氣流沖進燃燒室，
使氣流在燃燒室內形成一個旋轉軸與地面垂直的渦流。燃料供給裝置可通過燃料管直 接連接燃燒室，使用液體或氣體燃料時，燃料供纟^置可通過燃料管直接將加壓后的 液體或氣體燃料直接輸ma燃燒室。使用固體燃料時，燃料供給裝置可利用氣流通過 燃料管將粉末狀固體燃料輸皿燃燒室，可利用風機輸送粉末狀固體燃料。也可利用
進氣管7代替燃料管，缺點是燃燒室壓力大時容易造成回火，造成進氣管燒損。燃燒 室2用耐火材料13制作，可用耐火磚砌成，內壁可設一層耐高溫耐磨殼層14。
窯室設加熱室36和冷卻室28，加熱室36下部連通冷卻室28，加熱室與冷卻室 的高度比例可以選擇0.382: 0.618，加熱室高度與加熱室內徑的比例可以選擇1: 0.382。窯室高度可根據燒帝啲物料的品類、顆粒大小、窯室的內徑大小等來定，物 料顆粒大時以及窯室內徑大時可加高窯室。窯室內徑可設置成上下一樣粗的結構，可 簡化建窯工藝。窯室可禾傭坡地依坡而建，可有利于窯室穩固，降低建窯成本，也有 利于上料，平地建窯室需加固，窯室可用鐵板11加固，外圍另設混凝土或鋼結構支 架牢固，上料需用升降裝置，窯室頂部需設操作平臺。窯室內部用耐火磚砌成，耐火 磚層一磚厚即可，耐火磚縫隙要用耐火粘土或耐火水泥密封，耐火磚外部設耐火保溫 層12，可貼一層耐高溫巖棉，巖棉外部可用珍珠巖或爐灰等配合沙土夯實可采用 一層沙土一層爐灰的多層結構，可形成一層軟一層硬的多層結構，可使耐火保纟顯層 12整體結構更有韌性，可保證耐火保溫層12整體結構不出現裂隙，同時可更好地實 現保溫。窯室一般情況下可連續使用數年，窯室大修時可將內部耐火磚統一更換。
為進一步提高產量、降低窯爐造價，可采用一個燃燒室并聯兩個或多個窯室的方 案，可形成雙筒豎窯或多筒豎窯。加大燃燒室，可使燃料更好的燃燒，但是容易加大 熱量散失。加熱室上部設進料口40，加熱室上部設出氣口42，可以在加熱室上部設一個或 多個出氣口，也可以在加熱室上部側壁設多個出氣口，設多個出氣口可以使加熱室內 壓力均衡，有利于加熱室內氣流運動均衡，有利于加熱室內溫度均勻，也可以在加熱 室上部橫向設置一條氣管39，氣管底部開設一個進氣口 38，進氣口 38中心處在加熱 室中心軸線上，進氣口 38可以連接一條垂直豎管81，垂直豎管81具有一定高度， 垂直豎管81可以避免物料進入氣管39。進料口和出氣口可設置為一體，加熱室可同 時利用進料口出氣，缺點是豎窯產生的尾氣不加任何處理就直接排入大氣，不利于環 境保護。可將出氣口與進料口設置成分體的，可在氣管39出氣口處設置引風機，將 引風機排出的尾氣進行處理后排入大氣，可使豎窯內形成負壓，使加料時不會飛灰， 使豎窯更加環保，同時更有利于燃燒室產生的熱氣流進入窯室。可利用傳送帶等裝置 不間斷的加料。
冷卻室下部設出料口 27，冷卻室可適當的加大加高，為降低造價，冷卻室下部 可用粘土磚建造。出料口 27可設在冷卻室底部中心，可設置成漏斗狀，出料口下方 可設置出料門，調節出料門的開合大小即可調節出料速度。出料門下方連接傳送裝置， 可提高機械化程度，可利用傳送帶等傳送裝置不間斷地從出料門將物料輸送出去，可 根據窯室內物料燒制的成熟情況確定出料量和出料速度。出料口下方也可以設置料室 26，可在料室側面上開設側壁出料口 25，可利用鏟車等工具間隔一定時間從側壁出 料口挖取物料。出料口 27也可設置活動爐排使物料漏下，活動爐排可設置成自動控 制的機械裝置，也可設置成人工控制的。
加熱室和冷卻室之間設窯室進氣口 33，窯室進氣口可以設置在窯室側壁上，可 以設置一個或多個窯室進氣口，設置多個窯室進氣口有利于窯室內溫度均勻，但是增 加了清理火道的難度，也加大了窯室造價， 一般設置一個窯室進氣口即可，為減少積 灰，避免物料堵塞進氣口，窯室進氣口 33靠近窯室內壁處可設斜坡。利用燃燒室產 生的壓力可以使窯室進氣口 33上方和下方形成高溫帶，使加熱室上方形成預熱帶， 可更好地對物料加熱。為避免熱氣流沿窯室內壁向上方快速運動，加熱室內徑可以設制成上下一樣粗的結構，可使加熱室內中心和外圍的壓力相對均勻，使加熱室中心和 外圍的熱氣流量相對均勻。同時可以降低窯室內氣流運動阻力，可進一步降低風機能 耗。
燃燒室設出氣口 48，可在燃燒室2上部開設出氣口 48，燃燒室出氣口 48連通窯 室進氣口33，燃燒室與窯室之間可以砌火道46，可用耐火磚砌成，火道頂部可以發 碹拱，可以向窯室方向逐漸抬高，有利于火道內氣流運動，火道內壁也可抹一層耐高 溫、耐磨殼層。火道可以設置清灰門49，清灰門平時密封，清灰時打開即可。燃燒 室、火道外部可以統一設置耐火保溫層12，耐火保溫層12外部可包鐵皮11進一步 密封，可直接利用厚鐵皮作為豎窯外壁。也可將鐵皮改成磚混結構，可在磚混結構內 壁涂抹水泥密封層，可降低造價，密封層可避免耐火保溫層12內氣體向豎窯外圍運 動，使耐火保溫層12內氣體相對靜止，可更好地提高保溫、密封效果。燃燒室、火 道、窯室外部可用彩鋼板等密封，可使豎窯更加美觀。
利用坡地建窯時可將窯室周圍直接夯實即可，可將燃燒室、火道、窯室全部建于 坡內，將燃燒室、火道、窯室周圍直接用沙土夯實，即密封又保溫，可大大降低造價， 可在耐火保溫層外設置薄鐵皮，可進一步實現密封，可避免耐火保溫層12內氣體向 豎窯外圍運動，使耐火保溫層12內氣體相對靜止，可更好地提高保溫、密封效果。
窯室側壁設多條加壓進氣管51，加壓進氣管連接加壓風機44。加壓進氣管51 連接加壓總進氣管34，加壓總進氣管連接總管37，總管37連接加壓風機44，加壓 進氣管51可以焊接在加壓總進氣管34上，即可以焊接在加壓總進氣管外也可以焊接 在加壓總進氣管內。帝怖時要調配好加壓總進氣管內腔面積與所有加壓進氣管內腔總 面積的比例，保證加壓進氣管內形成一定壓力的氣流，氣流壓力不宜過大，要避免氣 流直接沖擊窯室內壁，避免氣流磨損窯室內壁。
加腿氣管51連通加壓總進氣管34，加壓總進氣管34設在窯室壁上，加壓總 進氣管連通加壓總管37，加壓總管37連接加壓風機44，加壓進氣管51沿窯室橫截 面切線方向設置加壓進氣管可以穿過加熱室側壁M加壓總進氣管，加壓總進氣管設在窯室外壁 上，加壓總進氣管要包裹保溫材料，此方案可不考慮窯室纟顯度，可通用于所有豎窯，
可使加壓進氣管經久耐用。加壓總管37可以橫向環繞在窯室外壁上，加壓總進氣管 34與加壓總管37垂直連接，使加壓總進氣管34在窯室外壁上均勻分布，可根據窯 室內徑大小確定加壓總進氣管的分布數量以及相互之間的間隔距離。加壓進氣管可以 沿加熱室橫截面切線方向設置，使出氣口 35方向朝向加熱室橫截面切線方向，可以 很好地將沿著加熱室內壁上升的熱氣流打亂，可以使加熱室內形成渦旋氣流，渦旋氣 流可以使熱氣流向加熱室中心匯聚，即使加熱室內徑較大，渦旋氣流也可使加熱室中 心的物料受到加熱，渦旋氣流碰到物料后形成紊亂氣流，可以提高氣流在加熱室內的 運動距離，提高氣流在加熱室內的滯留時間，更好地實現熱傳遞，可以使加熱室內各 部位的物料都可以均勻受熱。運動是相互的，熱氣流運動使物料相對于熱氣流也在運 動，利用熱氣流圍繞物料的運動代替了使物料翻滾的加熱方式，加熱效果與回轉窯的 效果基本一樣，還避免了塊狀物料在回轉窯內因為翻滾導致的破碎問題，使物料翻滾 所需的旨嫩要遠遠大于使氣流運動所需能耗，可以比回轉窯大大減少能耗，使窯爐更 加節能。加熱室最上部留出一段不設加壓進氣管，可以避免加壓進氣管中的高 顯氣體 沒來得及傳遞給物料即排出窯室外，可以更好的利用余熱。也可以利用加壓進氣管 51向窯室內噴入化學反應催化劑或還原劑，使豎窯成為一個高溫化學反應爐，可用 它焙燒、煅燒多種±央狀物料、粉狀物料。 一部分加壓進氣管51也可以沿窯室橫截面 半徑方向設置，可以使窯室內形成紊亂氣流，使窯室內各部位溫度均勻。
加壓總進氣管34也可以設在加熱室內壁上，加iBi氣管可以焊接在加壓總進氣 管內，可以不影響物料沉降。加壓總進氣管設在加熱室內壁上缺點是容易燒損，優點 是可以禾傭加壓總進氣管進一步采集熱量，可使管內空氣受到加熱，使窯室內溫度更 均勻，窯室內溫度太高時對加壓進氣管材質要求較高，可根據不同的窯室^it條件選 擇不同的材質，窯室溫度低時可采用本方案，加壓進氣管可在窯爐定期大修時維修或 更換。出料口27皿料室26，料室26設出氣口92，出氣口 92連接加壓風機44進氣 口。可在料室頂部設置出氣口92，出氣口92通過管道93連接加壓風機44進氣口， 可使燒制好的物料在料室26內進一步散熱，料室26也可作為冷卻室使用，使熱空氣 通過加壓風機44送入窯室內，可更好的利用余熱。加壓風機44可安裝在窯室頂部， 管道93可直接通到窯室頂部后連接加壓風機。
加壓風機也可安裝在窯室側壁上，加壓總管37 —端設清灰閥。加壓風機吸入的 熱氣中含有大量的灰塵，灰塵沿加壓總進氣管上升時， 一部分灰塵會逐纟斬沉積在加壓 總管內，時間長了會堵塞加壓總管，可以在加壓總管遠離加壓風機的一端設清灰閥， 清灰閥平時關閉，清灰時打開，可禾傭加壓風機的壓力使灰塵從清灰閥內噴出，本方 案缺點是加大窯爐造價。
冷卻室28設進氣口95，進氣口95連接冷卻風機94出氣口。進氣口可通過氣管 96連接冷卻風機，可利用冷卻風機向冷卻室內鼓入常溫空氣，調節好風量，可更好 的冷卻產品，常溫空氣受到冷卻室內燒熟的物料的加熱后向窯室上部運動，最終將熱 量傳遞給窯室內物料，可充分利用余熱。 一部分加熱后的空氣從出料口進入料室后被 加壓風機吸走，重新進入窯室中，可充分利用余熱。
冷卻室下部中軸線上設分料裝置200，分料裝置200底部橫截面呈圓形，冷卻室 底部中心設出料口 27，出料口 27橫截面呈圓形。分料裝置200可以用厚鋼板制作， 可將鋼板切割成圓形，圓的直徑可以選擇冷卻室內徑的0.618倍，鋼板上方可制成圓 錐體，可更好地使物料向粉料裝置周圍運動，分料裝置200可使豎窯內物料均勻漏下。 分料裝置下方可固定在用鋼軌等做成的支架上，支架固定在冷卻室壁上即可。出料口 與分料裝置底部間隔一定高度，可以保證物料從出料口漏下，出料口位于冷卻室底部 中心可使分料裝置200周圍下料均勻。
使用本豎窯時，可以先用生料裝滿窯室，點火后逐漸從窯室出料口泄出窯室底部 生料，再將這些生料從窯室頂部進料口重新裝入窯室即可。燒制水泥時，可將水泥生 料制成3^t央狀，水泥生料中可不摻煤粉，可使水泥品質更好，可比現有水泥回轉窯設備大大降低造價，大大降低能耗，更加環保，也可應用本豎窯技術方案對現有水泥豎 窯進行改造。生產石灰時，對石料顆粒大小無特殊要求，可根據需要確定顆粒大小， 可將石料直接裝入窯內直接燒制即可。可燒第W、i央石灰，單位體積的窯室石灰的產量
可以達到現有石灰窯的3-5倍以上，生產小塊石灰產量更高，用2-4厘米或4-6厘米 的石料生產石灰產量可提高十倍甚至幾十倍以上。小塊石灰活性更高，石灰燒制成熟 度更好，能耗可以比傳統石灰窯降低40%以上，沒有黑煙、粉塵、 一氧化碳、二氧化 硫排放、非常環保，燃燒室溫度可以控制在1200度之內，不會出現石灰過燒現象， 可燒制出高活性的特級小塊石灰。焙燒硫化銅精礦時，可以從尾氣中制硫酸。燒制氧 化鋁時可將氫氧化鋁壓制成塊狀物料，裝入窯中煅燒即可，可比現有氧化鋁燒制設備 大大降低造價，大大降低能耗，更加環保。
本發明實施例之一的結構是燃燒室2內腔橫截面呈圓形，進氣管7沿燃燒室橫 截面切線方向連接燃燒室進氣口 1。燃燒室內腔可以設置成球形，球形燃燒室可以用 耐火磚搭建，可以逐漸搭成圓球形內腔，最后在內腔表面涂抹上耐火水泥或澆注料， 凹凸不平的內腔表面更有利于耐火水泥與內腔表面接觸牢固。
燃燒室進氣口 1位于燃燒室腰線橫截面切線方向的側壁上，進氣角度與燃燒室的 半徑成90度角，氣流在風機的加壓下通過進氣管7沿燃燒室切線方向從進氣口 1進 入燃燒室后，在圓形內壁作用下，氣流在燃燒室中旋轉起來，形成渦流，渦流延長了 燃料在燃燒室的滯留時間，使燃料與空氣更好的混合均勻，改善了燃料燃燒的外部環 境，更好的保證了燃料的充分燃燒。
進氣口 l可以選擇多種幾何形狀，以選擇長方形為好，長方形長邊與燃燒室內腔 垂直于地面的中心軸線平行，長方形長邊可以根據燃燒室弧度做成弧線型。燃燒室進 氣口可設置一個也可設置多個，燃燒室以設置一個進氣口為好，有利于燃燒室內熱對 流，有禾盱提高渦流中心溫度，也有利于降低設備成本。
為減輕氣流以及顆粒物對燃燒室內壁的磨損以及內壁的燒損，可在燃燒室內壁設 置耐火材料層14，可使用高強耐火材料或陶瓷材料，可使用碳化硅等材料，可直接將這些材料摻合少量的耐火7jC泥或其它耐火粘合齊糊成泥狀后涂抹在內壁上，這些材 料凝固后經高溫煅燒后即可形成耐磨耐高溫的殼層。耐火材料層14可設置成多層結 構，每一層選用不同大小的顆粒材料，可抹一層粗顆粒，再抹一層細粉纟纖粒，可更
好的提高耐火材料層14的熱應能力，避免耐火材料層14出現裂隙或脫落。
可以在燃燒室上部開設出氣口 48，燃燒室出氣口 48中心可以設在燃燒室2中心 軸線上，有利于火道46內氣流形成螺旋氣流，有利于氣流運動，也有利于降低火道 46積灰，燃燒室上部出氣口48面積小于燃燒室2最大橫截面積，可以有利于燃燒室
維持燃燒，也有利于提高燃燒室溫度，同時可以減少灰塵進入火道46，燃燒室上部 出氣口面積與燃燒室最大橫截面積的比例可以選擇0.382: 1。燃燒室出氣口面積也
可以再小一些，越小越有利于減少灰塵進入窯室。
使用含灰分的燃料時，燃燒室下部可以開設下部出氣口 32，燃燒室下部出氣口 32可以選擇圓形，下部出氣口 32面積與燃燒室最大橫截面的面積的比例可以選擇黃 金分割比例0.382:1，下部出氣口32中心可以處在燃燒室中心軸線上，下部出氣口 32下部設置灰池21，灰池底部設灰管23，灰管底部設灰門22，灰門平時密閉，清灰 時打開。燃燒室維修時可從下部出氣口進入人員維修，下部出氣口太小時可在燃燒室 壁預設人 L維修時打開，維修完畢后用耐火5^寸閉，外包保溫材料。
進氣管7上設點火燃料供給裝置，進氣管7上設點火裝置9，點火裝置9設在燃 燒室進氣口附近，點火裝置可以設電子點火裝置，點火裝置連接點火燃料管10，可 以使用氣體燃料點火，點火裝置可以調節進燃料量，使用煤炭可以先使用氣體燃料點 火，再4頓重油等廉價燃料進一步提高燃燒室溫度，當溫度達到一定程度時再供給煤 粉，可以降低點火費用。點火燃料管可以設計成斜面開口 24，開口方向朝向燃燒室， 可使液體或氣體燃料更容易進入進氣管。^fOT粉末狀固體燃料比如煤粉時，點火裝置 也可設置一個點火門，可在進氣管上壁設置點火門，點火門平時密封，點火時打開， 向進氣管內填入點火木料柴，點火木柴上噴上柴油，點火后打開風機8，風機將煤粉 噴到點火木柴上即可點火成功，點火木柴也可用沾滿柴油或其它易燃油料的棉紗代替。
為保證點火安全可以在點火器旁設置MM專感器或監控器監測溫度，確保點火成 功。也可在燃燒室2內壁設溫度傳感器監測溫度，可根據溫度調節風禾腿風量和燃料
供給量。點火時風機8開著進風，風量要逐漸加大，逐漸加大點火器的進燃料量，當
燃燒室內形成高溫渦流時就可以使用各種燃料了 。
燃燒室也可設置活動密封點火孔，可用現有的點火槍點火，點火后將點火槍抽出，
將點火 L用密封螺栓密封即可。燃燒室點火極其容易，可以隨時點火，也可以隨時停
火，可以使用任何一種燃料，明附燃料更經濟更合適就使用明附燃料，可以使用生物 質燃料，可以焚燒垃圾、工業沉淀渣等，也可以把各種燃料混合使用，可使用各種煤 質的燃煤，也可使用貧煤、煤奸石，燃煤可以充分燃燒，可使用大顆粒煤粉，燃料燃
盡率可達99.9%以上，絕對不產生黑煙。尾氣排放標準可以跟使用煤氣效果相媲美。 使用固體燃料時，先把它粉碎成一定大小的顆粒，越細越好，顆粒細度與燃燒室 內徑尺寸以及燃燒室內的渦流轉速成正比，內徑越小、渦流轉速越低，煤粉顆粒要求 越小。為保護燃燒室內壁，以選用小的顆粒為好。細小的顆粒會在渦流中充分燃燒， 燃燒產生熱量，熱空氣向上走，使燃燒的顆粒向燃燒室頂部運動，燃盡的灰分會自然 降溫，會隨氣流向燃燒室下部運動，在燃燒室下部氣流會逐漸冷卻，比重會增加，會 隨渦流向燃燒室排氣口運動，在燃燒室下部氣流形成一個從中心至拼圍轉速遞減的渦 流，就像水的漩渦一樣，可以使周圍的粉塵顆粒以及熔渣等被巻進渦流中心，隨渦流 從燃燒室下部出氣口排出落入灰池中。
控制燃料流量即可控制燃燒功率，使用固體燃料時，可以在燃料箱4底部連接一 個水平的螺旋輸送器5，螺旋輸送器俗稱攪籠，螺旋輸送器5出料口連接燃料管6， 螺旋輸送器采用調速電機，調節電機轉速即可調節燃料流量，即可控制燃燒強度。燃 料管底段通到進氣管內，它斜面開口，開口方向與氣流方向同向，這樣可以使氣流對 燃料管產生吸力，有利于固體燃料進AiS氣管。使用煤粉時也可以使用現有的磨煤噴 粉機直接供給燃料。為避免進氣管內,損，可在進氣管內設一層耐火層。為避免進氣管回火，可以加設一條進氣管作為煤粉輸送管97，煤粉輸送管97連 接高壓風機91，高壓風機91進氣口連接粉磨設備，可更好的保證煤粉吹入燃燒室。 煤粉輸送管出口 90與燃燒室進氣口 1緊靠在一起，處在進氣口側方(如圖2所示) 有禾盱燃料與氣體更好地混合，同時可減輕煤粉對燃燒室內壁的磨損。
將加熱室上部出氣口 42與加料口 40設置為一體，可直接向加料口中加料，廢氣 可直接從加料口排出，利用風機8加壓使燃燒室形成正壓，使燃燒室產生的熱氣流進 入窯室，使窯室進氣口 33上方和下方形成煅燒帶，使進氣口 33下方形成順流式加熱， 可更好的加熱物料。使加熱室上部形成預熱帶，使冷卻室下部出料口處形成7令卻帶， 可更好的利用熱量。可在預熱帶和出料口設置溫度傳感器，可根據溫度傳感器調整燒 成弓驢和出料速度，可利用傳送帶等傳送裝置自動出料，可設置電動出料門結合溫度 傳感器自動調節出料速度。可利用傳送帶等傳送裝置自動加料。本實施例方案可以降 低造價，缺點是廢氣沒有進行處理即排入大氣，可以用于石灰生產，可燒制小塊石灰， 可利用石子吸附大部分粉塵，同時加熱室內的石灰可脫硫，廢氣基本可實現排放環保。
本發明實施例之二的結構是在以上結構基礎上，為更好的利用余熱，加熱室出 氣口連接余熱采集器，余熱采集器上部設置進料斗64，可通過進料斗64向豎窯內加 料。余熱采集器中設多條空氣采熱管302，空氣采熱管進氣口 306位于余熱采集器下 部，可以圍繞余熱采集器底部設置多個進氣口 306，有利于進氣均勻。空氣釆熱管出 氣口301位于余熱采集器上部，空氣采熱管表面可以設置采熱片提高采熱效率，余熱 采，尾氣出口 303位于空氣采熱室下部，可使空氣采熱管進氣方向與尾氣的排氣方 向相反，可以用最冷的空氣采集到尾氣中最末端的熱量，從而最大限度的采集余熱。 余熱采麟尾氣出口 303連接弓諷機304，弓諷機304連接尾氣處理設備305，可對 尾氣進行除塵、脫硫等一系列處理，使豎窯排放更環f呆。余熱采集器連接煤炭粉磨設 備，麟粉磨設備連接風機，空氣采熱管出氣口301通過保溫管道312連接煤炭粉磨 設備30S，煤炭粉磨設備連接風機，風機連接進氣管，進氣管連接燃燒室。可利用余
熱對^iS行烘干，可更好iMi;，粉碎，可使用濕度較大的煤炭，免去煤炭晾曬烘干的麻煩，煤炭粉磨設備308可用風掃磨或粉碎機，粉碎機可使用圓筒式錘式粉碎機，
可加長圓筒，增加粉碎錘數量，將圓筒平置，煤炭從圓筒進氣端310加入，可利用攪 籠4等設備控制煤炭加入量，可利用風機8使經過余熱采集器預熱后的空氣穿過粉磨 設備，將磨中粉碎產生的懸浮顆粒從粉磨設備出氣口帶出，帶到風機8中，再通過風 機8吹入燃燒室。可利用粉磨設備與風機8的垂直高差設置垂直豎管309，垂直豎管 可對煤粉顆粒進行自然篩選，顆粒較大的煤粉顆粒可通過粉磨設備出氣口 311重新落 入粉磨設備中繼續進行粉磨。為避免進氣管回火，可以加設一條進氣管作為煤粉輸送 管97，煤粉輸送管97連接高壓風機91，高壓風機91進氣口連接粉磨設備，可更好 的保證煤粉吹入燃燒室，避免進氣管回火。風機8進氣口可以直接連接余熱采集器， 可使進氣管中氣流溫度提高，風機8不斷向燃燒室供給加熱過的高溫氣體，可以大大 提高能量利用率。冷卻風機94進氣口也可以連接余熱采集器，可更好的利用余熱。 本發明實施例之三的結構是在以上結構基礎上，燃燒室下部連通S隨室66， 掃隨室66開設流渣口 65，燃燒室2出氣口 46內安裝除塵芯管67。燒制需要高溫加 熱的物料時，燃燒室需要提高到極高的溫度，燒制一般物料時，為進一步提高燃燒室 熱效率，也可采用大幅提高燃燒室溫度的方法，采用，驟等含有大量灰分的燃料時， 會形成大量的熔渣，熔渣會沿燃燒室內壁流下，燃燒室可采用液態S隨方案，可在燃 燒室下部設置熔渣室66，熔渣室開設流渣口65，流渣口 65平時用塞棒堵塞，S隨時
打開塞棒即可使熔渣從流渣口流出。
燃燒室4OT煤炭等含灰分的燃料生產怕被灰塵污染的材料時，為進一步避免灰塵 進入窯室，可在燃燒室2出氣口內安裝除塵芯管67，除塵芯管底部密封，頂部設有 出氣口，出氣口與燃燒室上部出氣口面積一樣，除塵芯管側壁開設氣流通道，氣流通 道與除塵芯管半徑成傾斜角度，氣流通道的進氣方向與燃燒室內渦流的旋轉方向相 反，可以更好的保證粉塵不會進入除塵芯管。除塵芯管要采用高溫耐火材料，可直接 安裝在上部出氣口處，可以用塞料塞裝在上部出氣口內，用耐火水泥固定即可。為更 好的除塵，除塵芯管67也可以采用圓錐形結構，錐尖垂直朝下，錐底連接在it燒室上部出氣口內，圓錐側面開設傾斜的氣流通道即可，圓錐形除塵芯管更有利于除塵， 對燃燒室內渦流運動更沒有影響，渦流旋轉更不易影響到它的穩定，它的使用壽命更 長。本方案可用于燒制氧化鋁等。
本發明實施例之四的結構是在以上結構基礎上，窯室內設耐火材料孔架，耐火 材料孔架底部坐落在漏斗狀下料口上，漏斗狀下料口下方設置7令卻室28，耐火材料 孔架可用方形耐火磚57壘砌，耐火磚57長寬高的比例可選擇1: 1: 0.5，耐火磚 相互交錯，相互之間留出孔洞，保證粉末狀物料可以從 L洞間漏下。為避免粉末狀物
料從窯室排出，窯室上部橫截面呈圓形，窯室上部設側壁進氣口 77，窯室頂部設置 除塵芯管56，除塵芯管56可用鐵管制作，除塵芯管側壁開設的氣流通道可用條開多板 材58焊制，除塵芯管底部密封，除塵芯管上部設有出氣口，除塵芯管上部連接除塵 風機68進氣口，除塵風機68出氣口連接除塵進氣管69，除塵進氣管69沿窯室頂部 橫截面切線方向連接窯室上部側壁進氣口 77，除塵進氣管69使除塵芯管外形成渦流， 除塵芯管56側壁開設氣流通道55，氣流通道與除塵芯管半徑成傾斜角度，氣流通道 的傾斜方向與除塵芯管外氣流的旋轉方向相反，可以更好的保證粉末狀物料不^t入 除塵芯管。除塵芯管內設進料管52，進料管出口穿過除塵芯管底部，進料管進口設 在窯室外，進料管進口連接料斗53，料斗53設旋轉裝置，避免粉料結塊，保證粉料 從進料管落入窯室，也可設置密封式旋轉卸料器，直接向進料管中卸料。進料管進口 也可以連接物料輸送風機出氣口，粉料從進料管進入窯室的耐火材料孔架上后，在窯 室紊亂氣流的吹動以及自然沉降的作用下，從耐火材料孔架間落下，粉料會在耐火材 料孔架上擱置一定的時間，可以受到加熱，耐火材料會把吸收的熱量直接傳遞給粉料， 也會把熱量輻射給粉料，紊亂氣流也會把熱量傳遞給粉料，紊亂氣流同時加快了熱傳 遞,粉狀物料在沉降過程中逐漸燒希喊熟，呈熔融狀或半熔融狀從漏斗狀下料口漏下， 在冷卻室中快速冷卻成±央狀后從出料口卸出。
《頓本方案可干法生產7jC泥、燒帝愾化鋁等粉末狀物料。粉末狀物料可用風掃磨 或錘式粉碎機等粉磨設備磨制，風掃磨進氣口通過保溫管道連接窯室頂部出氣口，掃磨進氣端設物料進口，物料進口連接卸料裝置，風掃磨出氣口連接物料輸送風禾腿 氣口，物料輸送風機出氣口連接進料管52，可利用物料輸送風機將窯室出氣口的高 溫氣體吸入風掃磨，將風掃磨中的物料烘干加熱，更好地使物料粉碎，高溫氣體將懸 浮顆粒帶入物料輸送風機，物料輸送風機將粉末狀物料通過進料管吹入窯室。燒制水 泥時可設置多臺粉磨設備，可分別對不同的物料進行粉磨，控制不同物料的粉磨量即 可完成7jC泥生料的配比，可控制不同物料對應的卸料裝置的卸料量來控制不同物料的 粉磨量，可利用計量式卸料器來控制，同時可根據各種物料的需求量來設置不同的粉 磨設備大小，可控制流經不同粉磨設備的風量來更好的控制各種物料的配比。
本發明中的各風機流量可以根據溫度傳感器來編排電腦程序，可以電腦控制燃燒室 功率，電腦控制燃料流量，電腦控制燃驗鵬，電腦控制窯室 鵬，電腦控制出料速度， 可使用現有的電腦技術對設備進行微機化管理。
本發明的技術方案并不限制于本發明所述的實施例的范圍內。本發明未詳盡描述的 技術內容均為公知技術。
權利要求
1、豎窯包括燃料供給裝置、燃燒室、窯室、風機、氣管、耐火材料、保溫材料，其特征在于燃燒室(2)側壁設進氣口(1)，進氣口(1)連接進氣管(7)，進氣管上安裝風機(8)，燃燒室(2)連接燃料供給裝置，窯室設加熱室(36)和冷卻室(28)，加熱室下部連通冷卻室，加熱室上部設進料口(40)，加熱室上部設出氣口(42)，冷卻室下部設出料口(27)，加熱室和冷卻室之間設窯室進氣口(33)，燃燒室(2)設出氣口(48)，燃燒室出氣口(48)連通窯室進氣口(33)。
2、 根據權利要求1 .所述的豎窯其特征在于窯室側壁設多條加壓進氣管 (51)，加壓進氣管(51)連接加壓風機(44)。
3、 根據權利要求2所述的豎窯其特征在于加壓進氣管(51)沿窯室橫截 面切線方向設置。
4、 根據權利要求2所述的豎窯其特征在于出料口 (27)連通料室(26)， 料室(26)設出氣口 (92)，出氣口 (92)連接加壓風機(44)進氣口。
5、 根據權利要求l所述的豎窯其特征在于冷卻室(28)設進氣口 (95)， 進氣口 (95)連接冷卻風機(94)出氣口。
6、 根據權利要求l所述的豎窯其特征在于冷卻室下部中軸線上設分料裝 置，分料裝置底部橫截面呈圓形，冷卻室底部中心設出料口 (27)，出料口(27) 橫截面呈圓形。
7、 根據權利要求1所述的豎窯其特征在于燃燒室(2)內腔橫截面呈圓 形，進氣管(7)沿燃燒室橫截面切線方向連接燃燒室進氣口 (1)，進氣管(7) 上設點火燃料供給裝置，進氣管(7)上設點火裝置(9)。
8、 根據權利要求1所述的豎窯其特征在于加熱室出氣口連接余熱采集器， 余熱采集器尾氣出口連接引風機，引風機連接尾氣處理設備，余熱采集器連接 煤炭粉磨設備，煤炭粉磨設備連接風機，風機連接進氣管，進氣管連接燃燒室。
9、根據權利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8任一項所述的豎窯其特征在 于燃燒室(2)下部連通排渣室(66)，排渣室(66)開設流渣口 (65)。
10、根據權利要求l、 2、 3、 4、 5、 7或8任一項所述的豎窯其特征在于 窯室內設耐火材料孔架。
全文摘要
一種豎窯，采用全新的燃燒方式、加熱方式，利用熱對流，利用渦流燃燒，使豎窯更節能環保。利用加壓氣流使窯室內形成渦旋紊流，使物料受熱均勻。運動是相互的，利用熱氣流圍繞物料的運動代替了使物料翻滾的加熱方式，利用自然沉降使物料自然運動到預熱帶、加熱帶、冷卻帶，豎窯設有燃料供給裝置、燃燒室、窯室、風機、氣管、耐火材料、保溫材料，燃燒室側壁設進氣口，進氣口連接進氣管，進氣管上安裝風機，燃燒室連接燃料供給裝置，窯室設加熱室和冷卻室，加熱室下部連通冷卻室，加熱室上部設進料口，加熱室上部設出氣口，冷卻室下部設出料口，加熱室和冷卻室之間設窯室進氣口，燃燒室設出氣口，燃燒室出氣口連通窯室進氣口。本豎窯可用于水泥、石灰、氧化鋁等多種塊狀或粉狀物料生產。
文檔編號F27B1/00GK101482365SQ200810183088
公開日2009年7月15日 申請日期2008年12月4日 優先權日2008年10月9日
發明者陳久斌 申請人:陳久斌