[发明专利]富氧及全氧燃烧辊道窑

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷窑炉，特别是涉及一种以高浓度氧包括高纯氧作为助燃介质的辊道窑。

背景技术

全球气候变暖已日趋严重，温室气体的排放已引起世界各国和中国政府的关注。气候变暖速度的加快已严重的影响到了经济的发展。中国是世界陶瓷及耐火材料的生产大国，陶瓷的总产量已接近世界总产量的百分之五十，二氧化碳、氮氧化物和废气的排放量在世界陶瓷行业也是大户。降低陶瓷及耐火材料窑炉也就是辊道窑和隧道窑的能耗、二氧化碳、氮氧化物和废气的排放量已成为世界各国研究和发展的方向。传统工业炉的燃烧是以空气为助燃介质，空气中氧气的含量为21％，氮气的含量为78％，在以空气为助燃介质的燃烧过程中，燃烧产生的热大量的用来加热氮气，热效率低，能耗大，燃烧产物量大，特别是对大气危害极大的氮氧化物的产生量大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为解决上述现有工业炉的能耗和降低窑炉的燃烧产物排放量问题，特提供一种富氧及全氧燃烧辊道窑，该辊道窑以氧浓度大于21％氧气为助燃介质的燃烧方式代替以空气作为助燃介质的燃烧方式，从而能够大大降低现有的陶瓷及耐火材料窑炉也就是辊道窑燃烧产物排放量，同时能耗也降低。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：提供一种以体积浓度至少为21％氧的助燃介质与燃料一起在燃烧器中燃烧，且不需要空气助燃风机的富氧及全氧燃烧辊道窑。该辊道窑包括升温区、烧成区、急冷区、降温区、燃料和助燃输送系统、温度控制系统、燃烧系统、排烟系统、余热系统。燃烧器安装在烧嘴砖处。

本发明提供的是以高浓度氧为助燃介质的富氧及全氧燃烧辊道窑(简称窑炉)，与传统的采用助燃介质是空气的陶瓷窑炉相比，具有以下的主要优点：

其一.以浓度大于21％氧为助燃介质的燃烧方式代替以空气作为助燃介质的燃烧方式，因此本窑炉的燃烧产物比传统的陶瓷窑炉降低50％以上，这样可使本窑炉的排烟系统的总功率大大降低，体积也减少较多，向大气的排放量有较大的降低。

其二.本窑炉燃烧后的高温气体比传统的陶瓷窑炉燃烧后的高温气体干净，所以本窑炉能够生产出高质量的陶瓷产品。

其三.助燃介质采用高浓度氧后，氧的制备和窑炉可以分开，所以本窑炉不需要助燃风机，整个窑炉的噪音有所降低。

其四.本窑炉采用高浓度氧燃烧时，助燃介质中氧气的含量大于21％，氮气的含量小于15％。增加氧气的浓度，热效率就会提高。由于氧气的浓度和反应温度决定着窑炉内的物理化学反应，当氧浓度增大时，氧化速率增大，非常有利于坯体中碳的氧化，加速碳的排除，加速燃料的燃烧并保证CO完全燃烧为CO₂，大大提高燃烧效率，同时可降低烧成制品的烧成周期。

其五.本窑炉氧燃烧时，由于助燃介质中氮气含量的降低，在相同的能耗下，火焰温度升高，窑内辐射传热的效率就高，燃烧产物的体积减少，减少了废气带走的热损失，故除了可提高氧化反应速度，提高产量外，还可提高燃烧器的效率，降低燃料用量，降低能耗，减少排放量，窑炉内温度更均匀，产品合格率更高。

其六.本窑炉采用氧燃烧时，助燃介质中氧气的含量大于21％，氮气的含量小于15％，在燃烧产物中，氮氧化物的含量比以空气作为助燃介质时降低60％以上。

总之，本发明为解决陶瓷辊道窑的废气排放量大的问题采用了高浓度氧燃烧的辊道窑，这种辊道窑热效率高，所以燃烧产物量比以空气为助燃介质的燃烧降低50％以上，产生的氮氧化物大大降低，可降低能耗10％以上，把有害物质的排放量能够降到最低点。

附图说明

图1是本发明富氧及全氧燃烧辊道窑的预热区2和烧成区3的布置示意图。

图2是图1中A-A剖视图，该图反映了本辊道窑的剖面结构及燃烧器6的布置。

图中：1.窑体；2.预热区；3.烧成区；4.高浓度氧助燃介质和燃料管道；5.排烟系统；6.燃烧器；7.烧嘴砖；8.燃料入口；9.助燃介质入口

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

本发明提供的富氧及全氧燃烧辊道窑，其结构如图1、图2所示：是一种以体积浓度至少为21％氧的助燃介质与燃料一起在燃烧器6中燃烧，且不需要空气助燃风机的富氧及全氧燃烧辊道窑；燃烧器6安装在烧嘴砖7处。该辊道窑的窑体1包括预热区2、烧成区3、燃料和助燃输送系统4、排烟系统5、急冷区、降温区、温度控制系统、燃烧系统，其中预热区2和烧成区3通过高浓度氧助燃介质和燃料管道4相连。

所述的助燃介质，其氧气的含量体积浓度为21％至99％；其氮气的含量体积浓度至少小于15％。