[发明专利]一种带燃烧器的加热炉装置

说明书

本发明涉及一种带燃烧器的加热炉装置，所述燃烧器包括煤气和助燃空气的预混室，煤气和助燃空气燃烧后提供恒温的高温热烟气输入石灰窑进行煅烧。该装置使用热值较低、廉价的高炉煤气作为燃料，生成的恒温的高温烟气满足石灰窑煅烧及其它工业炉窑的需要，从而降低燃料成本，提高产品质量，另外本发明所述装置可以实现空煤气全燃烧，从而提高加热炉的热效率。

技术领域

本发明涉及一种用于石灰窑生产石灰的加热炉。

背景技术

石灰即氧化钙（CaO），广泛应用于钢铁工业、电石工业、氧化铝工业、耐火材料等工业，也是这些大规模工业领域所必需的生产原料之一，例如在冶金工业中，每生产1吨的钢就需要约150-170公斤的石灰。制取石灰的主要原料是石灰石，石灰石主要成分是碳酸钙（CaCO₃），烧制石灰的基本原理就是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳。

石灰制取工艺过程主要分为预热、煅烧、冷却和卸灰。基于现有的石灰制取技术的工艺方法是：将石灰石和固体燃料装入石灰窑，或者在石灰石装入石灰窑的同时，将气体燃料、助燃空气经管道和燃烧器送入窑体燃烧，燃料与助燃空气混合燃烧后产生的高温烟气用于对石灰石进行加热、煅烧；石灰石被加热到800℃~850℃开始分解，到1200℃完成煅烧，生成石灰成品；生成的石灰经过冷却后，卸出窑外，即完成生石灰产品的生产。在现有的石灰生产工艺中，由于燃烧过程是在窑体内部完成，因此窑体内部只能采用负压或微正压，燃烧火焰和高温烟气所携带的热量分布不均匀且难以控制，需要较长的煅烧时间才能保证窑体内部的石灰石矿料全部分解，这就使得石灰窑的生产率较低，且欠烧和过烧率较高，所谓欠烧就是矿料里的部分碳酸钙没有分解，所谓过烧就是石灰成品与矿料杂质中的硅反应生成硅酸钙，这都会严重影响石灰成品的品质，导致石灰活性度降低。

现有的石灰窑按燃料分：有混烧窑（即以烧固体燃料为主，包括焦炭、焦粉、煤等）和气烧窑（即以燃烧气体燃料为主，如高炉焦炉混合煤气、高炉转炉混合煤气、焦炉煤气、转炉煤气、电石尾气、发生炉煤气、天然气等），其中，因为石灰品质高，气烧窑应用更为广泛；按窑形分：有竖窑、回转窑，具体来说，有环形套筒窑、并流蓄热式双膛竖窑（麦尔兹窑）、弗卡斯窑、西姆窑等； 按操作方式分：有负压操作窑（如环形套筒竖窑、梁式窑等）和正压（微正压）操作窑（如并流蓄热式双膛竖窑等）。

现有的石灰窑技术、尤其是各种气烧窑共有的特点是都需要配置燃烧系统，气烧窑的燃烧系统一般由多排、多组金属燃烧器分布组成，配置有气体燃料管道和助燃空气管道、喷嘴等。也就是说，现有的气烧窑技术都是在窑内燃烧，燃烧火焰和高温烟气所携带的热量分布不均匀且难以控制，不仅石灰窑的生产率较低，石灰成品的品质也不易均匀。

综上所述，对于应用比较广泛的不同形式的气烧窑来说，其结构形式和煅烧形式虽然有所区别，但工艺流程、主要设备构成基本类似，共性的特征都是采用了安装在窑体上的金属燃烧器对矿料进行加热煅烧，煅烧时间较长，运行费用高、维护费用高，生产率较低，很难消除“欠烧”或“过烧”现象。工程技术人员虽然进行了许多重大改进，但上述共性问题依然没有得到彻底解决。

为了解决上述问题，发明人尝试用现有的加热炉装置为石灰窑提供煅烧热烟气，但现有的加热炉技术普遍采用金属烧嘴，存在功率较小、效率较低、难以提供满足石灰窑煅烧的高温烟气等技术缺陷，同时，也存在煤气不能完全燃烧的问题，这导致燃料浪费严重，排放也很难达到环保要求。

加热炉作为一种比较常见的工业炉窑形式被广泛应用在各类工业领域，在冶金工业领域，加热炉主要应用于喷煤煤粉干燥、轧钢的钢材加热等，一般采用金属燃烧器，由于常规加热炉多采用金属烧嘴，输入的空煤气都不宜使用较高预热温度，输出的热烟气温度一般低于1000℃，且烟气量较小，因此，现有的加热炉装置很难适应石灰窑煅烧需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种带燃烧器的加热炉装置，该装置采用以耐火材料制成的陶瓷燃烧器，可以提供恒温的高温热烟气输入石灰窑进行煅烧。