换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的制作方法

专利名称：换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产工业固体硅酸钠的换热式马蹄焰熔窑。
背景技术：
目前，大多数生产硅酸钠的熔窑采用反射炉，就是将火焰或高温炉气在炉膛内沿炉顶压向熔池，依靠火焰、炉顶及炉壁的辐射传热对物料进行熔制。单位能耗很高，生产效率低。
现有技术中此类熔窑已由下述专利文献予以披露专利说明书87215562(1988年10月12日公布)描述了双拱顶窑炉由上拱顶及下拱顶构成。
专利说明书93239801.4(1994年12月14日公布)附图亦披露了其为双拱顶窑炉。
上述生产工业硅酸钠产品采用由上拱顶、下拱顶构成的双拱顶窑炉(又可称为双碹窑炉，其构成因此也称外碹、内碹)。小炉设置于窑池一端头，废气从下拱顶的另一端向上翻转180°，流经两层拱顶之间的通道而进入换热室。这样就使下拱顶在整个生产周期始终处于高温下，并且被料粉蚀损，严重的影响了熔窑的使用寿命。而且，烘窑时间长，烤窑升温不易掌握，甚至出现下拱顶坍塌的问题。双拱顶窑炉结构复杂，砌筑工程量大，使用材料多，增加了砌筑工程费用，建设工期长。
此外，专利说明书97210044.X(1998年9月9日公布)描述的一种火焰流动路线呈一字形的熔窑，占地面积大。因废气是从窑池端部排出，加料与出料都只能布置在侧面，造成熔化能力小。在每使用一个生产周期后，检修工程量也很大。
上述公开的现有技术都以使用煤碳为火焰窑热源，燃料种类选择面很窄。

发明内容
为此，本发明的目的是提供一种用于生产工业固体硅酸钠的换热式马蹄焰熔窑，采取的单拱顶结构，完全避免了双拱顶熔窑的下拱顶被高温和料粉的蚀损，解决了单一使用煤碳为熔窑热源问题，从而克服上述现有技术之不足。
本发明的目的是这样实现的在窑池的一端设置一对小炉，当一定压力的火焰从小炉喷火口喷入熔窑的火焰空间后，又依靠可控的烟囱抽力，转向180°，窑内火焰呈马蹄形状，在液面上形成一个“U”形的流动路线，再经另一侧的小炉吸火口进入到换热室，加热逆向流动的空气，最后，经过烟道从烟囱排出。作为熔窑使用热源的燃料，煤气(包括由气化产生的发生炉煤气、简易发生炉煤气、练焦煤气)和经预热的二次空气在小炉的预燃室混合，并在窑内燃烧产生高温，熔化温度可达1350-1500℃。在窑池侧面的火根位置有一个加料口，投入到窑内的物料经过高温熔化，形成一定数量和质量的熔液。在窑池的另一端是通过流液洞连有一个给料器，熔液是经过流液洞从熔池流入给料器。熔液从出料槽自动而不断地流出，被喷水器的水流冷却成固体，或是经设置在出料槽下面的成型机干法出料成型。
采用上述结构后，由于窑内火焰呈马蹄形的形状，行程较长，有利于燃料的充分燃烧。采用换热式的余热回收方式，不需换向，温度及气氛稳定，没有周期性波动。完全避免了拱顶被高温和料粉的蚀损，使用寿命长，烤窑升温易掌握。显然，由于结构简单，耗材少，附属设备少，占地面积小，对厂房条件要求不高，造价低。操作维护简便。检修费用少。
此外，适宜使用的燃料种类多，如液体燃料的重油，气体燃料的天然气、煤气。作为固体燃料的煤炭在经煤气发生炉气化成煤气，特别是因为能用煤屑，具有比较高的经济意义。窑温高，可达1350-1500℃，产量高。单位能耗低，使用低热值燃料单位能耗300kg标煤/t成品，生产运行成本低。


图1是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的平面图。
图2是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的纵剖面图。
图3是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的横剖面图。
图4是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑在使用高热值燃料时的的小炉图。
具体实施例方式
下面结合附图对本说明的实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的平面图。
在窑池1的一端设置一对小炉2，当一定压力的火焰从小炉喷火口3喷入熔窑的火焰空间4后，又依靠可控的烟囱抽力，转向180°，窑内火焰呈马蹄形状，在液面上形成一个“U”形的流动路线，再经另一侧的小炉吸火口5进入到换热室6，加热逆向流动的空气。
图2和图3是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑的纵剖面图和横剖面图。
煤气(包括由气化产生的发生炉煤气、简易发生炉煤气、练焦煤气)和经预热的二次空气在小炉2的预燃室6混合，并在窑内燃烧产生高温，熔化温度可达1350-1500℃。在窑池1侧面的火根位置有一个加料口7，投入到窑内的物料经过高温熔化，形成一定数量和质量的熔液。在窑池1的另一端是通过流液洞8连有一个给料器9，熔液是经过流液洞8从窑池1流入给料器9。熔液从给料器9自动而不断地流出，被喷水器的水流冷却成固体，或是经设置在出料槽下面的成型机干法出料成型。为提高窑的热效率合理利用能源，设有换热器6回收烟气热能。一般可使空气预热到900℃以上。换热器6由小炉吸火口5与窑池1相通。小炉2是燃烧设备，采用低热值燃料的结构形式是上面为空气通道10，下面为煤气通道11，中间隔有舌头碹12。煤气进口13与煤气通道11相通。
图4是本发明换热式马蹄焰硅酸钠熔窑另一个实施方法的小炉图。
烧油或天然气的小炉喷火口3与烧煤气的小炉相同。但没有舌头碹12、煤气通道11，只是一个空气通道10，也不存在预燃。油或天然气的喷嘴14安装在小炉2的下面。
本发明采用的另一个实施方式是采用高热值燃料。采用高热值燃料作为熔窑的热源可以提高单位时间内的生产能力，更有利于降低单位能耗，单位能耗水平低于200kg标煤/t成品。但燃料的选择同燃料资源与价格诸多因素有关，所以选取实施方法不同应是可以理解的。
权利要求
1.一种用于生产工业固体硅酸钠的换热式马蹄焰熔窑，它包括由窑池(1)、火焰空间(4)、小炉(2)、加料口(7)、给料器(9)、换热器(6)等部分组成，其特征在于在窑池(1)的一端设置一对小炉(2)，当一定压力的火焰从小炉(2)的喷火口(3)喷入熔窑的火焰空间(4)后，又依靠可控的烟囱抽力转向180°，在液面上形成一个“U”形的流动路线，也就是窑内火焰呈马蹄形状，再经另一侧的小炉吸火口(5)进入到燃烧废气余热回收设备的换热室(6)，加热逆向流动的空气。
2.如权利要求1所述的硅酸钠熔窑，其特征在于在窑池(1)侧面的火根位置有一个加料口(7)。
3.如权利要求1所述的硅酸钠熔窑，其特征在于采用的换热器(6)由小炉吸火口(5)与窑池(1)相通。
4.如权利要求1所述的硅酸钠熔窑，其特征在于生产产品模数2.2-3.7，熔化温度控制在1350-1500℃。
5.如权利要求1所述的硅酸钠熔窑，其特征在于当使用重油或天然气燃料时，小炉只有空气通道(10)，没有煤气通道(11)、舌头碹(12)、预燃室(6)。
6.如权利要求1或2所述的硅酸钠熔窑，其特征在于喷嘴(14)安装在小炉(2)的下面。
全文摘要
本发明公开了一种生产硅酸钠的换热式马蹄焰熔窑，它包括窑池、火焰空间、小炉、加料口、给料器、换热器等，其特征为采用换热器作为燃烧废气余热回收设备，使窑内火焰呈马蹄形状。采取的单拱顶结构，完全避免了双拱顶熔窑的下拱顶被高温和料粉的严重蚀损。适宜使用的燃料种类多，解决单一使用煤碳为熔窑热源问题。其特点结构简单，投资少，窑龄长，窑内温度和气氛稳定，单位能耗低，操作维护简便。
文档编号F27B3/20GK1439858SQ0310692
公开日2003年9月3日 申请日期2003年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者杨福盛 申请人:杨福盛