一种用于钛白粉的煅烧窑的制作方法

本发明涉及高温煅烧设备技术领域，尤其涉及用于钛白粉的煅烧窑。

背景技术：
：

在目前的硫酸法钛白粉工业化生产中，偏钛酸的煅烧是将水合二氧化钛转变为钛白粉颜料的唯一途径，工业上均采用烟气和物料直接接触的回转窑完成煅烧。回转窑属于回转圆筒类设备，筒体内有耐火砖内衬，以低速回转。物料与热的烟气为逆流换热，物料从窑的高端（又称为窑尾）加入，由于筒体为倾斜安装，在回转时，窑内的物料在沿着圆周向翻滚的同时又沿着筒体的轴向移动，燃烧器在筒体的低端（又称为窑头）喷入燃料，在专设的燃烧室和混合室内产生高温烟气，烟气进入转动部分，沿筒体换热后由高端排出，物料则在翻滚与移动的过程中得到热量被加热，经过一系列的物理和化学变化，成为合格的产品从窑头排出。按温度由低到高，整个煅烧过程依次包含了游离水的蒸发，结合水的脱除，吸附硫的脱除，结合硫的脱除，二氧化钛粒子的成长、聚集、晶型稳定与转化等诸多的过程，其中既包括了物理变化，也包括了化学变化。

现有的回转煅烧窑主要存在以下问题：

（1）煅烧尾气气量庞大且含尘量大，煅烧窑须配备庞大的除尘、洗气与烟尘回收等设施来处理煅烧尾气，不仅投资巨大且运行成本高。

（2）固体物料在煅烧过程中产生的水蒸汽、三氧化硫等进入烟气并随尾气排出，为避免出现露点腐蚀，需要保证较高的排气温度，加之尾气含尘量大，使得尾气余热利用难度大，余热利用率很低。

（3）一方面烟气热利用率极低，大量热量从尾气排出被浪费掉；另一方面煅烧温度不均匀，影响钛白粉煅烧质量。

（4）燃料消耗过大，成本高。

技术实现要素：
：

本发明的目的在于提供一种能够节省燃料50%以上且煅烧品质好的用于钛白粉的煅烧窑。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种用于钛白粉的煅烧窑，包括依次连接燃烧部、筒体与尾气部，其中所述燃烧部包括燃烧器与燃烧混合室，其特征在于：在所述筒体内部沿所述筒体的轴向设置有与所述燃烧部和所述尾气部相通的烟气管道。采用上述方式设置的煅烧窑，能够提高燃烧烟气的热效率，能够节省燃料50%以上，而且还提高了钛白粉的煅烧品质。另外，采用上述方式的煅烧窑，还能够避免尾气带料，尾气粉尘污染，有效地降低了物料的损失。

为了进一步提高换热效率，所述烟气管道至少为两根。

为了方便落料，所述筒体的与所述尾气部连接的一端高于与所述燃烧部连接的一端。

为了提高煅烧品质，在所述筒体外壁上设置有驱动所述筒体转动的转窑传动装置和砖窑托辊。

为了进一步方便物料的流动，在所述筒体的与所述尾气部连接的一端设置有进料器，在所述筒体与所述燃烧部连接的一端设置有出料器。

为了进一步提高煅烧品质与煅烧后产品的性能，在所述筒体的与所述尾气部连接的一端设置有与所述筒体内腔相通的排气装置。

为了进一步实现窑气预热的高效利用，在所述筒体中部和与所述燃烧部连接的一端还设置有与所述筒体内腔相通的排气装置。

为了进一步实现余热的分类利用、提高热利用率，在所述筒体内煅烧温度为<400℃的A段、400-650℃的B段及650-1150℃的C段均设置有排气装置。

为了进一步提高换热效率，所述筒体具有三层，由外到内分别为外壳体层、隔热层与内壳体层。采用上述方式设置，能够避免热量的流失。

为了进一步使得物料煅烧均匀，提高煅烧品质，在所述筒体的内壁上设置有炒料板。

采用本发明的用于钛白粉的煅烧窑，能够带来的有益效果有：

1.烟气不与物料直接接触，通过热传导与辐射传热加热煅烧料，烟气尾气无尘、不含三氧化硫，无需建设庞大的尾气除尘装置，同时使尾气余热能够方便、高效的回收。

2.在煅烧不同温度阶段分别产生含水蒸气的窑气，含三氧化硫的窑气从各自独立的管道引出，可实现窑气余热的分级高效利用。

3.本煅烧窑节能效益显著，可降低燃料用量50％以上。

4.由于烟气与煅烧料不直接接触，燃料的选择更加广泛。

5.煅烧料不再有烟气带料的问题，可有效降低物料损失；同时煅烧料在炒料板的炒动、混合下实现均匀受热，使煅烧品质得到显著提高。

附图说明：

图1为实施例中的煅烧窑结构图；

图2为图1的放大视图A。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种用于钛白粉的煅烧窑，包括依次连接的燃烧部1、筒体2与尾气部3，其中，所述燃烧部1包括燃烧器13与燃烧混合室12，在所述筒体2内部沿物料流动方向设置有与所述燃烧部1和所述尾气3部相通的烟气管道4。其中，所述物料沿所述筒体2的轴向流动，所述烟气管道4沿所述筒体2的轴向设置。

采用本实施例的煅烧窑，能够提高燃烧烟气的热效率，能够节省燃料50%，而且还提高了钛白粉的煅烧品质。另外，采用本实施例的煅烧窑，还能够避免尾气带料，尾气粉尘污染，有效地降低了物料的损失。

实施例2：如图1所示，一种用于钛白粉的煅烧窑，包括依次连接的燃烧部1、筒体2与尾气部3，其中，所述燃烧部1包括燃烧器13与燃烧混合室12，在所述筒体2内部沿物料流动方向设置有与所述燃烧部1和所述尾气3部相通的烟气管道4。

其中，所述物料沿所述筒体2的轴向流动，所述烟气管道4沿所述筒体2的轴向设置。而且，所述烟气管道4至少为两根，具体数量根据筒体的尺寸及物料来确定，所述烟气管道4尽量设置在所述筒体2的中部。在所述筒体2的两端设置有管板11，所述烟气管道4安装在所述管板11上，并且在所述管板11上设置有与所述烟气管道4连通的孔，能够使得燃烧部1的烟气能够通入所述烟气管道4，并且使得烟气从烟气管道4内流向尾气部3。

在使用的过程中，将生产钛白粉的物料放入筒体2的一端，一般是从设有尾气部的一端放入，使得所述物料沿所述筒体的轴向流动，然后燃烧部1内的带有大量热量的烟气流入所述烟气管道4，使得烟气与物料进行逆流换热，物料在流动的过程中受热后发生一系列物理反应和化学反应，最终生产钛白粉并从筒体的靠近燃烧部的一端排出。而烟气则从所述尾气部排出。

采用本实施例的用于钛白粉的煅烧窑，将物料与烟气进行非接触式的间接换热，通过热传导与辐射传热加热煅烧料，烟气尾气无尘、不含三氧化硫，无需建设庞大的尾气除尘装置，同时使尾气余热能够方便、高效的回收。

而且还可降低燃料用量53％，节能效果显著。另外，煅烧料不再有烟气带料的问题，可有效降低物料损失。使煅烧品质得到显著提高。

另外，由于烟气与煅烧料不直接接触，燃料的选择更加广泛。

实施例3：如图1所示，一种用于钛白粉的煅烧窑，包括依次连接的燃烧部1、筒体2与尾气部3，其中，所述燃烧部1包括燃烧器13与燃烧混合室12，在所述筒体2内部沿物料流动方向设置有与所述燃烧部1和所述尾气3部相通的烟气管道4。

其中，所述物料沿所述筒体2的轴向流动，所述烟气管道4沿所述筒体2的轴向设置。而且，所述烟气管道4至少为两根，具体数量根据筒体的尺寸及物料来确定，所述烟气管道4尽量设置在所述筒2体的中部。在所述筒体2的两端设置有管板11，所述烟气管道4安装在所述管板11上，并且在所述管板11上设置有与所述烟气管道4连通的孔，能够使得燃烧部1的烟气能够通入所述烟气管道4，并且使得烟气从烟气管道4内流向尾气部3。

另外，所述筒体2的与所述尾气部3连接的一端高于与所述燃烧部1连接的一端。在所述筒体2外壁上设置有驱动所述筒体2转动的转窑传动装置5和砖窑托辊6。在所述筒体2的与所述尾气部3连接的一端设置有进料器7，在所述筒体2与所述燃烧部1连接的一端设置有出料器8。

在使用的过程中，将生产钛白粉的物料从所述进料器7放入筒体2内，物料在重力的作用下沿筒体2的下端流动，所述筒体2通过外部设置的砖窑传动装置5与砖窑托辊6进行转动，带动筒体2内的物料转动。同时，燃烧室1内的带有大量热量的烟气流入所述烟气管道4，使得烟气与物料进行逆流换热，物料在流动的过程中受热后发生一系列物理反应和化学反应，最终生产钛白粉并从出料器排出。而烟气则从所述尾气部3排出。

在本实施例中，所述燃烧部1包括与所述筒体2相连的燃烧混合室21和与所述燃烧混合室12相连的燃烧器13，燃料与空气在燃烧器13内混合燃烧产生高温火焰，并产生950-1150℃的高温烟气，所述高温烟气进入燃烧混合室12并与燃烧混合室12内的烟气混合，然后进入到所述烟气管道4，并在烟气管道4内流动，与物料进行逆流换热，换热后从所述尾气部3的低温烟室排出，进入低温烟室的烟气温度为400-450℃。所述物料在加入时温度为40-45℃，并在筒体2内不断被加热，并依次发生游离水的蒸发，结合水的脱除，吸附硫的脱除，结合硫的脱除，二氧化钛粒子的成长、聚集、晶型稳定与转化等物料或化学过程，最终生成的钛白粉从排料器排出，排出温度为900-950℃。

另外，对从所述低温烟室4排出的烟气进行收集，将其引入空气预热器与空气进行热交换，使得烟气温度进一步降低至80-120℃后通过烟囱排放，预热后的空气分别进入燃烧器13的空气进口与燃烧混合室12的空气进口。

采用本实施例的用于钛白粉的煅烧窑，将物料与烟气进行非接触式的间接换热，通过热传导与辐射传热加热煅烧料，烟气尾气无尘、不含三氧化硫，无需建设庞大的尾气除尘装置，同时使尾气余热能够方便、高效的回收。

而且还可降低燃料用量58％，节能效果显著。另外，煅烧料不再有烟气带料的问题，可有效降低物料损失。使煅烧品质得到显著提高。

另外，由于烟气与煅烧料不直接接触，燃料的选择更加广泛。

实施例4：如图1和图2所示，一种用于钛白粉的煅烧窑，包括依次连接的燃烧部1、筒体2与尾气部3，其中，所述燃烧部1包括燃烧器13与燃烧混合室12，在所述筒体2内部沿物料流动方向设置有与所述燃烧部1和所述尾气3部相通的烟气管道4。

其中，所述物料沿所述筒体2的轴向流动，所述烟气管道4沿所述筒体2的轴向设置。而且，所述烟气管道4至少为两根，具体数量根据筒体2的尺寸及物料来确定，所述烟气管道4尽量设置在所述筒体2的中部。在所述筒体2的两端设置有管板11，所述烟气管道4安装在所述管板11上，并且在所述管板11上设置有与所述烟气管道4连通的孔，能够使得燃烧部1的烟气能够通入所述烟气管道4，并且使得烟气从烟气管道4内流向尾气部3。

另外，所述筒体2的与所述尾气部3连接的一端高于与所述燃烧部1连接的一端。在所述筒体2外壁上设置有驱动所述筒体2转动的转窑传动装置5和砖窑托辊6。在所述筒体2的与所述尾气部3连接的一端设置有进料器7，在所述筒体2与所述燃烧部1连接的一端设置有出料器8。

本实施例中在所述筒体2外壁还设置有与筒体内腔相通的排气装置9，所述排气装置9优先设置在所述筒体2的与所述尾气部3连接的一端。作为另一种实施方式，还可在所述筒体2中部和与所述燃烧部1连接的一端设置排气装置9。在本实施例中，共设置有三个排气装置9，分别设置在筒体2工作时筒体2内温度为400℃以下的A段、温度为450-620℃时的B段和温度在650-1150℃的C段。

另外，本实施例中筒体2壁由外到内分别为外壳体层21、隔热层22与内壳体层23。其中所述隔热层22采用的隔热材料为陶瓷纤维。

作为另一种实施方式，在本实施例中的筒体2的内壁上设置有炒料板10。

在使用的过程中，将生产钛白粉的物料从所述进料器7放入筒体2内，物料在重力的作用下向筒体2的下端流动，所述筒体2通过外部设置的砖窑传动装置5与砖窑托辊6进行转动，带动筒体2内的物料转动，物料在转动的同时被筒体内壁设置的炒料板10炒动与混合。同时，燃烧部1内的带有大量热量的烟气流入所述烟气管道，使得烟气与物料进行逆流换热，物料在流动的过程中受热后发生一系列物理反应和化学反应，最终生产钛白粉并从出料器排出。而烟气则从所述尾气部排出。

在本实施例中，所述燃烧部1包括与所述筒体2相连的燃烧混合室12和与所述燃烧混合室12相连的燃烧器13，燃料与空气在燃烧器13内混合燃烧产生高温火焰，并产生950-1150℃的高温烟气，所述高温烟气进入燃烧混合室12并与燃烧混合室12内的烟气混合，然后进入到所述烟气管道4，并在烟气管道4内流动，与物料进行逆流换热。在换热的过程中，从所述A段的排气装置9中排出了物料第一阶段游离水的蒸发、结合水的脱除的过程中产生的窑气，并对窑气进行收集引入工艺换热器进行余热回收利用。从所述B段的排气装置9中排出了物料第二阶段吸附硫的脱除、结合硫的脱除所产生的含三氧化硫的窑气，对窑气进行收集并引入钛白粉水解工序进行利用。从所述C段的排气装置9中排出了物料在第三阶段二氧化钛粒子的成长、聚集、晶型稳定过程中产生的窑气，对窑气进行收集并引入工艺换热器进行余热回收利用。而烟气管道4内的高温烟气经过换热后从所述尾气部3的低温烟室排出，进入低温烟室的烟气温度为400-450℃，将其引入空气预热器与空气进行热交换，使得烟气温度进一步降低至80-120℃后通过烟囱排放，预热后的空气分别进入燃烧器13的空气进口与燃烧混合室12的空气进口。另外，所述物料在加入时温度为40-45℃，并在筒体2内不断被加热，最终生成的钛白粉从排料器排出，排出温度为900-950℃。

采用本实施例的用于钛白粉的煅烧窑，将物料与烟气进行非接触式的间接换热，通过热传导与辐射传热加热煅烧料，烟气尾气无尘、不含三氧化硫，无需建设庞大的尾气除尘装置，同时使尾气余热能够方便、高效的回收。

而且还可降低燃料用量65％，节能效果显著。另外，煅烧料不再有烟气带料的问题，可有效降低物料损失。使煅烧品质得到显著提高。

另外，由于烟气与煅烧料不直接接触，燃料的选择更加广泛。

并且，在煅烧不同温度阶段分别产生含水蒸气的窑气，含三氧化硫的窑气从各自独立的管道引出，可实现窑气余热的分级高效利用。