防结焦的回转窑及其工作方法

555 编辑：中冶有色技术网来源：西安交通大学

2024-02-22 15:25:28

权利要求书： 1.一种防结焦的回转窑，其特征在于，包括回转窑窑头罩(2)、窑头防结焦喷射装置(3)、回转窑窑体(7)、防结焦滚圈架(9)和窑体防结焦喷射装置(10)，回转窑窑头罩(2)设置于回转窑窑体(7)的端部，窑头防结焦喷射装置(3)用于向回转窑窑体(7)内喷射流体并安装于回转窑窑头罩(2)的上部；回转窑窑体(7)的外部沿回转窑窑体(7)的长度方向间隔设置有若干个防结焦滚圈架(9)，回转窑窑体(7)与防结焦滚圈架(9)之间动密封连接；回转窑窑体(7)上在与防结焦滚圈架(9)正对的部位设有若干用于向回转窑窑体(7)内喷射流体的窑体防结焦喷射装置(10)，所述若干窑体防结焦喷射装置(10)沿回转窑窑体(7)的周向分布一周，防结焦滚圈架(9)的上部具有能够与窑体防结焦喷射装置(10)的入口连通的空腔(6)，防结焦滚圈架(9)上开设有与空腔(6)连通的气流入口(5)；窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)的喷射方向与回转窑窑体(7)内烟气的流动方向相同；

窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)均包括喷管和喷嘴，喷管与喷嘴连接；窑头防结焦喷射装置(3)的喷管垂直贯穿回转窑窑头罩(2)，窑头防结焦喷射装置(3)的喷嘴贴近回转窑内壁面；窑体防结焦喷射装置(10)的喷管贯穿回转窑窑体(7)，窑体防结焦喷射装置(10)的喷管的一端能够与防结焦滚圈架(9)的空腔(6)连通，窑体防结焦喷射装置(10)的喷管的另一端延伸至内部，并且窑体防结焦喷射装置(10)的喷嘴贴近回转窑内壁面；

防结焦滚圈架(9)上部的四分之一弧长范围具有空腔(6)；

回转窑窑体(7)的外部沿回转窑窑体(7)的长度方向每间隔2.5?4m设置一个防结焦滚圈架(9)；

所述空腔(6)的结构为开设于防结焦滚圈架(9)内圈的一段凹槽；

回转窑窑头罩(2)上从顶部向下对称设置2?10个窑头防结焦喷射装置(3)，窑头防结焦喷射装置(3)位于同一圆周上；

窑体防结焦喷射装置(10)的数量为8?18个，所有窑体防结焦喷射装置(10)沿回转窑窑体(7)的周向均匀分布；

窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)喷射的气流成伞状，窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)喷射的气流在回转窑窑体(7)内壁的顶部形成气幕，气幕厚度不小于0.05m；

利用窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置能够向回转窑窑体喷射流体将回转窑窑体内壁面未固化的焦渣吹落，并隔离部分高温烟气，从而实现回转窑防结焦的目的。

2.权利要求1所述的一种防结焦的回转窑的工作方法，其特征在于，包括如下过程：

通过窑头防结焦喷射装置(3)向回转窑窑体(7)内喷射气流，窑头防结焦喷射装置(3)喷射的气流将回转窑窑体(7)内壁面未固化的焦渣吹落；

从气流入口(5)向空腔(6)内吹入气体，空腔(6)的气体流入与空腔(6)连通的窑体防结焦喷射装置(10)并从窑体防结焦喷射装置(10)的出口喷出，从窑体防结焦喷射装置(10)出口喷出的气体将回转窑窑体(7)内壁面未固化的焦渣吹落；

窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)喷射的气流流速为4?12m/s，窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)喷射的气流成伞状，窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)喷射的气流在回转窑窑体(7)内壁的顶部形成气幕，气幕厚度不小于0.05m。

3.根据权利要求2所述的工作方法，其特征在于，窑头防结焦喷射装置(3)和窑体防结焦喷射装置(10)喷出的流体中带有抗结焦添加剂。

说明书：一种防结焦的回转窑及其工作方法技术领域[0001] 本发明属于工业炉领域，尤其是回转窑处理固体危废的技术，具体涉及一种防结焦的回转窑及其工作方法。背景技术[0002] 随着中国经济的快速发展，产生了大量的废物，包括固体危险废物，由此带来的生态和环境污染问题愈加突出。2008年，危险废物产生量为1360万吨，2016年就已达到5350万吨，因而必须进行相关的废料处理。常用的固废处理方式有焚烧法、热解气化法、等离子矩法、湿空气氧化法等，而焚烧是处理和处置危险废物最有效的方法之一。其中回转窑焚烧技术以其适应性强，且结构简单，工艺成熟，处理量大，易于控制，运转连续性好的优点占据了主流地位。[0003] 由于大部分固废中含有大量的碱性金属元素(Na、K)和非金属卤化物(Cl、F)会使灰渣的熔点降低，遇到冷空气时形成还原性气氛粘接在耐火材料上形成结焦。在回转窑各个部位的结焦会导致燃烧效果变差，同时极大地损害耐火材料与窑体的寿命，从而导致实际运行半年就需要清焦，严重影响回转窑焚烧炉的正常运行。发明内容[0004] 为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防结焦的回转窑及其工作方法，本发明能够延缓回转窑的结焦速率、使得回转窑工作状态平稳、可靠，使用寿命大大提高。[0005] 本发明的技术方案是：[0006] 一种防结焦的回转窑，包括回转窑窑头罩、窑头防结焦喷射装置、回转窑窑体、防结焦滚圈架和窑体防结焦喷射装置，回转窑窑头罩设置于回转窑窑体的端部，窑头防结焦喷射装置用于向回转窑窑体内喷射流体并安装于回转窑窑头罩的上部；回转窑窑体的外部沿回转窑窑体的长度方向间隔设置有若干个防结焦滚圈架，回转窑窑体与防结焦滚圈架之间动密封连接；回转窑窑体上在与防结焦滚圈架正对的部位设有若干用于向回转窑窑体内喷射流体的窑体防结焦喷射装置，所述若干窑体防结焦喷射装置沿回转窑窑体的周向分布一周，防结焦滚圈架的上部具有能够与窑体防结焦喷射装置的入口连通的空腔，防结焦滚圈架上开设有与空腔连通的气流入口；窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置的喷射方向与回转窑窑体内烟气的流动方向相同。[0007] 优选的，回转窑窑体的外部沿回转窑窑体的长度方向每间隔2.5?4m设置一个防结焦滚圈架。[0008] 优选的，防结焦滚圈架上部的四分之一弧长范围具有空腔。[0009] 优选的，所述空腔的结构为开设于防结焦滚圈架内圈的一段凹槽。[0010] 优选的，回转窑窑头罩上从顶部向下对称设置2?10个窑头防结焦喷射装置，窑头防结焦喷射装置位于同一圆周上。[0011] 优选的，窑体防结焦喷射装置的数量为8?18个，所有窑体防结焦喷射装置沿回转窑窑体的周向均匀分布。[0012] 优选的，窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置均包括喷管和喷嘴，喷管与喷嘴连接；窑头防结焦喷射装置的喷管垂直贯穿回转窑窑头罩，窑头防结焦喷射装置的喷嘴贴近回转窑内壁面；窑体防结焦喷射装置的喷管贯穿回转窑窑体，窑体防结焦喷射装置的喷管的一端能够与防结焦滚圈架的空腔连通，窑体防结焦喷射装置的喷管的另一端延伸至内部，并且窑体防结焦喷射装置的喷嘴贴近回转窑内壁面。[0013] 本发明如上所述的一种防结焦的回转窑的工作方法，包括如下过程：[0014] 通过窑头防结焦喷射装置向回转窑窑体内喷射气流，窑头防结焦喷射装置喷射的气流将回转窑窑体内壁面未固化的焦渣吹落；[0015] 从气流入口向空腔内吹入气体，空腔的气体流入与空腔连通的窑体防结焦喷射装置并从窑体防结焦喷射装置的出口喷出，从窑体防结焦喷射装置出口喷出的气体将回转窑窑体内壁面未固化的焦渣吹落。[0016] 优选的，窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置喷出的流体中带有抗结焦添加剂。[0017] 优选的，窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置喷射的气流流速为4?12m/s，窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置喷射的气流成伞状，窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置喷射的气流在回转窑窑体内壁的顶部形成气幕，气幕厚度不小于0.05m。[0018] 本发明具有如下有益效果：[0019] 本发明防结焦的回转窑通过在回转窑窑头罩上部安装窑头防结焦喷射装置、在回转窑窑体上安装窑体防结焦喷射装置，利用窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置能够向回转窑窑体喷射流体将回转窑窑体内壁面未固化的焦渣吹落，并隔离部分高温烟气，从而实现了回转窑防结焦的目的。回转窑窑体与防结焦滚圈架之间动密封连接，从而保证了回转窑窑体与防结焦滚圈架之间既能够实现相对转动、同时又能够密封的目的，这样进一步保证了防结焦滚圈上部的空腔与回转窑窑体外壁之间的密封，当回转窑窑体旋转过程中，所述空腔内的流体仅通过运动至回转窑窑体上部的并与该空腔连通的窑体防结焦喷射装置喷射入回转窑窑体内，其他的窑体防结焦喷射装置则不进行喷射。上述的结构设计，能够使得回转窑窑体转动过程中，通过窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置对回转窑窑体内壁一周实现吹扫，进而实现了整个回转窑窑体的结焦防控。回转窑窑体的外部沿回转窑窑体的长度方向间隔设置有若干个防结焦滚圈架，这样的设计能够保证回转窑窑体在整个长度方向上均能够进行内壁的吹扫，保证回转窑窑体的防结焦效果。本发明的防结焦的回转窑通过窑头防结焦喷射装置和窑体防结焦喷射装置的吹扫作用，能够延缓回转窑的结焦速率、进而使得回转窑工作状态平稳、可靠，延长清焦间隔，以提高其使用寿命。[0020] 进一步的，由于窑体防结焦喷射装置的作用范围有限，因此在回转窑窑体的外部沿回转窑窑体的长度方向每间隔2.5?4m设置一个防结焦滚圈架，这样能够保证每一段窑体防结焦喷射装置之间的作用范围能够相互重叠，保证回转窑窑体在整个长度方向上的吹扫效果。附图说明[0021] 图1是本发明防结焦的回转窑的结构示意图。[0022] 图2是本发明防结焦的回转窑中窑头防结焦喷射装置、窑体防结焦喷射装置的布管及防结焦滚圈的剖视图。[0023] 图中，1一次风及燃烧器、2回转窑窑头罩、3窑头防结焦喷射装置、4废液混合燃烧入口、5气流入口、6空腔、7回转窑窑体、8耐火内衬、9防结焦滚圈架、10窑体防结焦喷射装置、11二次风入口、12固废入口。具体实施方式[0024] 下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。[0025] 参照图1?图2，本发明防结焦的回转窑包括回转窑窑头罩2、窑头防结焦喷射装置3、回转窑窑体7、防结焦滚圈架9和窑体防结焦喷射装置10，回转窑窑头罩2设置于回转窑窑体7的端部，窑头防结焦喷射装置3用于向回转窑窑体7内喷射流体并安装于回转窑窑头罩2的上部；回转窑窑体7的外部沿回转窑窑体7的长度方向间隔设置有若干个防结焦滚圈架9，回转窑窑体7与防结焦滚圈架9之间动密封连接；回转窑窑体7上在与防结焦滚圈架9正对的部位设有若干用于向回转窑窑体7内喷射流体的窑体防结焦喷射装置10，所述若干窑体防结焦喷射装置10沿回转窑窑体7的周向分布一周，防结焦滚圈架9的上部具有能够与窑体防结焦喷射装置10的入口连通的空腔6，防结焦滚圈架9上开设有与空腔6连通的气流入口5；

窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10的喷射方向与回转窑窑体7内烟气的流动方向相同。本发明的防结焦的回转窑能够实现随着回转窑的周期性转动起到周期性间接性隔离高温烟气的作用同时吹落未完全固定的焦渣，另外气流中所含的防结焦物质也可以直接作用于易结焦部位，实现对易结焦部位的重点防护，取得很好的防空结焦效果同时使其在窑内分布更加均匀，改善燃烧性能，使燃烧温度场与流场更加均匀。

[0026] 作为本发明优选的实施方案，回转窑窑体7的外部沿回转窑窑体7的长度方向每间隔2.5?4m设置一个防结焦滚圈架9。[0027] 作为本发明优选的实施方案，参照图2，防结焦滚圈架9上部的四分之一弧长范围具有空腔6。[0028] 作为本发明优选的实施方案，所述空腔6的结构为开设于防结焦滚圈架9内圈的一段凹槽。[0029] 作为本发明优选的实施方案，回转窑窑头罩2上从顶部向下对称设置2?10个窑头防结焦喷射装置3，窑头防结焦喷射装置3位于同一圆周上。[0030] 作为本发明优选的实施方案，窑体防结焦喷射装置10的数量为8?18个，所有窑体防结焦喷射装置10沿回转窑窑体7的周向均匀分布。[0031] 作为本发明优选的实施方案，窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10均包括喷管和喷嘴，喷管与喷嘴连接；窑头防结焦喷射装置3的喷管垂直贯穿回转窑窑头罩2，窑头防结焦喷射装置3的喷嘴贴近回转窑内壁面；窑体防结焦喷射装置10的喷管贯穿回转窑窑体7，窑体防结焦喷射装置10的喷管的一端能够与防结焦滚圈架9的空腔6连通，窑体防结焦喷射装置10的喷管的另一端延伸至内部，并且窑体防结焦喷射装置10的喷嘴贴近回转窑内壁面。[0032] 本发明如上所述的一种防结焦的回转窑的工作方法，参照图1和图2，包括如下过程：[0033] 通过窑头防结焦喷射装置3向回转窑窑体7内喷射气流，窑头防结焦喷射装置3喷射的气流将回转窑窑体7内壁面未固化的焦渣吹落，并隔离部分烟气，使抗结焦添加剂直接作用于回转窑窑体7内壁面；[0034] 从气流入口5向空腔6内吹入气体，空腔6的气体流入与空腔6连通的窑体防结焦喷射装置10并从窑体防结焦喷射装置10的出口喷出，从窑体防结焦喷射装置10出口喷出的气体将回转窑窑体7内壁面未固化的焦渣吹落，使抗结焦添加剂直接作用于回转窑窑体7内壁面。[0035] 作为本发明优选的实施方案，窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10喷出的流体中带有抗结焦添加剂。[0036] 作为本发明优选的实施方案，窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10喷射的气流流速为4?12m/s，窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10喷射的气流成伞状，窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10喷射的气流在回转窑窑体7内壁的顶部形成气幕，气幕厚度不小于0.05m。[0037] 实施例[0038] 如图1所示，本实施例的防结焦的回转窑包括回转窑燃烧器1、回转窑窑头罩2、窑头防结焦喷射装置3、废液混合燃烧入口4、回转窑窑体7、耐火内衬8、防结焦滚圈架9、窑体防结焦喷射装置10、二次风入口11和固废入口12。[0039] 其中，回转窑窑头罩2上设有固废入口12、一次风及燃烧器1和窑头防结焦喷射装置3。回转窑窑体7的内侧具有耐火内衬8，回转窑窑体7的外侧具有隔热层。回转窑窑体7每隔2.5?4m处布置有窑体防结焦喷射装置10与防结焦滚圈架9，防结焦滚圈架9与回转窑窑体7动密封连接，防结焦滚圈架9固定。回转窑窑体7在每个防结焦滚圈架9正对的位置沿回转窑窑体7周向设置一圈窑体防结焦喷射装置10。回转窑窑尾部分接入二燃室对烟气进行充分燃烧。

[0040] 窑头防结焦喷射装置3为设置带有抗结焦添加剂的高速气流喷射装置，窑头防结焦喷射装置3包括垂直于窑头罩横截面贴近回转窑壁面的喷管和喷嘴。以图2所示方位为例，若干个窑头防结焦喷射装置3对称分布于回转窑窑头罩2上，所有窑头防结焦喷射装置3位于回转窑窑头罩2的上半部分，并且位于同一圆周上，窑头防结焦喷射装置3的喷嘴喷出的高速气流时可携带抗结焦添加剂，窑头防结焦喷射装置3喷出的气流速度为4?12m/s且与烟气流动速度相同，喷射出气流成伞状。各窑头防结焦喷射装置3的喷嘴喷射出的气流连接成气幕状，且气幕厚度不小于0.05m，贴近焚烧炉壁面流动吹落未固化的焦渣同时保护烟气流动方向后端壁面。[0041] 窑体防结焦喷射装置10在回转窑窑体7的径向布管，窑体防结焦喷射装置10的喷管凸出于耐火内衬8的内表面，窑体防结焦喷射装置10的喷嘴贴近耐火内衬8内壁面，从防结焦滚圈架9上的气流入口5进入空腔6的进入的高速气流携带抗结焦添加剂，气流速度为4?12m/s且与烟气流动速度相同，与空腔6连通的窑体防结焦喷射装置10喷射出气流成伞状。与空腔6连通的各个窑体防结焦喷射装置10的喷嘴喷出气流连接成不小于0.05m气幕保护回转窑壁面并吹落未固化的焦渣。

[0042] 防结焦滚圈架9不随窑体转动，防结焦滚圈架9的上1/4部内部开设空腔6，防结焦滚圈架9上部内侧开设凹槽形成空腔6，带有抗结焦添加剂的高速气流从气流入口5进入空腔6，再从空腔6进入、与空腔6连通的窑体防结焦喷射装置10进入回转窑内上部空间，以保证防结焦物质燃烧分布均匀并直接作用于回转窑易结焦部位。对于回转窑上部烟气，先经过回转窑窑头防结焦喷射装置3，再经过回转窑窑体防结焦喷射装置10。[0043] 窑体防结焦喷口10角度与回转窑倾角保持一致，为3°?12°，使得喷嘴喷出气流与烟气流动方向一致，以保证防结焦气流能够流经窑头与窑体易结焦部位，起到隔离高温烟气并吹落部分固废焦渣的作用，同时气流中含有防结焦物质，防结焦物质直接作用于易于结焦部位，节省了防结焦药剂，保障了防结焦效果。另外窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10喷出的高速气流采用经余热回收的二次空气或者再循环烟气，温度高于150℃，低于300℃。同时窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10喷出高速气流所携带抗结焦添加剂含高岭土、矾土及部分其他弱酸性物质。[0044] 在回转窑窑体转动焚烧固废时，窑头罩布置的携带有抗结焦添加剂的窑头防结焦喷射装置3将防结焦物质送入回转窑窑体7内掺混燃烧，窑头防结焦喷射装置3喷出的气流速度为4?12m/s与烟气速度相同，喷出气流成伞状，多个窑头防结焦喷射装置3喷射出的气流连接成气幕状，贴上壁面流动，在回转窑转动周期内可对易于结焦的窑头处进行保护。在回转窑窑体的中间及贴近窑尾处设置有固定的防结焦滚圈架9，防结焦滚圈架9与回转窑窑体7动密封连接，携带有抗结焦添加剂的高速气流从防结焦滚圈架的上部入口进入防结焦滚圈架内的空腔6，再通过窑体周向布置的与空腔6连通的窑体防结焦喷射装置10进入回转窑窑体内部，从窑体防结焦喷射装置10喷出的气流与烟气流动方向相同，多个窑体防结焦喷射装置10喷射出的气流连接成气幕状，贴上壁面流动，实现在回转窑转动周期内对易结焦的窑体和窑尾处进行结焦防控。[0045] 综上所述，本发明在回转窑易于结焦的窑头，窑体及窑尾等高温烟气直接接触部位设置高速气流喷射装置(即窑头防结焦喷射装置3和窑体防结焦喷射装置10)，喷射的高速气流对这些部位随着回转窑的周期性转动起到周期性间接性隔离高温烟气的作用，同时吹落未完全固定的焦渣，另外气流中所含的防结焦物质也可以直接作用于易结焦部位，实现对易结焦部位的重点防护，取得很好的防空结焦效果同时使其在窑内分布更加均匀，改善燃烧性能，使燃烧温度场与流场更加均匀。[0046] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。