易控制的、 独立的温度梯度的温度场。 另外, 同样重要的, 缺点包括净化废气。
已知多种污染物在各焙烧温度下被释放, 并且在其被排放到大气之前必须被从气 体移除。
尽管, 每种污染物根据区段中的温度而产生在窑的精确位置或区段处, 但是所有 的污染物质在其达到烟道时作为整体存在于气体中。 这意味着所有的气体必须不加区别地 经过特定的洗涤工序以移除每种类型的污染物, 由此显著地增加了洗涤设备的尺寸和窑的 运行成本。
而且, 在焙烧期间气流产生于窑的各区段中, 并被排放至烟道内。
必须防止该气流冷凝, 因为其会在窑内产生对产品和窑本身结构都有害酸性液 体。
气流主要在窑的低温 ( 即, 入口 ) 区段中产生, 而在高温的中间区段中, 唯一被释 放的水为产品材料的形成部分, 并与窑的首先较少的入口区段中相比以更小的量被释放。
为了防止冷凝, 气体温度必须在直到烟道处都保持较高, 由此增加了窑的运行成 本。 发明内容 本发明的目的是为了提供被设计以至少部分地消除上述缺点的一种窑和一种焙 烧方法, 。
根据本发明, 提供一种用于产品的连续窑, 包括 :
具有至少一个侧壁的管道 ;
传送装置, 用于在所述管道内输送所述产品 ; 和
若干焙烧组件, 该若干焙烧组件沿所述管道相继地布置且每个焙烧组件均包括至 少一个烧嘴 ;
所述连续窑的特征在于 : 每个焙烧组件包括 :
相应的排气装置, 用于排放所述烧嘴的废气, 被布置为使得来自所述烧嘴的所述 废气与所述产品沿所述管道的行进方向交叉地流动 ;
在所述管道内的至少一个相应的压力传感器 ; 和
相应的助燃物供给装置, 用于将助燃物供给到所述烧嘴 ; 所述助燃物供给装置被 连接到所述压力传感器以根据所述压力传感器检测的压力来调节对所述烧嘴的助燃物供 给。
根据本发明, 还提供一种焙烧产品的方法, 所述方法包括步骤 :
将所述产品输送至连续窑中 ;
在管道内传送所述产品以焙烧所述产品 ; 以及
一旦所述产品已经被输送通过所述管道, 移除所述产品 ;
所述方法的特征在于 : 所述连续窑是根据权利要求 1 至 10 中任一项所述的连续 窑; 并且所述方法包括调节每个焙烧组件的压力的步骤, 并且在该步骤的过程中, 根据由相 应的压力传感器检测的所述焙烧组件的压力来调节对所述焙烧组件的每个烧嘴的助燃物 供给。
附图说明 参照相应附图, 以下将通过示例方式描述本发明的两个优选的非限制性实施方 式, 其中 :
图 1 示出根据本发明的第一实施方式的滚筒型连续窑的垂直纵剖面 ;
图 2 示出沿图 1 中的 II-II 线的剖面 ;
图 3 示出沿图 1 中的 III-III 线的水平剖面, 其示出了窑内的压力调节 ;
图 4 示出根据本发明的第二实施方式的辊式连续窑的垂直纵剖面 ;
图 5 示出沿图 4 中的 V-V 线的剖面 ;
图 6 示出沿图 4 中的 VI-VI 线的水平剖面 ;
图 7 示出通过本发明能够实现的焙烧图表 ; y 轴表示温度 (℃ ), x 轴表示窑的长 度;
图 8 示出图 4 中的蓄热式烧嘴的剖面。
具体实施方式
图 1 至图 3 中的数字 1 从整体上表示用于产品的连续窑, 包括管道 2’ 和用于将产 品在管道 2’ 内输送供给的传送机 3。 传送机 3 包括动力驱动的辊道 3。
管道 2’ 包括两个相对的、 基本竖直的侧壁 2。
管道 2’ 的每个侧壁 2 在传送机 3 的上方和下方安装有两排气体或液体燃料 ( 例 如, CH4) 烧嘴 4, 每个烧嘴 4 被定位以使其燃烧火焰被定向为与产品沿管道 2’ 的行进方向 交叉。在所示的实施方式中, 每个烧嘴 4 被定位以使其火焰被水平定向。
每个烧嘴 4 与用于供应操作烧嘴 4 所必需的助燃物 ( 特别为空气 ) 的相应的气力 装置 40( 图 3) 相连, 并与相应的燃料供给泵 41 相连。
在每个侧壁 2 上位于传送机 3 上方的烧嘴 4 相对于在相同侧壁 2 上位于传送机 3 下方的烧嘴 4 并且相对于在相对的侧壁 2 上的烧嘴 4 是交错排列的。而且, 在每个烧嘴 4 的任一侧并且在与每个烧嘴 4 相同的水平高度上, 排气开口 5 被形成用于排放由烧嘴 4 产 生的废气。
每个烧嘴 4 和相应的开口 5 位于相对的侧壁 2 上 ; 并且每个开口 5 直接面对相应 的烧嘴 4, 使得由相应的烧嘴 4 产生的废气交叉于产品沿管道 2’ 的行进方向流动。
如此, 管道 2’ 被分为多个彼此连通的焙烧组件, 并且每个焙烧组件包括传送机 3 的上方和下方的多个 ( 特别为三个 ) 烧嘴 4。焙烧组件的数量为两个或更多个, 取决于窑 1 的要求性能。
如果每个焙烧组件包括三个烧嘴 4( 如示例中所示 ), 则两个位于传送机 3 上方, 一 个位于传送机 3 下方, 反之亦然。
在每个焙烧组件中的烧嘴 4 的数量显然可不是三个。
每个焙烧组件中的烧嘴 4 构成一组 (an array of) 相邻的烧嘴 4。
所描述的窑 1 包括在管道 2’ 的顶壁与传送机 3 之间以及在管道 2’ 的底壁与传送 机 3 之间延伸的分隔物 11, 且分隔物 11 的尺寸被设计为留下正好充足的空间以允许传送机 3 及其上的产品通过。
在所示的示例中, 分隔物 11 是固定的, 但是可以有利地是可移动的以使通路与沿 管道 2’ 行进的产品相适应。
在相同的焙烧组件中的每个开口 5 均与包括吸风扇 8 的烟道 6 连通。
每个烟道 6 将废气从管道 2’ 供给到用于在气体被排放到外部之前将污染物质从 气体移除的洗涤装置 (scrubbing means)。
每个焙烧组件包括至少一个烟道 6。
烟道 9 位于管道 2’ 的入口处以排放由窑 1 产生的气体, 并包括吸风扇 10。
分隔物 11 优选被布置以分离焙烧组件。
至少一个温度传感器 12 和至少一个压力传感器 120( 图 2) 位于每个焙烧组件内。 温度传感器 12 位于被烧嘴 4 或一组相邻的烧嘴 4 占据的管道 2’ 内的区域中。
窑 1 还包括控制单元 13, 该控制单元 13 被连接到压力传感器 120 并由压力传感 器 120 供给压力读取信号, 并且控制助燃物供给装置 ( 特别为气力装置 40) 以根据由压力 传感器 120 检测的压力来调节对烧嘴 4 的助燃物供给。
控制单元 13 被连接到温度传感器 12 并由温度传感器 12 供给温度读取信号, 并且 控制燃料供给装置 ( 特别为泵 41) 以根据由温度传感器 12 检测的温度来调节对烧嘴 4 的 燃料供给。 在实际使用中, 压力传感器 120 确定焙烧组件内的当前压力值 P 当前 ( 或者连续地, 或者可替代地, 以预定间隔 )。 当前压力值 P 当前被传输到控制单元 13, 控制单元 13 将当前压 力值 P 当前与在窑 1 的设置阶段建立的参考压力值 P 参考进行比较。在优选的变化中, 参考压 力值 P 参考稍微高于大气压力。更具体地, 管道 2’ 内的压力被维持在 101331 与 101334Pa(P 参考 ) 之间。
如果当前压力值 P 当前 与参考压力值 P 参考 ( 例如, 101332.5Pa) 之间的绝对差超 过同样在设置阶段建立的容许值 TV( 例如, 0.5Pa), 则控制单元 13 将信号传输到变流器 (inverter), 该变流器相应地控制气力装置 40, 特别通过调节相应的吸风扇的电机速度。 如 此一来, 通过根据当前压力值 P 当前增加或减少直接供给到每个烧嘴 4 的助燃物, 每个焙烧组 件中的压力能够独立于相邻的焙烧组件而被控制。
换句话说, 通过根据由相应的压力传感器 120 确定的每个焙烧组件的压力来调节 对每个烧嘴的助燃物供给, 基本均匀的压力能够被维持在管道 2’ 中。
控制单元 13 被有利地设计以根据由相关的焙烧组件的压力传感器 120 检测的当 前压力值 P 当前来调节对每个烧嘴 4 的助燃物供给, 从而保持沿管道 2’ 的压力在参考压力值 P 参考的任一侧均在 9Pa( 特别为 6Pa) 范围内。在一些实施方式中, 该范围为 3Pa。
更具体地, 控制单元 13 被连接到每个压力传感器 120 并被设计以根据由每个压力 传感器 120 检测的压力来控制助燃物供给装置, 从而沿管道 2’ 将压力维持在 1Pa 的范围内。
对于所有焙烧组件, 参考压力值 P 参考相同。
控制单元 13 被设计为根据由相应的压力传感器 120 检测的压力独立地调节对每 个焙烧组件 ( 更特定地, 对每个烧嘴 4) 的助燃物供给。
通过调节压力梯度, 与参考压力值 P 参考相等的基本相同的压力能够被维持在沿管 道 2’ 的所有焙烧组件中, 并且烟和 / 或气体能够被防止从高压的焙烧组件迁移至相邻的低 压的焙烧组件。
测试显示, 当沿管道 2’ 的压力基本均匀 ( 或在上述范围内 ), 并且废气流基本与产 品沿管道 2’ 的行进方向交叉时, 沿管道 2’ 的气体流或烟雾流冷人吃惊地大大减少。
同样地, 焙烧组件中的温度能够根据目标焙烧模式而被控制, 如图 7 中通过示例 方式所示。
在实际使用中, 温度传感器 12 确定焙烧组件内的当前温度值 T 当前 ( 或者连续地, 或者可替代地, 以预定间隔 )。当前温度值 T 当前被传输到控制单元 13, 控制单元 13 将当前 温度值 T 当前与在窑 1 的设置阶段建立的目标温度值 T 目标进行比较。
如果当前温度值 T 当前与目标温度值 T 目标之间的绝对差超过同样在设置阶段建立 的容许值 TV’ ( 例如, 3℃, 有利地为 1℃ ), 则控制单元 13 将信号传输到燃料供给装置 ( 泵 41)。通过根据当前温度值 T 当前增加或减少直接对每个烧嘴 4 的燃料供给, 每个焙烧组件中 的温度能够独立于相邻的焙烧组件而被控制。
换句话说, 通过根据由相应的温度传感器 12 确定的每个焙烧组件的温度来调节 对每个烧嘴 4 的燃料供给, 能够在每个焙烧组件中维持目标温度。
控制单元 13 被有利地设计以根据相关的焙烧组件的温度传感器 12 检测的温度来 调节对每个烧嘴 4 的燃料供给, 从而保持相应的焙烧室中的温度在目标温度值 T 目标的任一 侧均在 3℃ ( 有利地为 1℃ ) 范围内。 目标温度值 T 目标根据焙烧组件而不同, 并且, 在优选的变化中, 从焙烧组件的入口 到出口增大。
更具体地, 控制单元 13 被设计为根据由相应的温度传感器 12 检测的温度来独立 地调节对每个焙烧组件 ( 更特定地, 对每个烧嘴 4) 的燃料供给。
通过减少各焙烧组件之间的气体流和 / 或烟雾流, 每个焙烧组件中的温度能够被 控制得极其精确, 并且相对地不受相邻的焙烧组件的影响。
在可替换的实施方式中, 具有用于整个窑 1 的一个控制单元 13, 或者控制单元 13 包括多个分开的或连接的中心控制单元 ( 或微处理器 )。一些实施方式包括用于每个焙烧 组件的中心控制单元。其他包括用于每个焙烧组件的两个中心控制单元 : 一个用于控制燃 料供给装置 ( 泵 41), 另一个用于控制助燃物供给装置 ( 气力装置 40)。其他的实施方式包 括用于每个烧嘴 4 的中心控制单元 ; 在该种情况下, 中心控制单元被连接到相关的焙烧组 件的温度传感器 12 和压力传感器 120, 并被设计为控制相应的烧嘴 4 的燃料供给装置 ( 泵 41) 和助燃物供给装置 ( 气力装置 40)。
由于每个焙烧组件除了开口 5 和用于气力装置 40 的助燃物入口以外没有其他开 口, 所以焙烧组件中的压力不通过注入或排出外部空气来调节, 注入或排出外部空气将扰 乱与每个烧嘴 4 交叉的废气流。
图 4 至图 6 中所示的本发明的第二种实施方式通过采用所谓的热回收式或蓄热式 烧嘴 (regenerative burner)400 代替普通的自由火焰烧嘴 (free-flame burner)4 而不同 于第一种实施方式。
如已知的, 蓄热式烧嘴由于增加效率并减小燃料消耗而被广泛地使用。
如图 8 中更清楚地显示, 蓄热式烧嘴 400 为自由火焰烧嘴, 包括带有具有 X 轴线的 通道的燃料气体供给装置 41。烧嘴 400 还包括助燃物供给装置 40, 其包括与 X 轴线同轴的 管状 ( 环形 ) 导管 ; 和废气排放装置, 其包括与 X 轴线同轴的管状 ( 环形 ) 导管且具有排
气开口 5 的。非常值得注意的是, 在本实施方式中, 每个开口也被定位使得来自相应的烧嘴 400 的废气与产品沿管道 2’ 的行进方向交叉地流动。
烧嘴 400 被设计为吸入并利用燃烧废气以预热助燃物。更具体地, 废气流与沿相 反方向流动的助燃物相遇, 助燃物在与燃料混合之前通过吸取来自废气流的热量而被预 热。
在图 4 至图 6 中, 使用相同的附图标记指示关于第一实施方式已经描述的部件。
在优选的实施方式中, 窑 1 没有靠近管道 2’ 的入口区段以排放窑 1 产生的气体的 烟道 9。
图 7 示出通过本发明在入口与出口之间具有七个室的窑 1 中能够实现的焙烧图 表。
焙烧图表的左端指示入口, 右端指示管道 2’ 的出口。
清楚地, 然而在不脱离所附权利要求限定的范围的情况下, 可以对所描述的本发 明作出改变。