氧化钙生产用新型加热炉的制作方法

1.本实用新型属于化学冶金石灰石处理技术领域，具体涉及一种氧化钙生产用新型加热炉。


背景技术：

2.氧化钙，是一种无机化合物，它的化学式是cao，俗名生石灰。物理性质是表面白色粉末，不纯者为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性。可作为采用化学吸收法除去水蒸气的常用干燥剂，也可作为钢铁、农药、医药、制革及醇的脱水过程中的脱水剂。
3.氧化钙在生产制备中，通常是对石灰石进行高温煅烧，使得石灰石在1000℃左右的温度下发生分解，生成氧化钙和二氧化碳。石灰石的煅烧通常是在燃煤石灰窑中实现的。但是，石灰石原料在窑体内部仍然集中成一个相对的整体，导致石灰石原料不能与高温气体进行均匀接触，使得石灰石受热不均，造成过多欠火石灰和过火石灰的形成，一方面生产效率较低；另一方面生产的氧化钙纯度不高，容易引入二次杂质，仍需再加工处理；同时，燃煤作为燃料，并不环保；因此传统煅烧方法使得氧化钙在生产过程中，占地面积大、能耗高、产量低、煅烧质量差、不环保等问题成为主要问题。对此，现提出如下技术方案。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的技术问题：提供一种氧化钙生产用新型加热炉，采用竖状炉结合中频感应炉加热原理煅烧生产氧化钙，解决现有石灰窑燃煤煅烧生产存在的占地面积大、效率较低、纯度不高、不环保、能耗高、产量低的一系列问题。
5.本实用新型采用的技术方案：氧化钙生产用新型加热炉，具有机架、竖状炉、送粉管、预热段、中频感应加热段、冷却段、出料口以及二氧化碳回收管道；机架支撑竖状炉的固定安装；竖状炉顶端侧壁安装沿炉胆内侧壁切向输送粉末状石灰石原料的送粉管；竖状炉的竖状炉体轴向从上至下依次由预热段、中频感应加热段以及冷却段三段组成；预热段顶端安装二氧化碳回收管道；中频感应加热段用于将粉末状的石灰石原料煅烧产生氧化钙；冷却段末端连通竖状炉底端锥形出料口以排放生成的氧化钙。
6.上述技术方案中，进一步地：送粉管轴流送风的管道内设有引流风机。
7.上述技术方案中，进一步地：竖状炉炉体中心轴向设有导流柱。
8.上述技术方案中，优选地：导流柱为耐高温的空心结构。
9.上述技术方案中，进一步地：竖状炉在中频感应加热段从外向内依次由炉壳、保温层、感应线圈层、隔热填料层、内胆层组成。
10.上述技术方案中，进一步地：内胆层底端具有锥形收口结构。
11.上述技术方案中，进一步地：竖状炉在冷却段位于炉壳内臂盘旋设有水冷循环盘管；水冷循环盘管轴向端一侧设有入水管道；水冷循环盘管另一轴向端一侧设有出水管道，水冷循环盘管轴向纵截面的管道密集程度从上至下从稀疏到稠密排布。
12.上述技术方案中，进一步地：出料口底端细颈端安装卸料阀。
13.本实用新型与现有技术相比的优点：
14.1、本实用新型将粉末状原料切向送入炉内，粉末状物料利用中频感应炉原理在中频感应加热段被煅烧分解生成氧化钙；粉末状物料切向送料，在中频感应加热段边旋转降落边分解，有效提高氧化钙的生产效率；同时，炉体内旋转飞散的粉末状物料在飞散过程中能够与热源充分接触，因此能大幅度提高产能，同时有效降低氧化钙生产中其它杂质的生成，生产的氧化钙产品纯度更高，因此氧化钙产能显著提升。
15.2、本实用新型采用中频感应炉原理替代燃煤煅烧，更加环保。
16.3、本实用新型竖状炉生产设备，利用物料自身重力落料实现排料生产，无需动力就能实现出料排料，节能的同时，竖状炉体，占地面积显著减少。
17.4、本实用新型有助于生产高纯度氧化钙的同时还能得到高纯度的二氧化碳，以使高纯度的二氧化碳回收再利用，用于其它生产。
18.5、本实用新型送粉管设有轴流送风的引流风机，结合炉体中心轴向设有的导流柱共同作用，可提高粉末状物料的切向加速度，方便原料高效旋降并分解，有利提高原料在中频感应加热段的旋停时间，导流柱的设置，避免旋流的物料在中心碰撞避免扰乱旋降路线。
19.6、本实用新型中频感应加热段的中频感应炉体设有隔热填料层，与保温层相结合，可有效保证良好的隔热性能，从而延长感应线圈的使用寿命。
20.7、本实用新型内胆层底端具有锥形收口结构，改变物料旋转方向，避免挂壁问题的出现，为后期冷却后物料受自重下沉排料做好准备。
附图说明
21.图1为本实用新型炉体原理纵截面剖视结构示意图；
22.图2为图1中竖状炉中频感应加热段的结构原理图；
23.图中：1-机架，2-竖状炉，3-送粉管，4-预热段，5-中频感应加热段，6-冷却段，7-出料口，8-二氧化碳回收管道，9-引流风机，10-导流柱；501-炉壳，502-保温层，503-感应线圈层，504-隔热填料层，505-内胆层，5051-锥形收口结构；601-水冷循环盘管，602-入水管道，603-出水管道，701-卸料阀。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图1-2，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.(如图1所示)氧化钙生产用新型加热炉，具有机架1、竖状炉2、送粉管3、预热段4、中频感应加热段5、冷却段6、出料口7以及二氧化碳回收管道8。
26.所述机架1用型材拼焊制成主机架架体，所述机架1用于支撑竖状炉2的固定安装。
27.所述竖状炉2顶端侧壁安装沿炉胆内侧壁切向输送粉末状石灰石原料的送粉管3。
28.首先，送入的原料必须为粉末状物料，即研磨成粉末状的石灰石原料，因此，本实用新型设备的送粉管3需要连通研磨设备。采用粉末状原料送入竖状炉煅烧，目的在于使得原料能够充分与热源接触，提高产能，提高纯度，提高效率。至于采用切向送料的方式送粉
末状物料，目的在于使得粉末状的物料能够尽可能地增加物料在中频感应加热段5的旋停时间，从而提高反应效率，提高产能，相对地，还有利于缩短中频感应加热段5的轴向长度，降低炉体耗材用量，控制制炉成本。
29.所述竖状炉2的竖状炉体轴向从上至下依次由预热段4、中频感应加热段5以及冷却段6三段组成。所述预热段4的设置一方面用于原料的预热，另一方面用于方便送粉管3在低温条件下的使用。
30.需要说明的是:所述中频感应加热段5的轴向长度根据送粉量大小以及流速确定，例如中频感应加热段5的轴向长度应当至少能保证每秒送入的粉末状石英石物料的量，能够使得粉末状的石英石从中频感应加热段5起始端旋降至中频感应加热段5底端时，恰好全部充分反应分解生成二氧化碳和氧化钙，以满足提高产能，提高效率，提高产品纯度的需求。上述中频感应加热段5的轴向长度，应结合实践有所延长，以保证原料的充分煅烧分解。
31.所述预热段4顶端安装二氧化碳回收管道8。所述二氧化碳回收管道8用于连接其他工艺设备，即有效回收高纯度的二氧化碳，节约能源。
32.所述中频感应加热段5用于将粉末状的石灰石原料煅烧产生氧化钙。即采用中频感应炉的加热原理实现粉末状石灰石原料的高效煅烧，以得到高纯度的氧化钙。
33.所述冷却段6末端连通竖状炉2底端锥形出料口7以排放生成的氧化钙。即竖状炉2的最底端为冷却段6，用于冷却氧化钙产物，以方便氧化钙产品的后续包装操作。所述出料口7设置锥形段，方便产品的收口集中收集。
34.上述实施例中，进一步地：所述送粉管3轴流送风的管道内设有引流风机9。增加引流风机9，用于提高粉末状物料在中频感应加热段5的旋降加速度，以充分旋降分解。
35.上述实施例中，进一步地：所述竖状炉2炉体中心轴向设有导流柱10。所述导流柱10设于炉体中心，为旋动在中频感应加热段5的物料提供一定的避心导向，避免物料中心碰撞扰乱粉末状物料的旋流方向。
36.上述实施例中，优选地：所述导流柱10为耐高温的空心结构。采用空心结构，节省耗材，设备成本有效降低。具体地，所述导流柱10可以为耐高温陶瓷材料，或用带耐高温金属层的钛基合金材料，或用钨钼合金材料等制成。
37.(如图2所示)上述实施例中，进一步地：所述竖状炉2在中频感应加热段5从外向内依次由炉壳501、保温层502、感应线圈层503、隔热填料层504、内胆层505组成。优选地，所述保温层502可以为双层保温层，一层为碳化硅，一层为石棉。所述炉壳501可以为钢材。所述感应线圈层503所具有的感应线圈外层具有绝缘漆层。所述隔热填料层504包括耐高温空心球氧化铝、含量为99.99％亚微米级α-氧化铝刚玉粉、粒径小于1毫米的氧化铝晶体颗粒、电熔镁mgo、高铝水泥和液体态磷酸二氢铝结合剂；利用氧化铝和电熔镁mgo既有优良的热稳定性能、不易受热震裂，同时具有优良的耐高温性能、不易受渣化侵蚀的优点。所述内胆层505可以为99.99％高纯碳素石墨材料。
38.上述实施例中，进一步地：所述内胆层505底端具有锥形收口结构5051。即在中频感应加热段5的内胆层505底部设置锥形收口结构5051，收口结构用于改变粉末流体路径，方便粉末流体在冷却段6重力降落，避免挂壁，方便在出料口7末端收集。
39.上述实施例中，进一步地：所述竖状炉2在冷却段6位于炉壳内臂盘旋设有水冷循环盘管601；即采用水冷循环的方式实现降温处理，经济实用。
40.所述水冷循环盘管601轴向端一侧设有入水管道602；所述水冷循环盘管601另一轴向端一侧设有出水管道603。所述水冷循环盘管601轴向纵截面的管道密集程度从上至下从稀疏到稠密排布。即从上到下温度逐渐降低的速度更快。
41.上述实施例中，进一步地：所述出料口7细颈端安装卸料阀701。即在出料位置设置锥形筒，并在锥形筒的底端细颈延长段安装卸料阀701，实现卸料。
42.本实用新型的工作原理为：(如图1所示)被研磨机或粉碎机研磨粉碎后的粉末状原料石英石经过送粉管3沿竖状炉2内侧壁切向被送入竖状炉2内，且石英石粉末在引流风机9助推作用下加速被送入竖状炉2内，图1中箭头所示方向为粉末状原料在炉体内的流动路径，粉末状的石英石沿着炉内壁切线方向一边旋转，一边降落，并在落入中频感应加热段5时实现煅烧分解并产生氧化钙且继续下落，下落产生的氧化钙最终从中频感应加热段5底端锥形收口结构5051流出并进入冷却段6区域，在冷却段6区域通过水冷循环对氧化钙降温，氧化钙受自重影响，最终从出料口7排出。于此同时，在中频感应加热段5区域煅烧分解产生的高纯二氧化碳从竖状炉2顶端设有的二氧化碳回收管道8被排放收集，以便将二氧化碳引流至下一工艺设备再利用。
43.通过以上描述可以发现：本实用新型将粉末状原料切向送入炉内，粉末状物料利用中频感应炉原理在中频感应加热段被煅烧分解生成氧化钙；粉末状物料切向送料，在中频感应加热段边旋转降落边分解，有效提高氧化钙的生产效率；同时，炉体内旋转飞散的粉末状物料在飞散过程中能够与热源充分接触，因此能大幅度提高产能，同时有效降低氧化钙生产中其它杂质的生成，生产的氧化钙产品纯度更高，因此氧化钙产能显著提升。本实用新型采用中频感应炉原理替代燃煤煅烧，更加环保。
44.再者，本实用新型竖状炉生产设备，利用物料自身重力落料实现排料生产，无需动力就能实现出料，节能的同时，竖状炉体，占地面积显著减少。
45.本实用新型有助于生产高纯度氧化钙的同时还能得到高纯度的二氧化碳，并能使高纯度的二氧化碳回收再利用，用于其它生产，能源被充分利用。
46.本实用新型送粉管设有轴流送风的引流风机，结合炉体中心轴向设有的导流柱共同作用，引流风机有助提高粉末状物料的切向加速度，方便原料高效旋动并分解，有利增加原料在中频感应加热段的旋停时间；导流柱的设置，避免旋流的物料在中心碰撞避免扰乱旋降路线。
47.本实用新型中频感应加热段的中频感应炉体设有隔热填料层，与保温层相结合，可有效保证炉体良好的隔热性能，从而延长感应线圈的使用寿命。
48.本实用新型内胆层底端具有锥形收口结构，改变物料旋转方向，避免挂壁问题的出现，为后期冷却后物料受自重下沉排料做好准备。
49.综上所述，本实用新型氧化钙生产用新型加热炉生产氧化钙，竖状炉体占地面积小，氧化钙产能高，生产高效，生产的氧化钙产品纯度高，生产设备环保，适合推广普及。
50.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
51.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：具有机架(1)、竖状炉(2)、送粉管(3)、预热段(4)、中频感应加热段(5)、冷却段(6)、出料口(7)以及二氧化碳回收管道(8)；所述机架(1)支撑竖状炉(2)的固定安装；所述竖状炉(2)顶端侧壁安装沿炉胆内侧壁切向输送粉末状石灰石原料的送粉管(3)；所述竖状炉(2)的竖状炉体轴向从上至下依次由预热段(4)、中频感应加热段(5)以及冷却段(6)三段组成；所述预热段(4)顶端安装二氧化碳回收管道(8)；所述中频感应加热段(5)用于将粉末状的石灰石原料煅烧产生氧化钙；所述冷却段(6)末端连通竖状炉(2)底端锥形出料口(7)以排放生成的氧化钙。2.根据权利要求1所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：还包括引流风机(9)；所述送粉管(3)轴流送风的管道内设有引流风机(9)。3.根据权利要求1所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：还包括导流柱(10)；所述竖状炉(2)炉体中心轴向设有导流柱(10)。4.根据权利要求3所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：所述导流柱(10)为耐高温的空心结构。5.根据权利要求1所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：所述竖状炉(2)在中频感应加热段(5)从外向内依次由炉壳(501)、保温层(502)、感应线圈层(503)、隔热填料层(504)、内胆层(505)组成。6.根据权利要求5所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：所述内胆层(505)底端具有锥形收口结构(5051)。7.根据权利要求1所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：所述冷却段(6)包括水冷循环盘管(601)、入水管道(602)、出水管道(603)；所述竖状炉(2)在冷却段(6)位于炉壳内臂盘旋设有水冷循环盘管(601)；所述水冷循环盘管(601)轴向端一侧设有入水管道(602)；所述水冷循环盘管(601)另一轴向端一侧设有出水管道(603)，所述水冷循环盘管(601)轴向纵截面的管道密集程度从上至下从稀疏到稠密排布。8.根据权利要求1所述氧化钙生产用新型加热炉，其特征在于：还包括卸料阀(701)；所述出料口(7)底端细颈端安装卸料阀(701)。

技术总结
提供一种氧化钙生产用新型加热炉，具有机架、竖状炉、送粉管、预热段、中频感应加热段、冷却段、出料口以及二氧化碳回收管道；机架支撑竖状炉的安装；竖状炉顶端侧壁安装切向送粉末状石灰石原料的送粉管；竖状炉从上至下依次由预热段、中频感应加热段以及冷却段三段组成；预热段顶端安装二氧化碳回收管道；中频感应加热段煅烧产生氧化钙；冷却段末端连通出料口排放氧化钙。本实用新型氧化钙生产用新型加热炉生产氧化钙，竖状炉体占地面积小，氧化钙产能高，生产高效，生产的氧化钙产品纯度高，生产设备环保，适合推广普及。适合推广普及。适合推广普及。


技术研发人员：何旭东 王平利
受保护的技术使用者：凤县绿能新材有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/26