[实用新型]一种热法再生焙烧炉的配气结构

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种焙烧炉，具体涉及焙烧炉的配气结构设计。

背景技术

铸造废砂的热法再生过程是一个热化学反应过程，其基本原理就是通过在有氧环境中，利用燃烧器燃料燃烧产生的热量将焙烧炉内的环境温度提高，并保持在铸造废砂含有的有机质或碳素的燃点温度以上，造成铸造废砂体系自燃达到除去铸造废砂的有机质或碳素等物质，实现铸造废砂的再利用之目的。

显然，焙烧炉系统的有效运行离不开向炉内提供有氧空气，按热化学反应需要的氧气量供气是热法再生实现的充要条件。

如何能有效地向焙烧炉内提供含氧空气是决定铸造废砂再生质量的关键因素之一，也是决定热法再生节能、减排的关键因素之一。所以，长期以来工程师们一直致力于研究能有效向焙烧炉内提供有氧空气的机构和装置。现有的供配气机构和装置存在着配送气压力损失大，配送气能耗高，还有就是配送气流稳定性差，造成焙烧炉内焙烧温度起伏波动大，焙烧炉运行控制不好的同时，影响再生砂质量的稳定性（特别是再生砂的灼减量波动大）等问题，进一步造成烟气温度波动，烟气带走的热损失较大，再生能耗高和废气排放处理等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种废砂热法再生焙烧炉的配气结构，以有效地向焙烧炉内提供有氧空气，减少气能损耗，降低热损失。

众所周知，气体的流动属于流体力学与动力学的技术范畴。因此，废砂热法再生焙烧炉的供配气机构和装置必须满足流体力学和动力学原理，基于基本原理的供配气机构设计和优化是解决现有废砂焙烧炉供配气装置机构的基本出发点。

本实用新型采用的技术解决方案如下：

    一种废砂热法再生焙烧炉的配气结构，包括压缩空气管、送气管道、配气仓和配气管道。所述配气仓在焙烧炉内，位于焙烧及换热区和集砂区之间，配气仓是由隔板在焙烧炉内分隔出的一个个扇形腔室，每个配气仓是由左右两个隔板、上方的顶板，下方的底板和外侧的焙烧炉壁围成的一个扇形空间；所述压缩空气管是一围绕焙烧炉的环形管，具有至少一个进气口，并与每一个配气仓之间连接送气管道；每个配气仓内都从上向下贯穿设置有多根下砂管，在配气仓顶板上的下砂管的进口端之间的位置设置有配气管。

采用本实用新型的配气结构，压缩空气通过压缩空气管经贯穿炉壁的送气管的出口流入配气仓内，再从贯穿顶板的配气管入口处进入配气管并从配气管出口进入焙烧换热区域，一方面通过热交换降低焙烧换热区的砂温，另方面空气中含有的氧气组分向燃烧区内的砂提供氧化气氛而发生热化学反应，获得合格的再生砂，焙烧合格的再生砂经贯穿顶板的下砂管入口进入下砂管，经穿过配气仓下砂管、底板的下砂管出口流向集砂区。

因此，本实用新型可以取得以下的技术效果：

本配气结构能有效向焙烧炉内提供有氧空气，由于采用压缩空气对各个相对独立间隔的配气仓送气进行总气量分配，使得压缩空气沿焙烧炉体截面圆周均匀分布，环形的压缩空气管分别通过送气管道与每个配气仓相连通，因送气管道截面直径远远小于配气仓截面尺寸，压缩空气在配气仓的入口处的空间突然扩大，改变了气流状态，因其阻力损失系数的变化，有氧空气流动态表征的雷诺系数发生变化，其流态从湍流态改变为层流态，使得有氧空气的压力分布在变送配气仓内重新调整，调整了配气仓内沿送气管道垂直面方向的有氧空气流速分布，利用送气管与配气仓之间的结构变化使进入配气仓内的压缩空气阻尼稳定地改善，达到均匀地再配送有氧空气到各个配气管口内，减少配送气阻，降低压缩机能耗；另方面，与变送配气仓相连的配气管道因入口截面积大幅减少，使得进入配气管道的有氧空气流动阻力加大，雷诺系数值变大，使管内流动的气体状态进入湍流，一方面高速气流可以大大降低配气管壁的对流热阻层厚度，提高对流换热效率，另方面使得流向焙烧换热区域的有氧空气的温度快速升高，进入焙烧换热的有氧空气可以少吸收焙烧区内的热量，达到减少焙烧炉焙烧能耗的目的；其三，因为具有较高温度的有氧空气进入焙烧换热区域时与更高温度的焙烧换热区域内的炉内空气温度梯度减小，有利于避免焙烧炉内焙烧温度起伏波动大，保证焙烧炉运行控制良好，保证再生砂灼减量稳定，进一步同时也可减少烟气温度波动带走的热损失，实现减少再生能耗和废气排放。

附图说明

图1是本实用新型的配气结构在焙烧炉中的位置以及一个配气仓的纵向剖面图；

图2是本实用新型的配气结构的底部横向剖面图；

图3是本实用新型的配气结构的一个配气仓顶部示意图。

以下结合附图进一步说明本实用新型的结构：

参见图1、图2和图3，该配气结构包括压缩空气管7、送气管道8、配气仓9和配气管2等。配气仓9布置在焙烧炉1内，位于焙烧炉的焙烧及换热区10和集砂区5之间。配气仓9是由隔板11在焙烧炉内分隔出的八扇形腔室，每个配气仓是由左右两个隔板11、上方的顶板3，下方的底板6和外侧的焙烧炉壁围成的一个扇形空间，它们以焙烧炉的炉体轴心为中心均匀分布。压缩空气管7是一围绕焙烧炉1设置的环形管，具有对称的两个进气口，压缩空气管与每一个配气仓之间通过送气管道8连通。每个配气仓都从上向下贯穿设置有15根下砂管4，在配气仓顶板上的下砂管进口端之间的位置设置8个配气管2，配气管2伸进焙烧及换热区10内。