[发明专利]立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉

说明书

技术领域

本发明属于铸造机械领域，具体涉及一种覆膜砂再生焙烧炉，尤其是一种立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉。

背景技术

我国铸造行业采用覆膜砂冷芯盒工艺的铸造方式和近终型高端铸件的生产方法，因此，覆膜砂使用量巨大，年需求量达100万吨以上。通常覆膜砂一次性使用，如此大量的旧砂丢弃，旧砂上附着的树脂缓慢挥发至大气中，对大气环境造成严重的污染。随着国内外铸造行业中覆膜砂铸模技术的发展，覆膜砂的应用将会在短期内得到迅速增长，因环保和能源利用率的要求不断提高，覆膜砂的回收与高效再生越来越重要。

目前大规模化覆膜砂再生回用通常采用热法再生，即利用焙烧炉对覆膜砂高温再生。其再生的工艺是，首先对旧砂进行振动破碎和磁分离，然后在沸腾式再生炉中焙烧，出砂后再经保温、冷却、筛分即可回用。而目前行业中所使用的焙烧炉的燃烧器安装在出覆膜砂口，旧覆膜砂从料斗中进来经预热后在沸腾床上加热、再生，在加热过程中覆膜砂很少部分直接燃烧。这种焙烧炉主要存在热效率低下、炉体寿命短、再生效率低等问题，致使再生成本居高不下；特别重要的是，在使用过程中扬尘、未燃尽的酚醛树脂热解物的释放，会造成焙烧炉冒黑烟，会产生对环境的二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉，该焙烧炉四个燃烧器的火焰呈螺旋圆切形式，覆膜砂在加热的过程中可实现悬浮螺旋下落，不仅可以显著提高热效率和再生效率，同时可显著提高排放标准，具有热效率高、经济性优越、节能环保等显著优点。

为了实现本发明，本发明一种立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉采用的技术方案是：

一种立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉，其包括立式悬浮燃烧炉膛和卧式沸腾床；其中立式悬浮燃烧炉膛垂直设置在卧式沸腾床上，并与卧式沸腾床联通；所述的立式悬浮燃烧炉膛的截面为正方形，并在该正方形炉膛上装有四个燃烧器，该燃烧器表现为四角射流火焰的中心线沿顺时针或同沿逆时针切于同一个假想圆，四个燃烧器的下方装有四个二次送风装置；所述的卧式沸腾床床底采用隔板隔成若干块均匀的底部布风仓，每块底部布风仓上设有事故处理管和热风口。

上述立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉，所述的二次送风装置的送风口呈四角反切圆结构布置。

上述立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉，燃烧器表现为四角射流火焰的中心线沿顺时针或同沿逆时针切于同一个假想圆，该假想圆的直径与可根据炉膛尺寸和生产能力设计。

上述所述的卧式沸腾床的床上方设有隔板，该隔板与底部布风仓上的隔板错开设置。

上述立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉，燃烧器的燃烧能力和二次风风量大小均可根据炉膛大小和生产能力进行调节。

本发明立式悬浮燃烧与卧式沸腾加热大型覆膜砂再生焙烧炉，可显著提高热效率、再生效率和排放标准的原理在于：

立式悬浮燃烧炉膛截面为正方形，安装在炉膛上的燃烧器表现为四角射流火焰的中心线沿顺时针或同沿逆时针切于同一个假想圆，射流火焰在炉膛截面上形成强旋流场，并且如螺旋般向下传送；自上而下送入的待焙烧的覆膜砂颗粒流，被旋流火焰卷吸，进行相互扰动和传热，四射流火焰间的相互冲刷，避免了火焰刚度达到前侧炉墙而冲刷和烧耐火材料，旧砂颗粒流的被旋流均匀散布并与烟气充分接触换热；因炉膛中存在过量的空气，高温下旧砂表面附着的酚醛树脂热解并达到着火点后即迅速燃烧；为了进一步延长旧砂颗粒在高温燃烧段的停留时间，保证酚醛树脂的充分燃烧，本发明在燃烧器下方螺旋流场有所减弱处采用了四角反切圆的二次风装置，二次风对下降的气固流再次旋流扰动，对砂颗粒重新分布和一定悬浮作用，从而延长了旧砂颗粒在高温区的停留时间，促进树脂的燃尽；高温烟气在炉尾引风机作用下，折流、继续沉降至沸腾床底部布风仓上，在流化风作用下表现为沸腾状态；覆膜砂颗粒在沸腾状态下被慢速向前输运，因底部布风仓隔板与沸腾床上部隔板交错，则底部隔板调节了砂子的迁移速度，上部隔板控制了烟气流动；砂粒流化升起过程中与扰流的热烟气接触并换热；上下两种隔板的结合使用，提高了气砂换热效率，保证了残余酚醛树脂的充分燃烧，降低了排烟温度，提高了砂的再生质量，减少了扬尘和黑烟。

本发明区别于现有沸腾床、焙烧炉的地方在于：

炉膛截面为正方形，燃烧器表现为四角射流火焰的中心线沿顺时针或同沿逆时针切于同一个假想圆；二次送风装置的送风口呈四角反切圆结构布置；沸腾床的结构不同。