本實用新型屬于工業窯爐技術領域，具體是一種負壓式石灰豎窯，本實用新型適用于以粉煤、塊煤、型煤或焦炭為燃料的石灰豎窯。

背景技術：

我國石灰總產量已經超過了2億噸，占石灰總用量的30%左右的冶金石灰，由于客戶用灰量大而穩定、對產品質量的要求也越來越高，因此其技術裝備水平處于石灰行業的領先地位，如回轉窯、套筒窯、并流蓄熱雙膛窯等世界先進窯型絕大多數為冶金企業所擁有；占石灰總用量70%左右的建筑石灰和化工用灰，由于用戶分散于全國各地的城市和鄉村，客戶用灰量小，產品運輸半徑小，這一特征必然決定了建筑用灰生產點多、面廣、生產規模小的格局，窯型以日產 300噸的土窯和舊式機立窯為主。

全國各地星羅棋布著無數座石灰土窯，其產量占建筑石灰總用量的90%以上，作為傳統產業的建筑石灰生產以煤為主的能源消費結構不會根本改變，二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和煙塵的排放治理日趨緊迫，建筑石灰行業發展中存在企業規模小、數量多，絕大多數企業工藝裝備落后、產品質量差、能源消耗高、環境污染嚴重、資源利用率低、生產經營不規范、既浪費國家資源，又對周邊環境造成嚴重污染，更加惡化了本已十分脆弱的生態環境 ，早已被國家列入淘汰名錄，各地淘汰石灰土窯的步伐越來越快。

為了改變石灰土窯以浪費資源和犧牲環境為代價的生產方式，加快推行清潔生產，向提高質量、節能、節地、節水、利廢和治污降霾方向發展，作為石灰土窯升級換代品的新型結構石灰豎窯如雨后春筍般發展起來，但新型結構石灰豎窯種類繁多，目前主流的石灰豎窯，其結構特點主要體現在以下幾個方面：

1.進風方式主要是采用窯底鼓風方式，存在的問題是：窯體周圍粉塵污染嚴重，對窯體密封性能要求高，煙氣治理不徹底，且石灰豎窯產生的廢氣在預熱帶和石灰石沒有完全熱交換，廢氣溫度升高，不節能，石灰石沒有沒有達到700℃就進入煅燒帶，增大了生燒率；

2.布料系統均采用螺旋布料方式，布料中心固定，有傳動機構，存在石灰豎窯斷面布料也不均勻，存在死角，它們都減少了石灰豎窯的有效容積，影響產量，并且存在容易發生機械故障的問題；

3.料位計一般設置在窯體內部，距離窯頂2～3米的位置，在窯內料面達到料位計位置時，才能進行補料，不能保證窯內生產的連續性；

4.出料系統采用閘板卸料、多點卸料、托板卸料等方式，容易發生的問題是：（1）過燒率及欠燒率高，易產生結焦，（2）卸料處產生大量的粉塵，污染環境且影響操作工健康，（3）將燒好的塊狀石灰摔碎，變成小塊或粉狀，影響經濟效益，（4）出料溫度在120℃以上，煙氣溫度在200—300℃之間，不僅浪費能源，而且不利于煙氣的除塵及物料的輸送，（5）卸料必須停風，改變窯內三帶溫度，窯極易結焦。

由于現有的石灰豎窯普遍采用上述結構，導致窯內燃料、氣流分布不夠均勻，結瘤、偏燒等工藝事故頻發，產品質量波動過大；且均屬于正壓操作、對窯體密封性能要求高、煙氣凈化設施簡陋，仍存在煙塵治理不徹底的弊端。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是針對現有的石灰豎窯結構設計不夠合理，導致生產過程中工藝事故頻發，產品質量波動大，且對周邊環境污染巨大的問題，提供一種負壓式石灰豎窯。

本實用新型的技術方案是：一種負壓式石灰豎窯，具有窯體，窯體的頂部設有爐頂鋼結構平臺及爐頂支撐梁，爐頂鋼結構平臺中心設有布料裝置，窯體的底部設有窯體支撐臺及爐底支撐梁，窯體支撐臺中心設有出料裝置，窯體內部自上而下依次為預熱帶、煅燒帶、冷卻帶，所述窯體縱斷面呈兩頭小，中間大的橄欖形結構，特別是：

所述布料裝置由托料盤和3～6個均風管組成，均風管的上端與爐頂鋼結構平臺及爐頂支撐梁固定連接，下端與托料盤固定連接；所述布料裝置上方裝有過渡料倉，過渡料倉頂部裝有密閉式蓋板，密閉式蓋板的頂部裝有下料溜管，下料溜管外接上料設備，下料溜管上裝有鎖風閥；過渡料倉底部設有下料管，下料管插入窯內一定深度，并與均風管錯位布置；在過渡料倉下部環繞過渡料倉設有一環形煙道，環形煙道上端與過渡料倉的外壁密封連接，下端與爐頂鋼結構平臺密封連接；

所述出料裝置具有分料錐，分料錐固定安裝在爐底支撐梁上，分料錐下方的窯體支撐臺中心設有爐底儲料斗，在爐底儲料斗四周均布有3～6個冷卻風導風管，爐底儲料斗下方設有出灰機，出灰機下方設有爐底過渡料倉，爐底過度料倉下方設有皮帶輸送機；

所述環形煙道一側還裝有煙氣管與煙氣凈化系統連接，煙氣凈化系統外接高壓引風機，高壓引風機通過在爐頂引風，使爐底的冷空氣依次通過爐底的料層間隙及冷卻風導風管、窯體的冷卻帶、煅燒帶、預熱帶到達爐頂 ，經過爐頂均風管及料層間隙進入環形煙道，經煙氣凈化系統處理后排空。

所述窯體的有效容積為100～500m³，有效高為16～25m，上部5m～6m為預熱帶，其內徑由φ2m～φ6m以＞70°角光滑地向上收縮，至預熱帶頂部內徑縮小到φ1.5m～φ3m；中部6m～10m為煅燒帶，其內徑為φ2m～φ6m的圓筒形；下部5m～6m為冷卻帶，其內徑由φ2m～φ6m以＞70°角光滑地向下收縮，至冷卻帶底部內徑縮小到φ1.5m～φ3m，形成兩頭小，中間大的橄欖形窯體縱斷面結構。

所述過渡料倉上方還安裝有料位計，過渡料倉內設置上、下兩個料位控制線，所述料位計為雷達式料位計或重錘式料位計，所述料位計與上料設備控制連接。

所述過渡料倉的下料管位于窯頂部正中心，均分管環繞下料管四周布置。

所述環形煙道內裝有煙氣熱電阻用于測量爐頂煙氣的溫度，爐底儲料斗下部裝有石灰熱電阻用于測量成品石灰的溫度；所述窯體的供風與煙氣凈化系統共用一臺帶有變頻調速機的高壓引風機，高壓引風機的變頻調速機根據爐頂煙氣溫度及爐底石灰溫度調節高壓引風機的吸風量；高壓引風機的風流量同時也滿足單位時間內供入窯內的燃料完全燃燒所需空氣量與石灰冷卻空氣量的供給，以及燃燒產物和石灰石分解出的CO₂等廢氣的排出；高壓引風機的全壓高于窯內散料層阻力、由窯頂到煙氣凈化系統的管程阻力及煙氣凈化系統本體阻力之和。

所述煙氣管上裝有煙氣放散管，所述煙氣放散管上裝有煙氣放散閥。

所述窯體由內至外依次為工作襯、永久襯、隔熱層，所述預熱帶工作襯和冷卻帶工作襯是采用三級高鋁或粘土質耐火澆注料預制成型，煅燒帶工作襯是采用二級高鋁或一級高鋁質耐火澆注料預制成型；所述預制塊高度為300-500mm等高，徑向尺寸為350-500mm等長，弧度按預制件大小，每環24-36塊等分360°，預制件采用吊裝砌筑，使窯內各橫斷面的同心度高度一致，窯內工作面光滑無錯臺。

本實用新型窯頂部的過渡料倉，可以貯存足夠石灰豎窯1小時以上的煤（焦）石混合料裝料量，并在過渡料倉頂部設有密閉式蓋板、料位計和下料溜管，在過渡料倉內布置有上、下料位控制線，當料位計檢測到過渡料倉內料位達到下料位控制線時，傳送指令給上料設備，下料溜管上的鎖風閥自動打開，上料設備自動進行上料補充，當過渡料倉內的料位達到上料位控制線時，傳送指令給上料設備，上料設備自動停止上料，過度料倉上方的下料溜管上的鎖風閥自動關閉，使過渡料倉在進行上料的過程中，窯頂始終處于密封狀態。過渡料倉內的物料經下料管進入窯體，由于下料管下方設有托料盤，四周固定有均風管，當物料經下料管進入窯體時，首先被托料盤承接，然后在物料自重作用下經均風管周圍的空隙撒向窯體周邊，大塊物料經窯體預熱帶的弧形預制板斜面被反彈至窯中心，小塊物料沿著窯墻壁下滑滯留在窯墻附近，使煤（焦）石原料進一步得到混合，并形成“鍋底”形料面。從而有效避免了豎窯固有的“窯壁效應”，減少甚至杜絕了因邊風過剩而引發的結瘤、偏燒等工藝事故。

本實用新型窯底部的出料裝置，設計有一個分料錐，分料錐可以將窯中心的物料均勻地分流到周邊從而實現窯內物料的均勻下沉，在分料錐下方依次設置有爐底儲料斗和出灰機可以均勻地將石灰卸下，出灰機下方設有窯底過渡料倉和皮帶傳送機，及時將石灰成品運出。

本實用新型最大的發明點在于：改變了石灰豎窯固有的進風方式，將傳統的石灰豎窯由窯底鼓風，改為從窯頂抽風，并且為了加大窯體中心的通風量，在窯底部的爐底儲料斗四周裝有3-6個冷卻風導風管，在爐頂托料盤四周布置了3-6個均風管，均風管上方設有密閉的環形煙道與煙氣凈化系統及高壓引風機相連，當高壓引風機在爐頂抽風時，爐底的冷空氣在高壓引風機的大抽力作用下，經出灰機與爐底儲料斗的料層間隙及冷卻風導風管進入窯體冷卻帶，對已燒好的石灰進行冷卻，使出窯石灰溫度降低到80℃以下，同時冷卻風被加熱，在到達煅燒帶時參與燃料的燃燒，燃燒產物與石灰石分解出的CO₂繼續向上移動，到達預熱帶與煤（焦）石原料進行熱交換，使石灰石被預熱，熱煙氣到達窯頂布料裝置時，托料盤周邊的煙氣經托料盤周邊的料層間隙上升到料面以上的環形煙道中，托料盤下方空腔中的窯體中心煙氣則被均風管引到爐頂的環形煙道內，從而加強了窯體中心的通風，到達環形煙道的煙氣溫度下降到150℃以下，被引風機引入煙氣凈化系統中。在石灰生產過程中，由于整個爐頂處于密閉的負壓狀態，并且設置了爐底的冷卻風導風管及爐頂的均風管，在高壓引風機的大抽力作用下，大大增強了窯體中心的通風，可有效地減輕或避免豎窯固有的“窯壁效應”，減少或杜絕了因邊風過剩而引發的結瘤、偏燒等工藝事故。

本實用新型的負壓式石灰豎窯，在爐頂密封，爐底敞開的負壓狀態下工作，在正常生產時，由爐頂的高壓引風機進行引風，實現爐體內部的通風及熱交換，并且沒有含塵煙氣排入大氣，從根本上改善了窯體周邊的粉塵污染。窯內頂部裝有固定式布料裝置、底部裝有均勻出灰裝置，窯體內部呈兩頭小，中間大的橄欖形結構，窯內工作面光滑無錯臺，使煤（焦）石料混合均勻、氣流分布均勻，有利于物料均勻順利下移，從而可有效地減輕或避免豎窯固有的“窯壁效應”，減少或杜絕了因邊風過剩而引發的結瘤、偏燒等工藝事故，產品質量好且穩定，通過高壓引風機參數的精確調節，可使出窯煙氣溫度在150℃以下，出窯石灰溫度在80℃以下，因而能耗低，生產環境好，且耐火內襯的使用壽命可達15年以上。

附圖說明

圖1是本實用新型的主剖示意圖；

圖2是圖1的俯視圖（不含下料溜管）；

圖3是圖1的A-A剖面圖；

圖4是圖1的B-B剖面圖；

圖5是圖1的C-C剖面圖。

圖中，1—窯體，2—爐頂鋼結構平臺，3—爐頂支撐梁，4—布料裝置，5—窯體支撐臺，6—爐底支撐梁，7—出料裝置，8—預熱帶，9—煅燒帶，10—冷卻帶，11—托料盤，12—均風管，13—過渡料倉，14—密閉式蓋板，15—下料溜管，16—鎖風閥，17—下料管，18—環形煙道，19—分料錐，20— 爐底儲料斗，21—冷卻風導風管，22—出灰機，23—爐底過渡料倉，24—皮帶輸送機,25—煙氣管，26—煙氣凈化系統，27—高壓引風機，28—料位計，29—煙氣熱電阻，30—石灰熱電阻，31—煙氣放散管，32—煙氣放散閥，33—工作襯，34—永久襯，35—隔熱層，36—預熱帶工作襯，37—冷卻帶工作襯，38—煅燒帶工作襯。

具體實施方式

實施例1

本實施例以日產300噸負壓式石灰豎窯為例，來詳細解釋本實用新型的技術方案，但是本實施例不以任何形式限制本實用新型。

參見圖1～5，本實施例的技術方案是：一種負壓式石灰豎窯，具有窯體1，窯體1的頂部設有爐頂鋼結構平臺2及爐頂支撐梁3，爐頂鋼結構平臺2中心設有布料裝置4，窯體的底部設有窯體支撐臺5及爐底支撐梁6，窯體支撐臺4中心設有出料裝置7，窯體內部自上而下依次為預熱帶8、煅燒帶9、冷卻帶10，所述窯體縱斷面呈兩頭小，中間大的橄欖形結構，特別是：

所述布料裝置4由托料盤11和3～6個均風管12組成（本實施例中具體有4個均風管），均風管12的上端與爐頂鋼結構平臺2及爐頂支撐梁3固定連接，下端與托料盤11固定連接；所述布料裝置4上方裝有過渡料倉13，過渡料倉13頂部裝有密閉式蓋板14，密閉式蓋板14的頂部裝有下料溜管15，下料溜管15外接上料設備，下料溜管15上裝有鎖風閥16；過渡料倉13底部設有下料管17，下料管17插入窯內一定深度，并與均風管12錯位布置；在過渡料倉13下部環繞過渡料倉13設有一環形煙道18，環形煙道18上端與過渡料倉13的外壁密封連接，下端與爐頂鋼結構平臺2密封連接；

所述出料裝置7具有分料錐19，分料錐19固定安裝在爐底支撐梁6上，分料錐19下方的窯體支撐臺5中心設有爐底儲料斗20，在爐底儲料斗20四周均布有3～6個冷卻風導風管21（本實施例中具體有4個冷卻風導風管），爐底儲料斗20下方設有出灰機22，出灰機22下方設有爐底過渡料倉23，爐底過度料倉23下方設有皮帶輸送機24；

所述環形煙道18一側還裝有煙氣管25與煙氣凈化系統26連接，煙氣凈化系統26外接高壓引風機27，高壓引風機27通過在爐頂引風，使爐底的冷空氣依次通過爐底的料層間隙及冷卻風導風管21、窯體的冷卻帶10、煅燒帶9、預熱帶8到達爐頂 ，經過爐頂均風管12及料層間隙進入環形煙道18，經煙氣凈化系統26處理后排空。

所述窯體1的有效容積為100～500m³，有效高為16～25m，上部5m～6m為預熱帶，其內徑由φ2m～φ6m以＞70°角光滑地向上收縮，至預熱帶頂部內徑縮小到φ1.5m～φ3m；中部6m～10m為煅燒帶，其內徑為φ2m～φ6m的圓筒形；下部5m～6m為冷卻帶，其內徑由φ2m～φ6m以＞70°角光滑地向下收縮，至冷卻帶底部內徑縮小到φ1.5m～φ3m，形成兩頭小，中間大的橄欖形窯體縱斷面結構。

本實施例中，具體窯體1的有效容積具體為430m³，有效高為22m，上部6m為預熱帶8，其內徑由φ6m以＞70°角光滑地向上收縮，至預熱帶8頂部內徑縮小到φ2m；中部10m為煅燒帶9，其內徑為φ6m的圓筒形；下部6m為冷卻帶10，其內徑由φ6m以＞70°角光滑地向下收縮，至冷卻帶10底部內徑縮小到φ2m，形成兩頭小，中間大的橄欖形窯體縱斷面結構。

所述過渡料倉13上方還安裝有料位計28，過渡料倉13內設置上、下兩個料位控制線，所述料位計28為雷達式料位計或重錘式料位計。 本實施例中過渡料倉的有效容積為20m³，過渡料倉內可貯存煤（焦）石混合料30噸（日產300噸的負壓式石灰豎窯的小時裝料量為25噸）。

所述過渡料倉13的下料管17位于窯頂部正中心，均分管12環繞下料管17四周布置。

所述環形煙道18內裝有煙氣熱電阻29用于測量爐頂煙氣的溫度，爐底儲料斗20下部裝有石灰熱電阻30用于測量成品石灰的溫度；所述窯體1的供風與煙氣凈化系統26共用一臺帶有變頻調速機的高壓引風機27，高壓引風機27的變頻調速機根據爐頂煙氣溫度及爐底石灰溫度調節高壓引風機的吸風量；高壓引風機27的風流量同時也滿足單位時間內供入窯內的燃料完全燃燒所需空氣量與石灰冷卻空氣量的供給，以及燃燒產物和石灰石分解出的CO₂等廢氣的排出；高壓引風機27的全壓高于窯內散料層阻力、由窯頂到煙氣凈化系統26的管程阻力及煙氣凈化系統本體阻力之和。

所述煙氣管25上裝有煙氣放散管31，所述煙氣放散管31上裝有煙氣放散閥32。

所述窯體1由內至外依次為工作襯33、永久襯34、隔熱層35，所述預熱帶工作襯36和冷卻帶工作襯37是采用三級高鋁或粘土質耐火澆注料預制成型，煅燒帶工作襯38是采用二級高鋁或一級高鋁質耐火澆注料預制成型；所述預制塊高度為300-500mm等高，徑向尺寸為350-500mm等長，弧度按預制件大小，每環24-36塊等分360°，預制件采用吊裝砌筑，使窯內各橫斷面的同心度高度一致，窯內工作面光滑無錯臺。

本實施例中，窯體預熱帶工作襯36和冷卻帶工作襯37具體是采用三級高鋁質耐火澆注料預制成型，煅燒帶工作襯38采用二級高鋁質耐火澆注料預制成型，永久襯34采用粘土質澆注料預制成型，預制塊的高度為350mm等高，徑向尺寸為345mm等長，弧度按每環30塊等分360°。