一种采用煤矸石用于降低烧成热耗的方法及其装置与流程

本发明涉及水泥生产，具体是一种采用煤矸石用于降低烧成热耗的方法及其装置。

背景技术：

1、随着全球经济的持续发展，建筑行业对水泥等建材的需求不断增长，传统的水泥生产主要依赖硅铝质原料，但这些原料的开采和加工不仅消耗大量自然资源，还可能对环境造成破坏。同时，煤炭开采过程中产生的煤矸石大量堆积，不仅占用土地资源，还可能引发环境污染和生态问题。因此，寻求煤矸石的有效利用途径，成为当前亟待解决的问题。煤矸石作为一种工业废弃物，其成分中含有一定量的硅、铝等元素，与水泥熟料的主要成分相依。因此，通过技术手段将煤矸石转化为水泥熟料的生产原料，不仅可以解决煤矸石堆积问题，还能实现资源的循环利用降低生产成本，减少对新资源的依赖。

2、煤矸石主要成分与黏土相近，可替代黏土作为硅铝质材料使用。由于煤矸石中有少量的热量，若能合理控制掺量，稳定窑系统热工制度，还能有效降低烧成热耗，节约生产成本。

3、但是煤矸石颗粒大小不一，若将不同大小的煤矸石颗粒同步加入回转窑内进行烧制，大颗粒煤矸石在回转窑内经过的时间不足以将其完全燃烧，燃烧效率得不到保证。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种采用煤矸石用于降低烧成热耗的方法及其装置，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于降低烧成热耗的装置包括底座、窑头座、窑尾座、回转窑、驱动电机和送料机构，窑头座与底座紧固连接，窑尾座与底座紧固连接，窑头座和窑尾座沿物料的输送方向依次布置在回转窑的两端，驱动电机与底座紧固连接，驱动电机的输出端与回转窑传动连接，回转窑与底座转动连接，回转窑的两端分别与窑头座和窑尾座转动连接，送料机构与窑头座紧固连接，送料机构用于将煤矸石送入回转窑内。

3、水泥生料从窑头座进入回转窑内进行煅烧处理，并在煅烧时通过送料机构将煤矸石颗粒送入回转窑内与水泥生料混合到一起进行煅烧，由于煤矸石中有少量的热量，通过合理控制掺入煤矸石的数量，就可以促进回转窑内的燃烧效率，从而有效降低烧成热耗；底座固定在地面为各机构提供稳定的支撑，回转窑两端的窑头座和窑尾座用于为回转窑提供支撑，驱动电机为回转窑的主要动力源，驱动电机启动带动回转窑在底座上转动，从而促进回转窑内的物料互相混合，并且通过将回转窑按一定角度倾斜布置，物料会在自身重力的作用下，从回转窑内滑落到窑尾座，从而完成煅烧。

4、进一步的，送料机构包括供热风机、导向组件和送料组件，窑头座上设有进料口、排烟口和固定环，回转窑与固定环转动连接，供热风机与窑头座的外壁紧固连接，供热风机的进口与排烟口连通，供热风机的出口与导向组件连通，导向组件与固定环紧固连接，导向组件用于分离大小不一的煤矸石颗粒，送料组件与导向组件连通，送料组件与固定环紧固连接，送料组件用于将大小不一的煤矸石颗粒分别送入回转窑内。

5、物料从进料口进入回转窑内，物料煅烧过程中产生的高温烟气从排烟口排出，固定环用于连接窑头座与回转窑，并为送料机构提供安装基础，回转窑上设有对应的环槽，可沿固定环自由转动，供热风机用于将煅烧过程中产生的高温烟气导入导向组件，对烟气中的热量进行再利用，通过烟气中的热量对进入导向组件内的煤矸石进行预热，以提高燃烧效率，经过导向组件分离后的煤矸石颗粒通过送料组件分别送入回转窑内，使得颗粒大的煤矸石在回转窑内的移动路径增长，而颗粒小的煤矸石在回转窑内移动的路径缩短，使得大小不同的煤矸石都能完全燃烧，从而提高燃烧效率。

6、进一步的，导向组件包括固定柱、螺旋滑道、供气管和分离盒，固定柱与固定环紧固连接，螺旋滑道与固定柱紧固连接，螺旋滑道绕设在固定柱四周，螺旋滑道的进口外接煤矸石输送装置，螺旋滑道的出口与分离盒连通，分离盒与送料组件连通，供气管与螺旋滑道的底面紧固连接，供气管上设有进气管道和回气管道，进气管道与供热风机的出气端连通，回气管道与排烟口连通。

7、固定柱固定在固定环上为螺旋滑道提供支撑，经过处理的煤矸石颗粒通过相应的输送装置进入螺旋滑道内，输送装置为现有技术，在此不做赘述，煤矸石颗粒在螺旋滑道的导向下，会做螺旋运动，在离心力的作用下，体积大重量大的煤矸石会分布在螺旋滑道的外圈，体积小重量小的煤矸石会分布在螺旋滑道的内圈，即将煤矸石按重量大小进行了自动分离，与此同时，供热风机提供的高温烟气通过进气管道进入螺旋滑道下方的供气管将热量传递给煤矸石，对煤矸石进行预热，再利用过后的高温烟气通过回气管道回到排烟口。

8、进一步的，螺旋滑道的内腔底面上设有若干出气孔，出气孔与供气管连通，出气孔倾斜布置，出气孔的倾斜方向与煤矸石的移动方向相同。

9、倾斜布置的出气孔可将高温烟气导入螺旋滑道内，使得煤矸石与高温烟气直接接触，从而提高两者的换热效率，并且倾斜流入的高温烟气的冲击力使得煤矸石呈现悬浮状态，从而降低移动过程中的摩擦力，可提高煤矸石在螺旋滑道的移动速度，从而提高了煤矸石的分离效果。

10、进一步的，分离盒上设有第一出口和第二出口，第一出口靠近螺旋滑道出口的内圈，第二出口靠近螺旋滑道出口的外圈，分离盒的内腔中部设有导流块。

11、分离盒中部的导流块可将从螺旋滑道出口流出的煤矸石颗粒分成两部分，颗粒体积小的通过第一出口流出，颗粒体积大的通过第二出口流出，即实现了对大小不同的煤矸石颗粒进行了自动分离。

12、进一步的，导流块的截面呈三角形，导流块的尖端朝向螺旋滑道的出口。

13、三角形的导流块可降低对煤矸石颗粒的阻力，从而提高分离的顺畅程度。

14、进一步的，送料组件包括连接座、第一管道和第二管道，连接座与固定环紧固连接，第一管道与第一出口连通，第一管道与连接座紧固连接，第二管道与第二出口连通，第二管道与连接座紧固连接，连接座上设有细料出口和粗料出口，细料出口的长度大于粗料出口，细料出口与第一管道连通，粗料出口与第二管道连通。

15、连接座固定在固定环上为送料组件提供支撑，小颗粒的煤矸石通过第一管道流入细料出口，从而加入回转窑内进行煅烧，大颗粒的煤矸石通过第二管道流入粗料出口，进入回转窑内进行煅烧；因为细料出口的长度大于粗料出口，即使得大颗粒的煤矸石在回转窑的经过的距离长于小颗粒的煤矸石，从而使得大颗粒的煤矸石的燃烧时间得到相应延长，使得大颗粒的煤矸石能够完全燃烧，从而提高了煤矸石的燃烧效率。

16、进一步的，底座上设有托架，回转窑与托架转动连接，窑尾座上设有排料口和燃烧管，回转窑的外圈设有齿圈，齿圈与驱动电机的输出端传动连接。

17、托架用于为回转窑提供支撑，防止回转窑在转动过程中发生偏移，煅烧完成的物料从窑尾座上的排料口排出，燃烧管外接燃料源，通过燃料的燃烧来对回转窑内的物料进行煅烧处理，齿圈用于连接驱动电机的输出端，从而将动力传递到回转窑上。

18、进一步的，方法包括以下步骤：

19、s1：原料从进料口加入回转窑内进行煅烧；

20、s2：送料机构将煤矸石颗粒送入回转窑内与水泥生料混合到一起进行煅烧，供热风机将煅烧过程中产生的高温烟气导入导向组件，通过烟气中的热量对进入导向组件内的煤矸石进行预热；

21、s3：分离盒将从螺旋滑道出口流出的煤矸石颗粒分成两部分，使得大小不同的煤矸石颗粒分批加入回转窑内。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、通过供热风机61将煅烧过程中产生的高温烟气导入导向组件62，对烟气中的热量进行再利用，通过烟气中的热量对进入导向组件62内的煤矸石进行预热，从而提高煤矸石进入回转窑内的温度，以提高燃烧效率。

24、2、煤矸石颗粒在螺旋滑道622的导向下，会做螺旋运动，在离心力的作用下，体积大重量大的煤矸石会分布在螺旋滑道622的外圈，体积小重量小的煤矸石会分布在螺旋滑道622的内圈，即将煤矸石按重量大小进行了自动分离；并由于细料出口6311的长度大于粗料出口6312，即使得大颗粒的煤矸石在回转窑4的经过的距离长于小颗粒的煤矸石，从而使得大颗粒的煤矸石的燃烧时间得到相应延长，使得大颗粒的煤矸石能够完全燃烧，从而提高了煤矸石的燃烧效率。

25、3、倾斜布置的出气孔6221可将高温烟气导入螺旋滑道622内，使得煤矸石与高温烟气直接接触，从而提高两者的换热效率，并且倾斜流入的高温烟气的冲击力使得煤矸石呈现悬浮状态，从而降低移动过程中的摩擦力，可提高煤矸石在螺旋滑道622的移动速度，从而提高了煤矸石的分离效果。