[实用新型]一种马蹄焰熔窑

说明书

本实用新型属于能源高效利用技术领域，涉及高效燃烧、强化传热以及余热利用，尤其涉及一种马蹄焰熔窑。

水玻璃熔窑的作用是将配合料进行加热，使之熔融、反应形成一定模数的硅酸钠熔融液。蓄热式马蹄焰熔窑是生产水玻璃的一种重要窑型。助燃空气经蓄热室预热后在熔窑内与燃料接触，燃烧形成的火焰在窑炉内呈回转的马蹄形。马蹄焰熔窑一期结构紧凑、热效率高的特点成为水玻璃熔窑发展的重要方向。

中国专利文献CN2477629Y公开了一种马蹄焰玻璃球窑，包括蓄热室、小炉、含熔化池的窑炉本体，喷枪、投料池、工作池及制球机组；该实用新型由于采用带内喷头的高效喷枪，并在燃气进口部增设燃气蓄热室，并将小炉加长以提高助燃风的流速、流量；熔化池的长宽比达1.5～1.9，每吨产品耗气量下降45%～50%、耗电下降40%。因而具有设计先进、熔化面积大、熔化率高，能耗和生产成本显著降低，而生产率和经济效益高并可用于传统窑炉的改造等特点。

然而，由于上述技术上的改进致使其存在如下问题，一方面，采用带有内喷头的高效喷枪，产生的高温火焰对熔窑侧壁胸墙及后脸墙的冲刷，会使窑炉的寿命缩短，另外窑池内热点位置不理想，窑池内水玻璃液的对流较弱，不利于热量传递。

本实用新型解决的技术问题是：提供一种具有新型燃料喷枪的安装结构的马蹄焰熔窑，解决了高温火焰对熔窑侧壁胸墙及后脸墙的冲刷问题，同时改善了瑶池内热点的位置，提高热传递效率和熔融质量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种马蹄焰熔窑，包括窑池、蓄热室以及连接管线，所述窑池上设置有进料口和出料口，所述蓄热室为两个，分别通过小炉与所述窑池相连接，两蓄热室相对于所述窑池的中线轴对称布置，所述蓄热室的烟道中设置有烟气换向阀，所述窑池墙壁上设置有燃料喷枪，所述窑池底部设置有鼓泡器。

进一步的，所述窑池四面分别为前端的前脸墙、两侧的胸墙和后端的后脸墙，所述小炉与所述窑池的前脸墙相连接，所述进料口设置在胸墙上靠近前脸墙的一端，所述出料口设置在所述后脸墙上。

进一步的，所述鼓泡器为单排鼓泡器或多排鼓泡器，所述鼓泡器设置在窑池底部，其与前脸墙距离为窑池总长的2/3，沿平行于所述前脸墙的方向设置，靠近所述窑池中线处的鼓泡器所采用的鼓泡气体为富氧或纯氧，靠近胸墙处的鼓泡器所采用的鼓泡气体为空气。

进一步的，所述鼓泡器为单排鼓泡器或多排鼓泡器，所述鼓泡器设置在窑池底部，其与前脸墙距离为窑池总长的2/3，沿平行于所述前脸墙的方向设置，靠近所述窑池中线处的鼓泡器所采用的鼓泡气体为富氧或纯氧，靠近胸墙处的鼓泡器所采用的鼓泡气体为空气。

进一步的，所述小炉与窑池的连接口位于窑池内的水玻璃液面上方，所述小炉以偏向窑池的中线4°～6°且向下偏向水玻璃面15°～25°的角度与所述窑池连接。

进一步的，所述燃料喷枪包括设置在前脸墙上小炉与窑池连接处下方的前脸墙燃料喷枪，以及设置在窑炉两侧胸墙上的胸墙纯氧燃烧器，所述胸墙纯氧燃烧器与前脸墙的距离为窑池总长的2/3。

进一步的，所述前脸墙燃料喷枪的功率大于所述胸墙纯氧燃烧器的功率。

进一步的，所述前脸墙燃料喷枪的喷料口偏向窑池中线2°～6°，向上偏离水玻璃液面3°～6°，靠近窑池中线的前脸燃料墙喷枪偏向窑池中线的角度大于靠近胸墙的前脸墙燃料喷枪，所述胸墙纯氧燃烧器的喷口偏向水玻璃液面1°～5°。

进一步的，所述胸墙纯氧燃烧器对称的设置在所述两侧胸墙上，单侧设置有一至两只胸墙纯氧燃烧器。

进一步的，所述烟气换向阀、燃料喷枪以及鼓泡器连接空燃比控制系统。

本实用新型的有益效果为：高温助燃空气与燃料入射角度相对，两者在一定程度上形成错流，空气和燃料混合效果更好。由于燃料喷射方向以一定角度偏向窑池中线，从而减少了高温火焰对窑池侧壁胸墙的冲刷和烧蚀，延长了窑池的寿命，同时使得窑池内的热点区域向窑池中线移动，使马蹄焰熔窑的加热效果更好。前脸墙燃料喷枪之间不会相互干扰，使加热效率更高。燃料喷枪能够引入冷空气作为燃料喷枪的冷却风，防止燃料喷枪被烧蚀。通过气体鼓泡来使窑池内的熔融水玻璃液形成强制环流，有利于配料的熔化与反应，提高水玻璃产品的质量。通过空气鼓泡与纯氧/富氧鼓泡相结合，在提高窑池中线附近热点温度的同时，又避免了窑池两侧胸墙的高温烧蚀。在胸墙上设置有胸墙纯氧燃烧器，提高了水玻璃液面的热点温度及熔化率。以上措施避免了火焰对后脸墙耐火砖的冲刷，提高了窑炉系统效率，并减少了污染物的排放。设置有自动化燃烧控制系统，能够准确控制空气和燃料的配比。