[发明专利]一种回转窑烧结及冷却系统热能综合利用方法

说明书

一种回转窑烧结及冷却系统热能综合利用方法，冷空气经回转窑后换热升温，升温后的冷空气进入燃烧器与可燃气体混合燃烧，燃烧所产生的高温气流送入回转窑内；同时，将单冷机中的热气流抽出并诱导冷空气从单冷机的左、右两端进入并向单冷机内的吸风罩流动，冷空气和单冷机以及单冷机中的陶瓷颗粒间进行对流换热及辐射换热，空气被加热，陶瓷颗粒被冷却，空气经单冷机换热升温并从单冷机换热器的出口排出，与由吸风罩抽出的热气流混合，混合后的热气流分为多路利用。该发明可将陶瓷颗粒烧结过程中散失的部分热量以及冷却过程中放出的热量加以回收利用，大幅度提高了陶瓷颗粒制备过程的热效率，降低能源的消耗。

技术领域

本发明涉及回转窑的热能综合利用技术领域，特别涉及一种回转窑烧结及冷却系统热能综合利用方法。

背景技术

石油天然气深井开采时，对于高闭合压力低渗透性矿床，需要将流体注入岩石基层使含油气岩层裂开，形成一个具有高层流能力的通道，油气从形成的裂缝通道中汇集而出。石油支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，从而使压裂后形成的岩层裂隙不因应力释放而闭合，保持其高的导流能力，从而使油气畅通，增加油气的产量，此即石油压裂技术，用于支撑压裂后岩层缝隙不闭合的材料就是石油支撑剂。

常用石油支撑剂有石英砂、陶粒砂以及树脂包覆的复合颗粒等。由于石英砂成本低，密度较低，易于泵送，被大量使用，但石英砂强底低、球度差，降低裂缝的导流能力，不适用于闭合压力高的深井。树脂包覆石英砂的复合颗粒，球度有所改善，耐腐蚀性比较强，导流能力也较好，但产品保持期短，造价高，不易推广应用。陶粒支撑剂，密度高，球度好，耐腐蚀，耐高温，耐高压，同时成本可以得到较好的控制，因此陶粒支撑剂在油气开采中得到了越来越广泛的应用。

砂型铸造是铸件生产的主要工艺方法，由砂型铸造工艺生产的铸件占铸件总产量的80％以上。砂子是砂型铸造中形成铸型和芯子的骨料，是重要的砂型铸造用造型材料，它的物理和化学性能决定了其铸造工艺性能，影响着铸件的质量。铸造行业砂型铸造所用的原砂主要是石英砂，但由于其热膨胀性大，在金属氧化物作用下热化学稳定性差，铸件易产生粘砂、脉纹、表面粗糙等铸造缺陷，因此，石英砂不是理想的铸造用造型材料。为了满足生产高端铸件的要求，在铸造生产过程中有时不得不采用锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂等特种砂来代替石英砂进行造型或制芯。特种砂资源短缺，价格昂贵，难以大量采用，并且锆砂存在放射性安全隐患，铬铁矿砂、镁橄榄石砂存在粒形不好，破碎率高等问题。为了破解铸造砂给铸造生产带来的难题，人造陶瓷铸造砂应运而生。

无论是陶粒石油支撑剂还是烧结陶瓷铸造砂以及其他场合应用的球形陶瓷颗粒，其制备过程都要经历配料、破碎、制粉、制球、干燥、烧结、冷却等工艺过程。在制粉过程的喷雾干燥环节、砂坯干燥环节以及烧结环节需要摄入大量的热量，而在冷却环节需将烧结后温度在1400℃以上的陶瓷颗粒冷却至200℃左右，放出了大量的热量，热量均浪费得不到有效的回收利用，造成能源的浪费。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种回转窑烧结及冷却系统热能综合利用方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种回转窑烧结及冷却系统热能综合利用方法，冷空气经回转窑后换热升温，升温后的冷空气进入燃烧器与可燃气体混合燃烧，燃烧所产生的高温气流送入回转窑内；同时，将单冷机中的热气流抽出并诱导冷空气从单冷机的左、右两端进入并向单冷机内的吸风罩流动，冷空气和单冷机以及单冷机中的陶瓷颗粒间进行对流换热及辐射换热，空气被加热，陶瓷颗粒被冷却，空气经单冷机换热升温并从单冷机换热器的出口排出，与由吸风罩抽出的热气流混合，混合后的热气流分为多路利用。

进一步地，回转窑外表面装有回转窑中间换热器，风机将冷空气送入中间换热器，冷空气和回转窑的外表面及外表面上的散热片进行对流换热，空气的温度得以升高，回转窑的出料端窑头罩上设窑头罩换热器，从回转窑中间换热器排出的空气进入窑头罩换热器，空气温度进一步升高，最后由风机送入燃烧器。