一种基于稀土氧化物制备的回转窑

技术领域

本发明涉及稀土加工技术领域，尤其涉及一种基于稀土氧化物制备的回转窑。

背景技术

在稀土氧化物的生产过程中，需要将原料通过加热的方式进行一系列物理及化学反应，得到干燥的粉状固体。生产稀土氧化物的原料一般为干燥的碳酸稀土粉料，一般采用辊道窑(如天然气辊道窑、电加热辊道窑和微波加热辊道窑等)进行加热作业。

中国专利公开号：CN109280763A，公开了一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统，属于稀土冶炼分离生产系统技术领域，包括窑体和驱动装置，所述驱动装置与窑体连接并驱动窑体转动；所述窑体倾斜设置；所述窑体包括窑头、筒体和窑尾；所述筒体内沿物料方向由垂直于所述筒体的挡圈依次分隔成预热段、干燥段、分散段、焙烧段和冷却段，所述窑头和所述窑尾上分别设置有活动密封组件，所述窑头上的活动密封组件上设置有排气机构，所述窑尾上的活动密封组件上固定有窑炉燃烧器，所述窑炉燃烧器的烧嘴延伸至所述冷却段内，所述窑头的进料端设置有进料装置，所述窑尾上设置有出料装置。

由此可见，当前通过回转窑对稀土进行加工时，稀土加工过程耗能较大，且无法对能源进行合理回收，能源浪费严重。

发明内容

为此，本发明提供一种基于稀土氧化物制备的回转窑，用以克服现有技术中，稀土加工过程耗能较大，且无法对能源进行合理回收，能源浪费严重的问题。

为实现上述目的，本发明一种基于稀土氧化物制备的回转窑，包括，

预热干燥段，用于对原料进行预加热与干燥，其设置有温度传感器；

焙烧段，用于对原料进行加热焙烧；

加热装置，用于对原料进行加热，所述加热装置包括设置在所述预热干燥段的第一加热装置和设置在所述焙烧段的第二加热装置；

烟气回流管道，其烟气输入端设置在焙烧段，烟气输出端设置在预热干燥段；

温度检测模块，其设置在所述烟气回流管道出口处，用于检测回流气体温度，流量检测模块，其与所述温度检测模块相邻设置，用于检测回流气体流量；

第一抽气装置，其设置在烟气回流管道上，用于抽取焙烧段产生的烟气；

控制板，其与所述第一抽气装置、所述温度检测模块、所述流量检测模块、所述温度传感器、所述第一加热装置、所述第二加热装置分别相连，所述控制板根据所述温度检测模块和所述流量检测模块检测的数据判定烟气回流管道输送的烟气情况，并根据输送的烟气情况对所述第一加热装置的加热功率进行调节，在完成调节后根据温度传感器检测的数据判定是否需要对第一加热装置的加热功率进行二次调节，以及若进行二次调节时的调控模式。

基于稀土氧化物制备的回转窑还包括，

入料口，其设置在回转窑的一侧，用于向回转窑输送原料；

过渡段，其设置在所述预热干燥段和所述焙烧段之间；

冷却段，其用于对经过焙烧段的原料进行冷却；

回转盘，其设置在回转窑主体外围，用于带动回转窑回转；

烟气排出通道，其设置在预热干燥段靠近所述入料口的一侧；

第二抽气装置，其设置在所述烟气排出通道上，用于抽取回转窑内部废气；

出料口，其设置在所述冷却段的一侧，用于排出加工后的物料；

所述预热干燥段，所述过渡段，所述焙烧段，所述冷却段依次远离所述入料口设置。

进一步地，所述回转窑运行时，原料通过所述入料口进入，并依次经过所述预热干燥段，所述过渡段，所述焙烧段，

所述回转窑运行模式有两种，包括，

初始运行模式，其为回转窑初始启动时的运行模式；

反馈运行模式，其为在所述初始运行模式下，原料达到焙烧段后自主调节的运行模式。

进一步地，回转窑以初始运行模式工作时，所述第一加热装置以初始加热功率V启动，原料在回转窑内部移动，当原料途径焙烧段时，所述第二加热装置对原料进行焙烧，所述回转窑进行运行模式切换，由初始运行模式转换为反馈运行模式。

进一步地，回转窑以反馈运行模式工作时，所述抽气泵启动，焙烧产生的废气通过烟气回流管道排向所述预热干燥段，所述温度传感器检测烟气的温度H，所述流量传感器检测烟气的流量L，

所述控制板根据所述温度传感器与所述流量传感器检测到的数据对所述第一加热装置的加热功率进行初次调节，使第一加热装置的加热功率减小。

进一步地，当所述控制板对第一加热装置的加热功率进行初次调节时，控制板计算烟气影响调节值Q，设定Q＝H×a1+L×a2,其中，a1为烟气影响调节值第一计算补偿参数，a2为烟气影响调节值第二计算补偿参数；

所述控制板根据烟气影响调节值Q对第一加热装置的加热功率进行调节，调节后的加热功率为V1，设定，V1＝V-Q×B，其中，B为烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数，在初始阶段设定B＝B0,B0为计算补偿参数B的基础值。

进一步地，当所述第一加热装置以加热功率V1运行并持续运行时长达到反馈调节周期时长T时，所述温度传感器对所述预热干燥段的温度进行检测，获取预热干燥段的温度Dz，并将检测结果传递至所述控制板；

所述控制板内设置有预热干燥段标准温度值Db，所述控制板计算预热干燥段的温度Dz与预热干燥段标准温度值Db的差值绝对值Dj，Dj＝∣Dz-Db∣，并根据差值绝对值Dj的数值判定是否需要对所述第一加热装置的加热功率进行二次调节，以及若进行二次调节时，第一加热装置的加热功率的调节模式。

进一步地，所述第一加热装置的加热功率的调节模式分为一级调控模式和二级调控模式，其中，

所述一级调控模式只对第一加热装置的加热功率进行单独调节，

所述二级调控模式首先对预设的烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B的数值进行调节，并根据调节后的数值重新确定第一加热装置的加热功率；

所述控制板内设置有一级调控评价值D1，二级调控评价值D2，D1＜D2；

若Dj≤D1，所述控制板判定不需对第一加热装置的加热功率进行二次调节；

若D1＜Dj≤D2，所述控制板选取一级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节；

若Dj＞D2，所述控制板选取二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节。

进一步地，当所述控制板选取一级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＞Db时，所述控制板降低第一加热装置的加热功率，调节后的加热功率为V1’，设定V1’＝V1-Dj×c1,其中，c1为温度差值对降低第一加热装置加热功率的计算补偿值；

当所述控制板选取一级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＜Db时，所述控制板加大第一加热装置的加热功率，调节后的加热功率为V1”，设定V1”＝V1+Dj×c2,其中，c2为温度差值对加大第一加热装置加热功率的计算补偿值。

进一步地，当所述控制板选取二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＞Db时，所述控制板判定烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B的数值过小，控制板加大计算补偿参数B，此时B＝B’，设定，B’＝B0+Dj×r1，其中，r1为计算补偿参数B的加大调节值；

当所述控制板选取二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＜Db时，所述控制板判定烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B的数值过大，控制板减小计算补偿参数B，此时B＝B”，设定，B”＝B0-Dj×r2，其中，r2为计算补偿参数B的减小调节值；

将调节后的烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B重新代入公式V1＝V-Q×B，并对第一加热装置的加热功率进行调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置烟气回流管道使得在焙烧段通过焙烧产生的高温气体能够回流至预热干燥段对原料进行预热干燥，从而降低在预热干燥段的能源损耗，从而到的节能减排的目的。

进一步地，当回转窑运行初期，焙烧段还不存在原料，此时采取传统模式对回转窑各段进行加热，保障了原料加热效果，当原料达到焙烧段后采用反馈运行模式对回转窑各段进行加热，能够充分回收焙烧段内产生的气体，并用气体对预热干燥段进行加热补偿，从而减小预热干燥段的能源需求量，进而达到节能的目的。

进一步地，根据焙烧段内产生的气体的温度与流量确定第一加热装置的加热功率，使得对预热干燥段的加热控制更具有针对性，调控效果更加准确。

进一步地，在第一加热装置以加热功率V1运行并持续运行时长达到反馈调节周期时长T后，判定回转窑调控运行稳定，根据对稳定状态下的预热干燥段的温度进行检测，判定根据焙烧段内产生的气体的温度与流量确定第一加热装置的加热功率的效果是否准确，并对不准确情况进行二次调节，使得回转窑整体运行更加稳定。

进一步地，根据检测到的温度值与标准温度值之间的差值确定调控模式，对于不同的差值区间设置不同调控模式，保证调控过程的准确性，进一步使得回转窑整体运行更加稳定。

进一步地，当温度差值超差较小时，直接根据对差值第一加热装置加热功率进行调节，保障调节的计时性，使得预热干燥段的温度快速到达预设温度区间范围。

当温度差值超差较大时，说明第一次根据焙烧段内产生的气体的温度与流量确定第一加热装置的加热功率的过程产生误差，此时对第一次调节时的预设参数进行反馈调整，然后对第一加热装置的加热功率进行调节，使得回转窑整体运行更加稳定。

附图说明

图1为实施例中基于稀土氧化物制备的回转窑的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，图1为实施例中基于稀土氧化物制备的回转窑的结构示意图。

本发明公开一种基于稀土氧化物制备的回转窑，包括，

入料口1，其设置在回转窑的一侧，用于向回转窑输送原料；

预热干燥段2，用于对原料进行预加热与干燥，其设置有温度传感器12；

焙烧段3，用于对原料进行加热焙烧；

过渡段，其设置在所述预热干燥段2和所述焙烧段3之间；

冷却段，其用于对经过焙烧段3的原料进行冷却；

加热装置，用于对原料进行加热，所述加热装置包括设置在所述预热干燥段2的第一加热装置11和设置在所述焙烧段3的第二加热装置10；

回转盘8，其设置在回转窑主体外围，用于带动回转窑回转；

烟气回流管道4，其烟气输入端设置在焙烧段3，烟气输出端设置在预热干燥段2；

烟气排出通道5，其设置在预热干燥段2靠近所述入料口1的一侧

温度检测模块14，其设置在所述烟气回流管道4出口处，用于检测回流气体温度，

流量检测模块15，其与所述温度检测模块14相邻设置，用于检测回流气体流量；

第一抽气装置9，其设置在烟气回流管道4上，用于抽取焙烧段3产生的烟气；

第二抽气装置6，其设置在所述烟气排出通道5上，用于抽取回转窑内部废气；

出料口13，其设置在所述冷却段的一侧，用于排出加工后的物料；

保温层7，用于将所述预热干燥段2，所述过渡段，所述焙烧段3，所述冷却段与回转窑外壳隔开，并进行保温；

其中，所述预热干燥段2，所述过渡段，所述焙烧段3，所述冷却段依次远离所述入料口1设置；

控制板，其与所述第一抽气装置9、所述温度检测模块14、所述流量检测模块15、所述温度传感器12、所述第二抽气装置6、所述第一加热装置11、所述第二加热装置10分别相连，用于调节各部件工作状态。

本发明的有益效果在于，本发明通过设置烟气回流管道使得在焙烧段通过焙烧产生的高温气体能够回流至预热干燥段对原料进行预热干燥，从而降低在预热干燥段的能源损耗，从而到的节能减排的目的。

具体而言，所述回转窑运行时，原料通过所述入料口进入，并依次经过所述预热干燥段，所述过渡段，所述焙烧段，

所述回转窑运行模式有两种，包括，

初始运行模式，其为回转窑初始启动时的运行模式；

反馈运行模式，其为在所述初始运行模式下，原料达到焙烧段后自主调节的运行模式。

当回转窑运行初期，焙烧段还不存在原料，此时采取传统模式对回转窑各段进行加热，保障了原料加热效果，当原料达到焙烧段后采用反馈运行模式对回转窑各段进行加热，能够充分回收焙烧段内产生的气体，并用气体对预热干燥段进行加热补偿，从而减小预热干燥段的能源需求量，进而达到节能的目的。

具体而言，回转窑以初始运行模式工作时，所述第一加热装置以初始加热功率V启动，原料在回转窑内部移动，当原料途径焙烧段时，所述第二加热装置对原料进行焙烧，所述回转窑进行运行模式切换，由初始运行模式转换为反馈运行模式。

具体而言，回转窑以反馈运行模式工作时，所述抽气泵启动，焙烧产生的废气通过烟气回流管道排向所述预热干燥段，所述温度传感器检测烟气的温度H，所述流量传感器检测烟气的流量L，

所述控制板根据所述温度传感器与所述流量传感器检测到的数据对所述第一加热装置的加热功率进行初次调节，使第一加热装置的加热功率减小。

具体而言，当所述控制板对第一加热装置的加热功率进行初次调节时，控制板计算烟气影响调节值Q，设定Q＝H×a1+L×a2,其中，a1为烟气影响调节值第一计算补偿参数，a2为烟气影响调节值第二计算补偿参数；

所述控制板根据烟气影响调节值Q对第一加热装置的加热功率进行调节，调节后的加热功率为V1，设定，V1＝V-Q×B，其中，B为烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数，在初始阶段设定B＝B0,B0为计算补偿参数B的基础值。

根据焙烧段内产生的气体的温度与流量确定第一加热装置的加热功率，使得对预热干燥段的加热控制更具有针对性，调控效果更加准确。

具体而言，当所述第一加热装置以加热功率V1运行并持续运行时长达到反馈调节周期时长T时，所述温度传感器对所述预热干燥段的温度进行检测，获取预热干燥段的温度Dz，并将检测结果传递至所述控制板；

所述控制板内设置有预热干燥段标准温度值Db，所述控制板计算预热干燥段的温度Dz与预热干燥段标准温度值Db的差值绝对值Dj，Dj＝∣Dz-Db∣，并根据差值绝对值Dj的数值判定是否需要对所述第一加热装置的加热功率进行二次调节，以及若进行二次调节时，第一加热装置的加热功率的调节模式。

在第一加热装置以加热功率V1运行并持续运行时长达到反馈调节周期时长T后，判定回转窑调控运行稳定，根据对稳定状态下的预热干燥段的温度进行检测，判定根据焙烧段内产生的气体的温度与流量确定第一加热装置的加热功率的效果是否准确，并对不准确情况进行二次调节，使得回转窑整体运行更加稳定。

具体而言，

所述第一加热装置的加热功率的调节模式分为一级调控模式和二级调控模式，其中，

所述一级调控模式只对第一加热装置的加热功率进行单独调节，

所述二级调控模式首先对预设的烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B的数值进行调节，并根据调节后的数值重新确定第一加热装置的加热功率。

根据检测到的温度值与标准温度值之间的差值确定调控模式，对于不同的差值区间设置不同调控模式，保证调控过程的准确性，进一步使得回转窑整体运行更加稳定。

具体而言，所述控制板内设置有一级调控评价值D1，二级调控评价值D2，D1＜D2；

若Dj≤D1，所述控制板判定不需对第一加热装置的加热功率进行二次调节；

若D1＜Dj≤D2，所述控制板选取一级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节；

若Dj＞D2，所述控制板选取二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节。

具体而言，当所述控制板选取一级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＞Db时，所述控制板降低第一加热装置的加热功率，调节后的加热功率为V1’，设定V1’＝V1-Dj×c1,其中，c1为温度差值对降低第一加热装置加热功率的计算补偿值；

具体而言，当所述控制板选取一级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＜Db时，所述控制板加大第一加热装置的加热功率，调节后的加热功率为V1”，设定V1”＝V1+Dj×c2,其中，c2为温度差值对加大第一加热装置加热功率的计算补偿值。

当温度差值超差较小时，直接根据对差值第一加热装置加热功率进行调节，保障调节的计时性，使得预热干燥段的温度快速到达预设温度区间范围。

具体而言，当所述控制板选取二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＞Db时，所述控制板判定烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B的数值过小，控制板加大计算补偿参数B，此时B＝B’，设定，B’＝B0+Dj×r1，其中，r1为计算补偿参数B的加大调节值；

具体而言，当所述控制板选取二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节，且Dz＜Db时，所述控制板判定烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B的数值过大，控制板减小计算补偿参数B，此时B＝B”，设定，B”＝B0-Dj×r2，其中，r2为计算补偿参数B的减小调节值；

将调节后的烟气影响调节值对第一加热装置的加热功率计算补偿参数B重新代入公式V1＝V-Q×B，并对第一加热装置的加热功率进行调节。

具体而言，当采用一级调控模式或二级调控模式对第一加热装置的加热功率进行调节后，再次持续运行时长达到反馈调节周期时长T时，所述温度传感器对所述预热干燥段的温度再次进行检测，所述控制板对第一加热装置的加热功率进行周期反馈调节，直至Dj≤D1。

当温度差值超差较大时，说明第一次根据焙烧段内产生的气体的温度与流量确定第一加热装置的加热功率的过程产生误差，此时对第一次调节时的预设参数进行反馈调整，然后对第一加热装置的加热功率进行调节，使得回转窑整体运行更加稳定。

本发明中各所述计算补偿参数、计算调节参数的作用有两个，一是平衡公式左右纲量，二是调节数值结果，在本实施例中不进行具体赋值，且，本实施例中各计算公式用于直观反应各数值间的调节关系，例如正相关，负相关，在无特殊说明的前提下，未具体限定数值的参数数值均取正。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。