回转窑加热专利技术综述

贾思宁

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215011）

回转窑加热专利技术综述

贾思宁

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215011）

本文通过对回转窑加热技术领域专利文献的收集、标引和梳理，分析了该领域专利技术的相关申请情况及技术主题分布情况，重点分析了内加热和外加热两种加热方式的发展脉络，针对每种加热方式，再根据加热的温度、均匀性等要求对加热装置或筒体结构作出相应的调整，最后对回转窑加热技术的发展作了总结和展望，今后的发展应该是趋于针对具体的待处理物料所选择的加热方式进行改进，使其更有针对性。

回转窑 内加热 外加热 加热效率

回转窑是对散状粉体或浆状流体物料进行加热处理的热工设备，从1885年在英国第一台回转窑投入生产以来，到现在已有一百多年的历史。回转窑的应用起源于水泥生产，在中国起步较晚。回转窑从结构上分为两种类型，一种是德国Riedhammer公司的一体式结构；另一类是日本赤见株式会社推出的分段式结构。

1　回转窑加热专利技术状况分析

专利信息实证分析是从专利文献中采集专利信息，对其主要指标进行加工、整理和分析。下面将从历年申请量、技术主题分布等方面对回转窑加热专利技术状况进行了梳理和分析。

1.1历年申请量趋势分析

从图1中专利申请量的历史趋势可以看出，有关回转窑加热方面的申请早在1970年左右就已经开始，但对它的研究长期处于缓慢发展的状态，大约从上世纪90年代开始，人们对回转窑加热才有了较多的关注。经过几年的摸索之后，大约从21世纪开始，回转窑加热技术迅速发展，关于该技术的专利申请量逐渐达到高峰，该技术也日趋成熟。在此之后，相关申请量略有下降。

1.2专利申请国家分布情况

从图2中可以看出，在回转窑加热技术方面申请量最多的国家是日本，其次是中国、美国、德国等。可见，日本对于该技术投入的研究精力较多，同时也体现了该国对该技术的重视程度。而中国由于早期在回转窑技术方面缺乏经验，发展较晚，专利申请量相对较少。

2　发展脉络分析

按申请日排序，早期相关申请从70年代开始，主要为外国申请，申请国家主要分布在日本、美国、德国（以西门子公司为主），一直持续到90年代，回转窑在中国才渐渐有所发展。以下从内热式回转窑和外热式回转窑的两种加热方式来展现回转窑加热技术的发展。

2.1内热式回转窑

在早期申请中，关于回转窑加热方面的专利技术基本都出现在外国申请中，且采用内加热的方式较多。

1969年，美国专利申请US1969000791454就提出了在回转炉内部设置加热管，加热管内通入燃烧产生的热气体，从而对粒状物料进行加热。

1984年，日本专利申请JP21676284A将电热管置于回转炉芯管内进行加热。

1995年，中国专利申请CN95115378提出了一种带有燃气管的固态物加热器，用于垃圾热解，燃气管平行设置于筒体内部，垃圾进料方向与燃气流动方向相反，同时，为了改善热传导，在燃气管内部还设置了扰流环以产生稳流。

2003年，JP2003172230A提出了一种内外同时加热的回转窑，筒体物料分别由筒体一端的燃烧器燃烧加热和筒体外围加热腔内的燃烧器燃烧加热，可快速均匀地加热物料。

2008年，EP08103528A提出了采用红外线加热的回转炉，将红外加热元件设于炉体内，可用于含碳物料的加热。

2010年，专利申请CN201020168634提出了一种电热式回转窑炉，电加热元件设于炉管外侧，炉管内沿轴向设置多个扬料板组，相邻两组扬料板错位安装。

2.2外热式回转窑

外热式回转窑通常由加热室、回转筒体、进料装置、出料装置和排气装置组成，其中转筒是回转窑的核心，原料置于转筒内进行热处理。

1969年，日本专利申请JP1970000099406提出了在回转筒体外部设置包围该筒体的加热炉对其进行加热。

1972年，美国专利申请US19720227693提出了一种回转式烟草干燥器，采用热空气对烟草进行干燥，将热空气围绕筒体外表面以一定速度流过从而带走烟草中的水分。

中国专利申请CN85103149于1985年申请了关于回转窑外加热的相关专利，主要是用于水泥熟料的煅烧。

1998年，专利申请CN98228989提出了一种生产红丹的旋转式加热炉，焙烧罐通过支座支承载加热灶内腔，采用机动旋转，物料实现自动搅拌，保证物料升温均匀，化学反应平衡。

2003年，专利申请JP2003056475A提出了一种微波碳化设备，用于固体废物的焚化。随后，中国于2008年和2011年也对微波加热进行了研究。

2008年，专利申请CN200720094704提出了一种回转式微波高温连续焙烧设备，采用陶瓷管在微波设备腔体内转动的方式实现物料的连续输送，陶瓷管的中间部分置于微波炉腔体内，微波炉腔体内设有炉腔保温层和抑制器，陶瓷管外部设有保温层，测温仪及微波源通过炉腔保温层与腔体相连。

2014年，专利申请CN201410511735提出了一种新型外热式燃气回转窑，窑管在窑体加热腔内旋转，燃烧枪喷出的高温火焰在加热腔内围绕窑管流动，废气经排烟口排出，排出的废气经热交换器加热新鲜助燃空气，进一步降低了能耗。

3　结语

总的来说，在各个时期，不同的加热方式均有涉及，主要是根据不同待处理物料对于热处理的要求来选择具体的加热方式。由于回转窑对于物料热处理的热效率普遍较低，对于各种加热方式的总体研究方向仍是提高加热的效率。今后的发展应该是趋于针对具体的待处理物料所选择的加热方式进行改进，使其更有针对性。