完全预混式燃烧高效硅酸钠熔炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种完全预混式燃烧高效熔炉，可用于硅酸钠，玻璃及某些金属的熔炼。它主要由一个长方形熔池１６，在熔池前端设有反应室１４，在反应室的每个入料口设有炉前混合燃烧装置１３，在所述的熔池中还设有迷宫结构式的原料回收捕捉器，熔池的后端通过管道连接有硫酸回收装置１７、等装置所组成。该熔炉的最大特点是热效率高，无污染，造价低，最适合用硫酸钠作为生产原料来生产硅酸钠和平板玻璃。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

Fully premixed combustion high efficiency sodium silicate furnace

The utility model relates to a fully premixed combustion high-efficiency furnace, which can be used for smelting sodium silicate, glass and certain metals. It mainly consists of a rectangular pool 16, a reaction chamber 14 in front of the molten pool, each in a reaction chamber inlet of the furnace with pre mixed combustion device 13, in the molten pool is also provided with a labyrinth type structure material recovery trap pool is connected with the back end of sulfuric acid recycling device 17 through the pipeline device consisting of. The furnace is characterized by its high thermal efficiency, pollution-free and low cost. It is best suited for producing sodium silicate and flat glass with sodium sulfate as the raw material for production. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可用于硅酸钠，玻璃及某些金属熔炼的高温熔炉，确切地说是一种完全预混式燃烧高效熔炉。技术背景现有的硅酸纳及玻璃熔炉一般是采用扩散式燃烧的方法来获取热能，也有极少数的玻璃熔炉采用部分预混式燃烧的方法来获取热能，它们共同的缺点是燃料利用率低，虽然部分预混式燃烧大大提高了燃料的利用率，但它只是降低了不完全燃烧的程度。现有熔炉的最大缺点在于不能有效地利用火焰的高温区域，使得宝贵的热能白白地损失掉，更有甚者则是能被利用的火焰低温区域也只是下半部分，上半部分并没有得到利用，还有被熔化的物料只能在炉底平面与火焰的下部分接触，由于遮挡效应的存在使得物料只能从料堆表面逐渐熔化，从而使得熔化时间大大地廷长。加之熔炉本身的加料口，进风口，使得炉体无法有效密封，不能采用较为完善的炉体保温措施，因而也损失了较多的热能。为了提高热效率采用复杂的空气预热和烟气回路结构，使炉体的造价和维修难度增加。硅酸钠，玻璃行业是高能耗行业，加之现有的落后技术，使得大量的宝贵燃料(油和煤)被浪费，并造成空气污染。由于近年来市场机制的成熟，加剧了竞争的程度，大多数的硅酸钠生产企业为了降低生产成本纷纷将原来生产原料中昂贵的碳酸钠改为硫酸钠，虽然生成本有所降低，但也同时带来了诸多的问题，如炉体腐蚀严重，产生有危险性的硝水，排放大量严重污染空气环境的废气二氧化硫。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种完全预混式燃烧高效硅酸钠熔炉，通过该熔炉的特殊结构大大地提高了热能的利用率；并且使用硫酸钠作为生产原料而不产生普通熔炉出现的问题；还能对其产生的有害废气二氧化硫进行高效回收，生产出副产品、高质量的硫酸。在相同熔炉面积，能耗及时间的条件下，可生产出比普通熔炉多2.5～3倍的高质量硅酸钠。本技术是以下列技术方案来实现所述的完全预混式燃烧高效硅酸钠熔炉，它具有一个长方形熔池，在其前端设有反应室，反应室的每个入料口设有炉前混合燃烧装置，熔池的后端通过管道连接有硫酸回收装置所构成。其中在长方形熔池内设有原料回收捕捉壁，该捕捉壁与熔池构成迷宫结构式捕捉器；在反应室的前部为3-11个熔化火道，相邻火道之间构成固定夹角，其延长线可汇聚一点，此处为反应区，该反应区后部为冷却区；所述炉前混合燃烧装置包括有一封盖，在封盖上设有7-13个原料和燃料喷嘴，其中原料喷嘴的一路经过原料混合器与富氧空气管道相接，另一路直接连接富氧空气管道，燃料喷嘴的一路经燃料混合器与另一条富氧空气管道相接，另一路直接连接另一条富氧空气管道。所述的原料喷嘴与燃料喷嘴结构完全相同，它具有一个燃料或原料的入管，一个富氧空气入管，在它们的连接端设有富氧空气配室，在富氧空气分配室的下端设置有点火室，点火室内即入管的下端设有混合空气通道，混合空气通道的下方设有燃气通道，燃气通道另一端连接有螺旋槽式通道。本技术具有以下优点，由于炉前混合燃烧装置的设置及其中喷嘴的合理布局，使得喷入的所有原料能同时与高温火焰接触，最大限度地增加了原料与火焰高温区的接触面积，由于采用了富氧空气，并将其与燃料均匀混合，同时喷入特殊的燃烧室内，可使燃料完全燃烧，从而大大地提高了热效率及熔化率。由于该炉为全密封结构形式，又采用了完善的保温措施，使炉体热损失降至最低，就这一点可以提高热效率15％～20％，再加上其它有利因素，例如炉体加长、在熔池内设隔墙(即捕捉壁)等该炉的热效率不低于80％。另外，熔炉的特殊设计使它比同规模熔炉的造价低，寿命长，还减少了维修次数，特别适合用硫酸钠作为生产原料，生产硅酸钠，平板玻璃等产品，还可彻底根除二氧化硫对空气环境的污染，及燃煤中产生的二氧化硫和废渣对环境的污染，也不会产生炉体腐蚀，硝水形成等不利因素。该熔炉还可以回收得到大量的副产品，即高质量的硫酸。附图说明图1为本技术揭开顶盖后的熔炉内部结构示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为炉前混合燃烧装置在图1中的C向视图。图4为图3的B-B剖视图。图5为喷嘴的内部结构图。图6为喷嘴的D向视图。具体实施方式结合附图对本技术的整体构成及其工作原理作一详细描述如图1、图2所示，该完全预混式燃烧高效硅酸钠熔炉包括有一个细长型的长方形熔池16，熔池的前端设置有反应室14，它可以设置3～11个燃烧火道18，(根据熔炉规模大小)，实施例中(即图中)只给出了3个，反应室每个火道的入料口装置中有炉前混合燃烧装置13，在熔池的后端通过管道连接有二氧化硫回收装置17，它们共同组成该熔炉的主体。其中熔池内设置有回收原料的捕捉器15，该捕捉装置由3～11道相互平行的捕捉壁构成，实施例中(即图中)只给出了3个，捕捉壁上带有微孔，3～11道捕捉壁与熔池内壁相接，并与熔池构成一迷宫式结构。所述反应室14的前部份的三个原料燃烧火道18的相邻之间构成固定夹角，其延长线可汇聚一点，(即图1中的F点)，此处为反应区。反应室的后部分较长，相当于一个冷却腔19，每个一原料火道的入口密封装置有一个炉前混合燃烧装置13。如图3、图4所示，该炉前混合燃烧装置13有一个圆形密封盖20，在密封盖的中心点装置有一个原料喷嘴8，绕中心点一周装置有六个燃料喷嘴9，并均匀分布在密封盖上，喷嘴8及喷嘴9分别连接富氧空气输入管道12，喷嘴8分两路与富氧空气管道12连接，一路经过装有原料的气体混合器11后与管道连接，另一路直接连接管道12。同样，喷嘴9一路经过装有煤粉的气体混合器10与管道12相接，另一路直接连接在管道12上。所述的富氧空气管道12的另一端与熔炉之外的富氧空气制造装置相连通。参见图1三个炉前混合燃烧装置13相邻之间其延长线(即每个原料的火道18的相邻之间)构成固定夹角，并可汇聚为一点。该炉前混合燃烧装置中喷嘴8、9的结构相同，其构成是、如图5、图6所示具有与(燃料)煤粉气体混合器10或原料气体混合器11相连通的入管1；与混合富氧空气输入管道12相连接的输入管2，入管1穿过富氧空气分配室3与燃气通道5相接，燃气通道5的另一端设有螺旋槽式通道6，螺旋槽外壁的延长段与入管1之间形成一混合空气通道4；入管2设置在空气分配室3的侧面，空气分配室的下端设置有点火室7。完全预混式燃烧高效硅酸钠熔炉的工作过程；当混有苯蒸气的富氧空气(即混合空气)进入管道12后，分两路进入燃料喷嘴9，(见图4、图5)，一路经过煤粉气体混合器10，携带煤粉形成混合燃气从喷嘴入管1进入，经过燃气通道5呈薄层流出；另一路(即混合气的主流)经喷嘴入管2进入，经富氧空气分配室3、混合空气通道4与混合燃气成90°角相遇，由于混合空气的流速比混合燃气流速高，所以混合空气对混合燃气有引射作用，促使二者进行充分混合，混合气体经螺旋槽通道6进入点火室7中点燃。(见图3)燃料喷嘴9共有六个，它们喷出来的燃料气柱在点火室中，苯蒸气首先被点燃，煤粉在其作用下形成火焰，由于气流的速度高，因而火焰将较长，六股火焰组成一个较大的中空火柱。同样过程，中心设置的一个原料(如石英砂，硫酸钠等)喷嘴8喷出均匀的原料、气体混合气柱，由于苯蒸气的瞬间燃烧膨胀作用，可使原料气柱迅速混入燃料火焰之中，由于原料气柱与中空火柱的存在，可使原料与火焰充分地接触，最大限度地吸收热能。(参见图1、图2)，高温下的原料气柱分别经三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种完全预混式燃烧高效硅酸钠熔炉，其特征是它具有一个长方形熔池［１６］，在其前端设有反应室［１４］，反应室的每个入料口设有炉前混合燃烧装置［１３］，熔池［１６］的后端通过管道连接有硫酸回收装置［１７］所构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢西平，
申请(专利权)人：谢西平，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]