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蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉制造技术

技术编号:7641553 阅读:251 留言:0更新日期:2012-08-04 19:05
本发明专利技术公开了一种蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉,由炉体、蓄热室或蓄热式燃烧器、空气及烟气换向阀组成的高效节能、燃烧加热系统。该梭式窑炉采用全新的蓄热式高温空气燃烧(HTAC)技术,通过换向阀的切换,使两个蓄热室在蓄热与放热状态下交替工作,高效地回收烟气的余热,再将助燃空气预热到1,000℃以上,燃料在高温贫氧的环境中充分燃烧,很好地解决了燃料的适应性问题,独特的火焰充满整个炉膛空间、无局部高温区,炉内传热更强烈、加热更均匀,有效地提高了产品的产量和加热质量,抑制了NOx及二恶英的生成和排放总量;还大幅度地降低了燃烧噪音。本发明专利技术梭式窑炉具有高效节能、保护环境,经济效益和社会效益显著等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉,该设备属于工业窑炉领域的节能环保技术设备。
技术介绍
梭式窑炉(也称往复窑炉、抽屉窑炉或台车窑炉)是从传统的倒焰窑炉演变而来,梭式窑炉属于间歇式或半连续式窑炉。梭式窑炉与火柴盒的结构很类似,工作过程是 装有待加热或待烧成物品的台车(也称窑车)推进窑炉内,利用燃料燃烧来完成加热或烧成工艺,而后再向相反的方向拉出台车,就得到加热或烧好的制品。由于台车的运动如同梭子,故而称为梭式窑炉。梭式窑炉具有占地面积小、一次性固定投资相对较少、建设周期短、投产快、生产技术成熟等优势,同时又具有产品适应性强、升降温度速度较快、受热较均匀、操作灵活便捷、易于维修等特点而得到了飞速发展,广泛应用于冶金、金属材料热处理、石油化工、化工、轻工、建材、陶瓷、耐火材料等领域。但由于梭式窑炉采用间歇模式运行,炉墙的蓄热损失和散热损失大,排放的烟气温度很高,梭式窑炉的最高温度在1,350-1,650°C,烟气出口温度在1,100-1,400°C左右, 造成大量宝贵热能的浪费,梭式窑炉的热利用率很低(只有20-40% ),严重地阻碍了其发展。节能型梭式窑炉采用轻型薄壁式炉墙结构、内衬使用高温轻质材料,能够有效地减少窑炉的蓄热损失和散热损失。若对烟气的余热进行回收利用就要使用换热器,可是当烟气温度超过800°C以上时,即使是金属换热器也极容易被烧坏,高温余热的回收难以实现。在我国工业窑炉是能耗大户,其能耗约占工业能耗的40%,而工业窑炉平均热利用率普遍较低,只有20%左右,产品平均单耗比发达国家高出40%。可见,提高工业窑炉烟气余热的回收率及燃料的利用率,实现节能减排的目标任务艰巨,但节能降耗的潜力却是十分巨大的。专利技术的内容本专利技术蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉采用高温空气燃烧(HTAC)技术很好地解决上述难题。HTAC技术是20世纪90年代初在燃烧领域诞生的一项全新的燃烧技术,该技术利用蓄热体将高温烟气的余热进行极限的回收,再用来预热助燃空气,预热温度高达 1,000°C,远高于采用换热器的预热温度,预热后的高温空气进入炉膛后卷吸大量烟气的形成贫氧环境,燃料在这种高温贫氧条件下燃烧,形成与传统的扩散火焰、预混火焰完全不同的新型火焰,火焰没有明显的界面如薄雾弥漫在炉膛空间,燃烧强度大大加强,强化了炉内换热、缩短了加热时间;燃烧区无明显的火焰中心,温度场分布均匀,平均燃烧温度较局部高温火焰燃烧的温度要低,有效地提高产品的产量和质量的同时还抑制了 NOx及二恶英的生成量;排放的烟气迅速冷却,能够效阻止二恶英的再次合成,烟气中NOx及二恶英的排放量大大减少。此外,燃烧器中没有高速燃烧的火焰,燃料是在炉膛空间中燃烧大大降低了燃烧噪音。HTAC技术具有节能效果显著,加热质量高,保护环境的突出优点。还解决了低热值燃料燃烧的点火和脱火的难题。HTAC技术将烟气余热回收技术、高温空气燃烧技术和控制技术有机地组成一个完善的高效节能燃烧加热系统,将HTAC技术与梭式窑炉相结合能起到扬长补短的作用,具有创新的意义。本专利技术蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉很好地解决了 HTAC技术与梭式窑炉技术相结合的问题,该窑炉由炉体、成对的蓄热室或蓄热式燃烧器、烟气与空气的换向阀等组成的高效燃烧、节能加热系统。系统中的一个蓄热室加热空气,另一个蓄热室被烟气加热(蓄热);当常温空气由换向阀进入加热空气的蓄热室后,助燃空气在短时间内被加热到接近炉膛温度(一般比炉膛温度低50-100°C ),高温空气进入炉膛组织HTAC、进行加热或烧成。与此同时,炉膛内燃烧后的高温烟气经另一个蓄热室排出,高温烟气在短时间内将显热传递给其中的蓄热体回收余热,降低温度后的冷烟气经过换向阀排放。随着加热空气的蓄热室温度的降低,被烟气加热的蓄热室温度在逐渐升高,当排放的冷烟气温度升高到 150-200°C范围内设定的温度时,换向阀换向、两个蓄热室的工作状态交换(反向工作)即原来加热空气的蓄热室现在被烟气加热,原来被烟气加热的蓄热室现在加热空气,重复上述的流程……直至换向阀再次换向回到前一个工作状态。这样换向阀以一定的频率进行切换,使两个蓄热室在蓄热与放热状态下交替工作,实现了高温烟气余热的极限回收和高效的HTAC。蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉系统技术适应我国的国情,该系统技术用于新建设备和效率低下旧设备的技术改造,都能收到节能降耗、保护环境的显著效果。能够为我们带来显著的经济效益和社会效益的同时,还有利于提高我国工业窑炉的技术水平和能源利用水平。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图I为本专利技术的一种实施方式的工艺流程2、图3为图I实施方式的两种运行状态的工艺流程4为本专利技术的一种实施方式的结构示意图具体实施例方式参见图1,蓄热式高温空气燃烧节能环保型梭式窑炉包括炉体I、台车2、蓄热室或蓄热式燃烧器3、4、燃料喷枪5、6、助燃风及烟气换向设备7、燃料供应设备8、助燃风供应设备9、烟气排放设备10、自动控制及安全保护设备11组成。炉体I由钢制框架、耐火及保温材料的侧墙、顶棚及炉门组成。台车2由钢制车体、 车轮、轨道及耐火材料砌筑的车台面组成。蓄热室或蓄热式燃烧器3、4,均由壳体、耐火保温材料及蓄热体组成;蓄热体可选用蜂窝陶瓷或耐火小球,也可以两者同时使用,当两者同时使用时蓄热体可分低温蓄热段和高温蓄热段两部分,低温蓄热段采用蜂窝陶瓷、高温蓄热段采用耐火小球。燃料喷枪5、6,依据所使用的燃料而定当使用液体燃料时选用液体雾化喷枪,当使用气体燃料时选用气体喷枪;高温空气燃烧技术采用多枪布置的方式分区供给燃料,以便更好地发挥高温贫氧燃烧的优势,强化燃烧换热的同时还能大幅度降低烟气中NOx生成量,高效节能、利于环保。助燃风及烟气换向设备7,由助燃风及烟气换向阀及驱动机构组成;助燃风及烟气换向阀选用回转式或直通式管道换向阀,驱动机构采用电动、气动或液压作为驱动力。燃料供应设备8,为窑炉提供燃烧加热的燃料;燃料根据实际情况可选用液体燃料或气体燃料,供应设备也有所不同液体燃料供应设备,由燃料储罐、过滤器、燃料泵、溢流阀、电动调节阀、电磁阀、截止阀及管路组成;气体燃料供应设备,由燃气储罐或入气主管道、过滤器、调压器、电动调节阀、紧急关断阀、电磁阀、截止阀及管路组成。助燃风供应设备9,为加热的燃料燃烧提供氧气、为炉膛温度均匀提供搅动空气; 由鼓风机、蝶阀、电动调节蝶阀、管道组成。在助燃风供应设备中通过调节助燃风供应量来控制炉膛的工作温度和炉膛的气氛,满足加热或烧成的要求,助燃风供应量的调节采用在鼓风机上加装变频器或在供风管道上加装电动调节蝶阀来实现。烟气排放设备10,将燃烧加热后的烟气从炉膛抽出、排放大气之中;由引风机、蝶阀、管道及烟 组成。在烟气排放设备中通过调节烟气的排放量来控制炉膛的负压,以满足加热或烧成的要求,烟气排放量的调节采用在引风机上加装变频器或在烟道上加装电动调节蝶阀来实现。自动控制及安全保护设备11,由工控机IPC、可编程控制器PLC、炉膛温度调节仪、 烟气温度调节仪、烟气氧含量控制仪、炉膛压力调节仪、变频器、燃烧器控制器、热电偶及低压电器等组成。自动控制功能对窑炉的换向燃烧进行自动控制,对炉膛温度、炉膛负压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:朱海生
申请(专利权)人:朱海生
类型:发明
国别省市:

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