專利名稱：一種高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬鎂還原爐，具體是一種高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)金屬鎂還原爐一般采用橫罐式(還原罐組件水平放置在爐內(nèi))爐型，返熱加熱還原罐組件的結(jié)構(gòu)。這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的還原爐限制了裝、出料機(jī)械化的應(yīng)用，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，屬勞動(dòng)密集型生產(chǎn)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重；同時(shí)這種爐型結(jié)構(gòu)中的火焰和煙氣翻過擋火墻進(jìn)入爐膛，很快的由地下煙道排出爐膛，煙氣排放溫度高達(dá)1000℃以上，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，排煙設(shè)備成本高昂。此外，傳統(tǒng)的金屬鎂還原爐以原煤為燃料，燃燒效率低下，污染嚴(yán)重，而且這種燃燒方式導(dǎo)致金屬鎂還原爐爐膛內(nèi)存在局部高溫區(qū)域，燃燒溫度控制不靈活，造成還原罐組件的使用壽命不均一，生產(chǎn)出的成品粗鎂品質(zhì)不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂還原爐，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的生產(chǎn)率低下，燃煤燃燒效率低下，污染嚴(yán)重，爐膛內(nèi)溫度不均，燃燒溫度控制不靈活，還原罐組件的使用壽命不均一，產(chǎn)品粗鎂品質(zhì)差的問題。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)包括爐膛、爐頂、爐墻，燒嘴、還原罐組件、爐底和管道系統(tǒng)組成，沿爐墻對(duì)應(yīng)的布置有若干對(duì)蓄熱燒嘴，每個(gè)蓄熱燒嘴都連接換向閥，換向閥與換向控制系統(tǒng)連接，并通過管路與蓄熱燒嘴和風(fēng)機(jī)連接。
所述爐膛內(nèi)的還原罐組件采用垂直布置，進(jìn)料口在爐頂上方，出料口在爐底下方。
還原爐的運(yùn)行方式為左側(cè)的蓄熱燒嘴在燃燒狀態(tài)，參與燃燒的氣體經(jīng)過燒嘴中已經(jīng)蓄有熱量的蓄熱體，被加熱后噴入爐內(nèi)燃燒；右側(cè)蓄熱燒嘴處于蓄熱狀態(tài)，高溫?zé)煔馔ㄟ^右側(cè)蓄熱燒嘴的蓄熱體排出爐膛，蓄熱燒嘴中的蓄熱體吸收煙氣中的大部分顯熱。經(jīng)過一個(gè)系統(tǒng)循環(huán)后，右側(cè)的蓄熱燒嘴工作在燃燒狀態(tài)，加熱流經(jīng)它的氣體，左側(cè)蓄熱燒嘴工作在蓄熱狀態(tài)，吸收煙氣中的顯熱。通過換向控制系統(tǒng)不斷的切換工作狀態(tài)，左右兩側(cè)的蓄熱燒嘴可以把上一個(gè)循環(huán)吸收煙氣中的顯熱傳遞給參與燃燒的工作氣體。
所述爐膛內(nèi)的還原罐組件平均分為若干排，每排罐體間隔一定距離。
所述還原罐組件每排若干個(gè)，具體數(shù)量根據(jù)工藝要求確定。
在爐墻上對(duì)應(yīng)設(shè)置若干對(duì)所述蓄熱燒嘴。
在爐端墻上設(shè)置兩個(gè)用來點(diǎn)火烘爐和低溫長(zhǎng)明火的點(diǎn)火燒嘴，每個(gè)燒嘴設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)節(jié)/切斷可自由地調(diào)節(jié)/切斷該燒嘴的氣體流量閥門。
所述換向閥為二位三通換向閥，該閥與所述的蓄熱燒嘴的空氣、煤氣、空氣排煙、煤氣排煙部分直接連接。
本發(fā)明具有如下有益效果1.燃燒方式獨(dú)特、環(huán)保效果好、延長(zhǎng)了爐子的使用壽命在傳統(tǒng)燃燒中，燃料和空氣是通過一個(gè)燒嘴噴入爐膛內(nèi)的，燃料和空氣有較好的摻混，混合可燃?xì)怏w在爐膛內(nèi)形成火焰，這種火焰燃燒在距噴口一定距離處有溫度和熱流量的高點(diǎn)，導(dǎo)致爐溫不均。而本發(fā)明提供的蓄熱式燃燒中，燃料預(yù)熱溫度很高，蓄熱式燃燒采用完全不同的燃燒組織方式，讓空氣和煤氣通過相隔一定距離的噴口分別噴入爐膛，避免火焰出現(xiàn)高外點(diǎn)，同時(shí)使燃燒反應(yīng)區(qū)的氧含量一直保持在低水平，抑制NOx污染物的產(chǎn)生，這種特殊的燃燒方式將爐膛整體作為一個(gè)反應(yīng)器，燃料和空氣的氧化反應(yīng)遍及整個(gè)爐膛，沒有傳統(tǒng)燃燒方式所具有的可見火焰和其特有的高溫區(qū)，整個(gè)爐內(nèi)溫度十分均勻，這種燃燒方式徹底解決了普通燃燒造成的高污染問題，同時(shí)，爐溫均勻和消除局部高溫改善了加熱工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)了爐子及還原罐組件的使用壽命。
2.提高燃燒效率、降低了煙氣的熱量損失、提高產(chǎn)品質(zhì)量本發(fā)明采用蓄熱式燃燒方式，空、煤氣單獨(dú)從各自的噴口噴入爐膛，然后充分混合進(jìn)行燃燒，爐內(nèi)溫度十分均勻，燃料燃燒充分，有害氣體大幅減少，且大大降低了排煙溫度，由原來的1000℃以上降低到150℃以下，充分回收熱量，并改善生產(chǎn)及周邊環(huán)境，降低了煙氣的熱量損失，減小了生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高燃燒的燃燒率，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，延長(zhǎng)了爐子與還原罐組件的使用壽命。
3.結(jié)構(gòu)獨(dú)特本發(fā)明的爐型采用全新的結(jié)構(gòu)，兩端蓄熱式加熱，單獨(dú)空煤氣噴口噴入燃燒，還原罐組件采用垂直、多排布置，還原罐組件開口在爐頂上方、爐底下方，可以實(shí)現(xiàn)裝料、出渣機(jī)械化，減小生產(chǎn)強(qiáng)度，縮短裝料、出渣的操作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
4.提高生產(chǎn)能力、降低成本本發(fā)明提供的還原爐以低熱值的煤氣為燃料，并將空氣、煤氣雙預(yù)熱到接近爐膛溫度的高溫后，再噴入爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，可在低氧下進(jìn)行迅速燃燒，反應(yīng)遍及整個(gè)爐膛，沒有局部高溫區(qū)。爐膛溫度快速升高到還原工藝要求的溫度，并穩(wěn)定在工藝要求范圍內(nèi)，大量節(jié)約煤炭資源，提高鎂還原爐的生產(chǎn)能力，降低了成本。
5.安全可靠本發(fā)明采用蓄熱式燒嘴形式，煤氣蓄熱后和空氣蓄熱后單獨(dú)噴入爐內(nèi)，使煤氣和空氣在爐膛之外沒有相遇的可能性，同時(shí)在每根管道上均設(shè)置有防爆閥，減少了安全隱患；采用陶瓷或剛玉小球?yàn)樾顭狍w，換向周期長(zhǎng)，煤氣浪費(fèi)少，從而使煙氣中的煤氣含量低；采用了分散式的換向形式，故障點(diǎn)少，維護(hù)方便，爐內(nèi)燃燒安全可靠。
6.本發(fā)明采用在側(cè)墻上的蓄熱燒嘴進(jìn)行供熱，整個(gè)還原爐在沿爐長(zhǎng)方向上設(shè)置若干個(gè)供熱點(diǎn)。還原爐設(shè)置兩個(gè)點(diǎn)火燒嘴用來點(diǎn)火烘爐和作為低溫長(zhǎng)明火，每個(gè)燒嘴設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)節(jié)/切斷閥門，可自由地調(diào)節(jié)/切斷該燒嘴的氣體流量，同時(shí)也為維護(hù)提供方便。在煤氣、空氣管路中設(shè)置一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，可調(diào)節(jié)主管道的氣體流量。煤氣主管道上面設(shè)置一個(gè)煤氣快切閥，保證煤氣使用安全。
7.施工方便、保溫效果好、密封性能好本發(fā)明的蓄熱燒嘴采用外掛式，蓄熱燒嘴做成一個(gè)整體放置在爐墻外部，每側(cè)空氣蓄熱燒嘴和煤氣蓄熱燒嘴成對(duì)布置，爐子兩側(cè)的空煤氣蓄熱燒嘴對(duì)稱布置，燒嘴進(jìn)口與爐墻一體砌筑，現(xiàn)場(chǎng)施工非常方便，燒嘴進(jìn)口全部砌筑在爐墻砌體內(nèi)，密封性能好。
8.節(jié)能本發(fā)明爐內(nèi)溫度的均勻性較傳統(tǒng)的金屬鎂還原爐內(nèi)溫度均勻性有較大提高，消除了局部高溫點(diǎn)，延長(zhǎng)了爐子和還原罐組件的使用壽命。采用蓄熱式燃燒方式，排煙溫度降低了900℃左右，按加熱裝置平衡計(jì)算，至少可以節(jié)約50％的燃料。


圖1是本發(fā)明爐體的總體結(jié)構(gòu)示意圖(圖2中的B-B剖視圖)；圖2是圖1的A-A剖視圖；
圖3是圖1的C-C剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1～圖3，本發(fā)明包括爐膛1、爐頂2、爐墻3、蓄熱燒嘴4、還原罐組件5、爐底6、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)7、煤氣系統(tǒng)17和排煙系統(tǒng)18。沿爐墻3上對(duì)應(yīng)地布置有若干對(duì)蓄熱燒嘴4，蓄熱燒嘴4后各安裝一換向閥8，換向閥8與蓄熱燒嘴4和進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)7、煤氣系統(tǒng)17以及排煙系統(tǒng)18之間通過爐外的管路9連接，換向閥8通過換向控制系統(tǒng)(未圖示)進(jìn)行自動(dòng)換向控制。爐膛1內(nèi)的還原罐組件5采用與水平面垂直的排列布置，還原罐組件5的裝料口在爐頂上部，出渣口在爐底下方。還原罐組件5分為若干排，每排間隔一定的距離，每排的具體數(shù)量根據(jù)工藝需要確定。還原罐組件5依靠罐體支撐鋼結(jié)構(gòu)15來支撐固定。在兩端的爐墻3上設(shè)置兩個(gè)用來點(diǎn)火烘爐和低溫長(zhǎng)明火的點(diǎn)火燒嘴12。每個(gè)蓄熱燒嘴4和點(diǎn)火燒嘴12均設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)節(jié)/切斷該燒嘴的氣體流量閥門13。換向閥8為一空氣和煤氣的二位三通換向閥，該閥與所述雙蓄熱燒嘴4的空氣、煤氣、空氣排煙、煤氣排煙部分直接連接，在進(jìn)氣和排煙管道上均設(shè)有防爆閥11。所述的爐墻3、爐底6、燒嘴4、換向閥8等結(jié)構(gòu)均建在鋼結(jié)構(gòu)支架14之上，在鋼結(jié)構(gòu)支架14的下面設(shè)有混凝土基礎(chǔ)16。
下面結(jié)合圖2說明本發(fā)明的工作原理本發(fā)明在工作時(shí)，左側(cè)的兩組蓄熱燒嘴4在燃燒狀態(tài)(通過上方的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)7和與其連接的兩個(gè)換向閥8供給空氣；通過下方的煤氣供應(yīng)系統(tǒng)17和與其連接的兩個(gè)換向閥8供給煤氣)，參與燃燒的空氣和煤氣流經(jīng)過燒嘴4時(shí)，被燒嘴4內(nèi)的蓄有熱量的蓄熱體加熱后噴入爐膛1內(nèi)燃燒(被長(zhǎng)明火的點(diǎn)火燒嘴12點(diǎn)火引燃)；與此同時(shí)，右側(cè)的兩組蓄熱燒嘴4通過上方和下方的排煙系統(tǒng)18和與其連接的4個(gè)換向閥8排出煙氣，蓄熱燒嘴4內(nèi)的蓄熱體吸收煙氣中的顯熱，處于蓄熱狀態(tài)。
將上述的所有換向閥8換向后，即可改變兩端蓄熱燒嘴4的工作狀態(tài)，此時(shí)，右側(cè)的蓄熱燒嘴4工作在燃燒狀態(tài)，加熱流經(jīng)它的氣體，左側(cè)蓄熱燒嘴4工作在蓄熱狀態(tài)，吸收煙氣中的顯熱。通過換向系統(tǒng)不斷的切換工作狀態(tài)，左右兩側(cè)的蓄熱燒嘴4可以把煙氣中的顯熱傳遞給工作氣體。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐，包括爐膛(1)、爐頂(2)、爐墻(3)、還原罐組件(5)、爐底(6)和進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)(7)，在爐膛(1)內(nèi)安裝還原罐組件(5)，其特征是所述的高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂還原爐座落在鋼結(jié)構(gòu)支架(14)上，還原罐組件(5)垂直放置在爐膛(1)內(nèi)，由鋼結(jié)構(gòu)(15)支撐、穩(wěn)固；爐膛(1)兩端的每一爐墻(3)外側(cè)沿爐寬方向?qū)?yīng)布置有若干對(duì)蓄熱燒嘴(4)，每對(duì)蓄熱燒嘴(4)均通過管路(9)和換向閥(8)與一進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)(7)、煤氣系統(tǒng)(17)和一排煙系統(tǒng)(18)連接，在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)(7)和排煙系統(tǒng)(18)上均設(shè)置防爆閥(11)，確保生產(chǎn)安全；所述的換向閥(8)的受控端與一換向控制系統(tǒng)的輸出端相連，換向閥(8)在換向控制系統(tǒng)的控制下使?fàn)t體兩端的蓄熱燒嘴(4)順序交替地與進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐，其特征是所述爐膛(1)內(nèi)的還原罐組件(5)垂直布置在爐膛(1)內(nèi)，還原罐組件(5)上端開口露出爐頂(2)上方，下端開口露在爐底(6)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐，其特征是所述爐膛(1)內(nèi)的還原罐組件(5)平均分為若干排，每排組件間隔一定的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐，其特征是在兩端的爐墻(3)上設(shè)置有用來點(diǎn)火烘爐和低溫長(zhǎng)明火的點(diǎn)火燒嘴(12)，每個(gè)所述的蓄熱燒嘴(4)和點(diǎn)火燒嘴(12)均設(shè)置有單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)節(jié)/切斷該燒嘴的氣體流量閥門(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐，其特征是所述換向閥(8)為二位三通換向閥，該閥與所述雙蓄熱燒嘴(4)的空氣、煤氣接口直接連接。
全文摘要
本發(fā)明為一種高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式金屬鎂立式還原爐。本發(fā)明由鋼結(jié)構(gòu)、爐體、管道系統(tǒng)、還原罐組件及蓄熱燒嘴組成。特征為爐體整體座落在鋼結(jié)構(gòu)支架上，高出地面約2米，鋼結(jié)構(gòu)支架座落在混凝土基礎(chǔ)上，還原罐組件垂直放置在爐內(nèi)，罐體由鋼結(jié)構(gòu)支撐；爐頂由爐頂鋼結(jié)構(gòu)支撐；沿爐寬方向的兩端端墻上對(duì)應(yīng)布置若干對(duì)雙蓄熱燒嘴；燒嘴后各安裝一換向閥，換向閥與控制系統(tǒng)連接，并通過管道系統(tǒng)與蓄熱燒嘴連接；本發(fā)明特點(diǎn)為能耗低、爐膛溫度均勻、燃燒方式獨(dú)特、進(jìn)出料方式便捷、環(huán)保效果好、延長(zhǎng)了爐子和還原罐組件的使用壽命、降低了煙氣排煙溫度、提高了燃料的利用率、提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約成本、使用性能安全可靠。
文檔編號(hào)C22B26/00GK101020966SQ20071006448
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者辛衛(wèi)亞 申請(qǐng)人:北京勝亞恒源熱能技術(shù)開發(fā)有限公司