CN100579760C - 尤其用于橡胶制品的连续气体式烘焙炉 - Google Patents

Abstract

连续的气体式烘焙炉，其包括加热装置，所述加热装置对一烘焙区(29)进行加热，而待处理制品被移动穿过该烘焙区，所述气体式烘焙炉由至少一个模组(1、2、3、4)形成，所述模组包括：一气体燃烧器(5、6、7、8)的热交换器(13、14、15、16)、以及将被加热的空气朝烘焙区(29)推动及引导的装置(32、33、35、36、41、42)，其中，所述热交换器的气体燃烧回路与穿过所述烘焙区的热空气回路分离，热空气引导部件包括：把热空气输送到所述烘焙区(29)两侧的通道(38、39)；与经所述烘焙区中部排出空气的一空气排放通道(40)。本发明的特征在于它还包括：用于保证对气态排放物进行高温分解的装置，所述装置处理在炉子的给定区段中流动的一部分气体；以及至少一个催化床(76、76′)，其布置在所述热空气回路上。

Description

尤其用于橡胶制品的连续气体式烘焙炉

技术领域

[01]本发明涉及烘焙炉，且尤其涉及用于橡胶制品的烘焙炉。

背景技术

[02]已知有电烘焙炉，其造价中等，但利用成本高。

[03]还已知有气体式烘焙炉，其具有非常大的被消耗功率，且其技术缺点如下：

[04]-较差的隔热性导致无用的消耗，

[05]-穿过加热流排放由气体燃烧器发散的燃料气体，这会引起待烘焙制品受污染的风险，

[06]-采用机械式抽气，同步排放由制品发出的烘焙蒸汽与由加热发出的燃烧气体，从而导致能源过多消耗；这使得必须排放大量热空气，以便抽出已燃烧气体，即便制品已经不再产生烘焙蒸汽，

[07]-沿炉长方向的不规则气流会引起烘焙在制品上分布不规则，从而可能导致热冲击。

[08]-机械式抽气同时或分别取决于烘焙蒸汽及燃烧气体，这将使烘焙的调节实施与优化变得困难。

[09]为了弥补所述缺点，已经提出一炉子结构，其尤其适应用于橡胶烘焙以将其硫化，但并不仅仅局限于橡胶烘焙，同时，该炉子结构具有比已知炉子更低的使用成本，且具有提高的生产率以及对烘焙参数的方便调节。

[10]所述橡胶制品烘焙炉包括加热一烘焙区的气体加热装置，待处理的制品被移动穿过所述烘焙区。所述气体式烘焙炉由多个并置的模组形成，所述模组被集成在一生产线内部，且各个模组均包括：一适当隔热的围壳、一气体燃烧器的热交换器、以及将被所述热交换器加热的热空气朝制品烘焙区推动及引导的装置，所述热交换器的气体燃烧回路与穿过所述烘焙区的热空气回路分离。把热空气引向烘焙区的引导装置包括在烘焙区两侧引导热空气的通道与一经烘焙区中部排出空气的一空气排放通道。

[11]所述炉子在文献EP-A-1 216 129中被描述。

[12]当对橡胶进行硫化时，会产生污染的与有毒的气态排放物，例如亚硝胺、一氧化碳与氧化氮。当然不希望在硫化待处理制品的期间或之后，将它们释放到大气中。所述排放物应该在一配有该功能的装置中预先得到处理。所述处理装置极大地增加了炉子与其配件的尺寸与成本。

发明内容

[13]本发明的目的在于提出对上面描述的烘焙炉的改进，其在实现烘焙待处理制品方面保留所述烘焙炉的最佳特征，同时又使该烘焙炉在极佳的技术与经济条件下实现对污染排放物的处理。

[14]为此，本发明的目的在于提出一尤其用于橡胶制品的连续的气体式烘焙炉，所述气体式烘焙炉包括加热装置，所述加热装置对一烘焙区进行加热，而待处理制品被移动穿过该烘焙区，所述气体式烘焙炉由一个模组形成，或由多个并置的模组形成，所述模组被集成在一生产线内部，且各个模组均包括：一适当隔热的围壳、一气体燃烧器的热交换器、以及将被所述热交换器加热的热空气朝制品烘焙区推动及引导的装置，所述热交换器的气体燃烧回路与穿过所述烘焙区的热空气回路分离，借助炉条沿所述烘焙区进行分布与扩散的热空气引导部件包括：在所述烘焙区两侧引导热空气的通道；与经所述烘焙区中部排出空气的一空气排放通道，其特征在于其还包括：

[15]-用于保证对存在于所述热空气回路中的、且源自制品烘焙的气态排放物进行高温分解的装置，所述装置处理在炉子的给定区段中流动的一部分气体；

[16]-以及至少一个催化床，其插置在所述热空气回路上。

[17]所述的用于保证对源自制品的气态排放物进行高温分解的装置包括：对由高温分解处理的所述部分气体加以调节的装置。

[18]各个炉子模组的热交换器为一回形管道式交换器，其借助一相应的气体燃烧器从内部被加热；所述的把热空气朝各模组的烘焙区推动及引导的装置包括：至少一个鼓风涡轮机，所述鼓风涡轮机设置在所述模组围壳的底部附近，面对由热空气偏导板界定的热空气引导通道，以便把热空气引至所述烘焙区的两侧；和炉条，其沿所述烘焙区分配热空气；并且，所述的用于保证对所述气态排放物进行高温分解的装置可以包括一包套，所述包套在其两个端部是敞开的，该包套围绕所述别针式管道，被设置在所述涡轮机附近，通过一间隙与所述管道分离，且在所述涡轮机对面被中断。

[19]所述包套可以配设有能改变其与所述涡轮机的距离的装置。

[20]所述包套可以配设有能变化其长度的装置。

[21]所述催化床可以基于铺放在一矿物载体上的一种或多种稀有金属。

[22]正如即将了解到的，本发明甚至旨在使在上述类型的炉子中回流的气体分布在通道上：

[23]-一方面，装置能够对适于被再处理的气态排放物进行高温分解，所述高温分解使用炉子本身的热交换器作为热源；

[24]-另一方面，至少一个催化床适于对能进行再处理的气态排放物进行催化，所述气态排放物由上述提及的硫化或由高温分解产生。

[25]在一更优的实施变型中，高温分解式气态排放物处理的实现在于以下原因：热交换器是一别针式交换器，且在保证气体在炉内循环的鼓风机附近，别针体的分支之一被一两端部敞开的包套环绕，所述包套在紧靠热交换器的附近辅助一部分回流气体的通过。因此借助极为简单的且易于适配在现有炉子内的装置，来实现所述高温分解。

附图说明

[26]本发明将在参考附图进行的描述的基础上，获得更好的理解，附图中：

[27]-图1是本发明可适用的气体炉例子的原理图；

[28]-图2是图1的炉子部分剥离后的透视图；

[29]-图3是图1与图2的炉子的别针式热交换器的一部分的透视图，该热交换器部分配备了按照本发明的、能保证对流动中的气体进行高温分解的装置；

[30]-图4是按照图2的平面4-4的剖面图。

具体实施方式

[31]以下描述涉及一本发明的实施例，该实施例建立在已提到的文献EP-A-1 216 129所描述的炉子的发展基础上。为了获得更多涉及所述炉子的特征与运行的细节，可以有效地参考所述文献。但是，需要理解的是，本发明所述的特定实施例并非是局限性的。

[32]在图1上示意性示出的炉子包括多个炉子模组1、2、3、4，所述炉子模组的数量依据待烘焙制品的行进速度而定，所述行进速度由位于上游的生产线的速度与制品进行烘焙所必需的停留时间所决定。

[33]模组1、2、3、4在它们之间由组配其围壳的接合装置连接，且插置有合适的隔热垫64、65、66。

[34]气体燃烧器5、6、7、8连接到各个模组1到4，所述燃烧器通过一供给管9、10、11、12被提供气体，且从内部加热一由别针式管道形成的不锈钢热交换器13、14、15、16。各燃烧器利用空气-气体的混合物产生在管道内部延伸的火焰，随后，所述火焰运送燃烧产物而不与管道外部产生任何接触。燃烧产物通过一位于管道出口的抽风机被抽出。

[35]为了简化炉子构造，热交换器被对称地倒置在模组之间的接合部位处，这使得能够重新组合气体供给管9与10、以及已燃烧气体的抽取管17、18、19与20，这些抽取管连接至竖立在屋顶上方的排放烟囱22、23。

[36]如图2清晰地所示的，各个模组包括一围壳24、25、26，在所述围壳内部安装有相应的交换器13、14、15。

[37]和在图2中被详细示出的围壳25一样，各个围壳包括一道用于炉子维护的侧通门27，它在交换器13、14、15、16处延伸于整个模组的长度上。

[38]所述围腔还包括一能通到烘焙隧道的上门28，在所述烘焙隧道中，设置了一个由两个轨道30支撑的辊式输送机29，且所述输送机29布置在热交换器15的区域上方。

[39]打开门28，能允许完全通到炉子的整个长度上，从而方便对烘焙区的维护(清洁或更换输送器的毯垫或辊)，以及在启动生产活动时，方便对待烘焙制品的引导。

[40]不使用一辊式输送机，而可使用一穿孔的或带有栅栏的毯垫(未示出)。

[41]在与维护用通门27相对的围壳25壁内，设置有一鼓风涡轮机32，其由电动机33驱动旋转，所述电动机33配备有一冷却涡轮机34，该冷却涡轮机用于消散由传动轴所传输的热，所述传动轴连接鼓风涡轮机与电动机，并且具有位于炉子内部的一端部与位于炉子外部的一端部。

[42]因此，可以避免任何电动机温度过快的提高。

[43]更好地是，鼓风涡轮机32用不锈钢制成，且被设置在与门27相对的围壳26壁的下部分中。

[44]鼓风涡轮机32的数量与位置可以依据整体炉子的需要与设计进行改变。可以每个模组1、2、3、4带有一个或多个涡轮机。

[45]得益于由以下将提及的装置对烟气的中央抽取并得益于涡轮机32，而实现了对进入炉子内的外部空气的抽吸，所述空气通过第一模组1中的待烘焙制品进入孔、并通过最后模组4的已烘焙制品输出炉子的孔而进入炉子内部，并实现该被抽吸的空气在炉子中央区域的方向上行进。

[46]在涡轮机32与辊式输送机区之间，布置有例如为不锈钢的偏导板35、36、37，所述偏导板界定了由相应箭头表示的加热空气通道38、39，所述通道38、39经由辊式输送机29的两侧到达，以便保证对该输送机所传输的制品进行均匀加热，并且所述偏导板限定一朝围壳底部的返回通道40。

[47]加热空气通道38、39通到设置在辊29两侧的侧炉条41、42上，而返回通道40由位于辊29下方的一系列空气口44界定。

[48]空气口44穿过通道39且通到偏导板36与37之间的围壳底部。由于涡轮机32所施加的热空气前进，因此在炉子内部获得一螺旋形的通道结构。随着空气前进，所述空气加载来自制品烘焙的各种气体。这些是在本发明范围内被提出要处理的气体。

[49]炉子可以在其侧壁之一上配有一孔54，该孔54通到烘焙气体在其中循环的烘焙气体排放管55中。更好地是，所述孔54与相应的排放管55相对于炉子整体被设置在中央位置。如果炉子包括奇数个模组，孔54与管55就被安排在中央模组的中间。如果炉子包括偶数个模组(如图所示)，孔54与管55(如图1所示)被安排在保证最中间的两个模组2、3之间连接的隔热垫65处。可代替地，也可设置两个孔54，这两孔各个被安排在模组2、3之一上，且位于模组的最靠近分隔模组的垫的端部，并且可把来自这些孔54的排放管进行接合，用以构成唯一的排放管。如果预计能容许烘焙气体的排放能略偏离中心，也可以仅设置单孔54，该孔被安排在两个模组2、3之一的壁上、接近所述模组的最靠近炉子中部的端部。上述两种构造能避免隔热垫65因其上设置有一孔54且连接有一管55而可能产生的密封性问题。

[50]所述气体排放的中心式布局，能够保证烘焙气流在炉子内部的良好对称性与良好的均匀性，且获得令人满意的抽风效果，从而能一方面保证用于烘焙的空气与交换器之间产生良好的热交换，而另一方面能在用于烘焙的空气与待烘焙制品之间产生良好的热交换。烘焙空气通道的螺旋形构造通过偏导板35、36、37与空气口44获得，且抽风受到所述的一个或多个涡轮机32的辅助，而烘焙空气借助该抽风被推动以沿着所述螺旋形通道，从而有助于所述结果的获得。

[51]因此可见，对辊式输送机29上所移动的制品进行加热的空气的引导及排放回路独立于燃烧机内的气体燃烧回路。

[52]围壳25的壁与门和其它围壳的壁与门一样，使用一种由陶瓷纤维形成的交叉层式隔热材料制成，这些交叉层布置于不锈钢板制的内覆体31a与上有涂料的钢制外覆体31b之间。

[53]例如侧门27和通到烘焙遂道的上门28的门、以及它们的门框分别配有耐火纤维带制成的相应垫48、49和50、51。

[54]如图3所示，按照由制品释放的烘焙蒸汽的性质、数量以及毒性，燃烧装置53可以被选择性地设置在一排放管55上。一气体燃烧器57被设置在排放管55中，且在气流的方向上喷射其火焰。一钟形物59因此罩覆着燃烧器57上方的排放管，由此形成一加热室。因此，已燃烧的气体围绕所述钟形物59被一室60收集，然后被一抽风机58抽吸穿过导管61。一设置在室60内的窥视窗62允许以煤烟或其它物质反映出该室的阻塞情况。气体燃烧器57需要能够使烟气升到1200℃左右的温度。

[55]按照待烘焙制品的性质与特征，可以安装一烘焙所必需的热空气湿度调节装置，以避免待烘焙制品出现任何干燥、或者以改进烘焙后制品的表面外观(亮泽度、橙色表层外观等)。一旦发现烘焙空气缺少湿度，可调节的大量水将被注入到一设置在炉子底部上的槽63中。所述水的蒸发因而将使烘焙空气中所含有的水蒸汽的数量重新达到一可调节湿度率。

[56]炉子的运行如下。

[57]当待加热制品呈放于炉子入口时，操作者打开通到烘焙遂道的上门28，且待烘焙制品的前端部被放置在所述烘焙隧道中。然后，重新关上门28。

[58]事先根据待处理制品的烘焙参数经过调节的炉子被启动，且以与炉内制品停留时间相符的所需速度，使所述制品被带动到辊式输送机29中。

[59]气体燃烧器5、6、7、8加热进入热交换器13、14、15、16内的空气。其火焰在交换器的别针式管道内蔓延，而已燃烧的气体通过烟囱22、23(图1)被排出，而与制品的加热空气无接触。

[60]对于各个模组1至4，一涡轮机32在热交换器15前方、经由其中心部位抽取热空气，且把热空气排放到其整个周边上。不是设置一个涡轮机32，而可以设置多个所述涡轮机。偏导板35因此把所获取的气流分离成流量相同的两股空气流38和39。

[61]由壁31a与35引导的气流38因此穿过侧炉条41，以使其热量规律且平稳地分布在炉子右侧整个长度上的烘焙区内。

[62]同样，由壁35与36引导的气流39因此穿过侧炉条42，以便使其热量规律且平稳地分布在炉子左侧整个长度上的烘焙区内。

[63]多个位于输送机29下面的空气口44因此把气流38与39合并为一股向热交换器15返回以被重新加热的气流40。

[64]当炉子配有一烟气焚烧装置时，借由涡轮机使运动的气体的一部分，通过管54(图3)从炉子围壳中被排放出来，烟气在垂直管56内通过气体燃烧器57被焚烧，且以取决于鼓风机58转速的速率，穿过由钟形物59与室60形成的导流器(chicane)朝烟囱61排放。

[65]按照本发明，刚被描述的炉子还包括以下元件(未在图1与图2中示出)。

[66]在涡轮机32附近的区域中，热交换器的别针体(épingle)15的最接近涡轮机32的分支15a被一包套67包围，所述包套在涡轮机32对面中断。

[67]所述包套67(在所示例子中，其延伸在涡轮机32的两侧，且面对所述涡轮机32中断)的功能是：允许在炉内循环的部分气体被抽吸到间隙68中，所述间隙的宽度可例如约为5毫米至50毫米，它把包套67与别针体15的分支15a分隔开。图3与图4的箭头69、70、71、72、73表现了所述流动。

[68]以上述方式，所述载有烘焙蒸汽的循环气体部分尽可能靠近热交换器15地通过，且在一封闭空间内受到其释放的强烈热辐射，因而最靠近涡轮机32的分支15a(在举例所示的特定炉子构造中)也越靠近燃烧器7，因而其也是最热的。

[69]涡轮机32在面对它的区域内形成一凹陷，且在所述区域，包套67被中断，因此在交换器15的分支15a与包套67之间产生一自然的抽风，所述自然的抽风能令在炉子的相关区段内流动的气流的一相当大部分通过间隙68流通。该气流部分的重要性在于，必要时，其可以通过以下方式加以调节：涡轮机32的转速变化；和/或涡轮机32与包套67两部分的端部之间的距离变化，条件是这两部分能够在操作下被移动；和/或包套67的长度变化，条件是可以在使用炉子过程中使所述长度发生变化(例如赋予其一伸缩式形状、且在其上连接一适合的操纵装置)。

[70]剩余气体流在炉内流动，并在包套67的上方与下方通过。所述包覆体用一导热材料制成，其能被加热到一温度，该温度与热交换器15的温度处于相同量级，且该包覆体按照图4的箭头74、75也对轻触它的气体起加热作用。

[71]间隙68中的热条件对烘焙所释放的蒸汽进行高温分解是很有利的。在蒸汽来自对橡胶烘焙的情况下，所述高温分解需要约350℃到800℃的温度，通常为约400℃至700℃的温度，更特别地是500℃至600℃的温度。

[72]橡胶烘焙本身只需要在约300℃的温度下实施，可理解：不希望对炉内循环的整个气流同时通过高温分解进行处理。事实上，这样的处理将会导致整体气流迅速上升到一超过所述量级的温度，由此该温度不适宜于对制品的烘焙。正因为此，令一大部分的气流在包套67外部自由循环，以使其被维持在制品正常烘焙温度下。在实际运用时，装置在运行时进行尺寸设定与调节，从而令在炉子相应区域内混合的总气流的例如约20％经过间隙68，且在被在主气流中重新稀释之前受到高温分解处理。

[73]炉子以封闭回路运行，随着气体排放物在包套67的外部与内部多次经过其中一个热交换器15的前方，来自制品烘焙的、且能被高温分解的所有气体最终得到处理，而同样不会观察到参与烘焙的气体会过多超热。

[74]尤其是硫化产生的亚硝胺需要通过高温分解被消除。

[75]所述高温分解还有制品烘焙，会产生污染排放物，需要在其被排到大气中之前被消除，而气体在炉内循环。为了同样在炉子内部实现该消除，随着这些排放物的产生，本发明提出：在炉内流动的气体还穿过至少一个催化床76、76’。所述催化床尤其应该适于处理由橡胶制品硫化和由上述高温分解所产生的CO与氧化氮。

[76]所述催化床76、76’可以被安装于在炉内循环的气态排放物通道的一任何部位，例如参照图上所示的炉子类型：

[77]-位于涡轮机32上方，且在偏导板35下方，从而在气体流被分成朝辊式输送机29两侧取向的两股气流38、39之前，对上升气体流进行处理；这是图4的催化床76的情况；

[78]-或者位于已穿过辊式输送机29的气体朝向围壳底部的返回通道40上；这是图4的催化床76’的情况；

[79]-或者紧邻涡轮机32的上游；

[80]-或者位于一再循环气体流经过的炉子的任何其它部位；

[81]-或者同时位于上述部位中的多个部位。

[82]通常，催化剂或催化床76、76’基于一种或多种被铺放在不同矿物载体上的稀有金属，通常可以是铯、铑、铂、钯。铂与钯，且优选是钯，是更优先的样例。载体可以是处理或未经处理过的铝、不同类型的硅藻土、陶瓷或任何可用的矿物化学形式。

[83]所承载的这些催化剂可以表现为任何可能的不同几何形状，例如带孔或不带孔的凹形管道，所述管道可以为任意尺寸、任意直径以及任意长度，且孔为任意可能的尺寸和任意可能的形状。

[84]催化剂通常为粉末状，且更好地是，为任意直径和任意特殊特征的球珠形式，而所述特殊特征指孔隙度、比面积、密度、属性方面，以及所承载催化剂的所有其它特征，这些其它特征使催化剂能在炉内须处理制品烘焙时、与在高温分解所述蒸汽时，通过催化来改变所释放的蒸汽。上述提到的稀有金属含量一般可以介于重量百分比0.01％与5％之间，通常在重量百分比0.1％与2％之间，且更好地是在重量百分比0.3％与1％之间。

[85]上述描述与示出的炉子仅为本发明的一个实施例。需要尤其理解的是，气态排放物的高温分解可以通过除围绕交换器15的分支15a的包套67以外的其它装置来加以保证，尤其是如果使用非别针式交换器的另一种类型的热交换器。

[86]更好地是，炉子的各模组1、2、3、4配备有高温分解装置与催化装置，即便严格地说，由于气体在炉内再循环，可能仅需配备唯一的模组就可满足需要。

[87]需要理解的是，排放管55的元件54及与它们相连的构件的存在并非是必须的。

[88]当然，本发明也可应用于炉子仅包括唯一模组的情况。

Claims (7)

1.连续的气体式烘焙炉，所述烘焙炉包括加热装置，所述加热装置对一烘焙区(29)进行加热，而待处理制品被移动穿过该烘焙区，

其特征在于，所述烘焙炉由一个模组形成，或由多个并置的模组(1、2、3、4)形成，所述模组被集成在一生产线内部，且各个模组均包括：一适当隔热的围壳(24、25、26)、一气体燃烧器(5、6、7、8)的热交换器(13、14、15、16)、以及将被所述热交换器加热的热空气朝制品烘焙区(29)推动及引导的装置(32、33、35、36、41、42)，所述热交换器的气体燃烧回路与穿过所述烘焙区的热空气回路分离，借助炉条(41、42)沿所述烘焙区进行分布与扩散的热空气引导部件包括：在所述烘焙区(29)两侧引导热空气的通道(38、39)；与经所述烘焙区中部排出空气的一空气排放通道(40)；

其特征在于它还包括：

-用于保证对存在于所述热空气回路中的、且源自制品烘焙的气态排放物进行高温分解的装置，其处理在所述烘焙炉的给定区段中流动的一部分气体；

-以及至少一个催化床(76、76′)，其插置在所述热空气回路上。

2.按照权利要求1所述的烘焙炉，其特征在于，用于保证对源自制品烘焙的气态排放物进行高温分解的所述装置包括：对由高温分解处理的所述部分气体加以调节的装置。

3.按照权利要求1或2所述的烘焙炉，其特征在于，各个烘焙炉模组的热交换器(13、14、15、16)为一别针式管道型交换器，其借助一相应的气体燃烧器(4、5、6、7)从内部被加热；所述的把热空气朝各模组的烘焙区推动及引导的装置包括：至少一个鼓风涡轮机(32)，所述鼓风涡轮机设置在所述模组围壳的底部附近，面对由热空气偏导板(35、36)界定的热空气引导通道，以便把热空气引至所述烘焙区的两侧；和炉条(41、42)，其沿所述烘焙区分配热空气；并且，用于保证对源自制品烘焙的气态排放物进行高温分解的所述装置包括一包套(67)，所述包套在其两个端部是敞开的，该包套围绕所述别针式管道(15a)，被设置在所述涡轮机附近，通过一间隙(68)与所述别针式管道分离，且在所述涡轮机(32)对面被中断。

4.按照权利要求3所述的烘焙炉，其特征在于，所述包套(67)配设有能改变其与所述涡轮机(32)的距离的装置。

5.按照权利要求3所述的烘焙炉，其特征在于，所述包套(67)配设有能变化其长度的装置。

6.按照权利要求1所述的烘焙炉，其特征在于，所述催化床(76、76′)基于铺放在一矿物载体上的一种或多种稀有金属。

7.按照权利要求1所述的烘焙炉，其特征在于，所述烘焙炉用于橡胶制品的烘焙。

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