CN101871727B - 蓄热熔铅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄热熔铅炉，包括锅体、炉体以及两个蓄热燃烧组件，锅体放置于炉体上，炉体内通过隔墙分隔成独立的两个加热腔体，每个加热腔体通过炉体上开设有的烟气管道与一个蓄热燃烧组件相连通，蓄热燃烧组件装设于炉体的外侧，蓄热燃烧组件包括用来产生加热用高温气体的燃烧段以及用来为燃烧段提供高温空气的蓄热段，燃烧段通过烟气管道与加热腔体连通。本发明具有结构简单紧凑、体积小、安装检修方便、加热效果好、使用寿命长等优点。

Description

蓄热熔铅炉

技术领域

本发明主要涉及到金属熔化及精炼设备领域，特指一种金属铅的熔炼设备。

背景技术

目前，有色企业一直采用室式燃烧间接加热方式进行铅的熔化及精炼。炉体由燃烧室及加热段两部分组成，燃烧室产生1100℃左右高温烟气进入炉体加热段直接加热熔铅锅，将锅内铅块逐渐熔化并进行精炼处理。加热后的烟气温度仍高达1000℃左右，经过简单处理，直接排空，因此该炉型的热效率非常低。由于铅的熔化及精炼工艺的烟气波动频繁，波动幅度巨大，采用金属换热器回收烟气的高温余热回收利用方式，换热器很容易超出其能承受的高温范围，寿命难以保证。

近两年随着蓄热燃烧技术的兴起，个别企业对该炉型按蓄热式燃烧进行改进。取得了非常明显节能效果。改进技术仍然将炉体分为燃烧室及加热段两部分，并采用隔墙将燃烧段对称分成两独立部分，每个部分设置一台主烧嘴(亦是主排烟口)，配套一座球床陶瓷蓄热室及一个空气/烟气切换装置。正常生产时，空气/烟气切换装置定时间换向，高温烟气/冷空气交替与陶瓷蓄热室蓄热器直接热交换，出蓄热室空气温度能预热到800℃以上，出蓄热室排烟烟气温度冷却到200℃以下，最大限度将烟气的余热回收再重新返回炉内。两烧嘴燃烧/排烟功能交替进行，当一个烧嘴处于燃烧状态，另一烧嘴交作为主排烟口进行排烟。每个主烧嘴配有长明火，能保证烧嘴每次交替切换处于主燃阶段时煤气和高温热空气能及时着火燃烧；高温空气进入炉膛喷口前周期性注入燃气，进行预混和，使火焰充满整个燃烧室。

如图8和图9所示，现有结构一般包括锅体1和炉体2，炉体2分为炉体燃烧段及炉体加热段两部分，炉体燃烧段用隔墙3对称分成两独立部分，每个部分均配置一套陶瓷球蓄热室6。陶瓷球蓄热室6与炉体燃烧段接口处采用一台主烧嘴61(亦是主排烟口)相连，主烧嘴61侧部设有长明烧嘴62，上部设有主煤气进入喷口63。陶瓷球蓄热室6内设有陶瓷蓄热球65，陶瓷球蓄热室6上的蓄热室冷空气进口64(亦是烟气出口)均连接一个空气/烟气切换装置，该空气/烟气切换装置将空气/烟气定时间换向，在陶瓷球蓄热室6内高温烟气/冷空气交替与陶瓷蓄热球65直接热交换，出陶瓷球蓄热室6的热空气温度能预热到800℃以上，在主烧嘴61内与从上部主煤气进入喷口63出来的煤气混合，在炉体2内被侧部的长明烧嘴62引燃，着火燃烧。出陶瓷球蓄热室6排烟烟气温度冷却到200℃以下，交替排出。

这种结构的炉型，虽然取得了非常明显节能效果。但炉体占地较大，由于燃烧室及加热段直接相连，中间无隔断，煤气与高温空气在燃烧室内才开始混合、燃烧。火焰长度由煤气与空气比例及混合效果决定，当火焰较长时，可能直接与被加热的锅体接触，造成锅体局部高温过热烧损；而且，蓄热室采用蓄热球为换热介质，换热比表面积偏小、需要容积过大，设备体积偏大，蓄热体的设备基础比炉本体基础底，增加了基础的费用；同时，空气、烟气通过的阻力相对过大，需要提供的动力亦大，造成鼓风机及引风机风压大，能耗高。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、体积小、加热效果好、使用寿命长的蓄热熔铅炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种蓄热熔铅炉，包括锅体、炉体以及两个蓄热燃烧组件，所述锅体放置于炉体上，所述炉体内通过隔墙分隔成独立的两个加热腔体，其特征在于：所述每个加热腔体通过炉体上开设有的烟气管道与一个蓄热燃烧组件相连通，所述蓄热燃烧组件装设于炉体的外侧，所述蓄热燃烧组件包括用来产生加热用高温气体的燃烧段以及用来为燃烧段提供高温空气的蓄热段，所述燃烧段通过烟气管道与加热腔体连通。

作为本发明的进一步改进：

所述蓄热段位于燃烧段的上方或下方，所述蓄热段包括蓄热室、蜂窝状蓄热体以及装设于蓄热室端部的进气管道，所述蜂窝状蓄热体装设于蓄热室内，所述进气管道上装设有用来控制进气管道与外界空气导通或与炉体导通的切换装置，所述蜂窝状蓄热体通过蓄热体托架支承于蓄热室内。

所述燃烧段与蓄热段之间呈水平状布置，所述蓄热段包括蓄热室、蜂窝状蓄热体以及装设于蓄热室上的进气管道，所述蜂窝状蓄热体装设于蓄热室内，所述进气管道上装设有用来控制进气管道与外界空气导通或与炉体导通的切换装置。

所述燃烧段包括燃烧室以及装设于燃烧室上的长明火装置和主煤气喷口。

所述炉体上开设有直排烟口。

所述蓄热体采用蜂窝状蓄热体。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的蓄热熔铅炉中，将蓄热燃烧组件装设于炉体的外侧，即从炉体中独立出来，炉体内仅保留加热段部分，简化了炉本体的结构。这样煤气与高温空气直接在蓄热燃烧组件内混合、燃烧，燃烧后的高温废气再高速进入加热段与被加热的锅体接触，由于炉体内没有了高温火焰，可避免锅体局部高温，为强化传热效果适当减少烟气流通空间。

2、本发明的蓄热熔铅炉中，蓄热燃烧组件的燃烧段与蓄热段之间呈水平状布置，蓄热体可直接放置在蓄热室下部墙体上，不需要设置蓄热体托盘装置，可简化蓄热室结构。

3、本发明的蓄热熔铅炉中，采用蜂窝状蓄热体代替蓄热球为换热介质，增大了换热比表面积，一方面减少蓄热室体积，另一方面可使其基础与炉体一致；同时，空气、烟气通过蜂窝状蓄热体的阻力比蓄热球阻力降低，鼓风机及引风机风压亦可相应减少。

附图说明

图1是具体实施例中采用矩形炉体且蓄热段位于燃烧段下方时的俯视结构示意图；

图2是具体实施例中采用矩形炉体且蓄热段位于燃烧段下方时的主视结构示意图；

图3是具体实施例中采用柱形炉体且蓄热段位于燃烧段下方时的俯视结构示意图；

图4是具体实施例中采用柱形炉体且蓄热段位于燃烧段下方时的主视结构示意图；

图5是具体实施例中蓄热段位于燃烧段上方时的主视结构示意图；

图6是本发明具体实施例中燃烧段与蓄热段之间呈水平状布置时的俯视结构示意图；

图7是本发明具体实施例中燃烧段与蓄热段之间呈水平状布置时的主视结构示意图；

图8是现有技术中蓄热熔铅炉的主视结构示意图；

图9是现有技术中蓄热熔铅炉的俯视结构示意图。

图例说明：

1、锅体；2、炉体；21、加热腔体；22、烟气管道；23、直排烟口；3、隔墙；4、左蓄热燃烧组件；5、右蓄热燃烧组件；41、燃烧段；411、燃烧室；412、长明火装置；413、主煤气喷口；42、蓄热段；421、蓄热室；422、蓄热体；423、进气管道；424、蓄热体托架；6、陶瓷球蓄热室；61、主烧嘴；62、长明烧嘴；63、主煤气进入喷口；64、蓄热室冷空气进口；65、陶瓷蓄热球。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的蓄热熔铅炉，包括锅体1、炉体2以及两个蓄热燃烧组件，炉体2可以采用如图1和图2的矩形，也可以采用如图3和图4的柱形。锅体1放置于炉体2上，炉体2仅保留了锅体1的加热区，炉体2内通过隔墙3分隔成独立的两个加热腔体21，即将高温烟气进出段隔开，保证高温烟气在炉体2内尽可能绕锅体1流动，强化换热。每个加热腔体21通过炉体2上开设有的烟气管道22与一个蓄热燃烧组件相连通，蓄热燃烧组件成对设置，布置在炉体2同侧，左、右各一个，在本实施例中分别为左蓄热燃烧组件4和右蓄热燃烧组件5，两者结构相同。每个蓄热燃烧组件均包括用来产生加热用高温气体的燃烧段41以及用来为燃烧段41提供高温空气的蓄热段42，燃烧段41位于蓄热段42的上方，燃烧段41通过烟气管道22与加热腔体21连通。本实施例中，蓄热段42包括蓄热室421、蓄热体422以及装设于蓄热室421底部的进气管道423，蓄热体422装设于蓄热室421内，此时两者之间的气体为上下流向，蓄热体422下部必须有允许气流通过的托盘装置来固定，因此蓄热体422通过蓄热体托架424支承于蓄热室421内。由于蓄热段42设置在燃烧段41下方，蓄热体422下部始终处于低温区，该蓄热体托架424采用常规结构即可，且使用寿命长。进气管道423上装设有用来控制进气管道423与外界空气导通或与炉体2导通的切换装置，该切换装置为定时切换装置。蓄热体422采用蜂窝状蓄热体代替蓄热球为换热介质，有利于减少蓄热室421体积。燃烧段41包括燃烧室411以及装设于燃烧室411上的长明火装置412和主煤气喷口413。在工作状态下，通过定时切换装置，两蓄热燃烧组件蓄热与换热燃烧功能可互相交替，但燃烧段41内设有长明火装置412，应始终保持燃烧状态。当左蓄热燃烧组件4处于换热燃烧状态时，右蓄热燃烧组件5处于蓄热状态。此时，冷空气从左蓄热燃烧组件4底部的进气管道423进入蓄热段42，被高温的蓄热体422加热，加热后空气温度高达800℃以上并进入位于蓄热段42上部的燃烧段41，与从主煤气喷口413进入的煤气混合，并被长明火装置412引燃后着火燃烧，形成可满足炉体2要求的高温烟气。高温烟气从烟气管道22进入炉体2后用于加热锅体1。炉体2排出的高温烟气从烟气管道22进入右蓄热燃烧组件5，此时右蓄热燃烧组件5的主煤气喷口413已关闭，高温烟气直接进入蓄热段42加热已被冷却了的蓄热体422，从蓄热体422出来后的烟气温度降至200℃以下，最后从蓄热段42底部的烟气管道22外排。

经过一段时间后，通过定时切换装置，左蓄热燃烧组件4从换热燃烧状态转换至蓄热状态，右蓄热燃烧组件5从蓄热状态转换至换热燃烧状态。气体流向与上述过程反向。在此不再表述。同理，参见图5，燃烧段41也可以位于蓄热段42的下方，只是由于蓄热体422下部始终处于高温区(＞1000℃)，蓄热体托架424须采用能长期耐高温的特殊结构。

另，参见图6和图7，本发明进一步还可以将燃烧段41与蓄热段42之间呈水平状布置，采用此种方式，蓄热室421为水平设置，蓄热体422直接放置在蓄热室421下部的墙体上，不需要设置蓄热体托架424，可简化蓄热室421结构。

本实施例中，炉体2上开设有直排烟口23，该直排烟口23用来防止烟气换向过程压力波动，在炉体2内可设有一小的直排烟口，当炉体2内的炉压波动过大时，可直接外排部分烟气，保证炉膛内气压基本平衡。在正常情况下，在生产的铸型期与非生产阶段的等待期仅需要采用保温，为最大限度节省能耗，可关闭主煤气喷口413及蓄热段42，仅开启长明火装置412，此时的排烟亦需通过炉体2的直排烟口23外排。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种蓄热熔铅炉，包括锅体(1)、炉体(2)以及两个蓄热燃烧组件，所述锅体(1)放置于炉体(2)上，所述炉体(2)内通过隔墙(3)分隔成独立的两个加热腔体(21)，其特征在于：所述每个加热腔体(21)通过炉体(2)上开设有的烟气管道(22)与一个蓄热燃烧组件相连通，所述蓄热燃烧组件装设于炉体(2)的外侧，所述蓄热燃烧组件包括用来产生加热用高温气体的燃烧段(41)以及用来为燃烧段(41)提供高温空气的蓄热段(42)，所述燃烧段(41)通过烟气管道(22)与加热腔体(21)连通。

2.根据权利要求1所述的蓄热熔铅炉，其特征在于：所述蓄热段(42)位于燃烧段(41)的上方或下方，所述蓄热段(42)包括蓄热室(421)、蓄热体(422)以及装设于蓄热室(421)上的进气管道(423)，所述蓄热体(422)装设于蓄热室(421)内，所述进气管道(423)上装设有用来控制进气管道(423)与外界空气导通或与炉体(2)导通的切换装置，所述蓄热体(422)通过蓄热体托架(424)支承于蓄热室(421)内。

3.根据权利要求1所述的蓄热熔铅炉，其特征在于：所述燃烧段(41)与蓄热段(42)之间呈水平状布置，所述蓄热段(42)包括蓄热室(421)、蓄热体(422)以及装设于蓄热室(421)上的进气管道(423)，所述蓄热体(422)装设于蓄热室(421)内，所述进气管道(423)上装设有用来控制进气管道(423)与外界空气导通或与炉体(2)导通的切换装置。

4.根据权利要求1或2或3所述的蓄热熔铅炉，其特征在于：所述燃烧段(41)包括燃烧室(411)以及装设于燃烧室(411)上的长明火装置(412)和主煤气喷口(413)。

5.根据权利要求1或2或3所述的蓄热熔铅炉，其特征在于：所述炉体(2)上开设有直排烟口(23)。

6.根据权利要求2或3所述的蓄热熔铅炉，其特征在于：所述蓄热体(422)采用蜂窝状蓄热体。

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