CN102965523A

CN102965523A - 中心加热还原炉

Info

Publication number: CN102965523A
Application number: CN2012103841866A
Authority: CN
Inventors: 李启明; 邹紫辉
Original assignee: CHINA MINING AND METALLURGY GROUP HOLDING Co Ltd
Current assignee: CHINA MINING AND METALLURGY GROUP HOLDING Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-03-13

Abstract

一种中心加热还原炉，包括：一还原炉炉体，包括金属外壳，内设有隔热材料层和耐高温材料层，在隔热材料层和耐高温材料层之间设有电加热辐射管，在炉体上设置有进料口、出烟口、排查口、炉体窗口，在炉体内设置有加热炉胆，在炉体上还设置有结晶体收集器；一炉体窗口密封盖板，安装在炉体窗口上，该窗口密封盖板通过燃烧机连接管和排烟管连接加热炉胆，另一端连接燃烧机和燃气燃烧系统；一移动式加热炉胆；一燃气燃烧系统；一燃烧机；一抽真空系统；一冷却水系统；一控制系统。

Description

中心加热还原炉

技术领域

本发明涉及金属还原炉，主要是指一种用于提炼还原有色金属，特别是提炼镁的中心加热还原炉。

背景技术传统的炼镁工艺为皮江法(pidgeon)，该法使用的是一种卧式炉，炉体由耐火砖搭砌在地面上，在炉内横置分布有若干还原罐，在还原罐内装填有反应物料球团，以煤或气或油为燃料，燃烧加热采用人工装卸加料方式，以还原罐外反射炉辐射热先加热还原罐，再由还原罐将热量辐射传递给罐内反应物料球团，再由球团互相接力式传递热量，是一种外围式加热。

传统还原炉存在能耗高、污染大、热效率低、使用寿命短等问题，还原罐更换需拆开炉体，造成更换周期长、成本高、影响正常生产等后果，而且极不安全，点火时经常会发生爆燃或爆炸事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种中心加热还原炉，通过设置加热炉胆和电加热辐射管方式，可以提高炉内温度，升温更快；还原物料堆置在炉胆与炉体之间，使还原空间变大，填装的还原物料更多，容积比大，单炉效率更高；采用对炉胆内进行加热方式，炉胆向外辐射加热，热传导更快；炉胆的安装方式采用可移动与炉体可分离的结构，这样在维修和更换炉胆时就不需要拆解炉体，可以大大缩短维修和更换炉胆的时间，提高生产效率。较好地克服了现有还原炉存在的不足。

实现本发明的技术方案是：这种还原炉包括：

一还原炉炉体，座落在地基上，该炉体包括金属外壳，在金属外壳内设有隔热材料层和耐高温材料层，在炉体上设置有装料口、出烟口、排渣口、用于移动式加热炉胆进出的炉体窗口，在炉体上还设置有一个或多个结晶体收集器，该结晶体收集器连通炉体内，在炉体底部还设有用于支承移动式加热炉胆的炉胆支架；

一炉体窗口密封盖板，安装在炉体窗口上，该盖板包括金属外壳，在金属外壳内设有隔热材料层和耐高温材料层，在盖板上设有燃烧机连接管和排烟管，其中燃烧机连接管一端连接燃烧机，另一端连接移动式加热炉胆，排烟口一端连接移动式加热炉胆，另一端连接燃气燃烧系统的蓄热器；

一移动式加热炉胆，设置在炉体内的路胆支架上，燃烧机給移动式加热炉胆加热，在移动式加热炉胆与炉体的耐高温材料层之间是还原物料；

一燃气燃烧系统，包括燃气系统、供风系统和排烟系统，其中燃气系统和供风系统分别连接燃烧机，排烟系统连接排烟管；

一燃烧机，将燃料和空气预混电高压点火后喷射入移动式加热炉胆内，并在移动式加热炉胆内燃烧；

一抽真空系统，连接结晶体收集器的冷却套；

一冷却水系统，连接结晶体收集器的冷却套；

一控制系统，包括点火器启/停控制单元、炉温控制单元、燃烧控制单元、炉压控制单元。

该技术方案还包括：

所述设置在炉体内的移动式加热炉胆为一至三个，其表面均布有散热片，或螺旋散热片或环形散热片，根据移动式加热炉胆的数量，在炉体的对应位置设置相应数量的炉体窗口，其中每个移动式加热炉胆配置两个燃烧机。

所述隔热材料层与耐高温材料层之间均布有电加热辐射管。

所述隔热材料层包括保温纤维层；所述耐高温材料层包括碳化硅层。

所述炉体内为方形或圆形。

所述电加热辐射管包括耐高温陶瓷管或耐高温石英管或石墨管。

所述燃气燃烧系统设有A、B两个蓄热体，该蓄热体与排烟系统连接，移动式加热炉胆内的热烟气经蓄热器、蓄热体A、B，并经鼓风机送到燃烧机。

所述点火器启/停控制单元设有温控器，温控器发出点火器工作或停止工作的命令；炉温控制单元设有温控器，温控器发出开大或关小命令給电动燃气蝶阀；燃烧控制单元，电动燃气蝶阀通过杠杆系统开大或关小空气蝶阀；炉压控制单元，在炉压偏离设定值时，压力变送器发出信号开大或关小电动废气蝶阀。

所述两个燃烧机包括燃烧机A和燃烧机B，燃烧机A和燃烧机B分别经蓄热体A连接蓄热器，燃烧机A和燃烧机B设有热烟气进口，蓄热体A和蓄热体B分别设有热烟气进口和热烟气出口，加热炉胆燃烧产生的热烟气经排烟管和蓄热器分别进入蓄热体A和蓄热体B，再由蓄热体A和蓄热体B的热烟气出口给燃烧机。

所述炉体上设有振荡器，该振荡器带动炉体振动，实现提高还原物料的容积率和还原物料的充分燃烧；

所述炉体与地基之间为柔性连接；

所述炉体与地基之间还设有伸缩油缸和轴承支架，轴承支架靠近排渣口，伸缩油缸在另一端，伸缩油缸顶起炉体一侧，炉体以轴承支架为圆心倾斜，实现还原后的废料从排渣口自动排出。

本发明具有的有益效果：1.采用炉胆和电加热辐射管双加热方式，升温快，温度高，电加热辐射管夹层温度可达900度以上；2.炉胆的安装方式采用可从炉体内取出的结构，这样在维修和更换炉胆时就不需要拆解炉体，而只取出炉胆即可，这样可以大大缩短维修和更换炉胆的时间，提高生产效率；3.物料置于炉胆和炉体之间，容积比变大，单炉效率更高；4.采用对炉胆内进行加热方式，炉胆向外辐射加热，热传导更快，更均匀；5.大幅降低燃气镁还原炉的能耗、减少排放；6.延长炉子的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构外形图。

图2是图1的右视图。

图3是图1的左视图。

图4是图1的府视图。

图5是图1的A-A剖视图。

图6是图4的B-B剖视图。

图7是图6的炉体结构示意图，表示电加热辐射管安装结构。

图8是图1的炉体窗口密封盖板和炉胆结构示意图。

图9是图8的仰视图。

图10是图8的府视图。

图11是图1的立体示意图。

图12是图1内设置两个炉胆和两个炉体窗口密封盖板示意图。

图13是图1内设置三个炉胆和三个炉体窗口密封盖板示意图。

图14是本发明的燃烧机示意图。

图15是本发明的结晶体收集器示意图。

图16是图15的结晶锥套示意图。

图17是图15的封盖示意图。

图18是本发明的燃气蓄热换热装置示意图。

图中：1炉体、2燃烧机A、3结晶体收集器、4炉体窗口密封盖板、5装料口、6燃烧机B、7出烟口、8排渣口、9支撑弹簧、10地基、11振荡器、12移动式加热炉胆、13还原物料、14金属外壳、15保温纤维层、16碳化硅层、17炉胆支架、18电加热辐射管、19燃烧机连接管、20散热片、21排烟管、22炉体窗口、23轴承支架、24伸缩油缸、31点火器、32燃料进口、33热烟气进口、35燃烧机法兰、36火焰喷口、41电磁阀、42蓄热体A、43鼓风机、44蓄热器、45引风机、46排烟管、47蓄热体B、51冷却套、52锥体结晶套、53法兰、54封盖、55法兰、56抽真空口、57冷却水进水口、58冷却水出水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-7所示，本还原炉为方形，结构包括：

炉体1、移动式加热炉胆12、燃烧机A2、结晶体收集器3、燃烧机B6、电加热辐射管18、炉体窗口密封盖板4、地基10、燃气燃烧系统、抽真空系统、冷却水系统、控制系统等。

炉体1，座落在地基10上，炉体1与地基10之间设置有支撑弹簧9或橡胶垫，还设有伸缩油缸24和轴承支架23，轴承支架23靠近排渣口8，伸缩油缸24在另一端，伸缩油缸24顶起炉体1一侧，炉体1以轴承支架23为圆心倾斜，实现还原后的废料从排渣口8自动排出。

炉体1由金属外壳14、保温纤维层15、碳化硅层16组成，碳化硅层16在里层，炉体1顶部两个有装料口5，炉体1侧面有炉体窗口22，炉体1内部底面有炉胆支架17，炉体1侧面还有结晶体收集器3(一个或多个)，结晶体收集器3连通炉体1内，结晶体收集器3连接抽真空系统和冷却水系统，炉体1内是移动式加热炉胆12，移动式加热炉胆12在炉胆支架17上，根据需要，加热炉胆12的数量为1-3个，加热炉胆12的两端各有一个燃烧机连接管19，下部中间位置有排烟管21，燃烧机连接管19和排烟管21都固定在炉体窗口密封盖板4上，炉体窗口密封盖板4封盖在炉体窗口22上，两个燃烧机连接管19端部连接燃烧机A和燃烧机B，燃烧机A、B连接燃气和供风系统，給移动式加热炉胆12加热，排烟管21连接排烟系统，在保温纤维层15与碳化硅层16之间排列有电加热辐射管18，在移动式加热炉胆12与碳化硅层16之间是装料室，里面装有还原物料13，在炉体1侧面还有排查口8，炉体1内可以是方形或圆形，炉体1上可设有振荡器11，振荡器11带动炉体1振动，可提高还原物料的容积率和还原物料的充分燃烧。

如图8、9所示，加热炉胆12为一至三个(如图12-13)，其表面均布有散热片20(或螺旋散热片或环形散热片)，以增加散热面积，根据移动式加热炉胆12的数量，在炉体1的对应位置设置相应数量的炉体窗口22(一至三个)。

如图14所示，燃烧机由点火器31、燃料进口32、热烟气进口33、燃烧机法兰35、火焰喷口36组成，炉胆1的热烟气分别与经蓄热器、蓄热体42、蓄热体47进入燃烧机A、B的热烟气进口33。

如图15-17所示，结晶体收集器3包括冷却套51，在冷却套51内是锥体结晶套52，在冷却套上51有冷却水进水口57、冷却水出水口58、抽真空口56，冷却水进水口57与水泵连接连接，冷却水出水口58与水箱连接，抽真空口56与真空泵连接，在冷却套51端口上还封盖有封盖54，在冷却套51两端端有法兰53、55。

如图18所示，燃气燃烧系统由电磁阀41、蓄热体A(42)、鼓风机43、蓄热器44、引风机45、排烟管46、蓄热体B(47)组成；两个燃烧机A、B，一个与蓄热体A连接，另一个与蓄热体B连接，加热炉胆12燃烧产生的热烟气经排烟管21、蓄热器44、分别进入蓄热体A和蓄热体B，再进入燃烧机A或B的热烟气进口33，起到预热、助燃、节能作用。

控制系统主要包括以下4部分。

1、点火器启/停控制

当炉胆温度＜800℃时，温控器发出点火器工作的命令，点火器始终处于工作状态，确保每一次换向后都能点燃燃烧机；当炉膛温度≥800℃时，远高于燃气的自燃温度，发出点火器停止工作的命令。

2、炉温控制

当炉膛温度低于设定值时，温控器发出命令，开大电动燃气蝶阀，增大燃气供应量，使炉温升高；当炉膛温度高于设定值时，温控器发出命令关小燃气电动蝶阀，减少燃气供应量，使炉温降低；当炉膛温度等于设定值时，温控器不发出命令，电动蝶阀不动，使炉温保持在设定温度下。

3、燃烧控制

电动燃气蝶阀通过杠杆系统呈比例地开大或关小空气蝶阀实现燃烧的比例调节。

4、炉压控制

在炉压偏离设定值时，压力变送器发出信号开大或关小电动废气蝶阀的开度，使炉压保持在设定压力的附近波动。

工作原理：

本发明适用1200℃以下各工艺需求的加热温度段内加热恒温需求，热法炼镁及其它金属矿料的加热、烘干、热释解、热分解，根据工艺要求进行常压或负压吸附式0.013/kpa，1200℃以下内金属镁及其他需负压吸附式还原工艺的提炼和热分解，本炉采用可拆卸炉胆，卸下方便维修和更换。

加热方式为燃烧机和电加热辐射管，燃烧机燃烧，使炉内物料受热加温迅速升温，最大限度合理高效地利用热、辐射、对流、传导对炉内的物料进行均匀升温加热。

可燃性气体或燃油经过燃烧机将燃料和空气预混喷射入炉胆内燃烧，炉胆向周围高温辐射，燃烧后产生的高温烟气经蓄热器蓄热器、蓄热体再进入燃烧机循环利用，对燃烧助燃空气和可燃气体作预热加热，将可燃气体和助燃空气从常温加热到800-1000℃，燃烧后的废气经过蓄热体换热后，变成≤150℃烟气向外排放(传统老式炉排燃温度达1000-1100℃)。

工作过程：

装料后，首先两个燃烧机工作，对炉胆加热，同时电加热辐射管也加热，炉胆产生的热烟进入蓄热器蓄，再经蓄热体給燃烧机，如此循环。

当还原结束时，卸掉冷却套上的封盖，取出结晶套，取出结晶体(如镁结晶体)，升起油缸，使炉体向排渣口倾斜，打开排渣口，放出废渣并运走，然后收回油缸，安装结晶套，装料，加热，如此循环。

Claims

1.一种中心加热还原炉，其特征是包括：

一抽真空系统，连接结晶体收集器的冷却套；

一冷却水系统，连接结晶体收集器的冷却套；

2.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述设置在炉体内的移动式加热炉胆为一至三个，其表面均布有散热片，或螺旋散热片或环形散热片，根据移动式加热炉胆的数量，在炉体的对应位置设置相应数量的炉体窗口，其中每个移动式加热炉胆配置两个燃烧机。

3.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述隔热材料层与耐高温材料层之间均布有电加热辐射管。

4.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述隔热材料层包括保温纤维层；所述耐高温材料层包括碳化硅层。

5.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述炉体内为方形或圆形。

6.如权利要求3所述的中心加热还原炉，其特征是所述电加热辐射管包括耐高温陶瓷管或耐高温石英管或石墨管。

7.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述燃气燃烧系统设有A、B两个蓄热体，该蓄热体与排烟系统连接，移动式加热炉胆内的热烟气经蓄热器、蓄热体A、B，并经鼓风机送到燃烧机。

8.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述点火器启/停控制单元设有温控器，温控器发出点火器工作或停止工作的命令；炉温控制单元设有温控器，温控器发出开大或关小命令給电动燃气蝶阀；燃烧控制单元，电动燃气蝶阀通过杠杆系统开大或关小空气蝶阀；炉压控制单元，在炉压偏离设定值时，压力变送器发出信号开大或关小电动废气蝶阀。

9.如权利要求2所述的中心加热还原炉，其特征是所述两个燃烧机包括燃烧机A和燃烧机B，燃烧机A和燃烧机B分别经蓄热体A连接蓄热器，燃烧机A和燃烧机B设有热烟气进口，蓄热体A和蓄热体B分别设有热烟气进口和热烟气出口，加热炉胆燃烧产生的热烟气经排烟管和蓄热器分别进入蓄热体A和蓄热体B，再由蓄热体A和蓄热体B的热烟气出口给燃烧机。

10.如权利要求1所述的中心加热还原炉，其特征是所述炉体上设有振荡器，该振荡器带动炉体振动，实现提高还原物料的容积率和还原物料的充分燃烧；所述炉体与地基之间为柔性连接，所述炉体与地基之间还设有伸缩油缸和轴承支架，轴承支架靠近排渣口，伸缩油缸在另一端，伸缩油缸顶起炉体一侧，炉体以轴承支架为圆心倾斜，实现还原后的废料从排渣口自动排出。