CN103438478A - 铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，所述燃烧装置由炉体、旋转蓄热式热能回收器、排烟引风机、助燃风机、燃烧器，燃料风机以及管道组成，所述助燃风机和排烟引风机分别通过管道与所述旋转蓄热式热能回收器连接，所述旋转蓄热式热能回收器通过管道与所述炉体连接，所述燃烧器设置于所述炉体内，所述燃料风机与所述燃烧器连接。本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置在整个运行过程中，带氧化气氛的火焰不直接接触铝原料，从而可以大大地降低产品消损，燃烧器燃烧产物的热能由旋转蓄热式热能回收器回收以助燃空气，实现高产节能。

Description

铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置
技术领域
本发明属于热工技术领域，更具体地，本发明涉及一种铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置。
背景技术
蓄热式燃烧技术具有高效节能和低污染排放等多重优越性。高效蓄热式技术是80年代英国hot work公司和英国煤气公司合作首次开发的，当时称为rcb型烧嘴(regenrative ceramic burner)。1993年后由于日本在耐高温的蓄热材料的突破，同时配合燃烧高速切换控制技术的提高，以及低NOx燃烧技术的应用，使得高效蓄热式燃烧技术在节省能源，抑制大气污染方面具有相当大的成效。日本、美国、英国及欧洲其它一些先进国家均积极将此技术应用于加热装置上，以期增加产业竞争力并符合日趋严格的环保标准。蓄热式燃烧技术由于其能极大限度的回收烟气余热、显著提高燃料燃烧效率而被广泛应用于冶金、机械、化工等领域，它带来的节能环保效益也被越来越多的人们所认识。
目前蓄热式燃烧装置已在大中型推钢式及步进式轧钢加热炉、均热炉、罩式热处理炉、辐射管气体渗碳炉、钢包烘烤炉、玻璃熔化炉、熔铝炉、锻造炉等工业炉上使用。不论是采用蓄热式燃烧器的炉子或蓄热式工业炉，在实际运行中都此较稳定可靠，取得了比较好的经济效益和社会效益。
因此，目前蓄热式燃烧装置或系统的燃烧温度均很高，火焰区氧化气氛浓厚，火焰与原料直接接触对产品消损大，造成燃烧装置的能耗大。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低消损，高产节能的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，所述燃烧装置由炉体、旋转蓄热式热能回收器、排烟引风机、助燃风机、燃烧器、燃料风机以及管道组成，所述助燃风机和排烟引风机分别通过管道与所述旋转蓄热式热能回收器连接，所述旋转蓄热式热能回收器通过管道与所述炉体连接，所述燃烧器设置于所述炉体内，所述燃料风机与所述燃烧器连接。
在其中一个实施例中，所述旋转蓄热式热能回收器包括旋转蓄热式热能回收器外壳，蓄热球放热区以及蓄热球吸热区，所述助燃风机与所述蓄热球放热区连接，所述蓄热球吸热区与所述排烟引风机连接。
在其中一个实施例中，所述旋转蓄热式热能回收器由旋转驱动器驱动，蓄热球放热区以及蓄热球吸热区交替变换。
在其中一个实施例中，所述炉体包括由间墙分隔开的燃烧室和熔化室，在所述间墙上设置有烟道，从而使得所述燃烧室和熔化室可以连通；在所述间墙上还设置有与铝水泵联通的铝水通道，从而实现铝水的循环；所述燃烧器设置于所述燃烧室内。
在其中一个实施例中，在所述燃烧室的外壳上设置有助燃烧风入口，以使来自旋转蓄热式热能回收器的助燃烧风进入燃烧室；在所述熔化室的外壳上设置有烟气出口，以使在熔化室内产生的烟气进入旋转蓄热式热能回收器内。
在其中一个实施例中，所述助燃烧风入口的射流与燃烧器的燃料入口的射流形成角度会合，以使两束流体进入燃烧室充分混合反应燃烧。
与现有技术相此，本发明具有以下有益效果；
本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的旋转蓄热式热能回收器在旋转驱动器驱动下不停旋转，使得旋转蓄热式热能回收器内的蓄热球随着旋转蓄热式热能回收器转动而转动，交替变换为吸热区和放热区；助燃烧风经由助燃风机送入旋转蓄热式热能回收器的蓄热球放热区，经加热后，将助燃风喷入燃烧室内，与燃料温合燃烧，加热燃烧室内的铝水，燃烧室燃烧产生的燃气过烟道进入熔化室，将熔化室内的铝料加热，烟气进入旋转蓄热式热能回收器的蓄热球吸热区，与蓄热换热，蓄热升温，烟气被下降，经排烟引风机排出室外。因此，本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置在整个运行过程中，带氧化气氛的火焰不直接接触铝原料，燃烧器燃烧产物的热能由旋转蓄热式热能回收器回收以助燃空气，从而可以大大地降低产品消损，实现高产节能。
附图说明
图1为本发明实施例1的双室铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2的单室铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的结构示意图；
附图标记；
1、炉体；1-1、间墙；1-2、燃烧室；1-2-1、助燃烧风入口；1-3、熔化室；1-3-1、烟气出口；1-4、烟道；1-5、燃烧室炉门；1-6、熔化室炉门；1-7、放铝水口；
2、旋转蓄热式热能回收器；2-1、旋转蓄热式热能回收器外壳；2-2、蓄热球放热区；2-2-1、常温助燃风入口；2-2-2、助燃风出口；2-3、蓄热球吸热区；2-3-1、烟气回收入口；2-3-2、烟气排出口；
3、排烟引风机；
4、助燃风机；
5、燃烧器；5-1、燃料入管；5-2、燃料风机；
6、铝水泵；6-1、铝水入口；6-2、铝水出口；
7-2-1、常温风管；7-2-2、高温助燃风管；7-3-1、高温烟管；7-3-2、烟管；7-2、排烟管。
具体实施方式
以下结合具体实施例来详细说明本发明。
实施例1双室铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置
请参阅图1，为本发明的一种铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的结构示意图。本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，由炉体1、旋转蓄热式热能回收器2、排烟引风机3、助燃风机4、燃烧器5，以及管道组成，其中，所述助燃风机4和排烟引风机3分别通过管道与所述旋转蓄热式热能回收器2连接，所述旋转蓄热式热能回收器2通过管道与所述炉体1连接，所述燃烧器5设置于所述炉体1内。
在该实施例中，所述铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的炉体1为双室结构，分别为燃烧室1-2和熔化室1-3，所述燃烧室1-2和熔化室1-3通过间墙1-1分隔开来，所述间墙1-1上设置有烟道1-4，从而使得所述燃烧室1-2和熔化室1-3可以连通，所述间墙1-1上还设置有铝水通道。燃烧室1-2和熔化室1-3各自设置有燃烧室炉门1-5和熔化室炉门1-6，以便于原料的填充及炉体参数的控制。在炉体1的外壳与间墙1-1连接处设置有铝水泵6，通过设置在靠近燃烧室1-2的间墙1-1上的铝水入口6-1和设置在靠近熔化室1-3的间墙1-1上铝水出口6-2得以实现铝水的循环。在所述炉体1的外壳上设置有助燃烧风入口1-2-1，以使来自旋转蓄热式热能回收器2的助燃烧风进入燃烧室1-2内；在所述炉体1的外壳上设置有烟气出口1-3-1，以使在熔化室1-3内产生的烟气进入旋转蓄热式热能回收器2内。在所述燃烧室1-2的底部设置有放铝水口1-7。燃烧器5位于燃烧室1-2内，燃料入管5-1与燃烧器5连通，所述燃料风机5-2与所述燃烧器5连接，从而加速燃料的燃烧。所述助燃烧风入口1-2-1的射流与燃烧器5的燃料入口的射流形成角度会合，以使两束流体进入燃烧室5充分混合反应燃烧。
在该实施例中，所述旋转蓄热式热能回收器2包括旋转蓄热式热能回收器外壳2-1，蓄热球放热区2-2以及蓄热球吸热区2-3。助燃风机4通过常温风管7-2-1和设置在旋转蓄热式热能回收器外壳2-1上的常温助燃风入口2-2-1将助燃风引入蓄热球放热区2-2，并通过高温助燃风管7-2-2和助燃风出口2-2-2将蓄热球放热区2-2内的助燃风排入燃烧室1-2内。通过设置在旋转蓄热式热能回收器外壳2-1上的烟气回收入口2-3-1和7-3-1高温烟管将烟气引入蓄热球吸热区2-3，并借助烟气排出口2-3-2和烟管7-3-2将蓄热球吸热区2-3内的烟气排入排烟引风机3，再通过排烟管7-2排烟。
本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的运行模式如下：
燃料入管5-1将燃料运至燃烧器5中，助燃烧风经由助燃风机4送入旋转蓄热式热能回收器2的蓄热球放热区2-2，经加热后，通过助燃风出口2-2-2，经助燃烧风入口1-2-1将助燃风喷入燃烧室1-2内，与燃料温合燃烧，加热燃烧室1-2内的铝水，燃烧室1-2燃烧产生的燃气过烟道1-4进入熔化室1-3，将熔化室1-3内的铝料加热，烟气从烟气出口1-3-1，经烟气回收入口2-3-1，进入旋转蓄热式热能回收器2的蓄热球吸热区2-3，与蓄热换热，蓄热升温，烟气被下降，经烟气排出口2-3-2和烟管7-3-2引接的排烟引风机3入口，排烟引风机3加压后，排出室外。
铝原料从熔化室炉门1-6，即加原料炉门装入熔化室1-3，高温烟气将铝料加热升温，铝水泵6将燃烧室1-2内已经熔化的高温铝水抽进熔化室1-3，将熔化室内的铝原料熔化为铝液，铝液熔化后经铝液通道1-5流进入燃烧室1-2熔炼，再加热和精炼，成品铝水从放铝水口1-7排出。
旋转蓄热式热能回收器2在旋转驱动器驱动下不停旋转，旋转蓄热式热能回收器2内的蓄热球随着旋转蓄热式热能回收器2转动而转动，交替变换为吸热区和放热区。
实施例2单室铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置
请参阅图2，为本发明的一种铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的结构示意图。本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的结构与实施例1的双室铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的结构大体相同，不同的是，炉体1为单室结构，燃烧室和熔化室为一体。
本发明的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置的运行模式如下：
燃料入管5-1将燃料运至燃烧器5中，助燃烧风经由助燃风机4送入旋转蓄热式热能回收器2的蓄热球放热区2-2，经加热后，通过助燃风出口2-2-2，经助燃烧风入口1-2-1将助燃风喷入炉体1内，与燃料温合燃烧，加热炉体1内的铝水，将炉体1内的铝料加热，炉体1内产生的烟气从烟气出口1-3-1，经烟气回收入口2-3-1，进入旋转蓄热式热能回收器2的蓄热球吸热区2-3，与蓄热换热，蓄热升温，烟气被下降，经烟气排出口2-3-2和烟管7-3-2引接的排烟引风机3入口，排烟引风机3加压后，排出室外。
铝原料从熔化室炉门1-6，即加原料炉门装入炉体1，高温烟气将铝料加热升温，铝水泵6将炉体1内已经熔化的高温铝水在炉体1内循环，将铝原料熔化为铝液，铝液熔化后在炉体1内继续熔炼，再加热和精炼，成品铝水从放铝水口1-7排出。
旋转蓄热式热能回收器2在旋转驱动器驱动下不停旋转，旋转蓄热式热能回收器2内的蓄热球随着旋转蓄热式热能回收器2转动而转动，交替变换为吸热区和放热区。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，其特征在于，所述燃烧装置由炉体、旋转蓄热式热能回收器、排烟引风机、助燃风机、燃烧器，燃料风机以及管道组成，所述助燃风机和排烟引风机分别通过管道与所述旋转蓄热式热能回收器连接，所述旋转蓄热式热能回收器通过管道与所述炉体连接，所述燃烧器设置于所述炉体内，所述燃料风机与所述燃烧器连接。
2.根据权利要求1所述的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，其特征在于，所述旋转蓄热式热能回收器包括旋转蓄热式热能回收器外壳、蓄热球放热区以及蓄热球吸热区，所述助燃风机与所述蓄热球放热区连接，所述蓄热球吸热区与所述排烟引风机连接。
3.根据权利要求2所述的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，其特征在于，所述旋转蓄热式热能回收器由旋转驱动器驱动，蓄热球放热区以及蓄热球吸热区交替变换。
4.根据权利要求1所述的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，其特征在于，所述炉体包括由间墙分隔开的燃烧室和熔化室，在所述间墙上设置有烟道和与铝水泵联通的铝水通道；所述燃烧器设置于燃烧室内。
5.根据权利要求4所述的铝熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，其特征在于，在所述燃烧室的外壳上设置有助燃烧风入口；在所述熔化室的外壳上设置有烟气出口。
6.根据权利要求5所述的熔炼炉旋转蓄热式燃烧装置，其特征在于，所述助燃烧风入口的射流与燃烧器的燃料入口的射流形成角度会合。
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