CN105154113B - 一种可燃气循环利用热处理炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可燃气循环利用热处理炉，包括炉体、配置有燃烧器的燃烧室及废气排出管，炉体内设置有炉胆，进料端设有炉门，炉体内壁与炉胆外壁之间形成封闭的环形热气风道，炉体上设有高温烟气进口和烟气排出口，燃烧室包括内部开设有燃烧腔室的壳体，壳体上设有喷气口和燃气进口，燃烧室设置在炉体的外侧，喷气口与炉体上的高温烟气进口相通，废气排出管的进气口与炉胆内部相连通，其出气口经燃烧室上的燃气进口伸入至燃烧腔室内。本发明燃烧室与炉体独立设置，废气排出管将炉胆内产生的可燃气体引入燃烧室内燃烧，燃烧产生的高温烟气引入热气风道内为热处理供能，实现能源回收再利用，降低能耗，节能环保且易于检修，整体结构简单，成本低。

Description

一种可燃气循环利用热处理炉

技术领域：

本发明涉及热解设备领域，更具体的说是涉及一种可燃气循环利用热处理炉。

背景技术：

日前，由于利用热解炭化方法获得洁净或改质的燃料，既可减少直接燃烧固体燃料造成的环境污染，又能充分利用固体燃料中所含的高经济价值的化合物，具有节能环保和合理利用资源的广泛意义而渐渐被行业所采用。近年来，在传统炭化炉的基础上，对炭化炉本体、热解气回收和预热利用等方面进行一些改进，并设计开发了相应结构形式的炭化炉，以提高炭化效率，降低系统耗能。

中国专利CN202754940U公开了一种自燃式无污染废弃物再生炭化炉，其包括炉体、炭化室和燃烧室，炭化室和燃烧室均设置在炉体内且两者之间通过挡板隔开，该炭化炉通过在炭化罐的封闭端底部引出炭化气导出管，连通炭化室和燃烧室，使炭化过程中干馏热解产生的可燃气体顺着炭化气导出管流进燃烧室，其中可燃性气体进行燃烧供能支持炭化。

在实际的使用过程中，据申请人反映，该炭化炉虽然能够较好的实现炭化过程中产生的可燃气体进行回收利用，但是其存在一定的问题：该炭化炉将炭化室和燃烧室均设置在炉体内，且两者之间通过炭化气导出管连通，由于炉体内部温度较高，炭化气导出管长时间置于炉体内容易老化，寿命短且不易检修，存在安全隐患，此外，从其附图中可知，炭化气导出管置于炭化罐内的一端上均布有若干小孔，该若干小孔虽然利于炭化室内各处可燃气体的输出，但炭化过程中产生的可燃气体通常含有大量的粉尘、颗粒物和油气等，容易使小孔堵塞，影响炭化气导出管的正常工作，能源回收率低。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种可燃气循环利用热处理炉，燃烧室与炉体独立设置，并通过废气排出管连通，炉体在热处理过程中产生的可燃气体通过废气排出管导入燃烧室内作为供热燃料燃烧，燃烧产生的高温烟气引入炉体内为热处理供能，实现能源回收利用，能耗低，热利用率高，节能环保且易于检修。

本发明的技术解决措施如下：

一种可燃气循环利用热处理炉，包括炉体和配置有燃烧器的燃烧室，所述炉体内设置有炉胆，其进料端设有可打开或关闭的炉门，炉体内壁与炉胆外壁之间形成封闭的环形热气风道，炉体上还开设有与所述热气风道连通的高温烟气进口和烟气排出口；所述燃烧室包括内部开设有燃烧腔室的壳体，该壳体上开设有与燃烧腔室连通的喷气口和燃气进口，其特征在于：还包括废气排出管，所述燃烧室设置在炉体的外侧，喷气口与炉体上的高温烟气进口相通，废气排出管的进气口与炉体的炉胆内部相连通，其出气口经燃烧室上的燃气进口伸入至燃烧腔室内。

作为改进，所述高温烟气进口、废气排出管的进气口及燃烧室均设置在炉体的同一侧，简化管道排布，减少成本。

作为改进，所述热气风道内均匀设有若干风道流向控制板，相邻的风道流向控制板交错固定在炉体的顶部和底部上，每个风道流向控制板的端部均与炉胆的外壁密闭连接。

作为改进，所述风道流向控制板为竖直设置的平面状，其外形与炉体的内部形状相适配。

作为改进，所述固定在炉体的顶部上的风道流向控制板的端部位于炉胆的水平中心线以下。

作为改进，所述固定在炉体的底部上的风道流向控制板的端部位于炉胆的水平中心线以上。

作为改进，所述壳体的左右两侧分别设有与燃烧腔室相通的第一燃烧器和第二燃烧器，该第一燃烧器与燃气进口设置在同一侧且位于燃气进口的下方。

作为改进，所述燃烧腔室内设有至少一个用于阻隔第一燃烧器和第二燃烧器的挡气墙，该挡气墙的高度低于燃烧腔室的高度，挡气墙的端部与壳体的内壁之间留有高温烟气通道。

挡气墙的设置主要从两方面考虑：一方面利于延长燃气在燃烧腔室内滞留时间，使燃气在燃烧室内得到充分燃烧；另一方面避免两个燃烧器直接对烧，确保燃烧器的正常工作及使用寿命。

作为改进，所述第一燃烧器和第二燃烧器与喷气口均不在同一侧，且该喷气口位于第二燃烧器的上方。

作为改进，所述喷气口与燃气进口垂直设置，进一步保证燃气充分燃烧的同时，利于产生的高温烟气沿喷气口喷射，确保燃烧室内压力稳定。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明燃烧室与炉体独立设置，废气排出管连通炉体炉胆内部和燃烧室的燃气进口，将炉胆内产生的可燃气体引入燃烧室内作为供热燃料燃烧，燃烧产生的高温烟气引入炉体热气风道内为热处理供能，实现能源回收再利用，降低能耗，节能环保且易于检修，整体结构简单，成本低；

(2)通过在炉体的热气通道内均匀设置多个风道流向控制板，改变热气风道内高温烟气的流动路径，使高温烟气由下往上以螺旋形路径沿炉胆外壁流动，炉胆各处受热均匀，有效延长高温烟气在热气通道内的滞留时间，提高热量利用率；

(3)燃烧室上相对设置两个燃烧器，且在燃烧腔室内设置至少一个挡气墙，采用两级燃烧，保证燃气得到充分燃烧，通过两个燃烧器与挡气墙的配合作用，改变燃气在燃烧腔室内的流动路径，以延长燃气在燃烧腔室内的滞留时间，增加其与两个燃烧器喷火嘴的接触时间，进一步使燃气充分燃烧，节省其后续净化处理成本，燃烧率高。

综上所述，本发明具有整体结构简单，热量利用率高，节能环保，成本低等优点。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图2中A-A方向的示意图；

图3为本发明中一种风道流向控制板的整体结构示意图；

图4为本发明中第二种风道流向控制板的整体结构示意图；

图5为图2中B-B方向的示意图。

具体实施方式：

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例

如图1所示，本发明提供一种可燃气循环利用热处理炉，包括炉体1、配置有燃烧器的燃烧室2以及废气排出管5，炉体1内设有用于物料进行热处理的炉胆3，如图2所示，炉体1的进料端11设有可打开或关闭的炉门12，其中，炉体1为方形，炉胆3为圆筒状，炉体1内壁与炉胆3外壁之间形成封闭的环形热气风道4，炉体1上还开设有与热气风道4连通的高温烟气进口13和烟气排出口14。燃烧室2包括内部开设有燃烧腔室22的壳体21，壳体21整体可设计为长方体、正方体或其他形状，该壳体21上开设有与燃烧腔室22连通的喷气口211和燃气进口212，烧室设置在炉体1的外侧，喷气口211与炉体1上的高温烟气进口13相通，废气排出管5的进气口51与炉体1的炉胆3内部相连通，其出气口52经燃烧室2上的燃气进口212伸入至燃烧腔室22内，热处理过程中产生的可燃气体经废气排出管5引入燃烧室2内进行燃烧，燃烧后产生的高温烟气经壳体21上的喷气口211及炉体1上的高温烟气进口13进入热气风道4内为热处理加热提高热量，该过程实现废气的回收利用，热值利用率高。

为简化管道排布，减少成本，高温烟气进口13、废气排出管5的进气口51及燃烧室2均设置在炉体1的同一侧。此外，为了利于热处理时，物料从炉体1的进料端11进入炉胆3内，最大程度实现换热，加快热处理效率，高温烟气进口13位于炉胆3下方并靠近进料端11设置，烟气排出口14设置在炉胆3上方并位于远离高温烟气进口13端处，进一步提高热量利用率。

热气风道4内均匀设有若干风道流向控制板6，相邻的风道流向控制板6交错固定在炉体1的顶部和底部上，每个风道流向控制板6的端部均与炉胆3的外壁密闭连接，且与炉体1内壁之间留有间隙。其中，如图3所示，风道流向控制板6为竖直设置的平面状，其外形与炉体1的内部形状相适配，风道流向控制板6的两侧边分别与炉体1的前侧壁和后侧壁固定，其底部开设有与炉胆3外表面匹配的镂空部61。

固定在炉体1的顶部上的风道流向控制板6的端部位于炉胆3的水平中心线以下，而固定在炉体1的底部上的风道流向控制板6的端部位于炉胆3的水平中心线以上，实现相邻的风道流向控制板6分别交错位于炉胆3的上方和下方，高温烟气经高温烟气进口13进入热气风道4内，在风道流向控制板6的导流作用下，经风道流向控制板6与炉体1内壁之间的间隙以及相邻的风道流向控制板6之间的空间，由下往上以螺旋形路径沿炉胆3外表面向烟气排出口14位置方向流动，经烟气排出口14排出，风道流向控制板6改变了高温烟气的流动路径，很大程度上延长了高温烟气在热气风道4内的停留时间，同时，保证了炉胆3外表面各处受热均匀，热利用率高。

其中，烟气排出口14通过管道可引入预热室内为物料的预热干燥提供热量，实现热量循环利用，清洁环保。

本实施例中，如图4所示，风道流向控制板6的板材呈波浪形，且风道流向控制板6竖直设置有烟气导向槽62，该烟气导向槽62的横断面为波浪形，波浪形板材增大了高温烟气与风道流向控制板6的接触面积，当高温烟气经过风道流向控制板6表面时，烟气导向槽62一方面对高温烟气起到聚集的作用，另一方面对高温烟气起到导流作用，加快高温烟气流动性，进一步提高热解效率。

燃烧室2的壳体21左右两侧分别设有与燃烧腔室22相通的第一燃烧器7和第二燃烧器8，该第一燃烧器7与燃气进口212设置在同一侧且位于燃气进口212的下方。其中，燃气进口212的内壁设有一耐火层，第一燃烧器7与燃气进口212之间设有隔热块，提高废气排出管5的耐火性及使用寿命。

如图5所示，燃烧腔室22内设有至少一个用于阻隔第一燃烧器7和第二燃烧器8的挡气墙9，该挡气墙9的高度低于燃烧腔室22的高度，挡气墙9的端部与壳体21的内壁之间留有高温烟气通道10。其中，挡气墙9数量为两个以上时，相邻的挡气墙9上下交错设置在壳体21的内壁上，使得燃气经第一燃烧器7燃烧产生的高温烟气及未充分燃烧的燃气沿挡气墙9表面及挡气墙9端部与壳体21内壁之间的高温烟气通道10流动，流动路径呈S形，进一步延长了燃气在燃烧腔室22内的滞留时间，增加了燃气与燃烧器的接触时间，进一步提高燃气燃烧率。同时，相邻的挡气墙9的端部相互重叠，避免了燃气从燃烧腔室22的右端沿挡气墙9端部之间的间隙无阻碍的流向左端，保证燃气沿S形路径流动。其中靠近燃气进口212的挡气墙9与燃气进口212之间距离至少为40cm。

为保证燃烧室2内产生的高温烟气能够快速从喷气口211喷射，第一燃烧器7和第二燃烧器8与喷气口211均不在同一侧，该喷气口211与燃气进口212垂直设置且位于第二燃烧器8的上方，经第二燃烧器8燃烧后产生的高温烟气在第二燃烧器8喷火气流作用下，高温烟气上升快速从其上方的喷气口211喷射，该过程中不会发生紊流，确保燃烧腔室22内压力稳定。

此外，根据实际生产要求，本发明中可在炉体1外侧设置多个燃烧室2，以保证炉体1热处理所需热量，进一步提高热处理效率。

Claims (3)

1.一种可燃气循环利用热处理炉，包括炉体(1)和配置有燃烧器的燃烧室(2)，所述炉体(1)内设置有炉胆(3)，其进料端(11)设有可打开或关闭的炉门(12)，炉体(1)内壁与炉胆(3)外壁之间形成封闭的环形热气风道(4)，炉体(1)上还开设有与所述热气风道(4)连通的高温烟气进口(13)和烟气排出口(14)；所述燃烧室(2)包括内部开设有燃烧腔室(22)的壳体(21)，该壳体(21)上开设有与燃烧腔室(22)连通的喷气口(211)和燃气进口(212)，其特征在于：还包括废气排出管(5)，所述燃烧室(2)设置在炉体(1)的外侧，喷气口(211)与炉体(1)上的高温烟气进口(13)相通，废气排出管(5)的进气口(51)与炉体(1)的炉胆(3)内部相连通，其出气口(52)经燃烧室(2)上的燃气进口(212)伸入至燃烧腔室(22)内；

所述热气风道(4)内均匀设有若干风道流向控制板(6)，相邻的风道流向控制板(6)交错固定在炉体(1)的顶部和底部上，每个风道流向控制板(6)的端部均与炉胆(3)的外壁密闭连接；

所述风道流向控制板(6)为竖直设置的平面状，其外形与炉体(1)的内部形状相适配；

所述固定在炉体(1)的顶部上的风道流向控制板(6)的端部位于炉胆(3)的水平中心线以下；

所述固定在炉体(1)的底部上的风道流向控制板(6)的端部位于炉胆(3)的水平中心线以上；

所述燃烧腔室(22)内设有至少一个用于阻隔第一燃烧器(7)和第二燃烧器(8)的挡气墙(9)，该挡气墙(9)的高度低于燃烧腔室(22)的高度，挡气墙(9)的端部与壳体(21)的内壁之间留有高温烟气通道(10)；

所述第一燃烧器(7)和第二燃烧器(8)与喷气口(211)均不在同一侧，且该喷气口(211)位于第二燃烧器(8)的上方；

所述喷气口(211)与燃气进口(212)垂直设置。

2.如权利要求1所述的一种可燃气循环利用热处理炉，其特征在于：所述高温烟气进口(13)、废气排出管(5)的进气口(51)及燃烧室(2)均设置在炉体(1)的同一侧。

3.如权利要求1所述的一种可燃气循环利用热处理炉，其特征在于：所述壳体(21)的左右两侧分别设有与燃烧腔室(22)相通的第一燃烧器(7)和第二燃烧器(8)，该第一燃烧器(7)与燃气进口(212)设置在同一侧且位于燃气进口(212)的下方。