CN105222585A - 小型烟气助燃节能熔铝炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小型烟气助燃节能熔铝炉，包括炉体，所述炉体上安装烟气排放管和燃烧器，所述烟气排放管上设置换热装置，所述换热装置上设置空气入口和空气出口，所述空气出口通过空气输送管与混合器中的第一入口连接，所述混合器中的第二入口与烟气导入管的一端连接，所述烟气导入管的另一端与烟气排放管或者炉膛连接；所述混合器与燃烧器连接。本发明的有益效果是：高温低氧的助燃气体充分利用了烟气的余热，不需要额外的热源对其进行加热，具体良好的节能效果；同时由于助燃气体高温低氧的特性，在助燃的过程中能有效降低燃烧后烟气中氮氧化物的含量，环保性能更加优良；另外结构简单，能对烟气余热的进行高效利用，具有良好的节能环保效果。

Description

小型烟气助燃节能熔铝炉

【技术领域】

本发明涉及熔铝炉领域，尤其是一种具有优良节能减排效果的小型烟气助燃节能熔铝炉。

【背景技术】

铝及铝合金熔炼炉(简称熔铝炉)是铝加工熔铸行业最常用的设备，其熔炼过程也是铝加工行业能源及材料消耗最大的生产环节，熔铝炉的结构设计直接关系到能源的利用效率和环保性能。大型的熔铝炉一般都设计了较完备的环保节能装置，而小型的熔铝炉由于受制于制造成本、余热利用效率等因素大部分都没有设计环保节能装置，部分设计了环保节能装置的小型熔铝炉也存在装置效率低、维护成本高的弊端，造成了小型熔铝炉普遍的高能耗和高污染的问题。

申请号为CN201410133902.2的中国发明专利申请公开了一种简易熔铝炉，其包括炉体和底座，所述炉体上设置有固定柱，所述底座设置在炉体下面，支撑杆一端和固定柱上端间隙配合转动，另一端和连接板固定，炉盖焊接在连接板下端，调节把焊接在支撑杆上，所述炉体下部设置有出料管，所述出料管上设置有调节阀。虽然该申请简化了开盖和关盖的过程，可以一定程度的减少熔铝炉内的热量散失，但是节能减排效果其实是微乎其微，并不具有太高的实际意义。

申请号为CN200410041667.2的中国发明专利申请公开了一种圆形环保节能熔铝炉，其包括炉体、燃烧器组件、换热装置、除尘装置以及连接管路、阀，所述的炉体包括圆柱型炉壁、烘型炉顶、炉底、铝固体加料口、铝液出口和高温烟气出口，燃烧器组件连接于炉壁上，铝液出口设置于炉壁下侧，高温烟气出口设置于铝固体加料口侧壁上，与换热装置相连通，换热装置与除尘装置相连通，其特点是铝固体加料口设置于烘型炉顶5中间。此申请虽然设计了换热装置对烟气的余热进行利用，但其使用的多管程卧式列管式换热装置结构较复杂，制造成本高且不利于设备的维护。

另外，上述专利申请中未对烟气余热进行利用，其助燃气体也未经过低氧处理以降低排放废气中氮氧化物的含量。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有小型熔铝炉存在的不足，提出一种结构较简单，易于制造、使用和维护，同时对烟气余热的利用效率高，排放的废气的氮氧化物含量低的小型烟气助燃节能熔铝炉。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：小型烟气助燃节能熔铝炉，包括炉体，所述炉体上安装烟气排放管和燃烧器，所述烟气排放管上设置换热装置，所述换热装置上设置空气入口和空气出口，所述空气出口通过空气输送管与混合器中的第一入口连接，所述混合器中的第二入口与烟气导入管的一端连接，所述烟气导入管的另一端与烟气排放管或者炉膛连接；所述混合器与燃烧器连接，用于提供助燃空气。

所述换热装置包括箱体，安装在所述箱体内的若干空气导入管和热交换套管，所述空气导入管置于所述换热套管内，空气导入管外侧壁与所述换热套管内侧壁之间形成换热夹层，所述空气导入管在所述换热套管内部分的侧壁上设置若干通孔。

所述箱体设置烟气入口和烟气出口，用于导入热烟气，所述换热套管置于所述箱体内的烟气通道中。所述箱体上设置有空气分布腔，所述空气分布腔与空气导入管的一端连接，将空气分布到各个空气导入管内。在所述空气分布腔下端设置空气收集输出腔，所述空气收集输出腔与所述换热套管的出口连接相通，所述空气收集输出腔将在换热夹层内被加热的空气，然后输出。

所述混合器，，包括混合腔、助燃空气入口和烟气导入口，所述助燃空气入口伸入混合腔内，所述烟气导入口与混合腔连接相通；在混合腔内固定有均风块，将所述混合腔分为导入区和排出区，在所述均风块上设置若干出气孔，高温烟气和预热空气在混合腔的导入区混合后通过出气孔输出到排出区中排出，混合更为均匀。

所述混合器，所包括混合腔、助燃空气入口和烟气导入口，在混合腔内固定有所述均风块，所述均风块上设置用于与助燃空气入口连接的空气出口和均布在均风块上的出气孔；所述助燃空气入口伸入混合腔内与空气出口连接，所述烟气导入口与混合腔连接相通；所述均风块将所述混合腔分为导入区和排出区，高温烟气在混合腔的导入区混合后通过出气孔输出到排出区与预热空气混合，然后通过燃烧器输入口输入燃烧器内进行燃烧。

所述燃烧器输入口内设置收窄喷嘴，提高助燃空气压强，助燃气体通过多孔的环形挡板后混合均匀后通过收窄的喷嘴进入熔铝炉的炉体内燃烧。多孔的环形挡板能使燃气和助燃气体混合得更加均匀，燃烧效率更高。

所述烟气导入口垂直于所述助燃空气入口，这样可以使空气更加均匀。

所述均风块可以为环形隔板，其上的出气孔为6～15个，孔径为80～100mm。该结构能是燃气和助燃气体混合得更加均匀，燃烧的效率更高。

热空气占烟气与热空气组成的混合助燃空气总量的12-45％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：高温低氧的助燃气体充分利用了烟气的余热，不需要额外的热源对其进行加热，具体良好的节能效果；同时由于助燃气体高温低氧的特性，在助燃的过程中能有效降低燃烧后烟气中氮氧化物的含量，环保性能更加优良；另外结构简单，能对烟气余热的进行高效利用，具有良好的节能环保效果。

【附图说明】

图1为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉的整体结构示意图；

图2为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的混合器与燃烧器连接结构示意图；

图3为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的混合器的结构示意图；

图4为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的换热装置的结构示意图；

图5为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的均风块的结构示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述说明。

小型烟气助燃节能熔铝炉，如图1所示，包括炉体1，所述炉体1上安装烟气排放管和燃烧器2，所述烟气排放管27上设置换热装置3，所述换热装置3上设置空气入口7和空气出口28，所述空气出口28通过空气输送管与混合器4中的第一入口连接，所述混合器4中的第二入口与烟气导入管5的一端连接，所述烟气导入管5的另一端与烟气排放管27或者炉膛连接；所述混合器4与燃烧器2连接，用于提供助燃空气。熔铝炉工作的时候，燃料在炉体1内燃烧，并将炉体1内的铝材加热到熔融状态，烟气从烟气排放管27排出，其中大部分高温烟气通过烟气排放管27进入换热装置3并由烟气出口9排出，常温的的空气则通过空气入口7进入换热装置3，在换热装置3内与高温烟气进行热交换，利用高温的烟气来预热常温的助燃空气，使其温度达到260℃，经预热的空气通过空气出口28经管道进入混合器4。部分炉体1的高温低氧的烟气通过烟气导入管5进入混合器4与经预热的空气充分混合后送至燃烧器2中参与助燃及燃烧。其中，所述混合器4与燃烧器2之间设置第一阀门10，用于调节进入燃烧器2内的空气含量。所述空气输送管上设置第二阀门8，用于调节进入混合器4中热空气的量。所述烟气导入管上设置第三阀门6，用于调节进入混合器4中烟气的量。通过调节第二阀门8和第三阀门6，可以调节进入混合器中热空气及烟气的比例。优选的，热空气占烟气与热空气组成的混合助燃空气总量的12-45％。优选的，所述热空气占烟气与热空气组成的混合助燃空气总量的21％，这样可以做到缺氧高温燃烧，最大程度上减少氮氧化物的排放，且燃烧效率高，排放污染物低。

所述换热装置3如图4所示，包括箱体31，安装在所述箱体31内的若干空气导入管21和热交换套管22，所述空气导入管21置于所述换热套管22内，空气导入管21外侧壁与所述换热套管22内侧壁之间形成换热夹层，所述空气导入管21在所述换热套管22内部分的侧壁上设置若干通孔211。空气在换热夹层内可以形成涡流，大大提高了换热效率，其结构简单易于维护。所述箱体31设置烟气入口25和烟气出口26，用于导入热烟气，所述换热套管22置于所述箱体31内的烟气通道中。所述箱体31上设置有空气分布腔23，所述空气分布腔23与空气导入管21的一端连接，将空气分布到各个空气导入管21内。在所述空气分布腔23下端设置空气收集输出腔24，所述空气收集输出腔24与所述换热套管22的出口连接相通，所述空气收集输出腔24将在换热夹层内被加热的空气，然后输出。

所述混合器，如图3和图5所示，包括混合腔13、助燃空气入口15和烟气导入口16，所述助燃空气入口15伸入混合腔13内，所述烟气导入口16与混合腔13连接相通；在混合腔13内固定有均风块18，将所述混合腔13分为导入区17和排出区19，在所述均风块18上设置若干出气孔12，高温烟气和预热空气在混合腔的导入区17混合后通过出气孔12输出到排出区19中排出，混合更为均匀。

所述混合器，如图2所示，所包括混合腔13、助燃空气入口15和烟气导入口16，在混合腔13内固定有所述均风块18，所述均风块18上设置用于与助燃空气入口连接的空气出口和均布在均风块上的出气孔12；所述助燃空气入口15伸入混合腔13内与空气出口连接，所述烟气导入口16与混合腔13连接相通；所述均风块18将所述混合腔分为导入区17和排出区19，高温烟气在混合腔的导入区17混合后通过出气孔12输出到排出区19与预热空气混合，然后通过燃烧器输入口13输入燃烧器2内进行燃烧。所述燃烧器输入口14内设置收窄喷嘴，提高助燃空气压强，助燃气体通过多孔的环形挡板18后混合均匀后通过收窄的喷嘴进入熔铝炉的炉体1内燃烧。多孔的环形挡板能使燃气和助燃气体混合得更加均匀，燃烧效率更高。

本发明专门针对的是5吨以下的熔铝炉进行设计改造，熔铝炉排出的高达1200℃-1500℃的高温烟气通过管道进入换热装置3的箱体，常温的空气则通过空气导入管21的通孔进入空气导入管21与所述换热套管22之间的夹层被加热，空气在所述换热套管22的壁面与箱体中的高温烟气进行热交换，利用高温的烟气来预热常温的助燃空气到260℃，经预热的空气通过管道进入混合器4与高温烟气直接混合，形成温度为600-900℃混合助燃空气输入燃烧器与然后混合进行高温缺氧燃烧。具体良好的节能效果；同时由于助燃气体高温低氧的特性，在助燃的过程中能有效降低燃烧后烟气中氮氧化物的含量，环保性能更加优良；另外结构简单，能对烟气余热的进行高效利用，具有良好的节能环保效果。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (9)

1.小型烟气助燃节能熔铝炉，包括炉体，其特征在于，所述炉体上安装烟气排放管和燃烧器，所述烟气排放管上设置换热装置，所述换热装置上设置空气入口和空气出口，所述空气出口通过空气输送管与混合器中的第一入口连接，所述混合器中的第二入口与烟气导入管的一端连接，所述烟气导入管的另一端与烟气排放管或者炉膛连接；所述混合器与燃烧器连接。

2.按照权利要求1所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述换热装置包括箱体，安装在所述箱体内的若干空气导入管和热交换套管，所述空气导入管置于所述换热套管内，空气导入管外侧壁与所述换热套管内侧壁之间形成换热夹层，所述空气导入管在所述换热套管内部分的侧壁上设置若干通孔。

3.按照权利要求2所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述箱体设置烟气入口和烟气出口，所述换热套管置于所述箱体内的烟气通道中；所述箱体上设置有空气分布腔，所述空气分布腔与空气导入管的一端连接；在所述空气分布腔下端设置空气收集输出腔，所述空气收集输出腔与所述换热套管的出口连接相通。

4.按照权利要求1所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述混合器，包括混合腔、助燃空气入口和烟气导入口，所述助燃空气入口伸入混合腔内，所述烟气导入口与混合腔连接相通；在混合腔内固定有均风块，将所述混合腔分为导入区和排出区，在所述均风块上设置若干出气孔，高温烟气和预热空气在混合腔的导入区混合后通过出气孔输出到排出区中排出。

5.按照权利要求1所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述混合器，所包括混合腔、助燃空气入口和烟气导入口，在混合腔内固定有所述均风块，所述均风块上设置用于与助燃空气入口连接的空气出口和均布在均风块上的出气孔；所述助燃空气入口伸入混合腔内与空气出口连接，所述烟气导入口与混合腔连接相通；所述均风块将所述混合腔分为导入区和排出区，高温烟气在混合腔的导入区混合后通过出气孔输出到排出区与预热空气混合，然后通过燃烧器输入口输入燃烧器内进行燃烧。

6.按照权利要求4或者5所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述燃烧器输入口内设置收窄喷嘴，助燃气体通过多孔的环形挡板后混合均匀后通过收窄的喷嘴进入熔铝炉的炉体内燃烧。

7.按照权利要求6所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述烟气导入口垂直于所述助燃空气入口。

8.按照权利要求6所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，所述均风块为环形隔板，其上的出气孔为6～15个，孔径为80～100mm。

9.按照权利要求1所述的小型烟气助燃节能熔铝炉，其特征在于，热空气占烟气与热空气组成的混合助燃空气总量的12-45％。