CN105737584A - 一种应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置及供热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置及供热方法，应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置包括：炉体，炉体内设置一燃烧器；冷风进口和热风出口，设置于炉体的侧壁上，冷风进口与一鼓风机相连，热风出口与一聚丙烯酰胺流化床相连；点火管路和进气管路，分别连接于炉体的侧壁上；控制系统，包括流量控制阀和控制柜，流量控制阀连接在进气管路上，流量控制阀与点火管路分别与控制柜电连接。本发明实现燃气与工艺空气直接混合燃烧来生成热源烟气，热源烟气与湿PAM在流化床内直接接触换热来实现干燥，与以往工艺相比可减少30％热量损失；本发明结构简单、合理、高效，装置配备的动力消耗低。
Description
技术领域
本发明涉及一种热风炉装置，具体地说，是一种应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置及供热方法。
背景技术
聚丙烯酰胺(PAM)是由丙烯酰胺(AM)单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力。PAM广泛应用于石油、水处理、造纸等领域。其中，石油开采是目前国内PAM用量最大的领域，其消费量占国内总需求量的56％。
由AM单体经自由基引发聚合工序生成的水溶性线性高分子聚合物PAM，需要经干燥工序来脱除水分以得到成品PAM。
传统的应用于聚丙烯酰胺(PAM)干燥的热风系统大都采用导热油换热器提供热量。导热油换热器是以导热油为换热介质，通过输入外部循环动力循环泵，强制导热油进行液相闭路循环，过程中通过导热油换热器将导热油携带的热量间接传递给被加热介质，经间接换热后的导热油，重新通过循环泵回到热源加热器再吸收热量，经再吸热升温后的导热油继续去导热油换热器进行间接换热，如此周而复始，实现热量的连续传递，将被加热介质持续加热到工艺要求的温度，以用于湿物料的干燥，以用于聚丙烯酰胺(PAM)的流化床干燥，过程安全可靠。
传统的PAM干燥热风系统大都借助外部循环动力，采用导热油换热器间接换热将热源热量传递给被加热空气，以用于后续的PAM流化床干燥。该传统工艺需要经两次间接换热，并消耗较多外部循环动力，过程存在热量损失大及能耗高的问题，需要设计一种新的应用于聚丙烯酰胺(PAM)干燥的热风供热装置，来降低过程中的热量损失及能耗。
参阅图1，公告号为CN101701763B的中国发明专利公开了一种正压燃烧装置及其工艺，配置燃烧鼓风机1和干燥鼓风机2，通过可燃气与助燃风、工艺空气通过燃烧器3在燃气热风炉4内混合燃烧，形成高温高压的烟气，由热风管送入流化床干燥机5，直接用于流化床内湿物料干燥，该工艺不存在因多次间接换热而造成热量损失，热效率高，但存在配套动力设备较多，动力消耗较高的不足的问题。
参阅图2，公告号为CN202342915U的中国实用新型专利公开了一种自控式减水剂煤气热风烘干装置，包括以热风管11连通的热风炉1和干燥塔2，所述干燥塔2顶部和底部分别设有雾化装置10和排料管14；其特征是所述热风炉1为煤气热风炉，其煤气燃烧室4内设有炉头5、点火装置8和火焰探头9，炉头5与燃气管6连通，燃气管6上设有自动控制阀7；所述干燥塔2热风进口处设有进口温度传感器12，排料管14上设有出口温度传感器13；所述点火装置8、火焰探头9、自动控制阀7、进口温度传感器12及出口温度传感器13均与控制处理器3电连接，点火装置8和自动控制阀7的动作受控制处理器3控制，根据温度传感器传回的信号自动调节燃气阀开启大小。
但是该技术方案只保证了热气达到一定温度，却无法保证热气压力，该装置没有鼓风机不能产生正压燃烧，热气压力达不到需要保证的压力值，不适用于聚丙烯酰胺的干燥。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，设计一种新的应用于聚丙烯酰胺(PAM)干燥的热风炉装置及供热方法，以降低以往干燥过程中的热量损失和动力消耗，且安全、高效地提供烟气作为热风流化介质，以实现PAM流化床干燥。
为达到以上目的，本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置包括：
炉体，所述炉体内设置一燃烧器；
冷风进口和热风出口，设置于所述炉体的侧壁上，所述冷风进口与一鼓风机相连，所述热风出口与一聚丙烯酰胺流化床相连；
点火管路和进气管路，分别连接于所述炉体的侧壁上；以及
控制系统，包括流量控制阀和控制柜，所述流量控制阀连接在所述进气管路上，所述流量控制阀和所述点火管路分别与所述控制柜电连接，所述控制柜通过所述流量控制阀监测到通过所述进气管路进入所述炉体的一燃气的进气量达到一设定值时控制所述点火管路对所述燃烧器进行点火。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，还包括风量调节件，所述风量调节件设置于所述炉体内，且位于所述燃烧器和所述热风出口之间。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，所述风量调节件包括进风固定挡板和两个进风调节板，进风固定挡板固定连接于所述炉体内，两个所述进风调节板之间具有间隙，两个所述进风调节板活动连接于所述固定挡板上以调节所述间隙大小。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，还包括氮气管路，所述氮气管路连接于所述炉体的侧壁上。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，还包括氮气管路，所述氮气管路连接于所述进气管路。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，还包括保温层，所述保温层包覆设置于所述炉体的外侧。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，还包括检修人孔，所述检修人孔设置于所述炉体的侧壁。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，还包括观火窗，所述观火窗设置于所述炉体的侧壁。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其中，所述冷风进口和所述热风出口相对设置。
本发明还提供一种用于聚丙烯酰胺干燥的供热方法，应用上述的聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置提供热风流化介质，包括如下步骤：
S100，开启所述鼓风机，将一冷风送入所述炉体内；
S200，开通所述进气管路，所述燃气通过所述进气管路进入所述炉体内；
S300，所述控制柜通过所述流量控制阀对通过所述进气管路进入所述炉体内的所述燃气的进气量进行监测，当监测到进气量达到一设定值时，所述控制柜控制所述点火管路对所述燃烧器进行点火，所述冷风与所述燃气燃烧后生成一高温高压烟气，所述高温高压烟气通过所述热风出口进入所述聚丙烯酰胺流化床。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置的使用方法，其中，所述步骤S100还包括如下步骤：
向所述炉体内通入氮气以对所述炉体进行氮气吹扫。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置的使用方法，其中，所述步骤200之前还包括如下步骤：
通过调整所述炉体内设置的一风量调节件来调节所述高温高压烟气的出风风量和出风风速。
上述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置的使用方法，其中，所述步骤S300还包括如下步骤：
通过设置于所述炉体的侧壁上的一观火窗观察所述炉体内火焰燃烧长度与燃烧质量。
采用本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置及其使用方法的有益效果：
本发明的热风炉装置实现燃气与工艺空气直接混合燃烧来生成热源烟气，热源烟气与湿PAM在流化床内直接接触换热来实现干燥，与以往工艺相比可减少30％热量损失。热风炉设备结构简单、合理、高效，装置配备的动力消耗低(动力设备只配备了进冷风用鼓风机)。
干燥过程中温度控制采用先进的流量控制阀，提高控制精度，保证温度波动范围为±1℃，防止聚丙稀铣胺湿料干燥过程中超过热敏温度，提高产品质量。
本申请的技术方案中用燃气热风炉取代原有导热油换热器，炉体内阻力件小，压力损失小，提高了流化床干燥系统进气压力，保证了流化床内聚丙稀铣胺湿料的更好的流态化状态，有效防止流化床内死床现象。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有技术的正压燃烧装置及其工艺的结构示意图；
图2为现有技术的自控式减水剂煤气热风烘干装置的结构示意图；
图3为本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置的主视图；
图4为本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置的侧视图；
图5为本发明的用于聚丙烯酰胺干燥的供热方法步骤图。
其中，附图标记
100应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置
110炉体
120冷风进口
130热风出口
140点火管路
150进气管路
160燃烧器
161燃烧器固定支架
170控制系统
171控制柜
172流量控制阀
180风量调节件
181进风固定挡板
182进风调节板
190氮气管路
200观火窗
210保温层
220检修人孔
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
参阅图3和图4，本发明的应用于聚丙烯酰胺(PAM)干燥的热风炉装置100包括炉体110、冷风进口120、热风出口130、点火管路140、进气管路150、燃烧器160和控制系统。
燃烧器160设置于炉体110内，燃烧器160通过燃烧器固定支架161支撑，燃烧器固定支架161设置于冷风进口120附近。冷风进口120、热风出口130、点火管路140和进气管路150分别设置于炉体110的侧壁上。其中，冷风进口120和热风出口130设置于炉体110的相对的两侧壁上，冷风进口120与鼓风机相连，热风出口130与聚丙烯酰胺流化床相连。进气管路150用于向炉体110内通入燃气，燃气例如为天然气、瓦斯等，点火管路140用于点燃炉体110内的燃烧器160。炉体110具有主进气口111，进气管路150通过主进气口111进入炉体110内部。
控制系统包括控制柜171和流量控制阀172，流量控制阀172连接在进气管路150上，流量控制阀172以及点火管路140分别与控制柜171电连接。控制柜171通过流量控制阀172监测通过进气管路150进入炉体110的燃气的进气量。控制柜171可通过流量控制阀172调节通过主进气口111进入炉体110的燃气的进气量与进气压力，并确认装置点火时间。具体为，当控制柜171通过流量控制阀172监测到燃气的进气量已达到一设定值时，即炉体110内已达到一定的进气压力时，控制柜171控制点火管路140对燃烧器160进行点火，燃气与由鼓风机鼓吹通过冷风进口120进入炉体110的工艺空气直接混合，构成正压燃烧。正压燃烧生成的热源烟气通过热风出口130进入聚丙烯酰胺流化床，与聚丙烯酰胺流化床内的湿物料在流化床内直接接触换热来实现干燥，与以往的聚丙烯酰胺流化床的通过导热油换热器干燥的方式相比可减少30％的热量损失。
干燥过程中温度控制，采用先进的流量控制阀，提高控制精度，保证温度波动范围为±1℃，防止聚丙稀铣胺湿料干燥过程中超过热敏温度，提高产品质量。
本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置100还包括风量调节件180，风量调节件180设置于炉体110内，且位于燃烧器160和热风出口130之间。
如图3和图4所示，风量调节件180包括两个进风固定挡板181和两个进风调节板182，进风固定挡板181固定连接于炉体110内，例如进风固定挡板181上下连接于炉体110内，两个进风固定挡板181之间具有风口，两个进风调节板182活动连接于固定挡板181上，两个进风调节板182之间具有间隙。根据出风压力要求，可以调节两个进风调节板182之间的间隙。本实施例中，进风调节板182通过多个螺栓固定连接在固定挡板181上，通过调节螺栓来调节进风调节板182的开口大小，来调节热风的出风风量和风速，以满足各种工艺要求。
本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置100还包括氮气管路190，氮气管路190连接于炉体110的侧壁上，或是氮气管路190连接于进气管路150。氮气管路190连接于进气管路150时，氮气管路190与进气管路150通过同一进气口将氮气或燃气通入炉体110内。氮气管路190用于对热风炉系统的炉体110进行氮气吹扫，以保证炉体110内的燃烧环境。
本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置100还包括观火窗200，观火窗200设置于炉体110的侧壁，用来实施观测炉内的火焰燃烧长度与燃烧质量。
本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置100还包括保温层210，保温层包覆设置于炉体110的外侧，以最大限度地减少热量损失，提高热燃烧效率。
本发明的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置100还包括检修时用的检修人孔220，检修人孔设置于炉体110的侧壁。
参阅图5，上述的应用聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置100的供热方法包括如下步骤：
S100，开启鼓风机，将一冷风通过冷风入口120送入炉体110内；
S200，开通进气管路150，燃气通过进气管路150进入炉体110内；
S300，控制柜171通过流量控制阀172对通过进气管路150进入炉体110内的燃气的进气量进行监测，当监测到进气量达到一设定值时，控制柜171控制点火管路140对燃烧器160进行点火，冷风与燃气燃烧后生成一高温高压烟气，高温高压烟气通过热风出口130进入聚丙烯酰胺流化床。
步骤S100还包括如下步骤：
向炉体内通入氮气以对炉体110进行氮气吹扫。
步骤200之前还包括如下步骤：
通过调整炉体110内设置的风量调节件180来调节高温高压烟气的出风风量和出风风速，以使高温高压烟气满足不同的工艺要求。
步骤S300还包括如下步骤：
通过设置于炉体110的侧壁上的观火窗200观察炉体内火焰燃烧长度与燃烧质量。
总的来说，参阅图3、图4以及图5，冷风经过鼓风机鼓风通过冷风进口120进入炉体110内。在开启燃烧器160前，通过电磁阀开闭，关闭天然气或瓦斯气进气，开启鼓风机，再开通氮气管路190进气，对热风炉系统进行氮气吹扫，以保证热风炉内的燃烧环境。吹扫完毕后，通过电磁阀开闭，关闭氮气管路190，开通进气管路150，天然气或瓦斯经过主进气口111通入炉体110内，通过流量控制阀172及控制柜171的中温控程序共同完成对瓦斯流量监测并控制，当流量监测达到设定值，控制柜171通过控制点火管路140对燃烧器160进行点火，冷风经过燃烧器160加热后，生成满足工艺要求的高温高压烟气，通过已经调节好进风开度的风量调节件180后，通过热风出口130与进入PAM流化床风室，为聚丙烯酰胺流化床干燥提供热风流化介质，以实现PAM流化床干燥。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (13)
1.一种应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体内设置一燃烧器；
冷风进口和热风出口，设置于所述炉体的侧壁上，所述冷风进口与一鼓风机相连，所述热风出口与一聚丙烯酰胺流化床相连；
点火管路和进气管路，分别连接于所述炉体的侧壁上；以及
控制系统，包括流量控制阀和控制柜，所述流量控制阀连接在所述进气管路上，所述流量控制阀和所述点火管路分别与所述控制柜电连接，所述控制柜通过所述流量控制阀监测到通过所述进气管路进入所述炉体的一燃气的进气量达到一设定值时控制所述点火管路对所述燃烧器进行点火。
2.根据权利要求1所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，还包括风量调节件，所述风量调节件设置于所述炉体内，且位于所述燃烧器和所述热风出口之间。
3.根据权利要求2所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，所述风量调节件包括进风固定挡板和两个进风调节板，进风固定挡板固定连接于所述炉体内，两个所述进风调节板之间具有间隙，两个所述进风调节板活动连接于所述固定挡板上以调节所述间隙大小。
4.根据权利要求1所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，还包括氮气管路，所述氮气管路连接于所述炉体的侧壁上。
5.根据权利要求1所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，还包括氮气管路，所述氮气管路连接于所述进气管路。
6.根据权利要求1至5任一项所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，还包括保温层，所述保温层包覆设置于所述炉体的外侧。
7.根据权利要求1至5任一项所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，还包括检修人孔，所述检修人孔设置于所述炉体的侧壁。
8.根据权利要求1至5任一项所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，还包括观火窗，所述观火窗设置于所述炉体的侧壁。
9.根据权利要求1至5任一项所述的应用于聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置，其特征在于，所述冷风进口和所述热风出口相对设置。
10.一种用于聚丙烯酰胺干燥的供热方法，其特征在于，应用权利要求1所述的聚丙烯酰胺干燥的热风炉装置提供热风流化介质，包括如下步骤：
S100，开启所述鼓风机，将一冷风送入所述炉体内；
S200，开通所述进气管路，所述燃气通过所述进气管路进入所述炉体内；
S300，所述控制柜通过所述流量控制阀对通过所述进气管路进入所述炉体内的所述燃气的进气量进行监测，当监测到进气量达到一设定值时，所述控制柜控制所述点火管路对所述燃烧器进行点火，所述冷风与所述燃气燃烧后生成一高温高压烟气，所述高温高压烟气通过所述热风出口进入所述聚丙烯酰胺流化床。
11.根据权利要求10所述的用于聚丙烯酰胺干燥的供热方法，其特征在于，所述步骤S100还包括如下步骤：
向所述炉体内通入氮气以对所述炉体进行氮气吹扫。
12.根据权利要求10所述的用于聚丙烯酰胺干燥的供热方法，其特征在于，所述步骤200之前还包括如下步骤：
通过调整所述炉体内设置的一风量调节件来调节所述高温高压烟气的出风风量和出风风速。
13.根据权利要求10所述的用于聚丙烯酰胺干燥的供热方法，其特征在于，所述步骤S300还包括如下步骤：
通过设置于所述炉体的侧壁上的一观火窗观察所述炉体内火焰燃烧长度与燃烧质量。
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