CN109059559B - 一种立式电加热热风循环预热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式电加热热风循环预热炉，涉及到工业生产机械领域，包括密闭的立式炉体以及设置在炉体上端的炉盖，炉体内设置有用于存放样品的样品架，所述炉体外一侧设置有电加热装置，所述电加热装置包括进风管和出风管，进风管和出风管之间并排连接设置有高温风机和电加热器，所述进风管一端连接电加热器，进风管的另一端延伸至炉体内且设置有气体分配器，所述气体分配器设置在样品架底部，所述出风管一端连接所述炉盖外部上端，所述出风管另一端连接所述高温风机，通过电加热提供热量并配合热风密闭循环系统，具备预热均匀、热量利用率高且环保节能的效果。

Description

一种立式电加热热风循环预热炉

技术领域

本发明涉及到工业生产设备领域，尤其涉及到用于碳素预热处理的一种立式电加热热风循环预热炉。

背景技术

预热炉是一种将低劣质燃料(主要指高炉煤气，热煤气，尾气等低热值燃料)或空气，经过换热器，在加热炉的高温烟气中换热，将低劣质燃料或空气温度提高，一般到300－800度。从而提高劣质燃料的实际燃烧温度或空气的显热，达到低劣质燃料的高温煅烧或其它工艺，从而替代优质燃料。但是在现有的碳素制品预热生产过程中采用预热炉进行浸渍预热处理，由于能量利用率不高会导致能源浪费，且现有的大部分预热炉采用天然气和煤等能源提供热量，会产生污染气体需要经过处理装置进行处理，导致预热效率的大幅度下降并污染环境，一些中小型企业在使用碳素加工预热过程会出现能源匮乏的情况导致无法完成生产，因此需要一种新型的预热炉能解决现有问题并满足使用需求。

发明内容

本发明的目的是解决现有预热炉多采用煤、天然气等能源进行加热，能耗大、热量利用率低且污染环境的问题，提供一种立式电加热热风循环预热炉，通过电加热提供热量并配合热风密闭循环系统，具备预热均匀、热量利用率高且环保节能的效果。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种立式电加热热风循环预热炉，包括密闭的立式炉体以及设置在炉体上端的炉盖，炉体内设置有用于存放样品的样品架，所述炉体外设置有热风循环装置，所述热风循环装置包括依次连接的出风管、高温风机、电加热器和进风管，所述出风管一端连接高温风机，所述出风管另一端连接所述炉盖外部上端，所述进风管一端连接电加热器，进风管的另一端延伸至炉体内且设置有气体分配器，所述气体分配器设置在样品架底部，所述出风管一端连接高温风机，所述出风管另一端连接所述炉盖外部上端，所述出风管、高温风机、电加热器、进风管以及密闭炉体之间形成一个热风循环回路。

为了进一步优化本发明，可优先选用以下技术方案：

优选的，所述气体分配器包括圆筒状的分配器壳体，所述分配器壳体上端中间位置设置有主出气管，所述主出气管上端设置有保护盖，所述主出气管对应保护盖下方的侧壁上开设有出气口，所述炉盖内壁设置有圆罩形的集气罩且炉盖顶部中间位置开设用于连接出风管的出风口。

优选的，所述保护盖为伞状。

优选的，所述分配器壳体上端绕轴均布设置有四个副出气管，所述副出气管结构和主出气管结构相同。

优选的，电加热器包括加热器外壳以及设置在加热器外壳内的加热管，所述加热器外壳内壁还设置有不锈钢内壁，所述不锈钢内壁和所述加热器外壳之间填充有耐火保温棉层。

优选的，所述加热器外壳内的加热管环绕不锈钢内壁设置有三个且通过星型结构连接有电源，所述电加热管分别连接有独立的综合保护器。

优选的，所述炉体内部设置有用于控制产品预热温度的热电偶一，所述加热器内设置有用于控制加热器加热温度的热电偶二，所述热电偶一和热电偶二连接有控制器，所述控制器连接所述电加热管。

优选的，所述炉盖包括框架以及镶嵌在框架内的保温粘土层，所述炉体包括内层的普通耐火砖层和外层的轻质耐火保温砖层。

优选的，所述出风管上对应炉盖上方位置设置有气体外溢管。

本发明的有益效果是：

1、本预热炉采用电加热方式，保证热风通过高温风机进行循环对制品预热，通过对流热传导的方式，产品预热速度快生产高效，且密闭的炉体保证预热均匀，炉体上下前后左右温差小，本预热炉只有少量的气体溢出，电加热功率只维持炉内温度平衡环保节能且热量利用率高。

2、本预热炉通过送风管道以及气体分配器将热风均匀送入炉体，热风由管道进入炉内，空间变大，气体流速降低更有利于产品进行热量交换，炉体上方的炉盖安装有集气罩，出风口位置设置在中间位置，保证上升气体不会偏流，分配器上端设置有伞状护盖，有利于气体通过伞状的特殊结构使热流通过伞状顶端进行分散，使热流缓慢从炉体底部均匀上升分流保证预热均匀，且分配器顶端的保护盖可防止异物落入分配器，防止造成管道阻塞。

3、本预热炉除电加热外，只有一个功率不大的引风机，电加热采用星型连接，且每组设置有综合保护器，可实现无人值守；通过设置热电偶一用于控制产品预热温度，设置热电偶二用于控制电加热器最高温度以免烧坏电加热管，快速升温阶段各组加热管都投入运行，温度达到热电偶二的设定上限温度时，停止运行；低于设定下限温度时，自动投入运行，当温度达到热电偶一设定的上限温度时进入保温阶段，节省能源消耗。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为电加热器结构示意图；

图3为气体分配器结构示意图；

图4为炉盖结构示意图；

图5为温控系统流程图。

其中，1-炉体，2-炉盖，3-样品架，4-样品，5-热电偶一，6-底座，7-气体分配器，8-进风管，9-电加热器，10-高温风机，11-出风管，12-气体外溢管，13-耐火保温棉层，14-普通耐火砖层，15-轻质耐火保温砖层，16-加热管，17-不锈钢内壁，18-加热器外壳，19-伞状保护盖，20-分配器壳体，22-主出气管，23-出气口，24-热电偶二，25-出风口，26-框架，27-保温粘土层，28-集气罩。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-5所示，一种立式电加热热风循环预热炉，包括密闭的立式炉体1以及安装在炉体上端的炉盖2，炉体内安装有用于存放样4品的样品架3，炉体外一侧安装有热风循环装置，热风循环装置包括进风管8和出风管11，进风管和出风管之间依次连接安装有高温风机10和电加热器9，进风管8和出风管11外部均套装有保温层，保证外表面温度不高于40℃，同时保证炉内热量的平衡，减少热量损耗；进风管8一端连接电加热器9，进风管的另一端延伸至炉体内且安装有气体分配器7，气体分配器7安装在支撑样品架底部的底座6内，出风管11一端连接炉盖外部中间位置，出风管11另一端连接高温风机10。气体分配器包括圆筒状的分配器壳体20，分配器壳体20上端中间位置安装有主出气管22，主出气管22上端安装有伞状保护盖19，出气管对应保护盖下方的侧壁上开设有出气口23，分配器壳体上端绕轴均布安装有四个副出气管，且出气管结构和主出气管结构相同，热风通过气体分配器进去炉体内有利于气体通过伞状的特殊结构使热流通过伞状顶端进行分散，使热流缓慢从炉体底部均匀上升分流保证预热均匀；同时伞状保护19盖可以对气体分配器7进行保护，防止预热过程中杂物进入到气体分配器7内造成管道阻塞，炉盖内壁安装有圆罩形的集气罩28且炉盖2顶部中间位置开设用于连接出风管11的出风口25，上部集气罩28的形状有利于空气向炉盖顶部中间位置集中，且出风口25位置开设在中间位置，保证上升气体不会偏流，炉盖包括框架26以及镶嵌在框架内的保温粘土层27，减轻重量，同时保证外部热量不高于40℃，炉体内衬采用普通耐火砖层14进行砌筑，外层采用轻质耐火保温砖层15，保证炉体自身的稳定性同时外部热量不高于40℃，出气管外壁对应炉盖上方位置安装有气体外溢管12，可允许少量气体通过外溢管排出保证炉体内气压稳定，防止内部压力过大导致装置损坏。

电加热器包括加热器外壳18以及安装在加热器外壳内的加热管16，加热器外壳内壁还安装有不锈钢内壁17，不锈钢内壁17和加热器外壳18之间填充有耐火保温棉层13；加热器外壳18内的加热管16环绕不锈钢内壁安装有三个且通过星型结构连接，保证三个加热管16可单独或同时进行工作且使电加热器气体加热均匀，加热管16分别连接有独立的综合保护器，保证加热线路运行正常，防止加热管出现短路等紧急情况，实现无人值守节省人工；炉体顶部安装有用于控制产品预热温度的热电偶一5，电加热器内安装有用于控制电加热器最高温度的热电偶二24，热电偶一5和热电偶二24连接有控制处理器，控制处理器连接电加热管，快速升温阶段各组加热管都投入运行，当电加热器内温度达到热电偶二24预设的上限温度时，电加热管停止工作，低于设定的下限温度时，通过控制处理器控制加热管进入工作，由时间继电器控制各组电加热管是否一起投入使用，保温阶段为炉内温度达到热电偶的设定上限温度时，电加热管进入单组运行保证炉内温度平衡，且为了保证各电加热管的使用寿命，各组加热管轮番运行，间隔的时间通过脉冲时间继电器进行控制。

本实施例的工作原理为：当待预热产品通过样品架放置在预热炉内部后，关闭炉盖，保证预热炉的密闭性，同时由于针对产品预热温度对安装在炉体顶部的热电偶一和电加热器内部的热电偶二进行温度设定，炉体外部安装有用于将整个预热炉内部气体循环的高温风机，通过电加热器内的干式电加热管对循环的空气进行加热，通过进风管道输送到炉体底部后通过气体分配器将热风均匀从炉体底部输送，经过和样品架上的产品充分热量交换后，交换后的气流通过炉盖上的集气罩在高温风机的作用下沿出风口排出，循环进入到电加热器中，当达到预热温度后，电加热器内的加热管功率降低维持炉内热量恒定。

本实施例解决了部分碳素生产缺乏清洁燃料企业的浸渍预热问题；还具备较强的经济性，本预热炉只有少量的气体溢出，当预热处于保温阶段，温度稳定，电加热功率只是维持热量平衡，用电很少，不再有热空气排出；比较传统的燃气预热炉等不需要对排放气体继续进行后期环保处理，热量利用率高，用天然气预热每吨产品300-500元电力燃料能源消耗，甚至更高，用这种加热方式每吨按平均国家电网平均电价预热成本为120元左右；产品预热速度快生产高效，避免产品氧化，预热均匀；炉子上下左右温差小；实现自动化操作，节省人工；热风从下往上运动，有利于利用气体特性，很方便分配流量控制流速，比搅拌热风机更适合较大工业炉子生产；热风密闭循环系统有利于烟气控制，环保节能。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种立式电加热热风循环预热炉，包括密闭的立式炉体以及设置在炉体上端的炉盖，炉体内设置有用于存放样品的样品架，其特征在于：所述炉体外设置有热风循环装置，所述热风循环装置包括依次连接的出风管、高温风机、电加热器和进风管，所述出风管一端连接高温风机，所述出风管另一端连接所述炉盖外部上端，所述进风管一端连接电加热器，进风管的另一端延伸至炉体内且设置有气体分配器，所述气体分配器设置在样品架底部，所述出风管、高温风机、电加热器、进风管以及密闭炉体之间形成一个热风循环回路；

所述气体分配器包括圆筒状的分配器壳体，所述分配器壳体上端中间位置设置有主出气管，所述主出气管上端设置有保护盖，所述主出气管对应保护盖下方的侧壁上开设有出气口，所述炉盖内壁设置有圆罩形的集气罩且炉盖顶部中间位置开设用于连接出风管的出风口；

所述保护盖为伞状；

所述炉体内部设置有用于控制产品预热温度的热电偶一，所述加热器内设置有用于控制电加热器加热温度的热电偶二，所述热电偶一和热电偶二连接有控制器，所述控制器连接所述电加热器。

2.根据权利要求1所述的一种立式电加热热风循环预热炉，其特征在于：所述分配器壳体上端绕轴均布设置有四个副出气管，所述副出气管结构和主出气管结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种立式电加热热风循环预热炉，其特征在于：电加热器包括加热器外壳以及设置在加热器外壳内的加热管，所述加热器外壳内壁还设置有不锈钢内壁，所述不锈钢内壁和所述加热器外壳之间填充有耐火保温棉层。

4.根据权利要求3所述的一种立式电加热热风循环预热炉，其特征在于：所述加热器外壳内的加热管环绕不锈钢内壁设置有三个且通过星型结构连接有电源，所述电加热器分别连接有独立的综合保护器。

5.根据权利要求1所述的一种立式电加热热风循环预热炉，其特征在于：所述炉盖包括框架以及镶嵌在框架内的保温粘土层，所述炉体包括内层的普通耐火砖层和外层的轻质耐火保温砖层。

6.根据权利要求1所述的一种立式电加热热风循环预热炉，其特征在于：所述出风管上对应炉盖上方位置设置有气体外溢管。