CN109612284A - 一种具有废气回收装置的铝棒加热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，包括炉体、炉体内的加热区、加热区上方的废气输出通道，该加热炉还包括隔热板，隔热板将炉体分隔成加热区和废气输出通道，加热区内设有铝棒传送装置，铝棒传送装置将铝棒从铝棒入口传送至铝棒出口，加热区内还设置有至少一个燃烧器，用于向铝棒喷射加热火焰，废气输出通道通过废气输出口与炉体外的废气回收装置连接，废气回收装置包括热交换装置和废气处理装置，废气经热交换装置后通过出风管进入废气处理装置。本发明不仅能回收利用铝棒加热炉中的废气，也能回收利用废气的余热，由于炉体的壳体采用了保温隔热材料，使得加热区中的铝棒受热均匀。
Description
技术领域
本发明涉及铝棒加热炉技术领域，具体涉及一种具有废气回收装置的铝棒加热炉。
背景技术
随着人们对能源和环境问题的重视程度提高，面对日益严峻的环境问题和能源危机，全世界都在大力提倡节能减排，尤其是对于耗能和污染都较严重的工业窑炉相关产业，如何进行节能减排改造，已经成为本领域技术人员在设计该类设备时必须要考虑的因素。
铝棒加热炉内在作业时会产生较高温度，其冷却室出口处的空气温度通常会达到400摄氏度左右，如果将这些高温空气直接排放到环境中，不但会造成能源浪费还会对环境造成一定程度的破坏，而铝棒加热炉在作业时也会产生大量温室气体，如果不经处理直接排放会对环境造成污染，同时也会损害到车间的操作员工的身体健康。因此，铝棒加热炉在工作时如何治理高温的废气污染污染环境问题，如何防止铝棒加热炉内的热量传递到车间使车间温度升高，是众多业内人士急需解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题之一，提出一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，不仅能回收利用铝棒加热炉中的废气，也能回收利用废气的余热。
本发明采用如下技术方案：一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，包括炉体、所述炉体内的加热区、所述加热区上方的废气输出通道，该加热炉还包括隔热板，所述隔热板将所述炉体分隔成所述加热区和所述废气输出通道，所述加热区内设有铝棒传送装置，所述铝棒传送装置将铝棒从铝棒入口传送至铝棒出口，所述加热区内还设置有至少一个燃烧器，用于向铝棒喷射加热火焰，所述废气输出通道通过废气输出口与所述炉体外的废气回收装置连接，所述废气回收装置包括热交换装置和废气处理装置，废气经所述热交换装置后通过出风管进入所述废气处理装置。
优选的，所述热交换装置内设有多个热交换管道，所述热交换装置顶端设有出风管，所述废气经所述废气输出口进入所述多个热交换管道进行热交换后通过所述出风管进入所述废气处理装置。
优选的，所述热交换装置外部连接入风口和出风口，外部助燃风通过所述入风口进入所述热交换装置内的所述多个热交换管道之间的空隙与所述废气进行热交换后通过所述出风口到达所述燃烧器，所述入风口通过助燃风管道与助燃风机连接。
优选的，所述废气处理装置包括碱液池、除雾装置，所述废气经所述出风管进入所述碱液池内的碱液内进行反应后进入所述除雾装置，所述废气经所述除雾装置的处理后经T字型气体输出管排出。
优选的，所述T字型气体输出管包括主分管和侧分管，所述主分管一端与除雾装置连接，另一端通过开关阀一与所述助燃风管道连接，所述主分管中部通过开关阀二与所述侧分管连接，所述侧分管与所述主分管连接处设有甲烷浓度检测探头，所述开关阀一、所述开关阀二和所述甲烷浓度检测探头均与控制器电性连接。
优选的，所述隔热板一端固定设置于所述炉体内一侧壁，所述隔热板另一端与所述炉体内另一侧壁之间形成废气输送通道。
优选的，所述炉体的壳体设有保温隔热层。
优选的，所述保温隔热层由保温隔热材料制备而成，所述保温隔热材料按重量份数计，包括如下组分：聚苯乙烯40-60份，多孔陶瓷材料5-17份，氮化硅粉末3-7份，耐火氧化物5-10份，气相二氧化硅20-35份。
优选的，所述多孔陶瓷材料由氧化铝粉体、磺酸盐、聚乙烯醇和硅酸钠制备而成。
优选的，所述耐火氧化物为MgO、Al2O3、CaO、Cr2O3中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过设置废气回收装置，不仅将输出的高温废气中的余热重复利用起来用于加热助燃气体，有效的节约了能源，同时防止操作环境温度太高，优化操作员工的工作环境，也为企业降低生产成本。
2.由于天然气燃烧后会有温室气体产生，如果直接排放会污染环境，本发明设置了碱液池用于吸收燃烧后产生的废气，经过碱液池的吸收后的气体再经过除雾器进行除雾处理后，除掉废气中的雾气；当废气中的甲烷浓度超过一定值时，可以转入助燃风管道并被输入到燃烧器被重新利用；当甲烷浓度低于一定值时，可以直接排放到大气中，减少大气污染。
3.通过在炉体壳体设置保温隔热层，使得加热区中的铝棒受热均匀，防止炉体内热量传递到车间使车间温度升高；同时所述保温隔热层具有较好的防火性，具有使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图1中的热交换装置3的剖视图；
图4为图1中的热交换装置3的仰视图；
图5为本发明的控制结构图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1
如图1-5所示，本发明为一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，包括炉体1、所述炉体1内的加热区2、所述加热区2上方的废气输出通道4，该加热炉还包括隔热板41，所述隔热板41将所述炉体1分隔成所述加热区2和所述废气输出通道4，所述加热区2内设有铝棒传送装置22，所述铝棒传送装置22将铝棒21从铝棒入口7传送至铝棒出口8，所述加热区2内还设置有至少一个燃烧器6，用于向铝棒21喷射加热火焰，所述铝棒传送装置22优选为倾斜向下传输所述铝棒21的传送方式，所述铝棒传送装置22下方且位于所述炉体1内设有多根支撑柱，用于支撑所述铝棒传送装置22，所述燃烧器6中喷出的火焰优选为横向喷向所述倾斜向下输送的所述铝棒21，所述传送方式和所述燃烧器6中火焰喷出的方式刚好相配合，使得所述铝棒21在缓慢传送下来的过程中被所述燃烧器6中喷出的火焰均匀加热，且所述铝棒21受热更均匀；所述燃烧器6在向铝棒21加热时，所述隔热板41将所述燃烧器6的往上升的火焰挡住并使火焰折返继续加热铝棒21，使所述加热区2内的温度保持在较高温度，使所述铝棒21受热更均匀，同时防止高温的火焰上升至所述废气输出口43，减少不必要的能量损耗，充分利用所述燃烧器6喷出的火焰能量，间接节省生产成本；所述废气输出通道4通过废气输出口43与所述炉体1外的废气回收装置连接，所述燃烧器6中的天然气在燃烧过程中会产生废气，产生的所述废气经所述废气输出通道4后再通过所述废气输出口43进入所述废气回收装置被回收处理，所述废气回收装置包括热交换装置3和废气处理装置9，废气经所述热交换装置3后通过出风管34进入所述废气处理装置9被回收处理。
所述热交换装置3内设有多个热交换管道31，所述热交换管道31之间平行设置且有一定空隙，各个所述热交换管道31之间的空隙形成热交换通道35，所述热交换管道31为导热材料制备而成，利于高温的废气将余热传递到需要被加热的介质上，利于所述废气的降温，避免热量排入工作室中，使工作室的温度升高，也不节能减排；所述热交换装置3顶端设有出风管34，所述废气经所述废气输出口43进入所述多个热交换管道31进行热交换后通过所述出风管34进入所述废气处理装置9，废气进入所述废气处理装置9后可以被除去废气中的大部分有害气体和进一步被降温处理。
所述热交换装置3外部连接入风口32和出风口33，外部相对低温的助燃风通过所述入风口32进入所述热交换装置3内的所述多个热交换管道31之间的空隙35与通有高温废气的所述热交换管道31进行热交换，所述废气进行热交换后通过所述出风口33到达所述燃烧器6，即所述高温废气将热量传递到热交换管道31的管道壁外相对低温的助燃风，使助燃风温度升高，所述入风口32通过助燃风管道与助燃风机5连接。
所述废气处理装置9包括碱液池91、除雾装置92，所述废气经所述出风管34进入所述碱液池91内的碱液内进行反应后进入所述除雾装置92，经过碱液吸收后的废气由于带有水汽，因此带有水汽的废气再经过所述除雾装置92后可以除去废气中所带有的水汽，所述废气经所述除雾装置92的处理后经T字型气体输出管93排出。
所述T字型气体输出管93包括主分管和侧分管，所述主分管一端与除雾装置92连接，另一端通过开关阀一933与所述助燃风管道连接，所述主分管中部通过开关阀二931与所述侧分管连接，所述侧分管与所述主分管连接处设有甲烷浓度检测探头932，所述开关阀一933、所述开关阀二931和所述甲烷浓度检测探头932均与控制器电性连接。经过所述除雾装置92除雾后的废气中可能含有未被充分燃烧的甲烷气体，经除雾后的废气进入所述主分管内后，当所述甲烷浓度检测探头932检测到废气中的甲烷浓度超过一定值时，控制器控制所述开关阀一933打开，所述开关阀二931关闭，废气则被输送至所述助燃风管道内，进而通过所述入风口32进入所述热交换装置3内进行热交换后被输送进所述燃烧器6内，被重复利用；当所述甲烷浓度检测探头932检测到废气中的甲烷浓度低于一定值时，控制器控制所述开关阀二931打开，所述开关阀一933关闭，废气则从所述侧分管排出到空气当中，由于经过所述废气处理装置9的处理后，所述废气可以达到排放标准。
所述隔热板41一端固定设置于所述炉体1内一侧壁，所述隔热板41另一端与所述炉体1内另一侧壁之间形成废气输送通道42，所述炉体1内的废气经由所述废气输送通道42传送至所述废气输出口43。
所述炉体1的壳体设有保温隔热层11，所述保温隔热层11可以防止所述炉体1内热量传递到车间外，同时可保持所述炉体1内环境在一定高的温度。
所述保温隔热层11由保温隔热材料制备而成，所述保温隔热材料按重量份数计，包括如下组分：聚苯乙烯40-60份，多孔陶瓷材料5-17份，氮化硅粉末3-7份，耐火氧化物5-10份，气相二氧化硅20-35份。其中，所述保温隔热层的制备方法如下：按照相应配比，将聚苯乙烯原材料、多孔陶瓷材料、氮化硅粉末、耐火氧化物和气相二氧化硅进行充分混合后，将混合物料置于具搅拌设备中边加热边搅拌；将混合物料置于具有搅拌功能的烤箱中继续升温烘烤并搅拌，使受热后产生粘性的聚苯乙烯与其他物料：多孔陶瓷材料、氮化硅粉末、耐火氧化物和气相二氧化硅充分混合并粘合在一起，将烘干的混合物物料置于发泡备用桶，边搅拌边将混合物料吸入发泡机内发泡形成颗粒，所述发泡形成的颗粒即为所述保温隔热材料。最后，将所述发泡颗粒送入二次板材成型模具中进行高温发泡可以形成所述保温隔热层11。
所述多孔陶瓷材料由氧化铝粉体、磺酸盐、聚乙烯醇和硅酸钠制备而成。其中，所述氧化铝粉体的具体参数为：dv50＝400nm，Ss＝6m·g-1，ρ＝3.53g·cm-3，所述磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠，按质量百分比计，所述氧化铝粉体、所述磺酸盐、所述聚乙烯醇和所述硅酸钠之间的比例为：60-70：1-3：1-5：3-7。
所述耐火氧化物为MgO、Al2O3、CaO、Cr2O3中的一种或多种。
实施例2
在实施例1的基础上，所述保温隔热材料，按重量份数计，包括如下组分：聚苯乙烯50份，多孔陶瓷材料11份，氮化硅粉末5份，耐火氧化物8份，气相二氧化硅28份。
其中，所述氧化铝粉体、所述磺酸盐、所述聚乙烯醇和所述硅酸钠之间的比例为：65：2：3：5。
所述耐火氧化物为MgO和CaO按照1:1组合的混合物。
实施例3
在实施例1的基础上，所述保温隔热材料，按重量份数计，包括如下组分：聚苯乙烯60份，多孔陶瓷材料17份，氮化硅粉末3份，耐火氧化物5份，气相二氧化硅35份。
其中，所述氧化铝粉体、所述磺酸盐、所述聚乙烯醇和所述硅酸钠之间的比例为：70：3：5：7。
所述耐火氧化物为CaO和Cr2O3按照2:3组合的混合物。
实施例4
在实施例1的基础上，所述保温隔热材料，按重量份数计，包括如下组分：聚苯乙烯40份，多孔陶瓷材料5份，氮化硅粉末7份，耐火氧化物10份，气相二氧化硅20份。
其中，所述氧化铝粉体、所述磺酸盐、所述聚乙烯醇和所述硅酸钠之间的比例为：60：1：1：3。
所述耐火氧化物为MgO、Al2O3和Cr2O3按照1:3:2组合的混合物。
表一为由实施例2-4制备的保温隔热层的性能测试结果表：
表一
由表一可知，由实施例2-4制备得到的保温隔热层具有交底的导热系数，能够较好的防止炉体内的热量传递到炉体外，同时又具有较好的耐火性，。
综上所述，本发明通过设置废气回收装置，不仅将输出的高温废气中的余热重复利用起来用于加热助燃气体，还降低了排出的废气的温度。
由于废气中含有污染环境的气体和可能未燃烧的甲烷，本发明通过设置碱液池和除雾装置，并且在T字型气体输出管上设置甲烷浓度检测探头，将超过一定浓度的甲烷气体进行回收重新利用，当甲烷浓度低于一定值时，可以直接排放到大气中，减少了对大气污染。
最后，通过在炉体壳体设置保温隔热层，使得加热区中的铝棒受热均匀，防止炉体内热量传递到炉体外使车间温度升高，同时所述保温隔热层具有较好的保温性及防火性，能够延长炉体的使用寿命。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
Claims (10)
1.一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，包括炉体(1)、所述炉体(1)内的加热区(2)、所述加热区(2)上方的废气输出通道(4)，其特征在于，该加热炉还包括隔热板(41)，所述隔热板(41)将所述炉体(1)分隔成所述加热区(2)和所述废气输出通道(4)，所述加热区(2)内设有铝棒传送装置(22)，所述铝棒传送装置(22)将铝棒从铝棒入口(7)传送至铝棒出口(8)，所述加热区(2)内还设置有至少一个燃烧器(6)，用于向铝棒喷射加热火焰，所述废气输出通道(4)通过废气输出口(43)与所述炉体(1)外的废气回收装置连接，所述废气回收装置包括热交换装置(3)和废气处理装置(9)，废气经所述热交换装置(3)后通过出风管(34)进入所述废气处理装置(9)。
2.根据权利要求1所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述热交换装置(3)内设有多个热交换管道(31)，所述热交换装置(3)顶端设有出风管(34)，所述废气经所述废气输出口(43)进入所述多个热交换管道(31)进行热交换后通过所述出风管(34)进入所述废气处理装置(9)。
3.根据权利要求2所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述热交换装置(3)外部连接入风口(32)和出风口(33)，外部助燃风通过所述入风口(32)进入所述热交换装置(3)内的所述多个热交换管道(31)之间的空隙(35)与所述废气进行热交换后通过所述出风口(33)到达所述燃烧器(6)，所述入风口(32)通过助燃风管道与助燃风机(5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述废气处理装置(9)包括碱液池(91)、除雾装置(92)，所述废气经所述出风管(34)进入所述碱液池(91)内的碱液内进行反应后进入所述除雾装置(92)，所述废气经所述除雾装置(92)的处理后经T字型气体输出管(93)排出。
5.根据权利要求4所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述T字型气体输出管(93)包括主分管和侧分管，所述主分管一端与除雾装置(92)连接，另一端通过开关阀一(933)与所述助燃风管道连接，所述主分管中部通过开关阀二(931)与所述侧分管连接，所述侧分管与所述主分管连接处设有甲烷浓度检测探头(932)，所述开关阀一(933)、所述开关阀二(931)和所述甲烷浓度检测探头(932)均与控制器电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述隔热板(41)一端固定设置于所述炉体(1)内一侧壁，所述隔热板(41)另一端与所述炉体(1)内另一侧壁之间形成废气输送通道(42)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述炉体(1)的壳体设有保温隔热层(11)。
8.根据权利要求7所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述保温隔热层(11)由保温隔热材料制备而成，所述保温隔热材料按重量份数计，包括如下组分：聚苯乙烯40-60份，多孔陶瓷材料5-17份，氮化硅粉末3-7份，耐火氧化物5-10份，气相二氧化硅20-35份。
9.根据权利要求8所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述多孔陶瓷材料由氧化铝粉体、磺酸盐、聚乙烯醇和硅酸钠制备而成。
10.根据权利要求8所述的一种具有废气回收装置的铝棒加热炉，其特征在于，所述耐火氧化物为MgO、Al2O3、CaO、Cr2O3中的一种或多种。
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