CN111940418A - 一种多孔材料有机物的去除装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多孔材料有机物的去除装置，该装置包括加热炉体（1）、炉门（2）、循环系统（3）、台车装置（4）以及加热部件（5）；其中，所述加热炉体（1）包括炉壳（11）和炉衬（12），所述循环系统（3）包括两台风机（31）和一排排气孔（32），所述台车装置（4）包括台车本体（41）以及行走部分（42），所述加热部件（5）包括两组波浪形电阻丝（51）。该装置整个装置密封性好、热损失少，热量能均匀的分散在多孔材料的各个表面，实现了多孔材料的均匀受热，保证了多孔材料的有机物快速、高效、充分的分解，从而避免在高温工况下使用多孔材料时出现有机物分解、污染环境或危害人体健康。

Description

一种多孔材料有机物的去除装置

技术领域

本发明涉及机械设计及制造领域，具体涉及一种多孔材料有机物的去除装置。

背景技术

一些多孔材料、如有机多孔材料或有机无机混合的多孔材料，具有低密度、低导热率、高孔隙率等优良性能，常被用来作为隔热保温材料，能大大降低能源消耗。目前，这些多孔材料多应用于建筑、能源、化工等行业，并起到了至关重要的作用。

但是，在一些高温工况下、如温度达到300～400℃的工况下，这些多孔材料中的有机物会在高温环境中缓慢分解，分解产物直接排放在空气中，到达一定浓度时会污染环境和危害人体健康；因此，在使用多孔材料前常常需要对其内易分解的有机物进行去除。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种多孔材料有机物的去除装置，该装置能快速、高效、大批量去除多孔材料内的有机物，从而保证多孔材料健康、无害的应用于高温工况下。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：包括加热炉体、炉门、循环系统、台车装置以及加热部件；所述加热炉体包括炉壳和炉衬，所述炉壳为由支柱、炉墙钢板及固定构件等各种型钢构成的钢结构、用于固定炉衬并承受其重量以及承受砌体的热胀力和炉门等构件的重量，所述炉衬为由硅酸铝耐火纤维折叠块堆筑而成的炉膛、其均匀填充在所述炉壳的内壁表面，所述硅酸铝耐火纤维折叠块内表面均匀喷涂高温固化剂层；所述加热炉体左侧设置用于密封炉体的炉门，所述炉门通过炉门升降机构进行升降；所述循环系统包括两台风机和一排排气孔，两台所述风机分别设置在所述加热炉体炉顶的左右两侧且以所述加热炉体的中轴线对称分布，所述排气孔均匀设置在所述加热炉体的炉顶且位于两台所述风机的中间位置，所述排气孔通过电动蝶阀控制、用于排出加热炉体内的水气以及有机物分解后的气体；所述加热炉体下部设有沿轨道移动的台车装置，所述台车装置与所述加热炉体间采用密封装置密封；所述加热部件固定设置于所述加热炉体内、包括两组波浪形电阻丝，两组所述波浪形电阻丝分别均匀设置在所述加热炉体中轴线的两侧；每组所述波浪形电阻丝由垂直方向上的若干横排波浪电阻丝组成，上下两端的所述横排波浪电阻丝靠近所述加热炉体中轴线的一端连接外部控温系统、另一端分别与其上部或下部相邻的所述横排波浪电阻丝相连，其余所述横排波浪电阻丝两端分别对应与其上下相邻的所述横排波浪电阻丝的两端相连，每组所述波浪形电阻丝均为一个通路。

在去除多孔材料的有机物时，由于多孔材料具有许多微小的孔，温度不易到达孔内、导致多孔材料所有表面受热不均匀（如加热组件温度为300～400℃、但多孔内表面温度低于300～400℃），从而无法完全去除多孔材料内易分解的有机物、尤其是孔内表面的有机物；若提高温度（即超过300～400℃的工况），易导致多孔材料的结构发生变化、影响多孔材料的性能。本发明通过循环系统的双循环方式以及硅酸铝耐火纤维折叠块、密封装置的密封形成炉内对流系统，缩短气流路径、减小风阻，使其气流扩散合理，同时配合加热部件以及排气孔等的设置，确保多孔材料的受热均匀（无论是材料表面还是孔内表面），加速有机物的分解，同时保证多孔材料的有机物完全分解，从而避免多孔材料在高温工况下分解的有机物污染环境或危害人体健康。

作进一步优化，所述炉门升降机构通过电动葫芦、定滑轮实现所述炉门升降，并用气缸伸缩实现炉门与炉膛紧密密封。

作进一步优化，所述炉门关闭的行程终点设置限位开关、用于切断炉门开启时加热部件的电源。

作进一步优化，为了保证炉门封闭的密封性，所述炉门关闭的行程终点设置炉口密封块，用于炉门关闭时、整个炉膛的密封。

作进一步优化，所述排气孔通过管道连接外部吸收塔，所述吸收塔用于收集加热炉体内的水气以及有机物经高温后分解的气体。

作进一步优化，所述台车装置包括台车本体以及行走部分，所述台车本体由骨架、钢板焊接成车架，同时靠近所述加热炉体表面均匀砌筑所述硅酸铝耐火纤维折叠块；所述行走部分由两对车轮和减速电机组成。

作进一步优化，所述台车装置上设置耐热钢炉底板、用于放置多孔材料，所述耐热钢炉底板在垂直方向上为多层结构且所述耐热钢炉底板设置在两组相邻的所述横排波浪电阻丝之间。

作进一步优化，所述密封装置包括砂封刀和砂封槽，所述砂封倒设置在所述台车装置两侧，所述砂封槽对应所述砂封刀设置在所述加热炉体底部。

作进一步优化，所述波浪形电阻丝在垂直方向上由6～12排横排波浪电阻丝组成，且每排所述横排波浪电阻丝的波峰在同一水平线上、波谷在同一水平线上。

作进一步优化，所述控温系统包括热电偶、控温仪表和固态继电器，实现精准控温的目的。

本发明具有如下技术效果：

本发明提供一种多孔材料有机物的去除装置，该装置通过炉壳和硅酸铝耐火纤维折叠块形成稳定的密封框架结构，同时通过高温固化剂层增加纤维的强度和抗冲刷性能、防止其老化过度影响密封和耐高温性能；然后，通过循环系统、加热部件以及排气孔等设置，以双循环方式形成对流，通过台车装置以及耐热钢炉底板的设置，实现多孔材料的防置、移动，同时通过炉门、加热炉体等配合，实现整个装置的密封，减少热损失，保证热量能均匀的分散在多孔材料的各个表面，实现多孔材料的均匀受热，从而保证多孔材料的有机物快速、高效、充分的分解，避免在高温工况下使用多孔材料时出现有机物分解、污染环境或危害人体健康。

附图说明

图1为本发明实施例中多孔材料有机物去除装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中多孔材料有机物去除装置的侧视示意图。

其中，1、加热炉体；11、炉壳；12、炉衬；121、硅酸铝耐火纤维折叠块；2、炉门；21、炉门升降机构；22、炉口密封块；3、循环系统；31、风机；32、排气孔；4、台车装置；41、台车本体；42、行走部分；5、加热部件；51、波浪形电阻丝；511、横排波浪电阻丝。

具体实施方式

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。

如图1～2所示，一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：包括加热炉体1、炉门2、循环系统3、台车装置4以及加热部件5；加热炉体1包括炉壳11和炉衬12，炉壳11为由支柱、炉墙钢板及固定构件等各种型钢构成的钢结构、用于固定炉衬12并承受其重量以及承受砌体的热胀力和炉门等构件的重量，炉衬12为由硅酸铝耐火纤维折叠块121堆筑而成的炉膛、其均匀填充在炉壳11的内壁表面，硅酸铝耐火纤维折叠块121内表面均匀喷涂高温固化剂层；加热炉体1左侧设置用于密封炉体的炉门2，炉门2通过炉门升降机构21进行升降；炉门升降机构21通过电动葫芦、定滑轮实现炉门2升降，并用气缸伸缩实现炉门2与炉膛紧密密封。炉门2关闭的行程终点设置限位开关、用于切断炉门2开启时加热部件5的电源；炉门2关闭的行程终点设置炉口密封块22，用于炉门2关闭时、整个炉膛的密封。循环系统3包括两台风机31和一排排气孔32，两台风机31分别设置在加热炉体1炉顶的左右两侧且以加热炉体1的中轴线对称分布（如图1所示，为台车装置4行进方向的中轴线，以下热炉体1的中轴线均为台车装置4行进方向为平面视图），排气孔32均匀设置在加热炉体1的炉顶且位于两台风机31的中间位置，排气孔32通过电动蝶阀控制、用于排出加热炉体1内的水气以及有机物分解后的气体；排气孔32通过管道连接外部吸收塔，吸收塔用于收集加热炉体1内的水气以及有机物经高温后分解的气体。加热炉体1下部设有沿轨道移动的台车装置4，台车装置4包括台车本体41以及行走部分42，台车本体41由骨架、钢板焊接成车架，同时靠近加热炉体1表面均匀砌筑硅酸铝耐火纤维折叠块121；行走部分42由两对车轮和减速电机组成。台车装置4上设置耐热钢炉底板、用于放置多孔材料。台车装置4与加热炉体1间采用密封装置密封，密封装置包括砂封刀和砂封槽，砂封倒设置在台车装置4两侧，砂封槽对应砂封刀设置在加热炉体1底部。加热部件5固定设置于加热炉体1内、包括两组波浪形电阻丝51，两组波浪形电阻丝51分别均匀设置在加热炉体1中轴线的两侧；每组波浪形电阻丝51由垂直方向上的若干横排波浪电阻丝511组成，上下两端横排波浪电阻丝511靠近加热炉体1中轴线的一端连接外部控温系统、另一端分别与其上部或下部相邻的横排波浪电阻丝511相连，其余横排波浪电阻丝511两端分别对应与其上下相邻的横排波浪电阻丝511的两端相连，每组波浪形电阻丝51均为一个通路；耐热钢炉底板在垂直方向上为多层结构且耐热钢炉底板设置在两组相邻的横排波浪电阻丝511之间。波浪形电阻丝51在垂直方向上由6～12排横排波浪电阻丝511组成、优选8排（如图1所示），且每排横排波浪电阻丝511的波峰在同一水平线上、波谷在同一水平线上。控温系统包括热电偶、控温仪表和固态继电器，实现精准控温的目的。

工作原理：首先，在第一次接通电源以前，必须仔细检查设备的对地绝缘情况是否良好。再接通控制电源，检查各机械动作应正确、可靠，控温仪表，记录仪表显示应正确。待一切准备就绪后，在控温表上设置所须温度，再接通加热组件5。炉门2一经开启时，设备自动断加热组件5的电源，以确保操作人员的安全，同时应经常检查各电器间的联锁动作，以防失灵。台车装置4进出前密封系统必须为打开状态。电炉安装完毕，在开始使用之前必须对炉衬12进行烘烤，除去炉衬12中的水份，提高绝缘性能，并使砌缝灰浆烧结，增加炉衬12结构强度和避免升温过急损坏炉衬12。烘炉前，检查加热组件5对地（外壳）电阻值应≥2KΩ，若实测<2KΩ，说明炉衬12严重受潮，此时应先用干柴或杠碳等无烟燃料进行预烘（打开炉门）。待绝缘电阻达到2KΩ以上后，按升温温度室温～200℃、保温温度200℃，升温加保温12h，炉门状态打开；升温温度200～400℃、保温温度400℃，升温加保温8h，炉门状态关闭；升温温度400～600℃、保温温度600℃，升温加保温8h，炉门状态关闭；升温温度600～700℃、保温温度700℃，升温加保温8h，炉门状态关闭；然后开始进行多孔材料有机物的去除。首先，将多孔材料均匀放置在耐热钢炉底板，通过台车装置4将多孔材料运送进炉内，炉门2通过炉门升降机构21关闭、通过炉门密封块22密封；台车装置4进入炉内后，通过密封装置密封。然后启动加热组件5，一段时间后启动循环系统3，波浪形电阻丝51的波峰和波谷产生的温度进风机31循环吹入多孔材料的孔内壁、对多孔材料孔内壁进行烘烤、波浪形电阻丝51其余部分对多孔材料的外壁进行烘烤，从而保证多孔材料的受热均匀性；通过风机31与排气孔32形成的循环风道将多孔材料有机物分解后的产物排入吸收塔内，同时带走水分以及多孔外表面烘烤的部分温度，进一步确保多孔材料的受热均匀性，保证快速、高效、充分的分解有机物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：包括加热炉体（1）、炉门（2）、循环系统（3）、台车装置（4）以及加热部件（5）；所述加热炉体（1）包括炉壳（11）和炉衬（12），所述炉壳（11）为由支柱、炉墙钢板及固定构件等各种型钢构成的钢结构，所述炉衬（12）为由硅酸铝耐火纤维折叠块（121）堆筑而成的炉膛、其均匀填充在所述炉壳（11）的内壁表面，所述硅酸铝耐火纤维折叠块（121）内表面均匀喷涂高温固化剂层；所述加热炉体（1）左侧设置用于密封炉体的炉门（2），所述炉门（2）通过炉门升降机构（21）进行升降；所述循环系统（3）包括两台风机（31）和一排排气孔（32），两台所述风机（31）分别设置在所述加热炉体（1）炉顶的左右两侧且以所述加热炉体（1）的中轴线对称分布，所述排气孔（32）均匀设置在所述加热炉体（1）的炉顶且位于两台所述风机（31）的中间位置，所述排气孔 （32）通过电动蝶阀控制；所述加热炉体（1）下部设有沿轨道移动的台车装置（4），所述台车装置（4）与所述加热炉体（1）间采用密封装置密封；所述加热部件（5）固定设置于所述加热炉体（1）内、包括两组波浪形电阻丝（51），两组所述波浪形电阻丝（51）分别均匀设置在所述加热炉体（1）中轴线的两侧；每组所述波浪形电阻丝（51）由垂直方向上的若干横排波浪电阻丝（511）组成，上下两端的所述横排波浪电阻丝（511）靠近所述加热炉体（1）中轴线的一端连接外部控温系统、另一端分别与其上部或下部相邻的所述横排波浪电阻丝（511）相连，其余所述横排波浪电阻丝（511）两端分别对应与其上下相邻的所述横排波浪电阻丝（511）的两端相连，每组所述波浪形电阻丝（51）均为一个通路。

2.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述炉门升降机构（21）可通过电动葫芦、定滑轮实现所述炉门（2）升降，并用气缸伸缩实现炉门（2）与炉膛紧密密封。

3.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述炉门（2）关闭的行程终点可设置限位开关。

4.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述炉门（2）关闭的行程终点可设置炉口密封块（22）。

5.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述排气孔（32）通过管道连接外部吸收塔。

6.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述台车装置（4）包括台车本体（41）以及行走部分（42），所述台车本体（41）由骨架、钢板焊接成车架，同时靠近所述加热炉体（1）表面均匀砌筑所述硅酸铝耐火纤维折叠块（121）；所述行走部分（42）由两对车轮和减速电机组成。

7.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述台车装置（4）上设置耐热钢炉底板，所述耐热钢炉底板在垂直方向上为多层结构且所述耐热钢炉底板设置在两组相邻的所述横排波浪电阻丝（511）之间。

8.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述密封装置包括砂封刀和砂封槽，所述砂封倒设置在所述台车装置（4）两侧，所述砂封槽对应所述砂封刀设置在所述加热炉体（1）底部。

9.根据权利要求1所述的一种多孔材料有机物的去除装置，其特征在于：所述控温系统包括热电偶、控温仪表和固态继电器。

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