CN112503538A - 顶部喷气式废盐熔融炉 - Google Patents

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Abstract

本发明属于专门适用于焚烧废物的设备技术领域，公开了一种顶部喷气式废盐熔融炉，包括炉体，炉体的一端为进料端，另一端为出料端，炉体的进料端处设有进料口，炉体的出料端设有出液口和出渣口，炉体的顶部还设有若干点火器，还包括燃气管、氧气管和与炉体连通的废气管；还包括混合管，混合管贯穿炉体的顶部，且混合管与炉体内连通；燃气管和氧气管均贯穿混合管且与混合管连通，氧气管的内径大于燃气管的内径。本发明解决了现有技术为了确保整个炉体内的温度均保持在最佳焚烧温度，只能将焚烧温度提升100℃左右，导致废盐焚烧的能耗增加的问题。

Description

顶部喷气式废盐熔融炉
技术领域
本发明属于专门适用于焚烧废物的设备技术领域，具体涉及一种顶部喷气式废盐熔融炉。
背景技术
在化工企业或合成医药企业的工业生产中，会产生大量的含盐固废，简称废盐。这类废盐若直接排放会污染环境，而且会导致资源的浪费。现目前对于废盐的处理也有多种方式，但常用的方式为，利用熔融炉对废盐进行焚烧，通过高温焚烧可以有效破坏废盐中的有机组分，将有毒有害的有机组分经过高温焚烧氧化降解为CO2、H2O、NOx、SO2等废气，再对废气进行净化至达到排放标准后进行排放。
现目前的熔融炉通常包括炉体，炉体包括进料端和出料端，炉体的进料端上连通有燃气管和氧气管，炉体的进料端上还设有进料口，炉体的出料端上设有出液口和出渣口，炉体的顶部设有点火器。进行废盐处理时，将待处理的废盐通过进料口投放至炉体内，再通过燃气管向炉体内鼓入燃气，并通过氧气管鼓入氧气，再通过点火器进行点火，使得燃气在炉体内燃烧，从而完成对废盐的焚烧；焚烧后的废盐的熔液通过出液口排出，剩余的残渣通过出渣口排出。
在整个焚烧的过程中，通过侧壁进气，会使得进入炉体的氧气和燃气险冲击炉体侧壁，再在侧壁的反射下回流，使得氧气和燃气的的运动进程是呈U型的，这个过程中，会在初始部分，氧气含量最充足，因此燃气燃烧充分，炉体的进料端的温度高；随着燃气的流动，氧气含量逐渐降低，使得燃料不能充分燃烧，因此炉体内的温度降低，使得炉体内从进料端至出料端方向存在较大的温度差，在炉体靠近出料端处的焚烧效果差。为了确保整个炉体内的温度保持焚烧的最佳温度，只能将进料口端的焚烧温度提升100℃左右，从而使整个炉体的温度均保持最佳焚烧温度，这便导致整个废盐焚烧的能耗增加。
发明内容
本发明意在提供一种顶部喷气式废盐熔融炉，以解决现有技术为了确保整个炉体内的温度均保持在最佳焚烧温度，只能将焚烧温度提升100℃左右，导致废盐焚烧的能耗增加的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，顶部喷气式废盐熔融炉，包括炉体，炉体的一端为进料端，另一端为出料端，炉体的进料端处设有进料口，炉体的出料端设有出液口和出渣口，炉体的顶部还设有若干点火器，还包括燃气管、氧气管和与炉体连通的废气管；还包括混合管，混合管贯穿炉体的顶部，且混合管与炉体内连通；燃气管和氧气管均贯穿混合管且与混合管连通，氧气管的内径大于燃气管的内径。
本技术方案的技术原理：
氧气和燃气进入混合管后，在混合管内混合形成混合气体，再从炉体的顶部导入炉体内，由于氧气和燃气进入混合管后，会相互撞击，发生不规则的流动，因此混合气体是不规则运动的，与炉体的底面撞击后产生旋流，再进行流动，能够使得混合气体在没处均是含有氧气和燃气的，确保燃气的充分燃烧，避免燃气还未燃烧便导出的情况出现，减少能源的浪费。同时由于炉体内每个部分的燃气内均混合有氧气，能够使得燃气在每处均充分燃烧，炉体内的温度均匀度更高，减少温差，进而能降低因进料端和出料端温差较大而需要整体提升炉体内温度的情况出现，减少能耗。
本技术方案的有益效果：
1、通过燃气管和氧气管向混合管内导入燃气和氧气，能够使得燃气和氧气在混合管内充分混合后再进入炉体内，确保炉体内每个部分的燃气均混合有氧气，实现燃气的充分燃烧，进而降低燃气未燃烧便随废气管导出的量，减少能源的浪费；
2、由于燃气在各个部分均夹杂有氧气，因此能使得炉体内各个部分的温度相对均匀，降低温度差，因此能减少因炉体内温度差较大而需要将炉体整体温度提升而消耗的能源；
3、氧气和燃气在混合管内混合时，使得混合气体的运动是不规则的，再通过炉体的顶端导入后，能够在炉体内形成旋流，再向前传送，能使得混合气体较为均匀的分布在炉体内，进一步提升炉体内个部分的温度均匀度，提升对废盐的焚烧效果，降低能耗。
进一步，氧气管和燃气管均垂直贯穿混合管的侧壁，且氧气管和燃气管位于混合管的同一周线上。
有益效果：能够使得进入混合管内的燃气和氧气发生相对冲击，进而实现氧气和燃气均匀混合，并且发生不规则的流动，便于混合气体在炉体内扩散。
进一步，氧气管和燃气管之间的夹角为60-180°。
有益效果：对氧气管和燃气管之间形成的夹角进行设置，能够确保氧气和燃气的混合均匀度高。
进一步，氧气管的内径为燃气管的内径的2-3倍。
有益效果：通过对氧气管和燃气管的内径进行配置，能够实现燃气的充分燃烧，降低出现燃气未燃烧便排出的情况发生的概率，进而降低能耗。
进一步，氧气管包括朝靠近混合管方向依次连通的进气段、预热段和出气段，出气段的两端分别与预热段和混合管连通；预热段包括管体和位于管体内的导热芯管，管体的侧壁上设有导热通道，导热通道上连通有导气管，导热芯管的一端与废气管连通，导热芯管的另一端与导热通道连通。
有益效果：氧气通过进气段进入预热段内进行预热，再通过出气段进入混合管内，由于氧气在预热段进行预热，因此具有一定的温度，能使得进入炉体的混合气体的温度较高，降低混合气体刚进入炉体时，使得炉体内发生热量损失的情况出现。
由于炉体在对废盐进行焚烧时，温度保持在700-900℃左右，因此产生的废气温度非常高，废气通过废气管导入导热芯管内，再导入管体的导热通道内，能够使得整个预热段内均保持较高的温度；而氧气通过进气段进入管体与导热芯管之间形成的通道内，能够利用废气进行加热后，再进入混合管内。因此进入混合管内的氧气保持较高的温度，再与燃气混合，使得混合气体保持较高的温度，再进入炉体内，能减少炉体发生热量损失。
而且氧气在加热后会使得分子运动速度变快，因此氧气在出气段内保持较高的压强，能提升氧气进入混合管的流速，从而提升冲击燃气的效果，提升氧气与燃气的混合效果。
进一步，导热芯管上设有导热翅片，导热翅片内设有与导热芯管连通的流道。
有益效果：导热翅片能够进行导热，进而提高导热的效果，提升对氧气的加热效果。废气通过导热芯管进入导热翅片上的流道内，完成对导热翅片的升温，进而提升对氧气的加热效果。
进一步，管体远离出气段的一端还固定有箱体，导热芯管贯穿箱体且与箱体转动连接，导热芯管位于箱体内的一端上设有转动叶片，废气管贯穿箱体侧壁与箱体连通，废气管的出气端正对转动叶片；管体与出气段连通的一端上还固定有安装块，安装块内设有空腔和将空腔与导热通道连通的通孔，导热芯管转动连接在安装块上，且导热芯管与空腔连通。
有益效果：废气先通过废气管进入箱体内，冲击转动叶片，从而使得导热芯管带动导热翅片发生转动，使得氧气在管体被搅动，提升氧气与导热芯管、导热翅片和管体内壁的接触效果，提升升温的均匀度，使得氧气的升温效果更佳。
进一步，导热通道呈螺旋状设置。
有益效果：将导热通道设置为螺旋状，相比沿着轴向直接设置导热通道，能够使得废气的流动路径更长，进而能进一步提升对氧气的加热效果。
进一步，流道呈S型连续排布。
有益效果：将流道设置为S型，能够使得废气在导热翅片内的流动路径长，进而能保持散热翅片的温度持续处于较高的状态，提升对氧气的升温效果。
附图说明
图1为本发明顶部喷气式废盐熔融炉的纵向剖视图；
图2为本发明顶部喷气式废盐熔融炉的左视图；
图3为本发明中氧气管的纵向剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：炉体1、进料口11、进料斗111、出液口12、出渣口13、废气管2、混合管3、燃气管4、氧气管5、进气段51、预热段52、管体521、导热通道5211、导气管5212、箱体5213、导热芯管522、出气段53、转动叶片6、导热翅片7、流道71、安装块8、空腔81、通孔82、点火器9。
实施例1：
顶部喷气式废盐熔融炉，基本如附图1所示，包括炉体1，炉体1的左端为进料端，炉体1的右端为出料端。炉体1的四周和底面是通过耐火砖搭建而成的，能够在对炉体1废盐进行焚烧时，起到耐火、耐高温的作用；炉体1的顶部设有顶盖，能够减少炉体1内的热量散失。顶盖上沿长度方向(即从左至右)设置有多个点火器9，点火器9的点火端位于炉体1内。点火器9的数量根据实际需求进行设置，本实施例中，点火器9设置有5个，且均匀分布在顶盖上。
炉体1左端的前后侧壁上均设有进料口11，进料口11上设有进料斗111，能够向炉体1内导入废盐。炉体1的右端面上设有出液口12，出液口12的高度根据实际的需求进行设置，本实施例中出液口12位于炉体1距底面2/5高度处；炉体1底面的右端设有出渣口13。炉体1的顶盖左端设有进气口，进气口上连通有混合管3；炉体1的顶盖的右端设有废气管2，废气管2贯穿顶盖与炉体1内部连通。
混合管3的左端封闭，结合图2所示，还包括燃气管4和氧气管5，燃气管4和氧气管5均垂直贯穿混合管3并与混合管3连通，且氧气管5位于混合管3的顶部，燃气管4位于混合管3的左侧，燃气管4和氧气管5位于混合管3的同一周线上。燃气管4和氧气管5之间的夹角为60-180°，本实施例中燃气管4和氧气管5之间的夹角为90°。氧气管5的内径为燃气管4的内径的2-3倍，本实施例中氧气管5的内径为燃气管4内径的2.5倍。
氧气管5包括依次连通的进气段51、预热段52和出气段53，出气段53的底端与混合管3连通。结合图3所示，预热段52包括管体521和同轴设置在管体521内的导热芯管522，管体521和导热芯管522之间形成供氧气流动的通道，进气段51贯穿管体521右侧的顶部，且进气段51与管体521内部连通。管体521的顶端固定有箱体5213，导热芯管522贯穿箱体5213底部并延伸至箱体5213内，导热芯管522与箱体5213转动连接；导热芯管522位于箱体5213内的一端上设有多块转动叶片6，本实施例中设置有3块转动叶片6。废气管2的出气端贯穿箱体5213的右侧壁，且废气管2与箱体5213连通，废气管2的出气端正对转动叶片6。
导热芯管522位于管体521内的部分上设置有多块导热翅片7，本实施例中设置有3块导热翅片7，导热翅片7内设有流道71，流道71呈S型连续设置，流道71的两端均与导热芯管522连通。管体521的底端还固定有安装块8，安装块8内设有空腔81，导热芯管522转动连接在安装块8上，且导热芯管522与空腔81连通。
管体521的侧壁上设有导热通道5211，导热通道5211呈螺旋状布置在管体521侧壁上，导热通道5211的顶端连通有导气管5212。安装块8上设有两端分别与导热通道5211底端和空腔81连通的通孔82。
具体实施过程如下：
进行废盐焚烧时，将废盐分别通过两个进料斗111和进料口11导入炉体1内。同时通过燃气管4和氧气管5分别向混合管3内导入燃气和氧气，燃气和氧气进入混合管3内后发生相对冲击，从而完成充分的混合形成混合气体，并且使得混合气体具有不规则的运动轨迹。混合气体随着混合管3从炉体1的顶部导入炉体1内，并在炉体1内流动。再启动点火器9，通过点火器9将燃气点燃，从而对废盐进行焚烧。由于燃气和氧气充分混合后再进入炉体1内，能够使得炉体1内每个部分的燃气内均夹杂有氧气，使得燃气充分燃烧，进而完成提升炉体1内各个部分的焚烧温度。
随着对废盐的焚烧，会形成上部的溶液、底部的废渣以及废气，溶液会沿着炉体1流动，并通过出液口12导出，废渣定时从出渣口13导出，废气从废气管2导出。
由于废盐焚烧时，炉体1内的温度在700-900℃，因此产生的废气温度较高，废气通过废气管2导入箱体5213内，并冲击转动叶片6，使得转动叶片6带动导热芯管522转动。随着废气在箱体5213内堆积，废气进入导热芯管522内，并沿着导热芯管522流动。废气进入导热芯管522后，会进入与之连通的流道71内，并沿着流道71流动，对导热翅片7进行加热，再进入空腔81内，通过空腔81和通孔82进入管体521侧壁的导热通道5211内，再从导气管5212排出，进入废气净化室内进行净化后排放。
在此过程中，废气能够对导热芯管522、导热翅片7、管体521侧壁进行加热，因此在氧气通过进气段51导入管体521内时，能够对氧气进行加热。同时，导热芯管522转动时，能够带动导热翅片7转动，搅动管体521内的氧气，使得氧气充分、均匀的受热、升温。
氧气在升温后，根据热胀冷缩的原理，会使得出气段53的压强增大，进而能增加氧气进入混合管3内的流速，使得氧气和燃气更加均匀的混合。而且混合后形成的混合气体具有较高的温度，能减少混合气体进入炉体1时，导致的炉体1内热量的流失。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.顶部喷气式废盐熔融炉，包括炉体，炉体的一端为进料端，另一端为出料端，炉体的进料端处设有进料口，炉体的出料端设有出液口和出渣口，炉体的顶部还设有若干点火器，还包括燃气管、氧气管和与炉体连通的废气管；其特征在于：还包括混合管，混合管贯穿炉体的顶部，且混合管与炉体内连通；燃气管和氧气管均贯穿混合管且与混合管连通，氧气管的内径大于燃气管的内径。
2.根据权利要求1所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：氧气管和燃气管均垂直贯穿混合管的侧壁，且氧气管和燃气管位于混合管的同一周线上。
3.根据权利要求2所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：氧气管和燃气管之间的夹角为60-180°。
4.根据权利要求3所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：氧气管的内径为燃气管的内径的2-3倍。
5.根据权利要求4所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：氧气管包括朝靠近混合管方向依次连通的进气段、预热段和出气段，出气段的两端分别与预热段和混合管连通；预热段包括管体和位于管体内的导热芯管，管体的侧壁上设有导热通道，导热通道上连通有导气管，导热芯管的一端与废气管连通，导热芯管的另一端与导热通道连通。
6.根据权利要求5所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：导热芯管上设有导热翅片，导热翅片内设有与导热芯管连通的流道。
7.根据权利要求6所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：管体远离出气段的一端还固定有箱体，导热芯管贯穿箱体且与箱体转动连接，导热芯管位于箱体内的一端上设有转动叶片，废气管贯穿箱体侧壁与箱体连通，废气管的出气端正对转动叶片；管体与出气段连通的一端上还固定有安装块，安装块内设有空腔和将空腔与导热通道连通的通孔，导热芯管转动连接在安装块上，且导热芯管与空腔连通。
8.根据权利要求7所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：导热通道呈螺旋状设置。
9.根据权利要求8所述的顶部喷气式废盐熔融炉，其特征在于：流道呈S型连续排布。
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