CN113201359A - 基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃烧器技术领域，具体涉及基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛及其工作方法。包括炉架、设于炉架中部的旋风进料装置、设于旋风进料装置上的第一耐高温加热管、设于旋风进料装置前方且紧贴炉架内壁的炉膛壁和设于炉膛壁之间的介质阻挡板；所述第一耐高温加热管固定在旋风进料装置中心；所述第一耐高温加热管为空心管，所述第一耐高温加热管内壁上固定有第一中频加热线圈。本发明具有节约制造成本和生产成本，可靠性强，有机物粉末处理量大，时间短且能够快速预热升温的特点。

Description

基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛及其工作方法

技术领域

本发明属于燃烧器技术领域，具体涉及基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛及其工作方法。

背景技术

目前对有机质热裂解，采用的技术一般为厌氧裂解技术。由于是自然热源加无氧裂解，因而需要大的堆积器与长时间的自然被动热积累，才能完成厌氧裂解有机质过程。但上述方式的缺点是采用静态热裂解，处理有机质重量少，时间长(一般厌氧静态热裂解时间为5-6小时)，且设备加工成本高。

针对上述问题，可利用高温等离子动态热力场技术来解决。但是，高温等离子动态热力场技术也存在问题。高温等离子加速器火焰体产生的高温高能等离子浆气体，只有在高温环境中，才能发挥动态裂解有机质功能。

因此，设计一种节约制造成本和生产成本，可靠性强，且能够快速预热升温的温度场炉膛，就显得十分必要。

例如，申请号为CN201220644295.2的中国实用新型专利所述的一种燃烧器蓄热装置，所述燃烧器蓄热装置进一步包括，助燃风及引风进口，助燃风及引风管道，天然气进口，蓄热体托板，蓄热体，观探火，天然气喷气装置，分气碗，外保温，燃烧头；其中，所述机壳与所述燃烧头通过安装法兰固定连接；所述观探火、天然气喷气装置及助燃风及引风管道通过第一法兰，第二法兰与所述机壳固定连接；天然气喷气装置位于机壳的中心；所述助燃风及引风进口和天然气进口均设置于所述燃烧器机壳的下端，两个蓄热体托板各上下托着蓄热体并将其固定在机壳上，风可穿过托板和蓄热体到达机壳的尾端。虽然燃烧器蓄热装置通过回收其它燃烧器排除的高温烟气流入蓄热体，将蓄热体加热，使被加热的介质加热到较高温度，进入炉膛，实现对炉内物料的加热，强化了加热炉内的炉气循环，均匀炉子的温度场，提高了加热质量，但是其缺点在于，升温速度较慢，难以构建可持续动态悬浮裂解有机质温度场，使用具有局限性。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，现有采用厌氧裂解技术对有机质热裂解，存在有机质重量少，时间长且设备加工成本高的问题，提供了一种节约制造成本和生产成本，可靠性强，处理量大，时间短且能够快速预热升温的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛及其工作方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，包括炉架、设于炉架中部的旋风进料装置、设于旋风进料装置上的第一耐高温加热管、设于旋风进料装置前方且紧贴炉架内壁的炉膛壁和设于炉膛壁之间的介质阻挡板；所述第一耐高温加热管固定在旋风进料装置中心；所述第一耐高温加热管为空心管，所述第一耐高温加热管内壁上固定有第一中频加热线圈。

作为优选，所述旋风进料装置上设有进料进气口；所述介质阻挡板与炉膛壁之间设有第一出料出气口。

作为优选，所述炉膛壁采用耐火材料，形状呈圆八字柱筒状；所述炉膛壁直径为100cm-5520cm，厚度为10cm-30cm，长度为10cm-1200cm。

作为优选，所述介质阻挡板包括耐高温板、设于耐高温板上的第二耐高温加热管和设于第二耐高温加热管内壁上的第二中频加热线圈；所述耐高温板插入并贯穿第二耐高温加热管；所述耐高温板插入与第二耐高温加热管相互垂直；所述第二耐高温加热管为空心管。

作为优选，所述第一耐高温加热管与第二耐高温加热管之间设有第二出料出气口。

作为优选，所述耐高温板采用可耐3000℃-4500℃的高温合金材料制成，直径为50cm-4552cm，厚度为10cm-100cm。

作为优选，所述第一耐高温加热管的空心部分为第二进料口。

本发明还提供了基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛的工作方法，包括以下步骤：

S1，打开中频电源，接通第一中频加热线圈和第二中频加热线圈，开始预热加温介质阻挡板，当观察到介质阻挡板发红时，介质阻挡温度场炉膛可达750℃-2500℃；

S2，当观察到介质阻挡板发红的同时，开通旋风进料装置，经进料进气口，风送进有机质粉末，在750℃-2500℃的温度场环境下，通过高温等离子高动能高密度流体能量的作用下，瞬间实现有氧裂解，裂解成单糖结构，并成烟雾状，最终从第一出料出气口排出。

作为优选，所述步骤S2还包括以下步骤：

开通旋风进料装置，当经第二进料口，风送进有机质粉末时，对有机质粉末进行初步裂解压，初步裂解压后产生的烟尘经第二出料出气口，进入介质阻挡温度场炉膛进行再一次裂解。

本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明采用中频电源，持续加热耐高温板与耐高温加热管，形成动态热力场技术，对有机质粉体在有氧态情况下，可以瞬间悬浮裂解成有机小分子烟气体；(2)本发明实现了有机质有氧动态可持续裂解，创造了旋风进料流水式动态可持续裂解工艺流程，从而能够大批量处理有机质粉末；(3)本发明能够实现200kg-4000kg/小时的植物秸秆处理量；(4)本发明具有节约制造成本和生产成本，可靠性强，有机物粉末处理量大，时间短且能够快速预热升温的特点。

附图说明

图1为本发明基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛的一种结构示意图。

图中：炉架1、旋风进料装置2、第一耐高温加热管3、炉膛壁4、第一中频加热线圈5、进料进气口6、第一出料出气口7、耐高温板8、第二耐高温加热管9、第二中频加热线圈10、第二出料出气口11、第二进料口12、温度场炉膛13。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

完成等离子制肥，依次需要经过上料工区、燃烧工区、水溶工区、低温等离子外涡旋混合工区、水溶涡旋混合处理工区和等离子零电磁场力处理工区的处理。而本发明基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛位于燃烧工区，是对燃烧工区做出的改进。

实施例1：

如图1所示的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，包括炉架1、设于炉架中部的旋风进料装置2、设于旋风进料装置上的第一耐高温加热管3、设于旋风进料装置前方且紧贴炉架内壁的炉膛壁4和设于炉膛壁之间的介质阻挡板；所述第一耐高温加热管固定在旋风进料装置中心；所述第一耐高温加热管为空心管，所述第一耐高温加热管内壁上固定有第一中频加热线圈5。

其中，所述介质阻挡板与旋风进料装置之间的距离为5cm-1000cm，介质阻挡温度场炉膛整体的内径为80cm-5000cm。加热线圈连接的中频电源输出频率为0Hz-20kHz，电压为20伏-200伏。

进一步的，所述旋风进料装置上设有进料进气口6；所述介质阻挡板与炉膛壁之间设有第一出料出气口7。所述进料进气口用于风送有机质粉末，例如植物秸杆粉末；所述第一出料出气口则用于使处理后的烟雾气体排放出来。

进一步的，所述炉膛壁采用耐火材料，形状呈圆八字柱筒状；所述炉膛壁直径为100cm-5520cm，厚度为10cm-30cm，长度为10cm-1200cm。。

进一步的，所述介质阻挡板包括耐高温板8、设于耐高温板上的第二耐高温加热管9和设于第二耐高温加热管内壁上的第二中频加热线圈10；所述耐高温板插入并贯穿第二耐高温加热管；所述耐高温板插入与第二耐高温加热管相互垂直；所述第二耐高温加热管为空心管。

其中，耐高温板与温度场直接相接触。耐高温加热管及中频加热线圈有在温度场炉膛13之外的低温区，也有在温度场炉膛之内的高温区。

进一步的，所述第一耐高温加热管与第二耐高温加热管之间设有第二出料出气口11。在耐高温加热管内部裂解的有机质粉末所产生的雾气，从第二出料出气口排出，并进入温度场炉膛进行再一次裂解。

进一步的，所述耐高温板采用可耐3000℃-4500℃的高温合金材料制成，直径为50cm-4552cm，厚度为10cm-100cm。

进一步的，所述第一耐高温加热管的空心部分为第二进料口12。所述第一耐高温加热管内部中空，中空部分与旋风进料装置连通，在风送有机质粉末时，可通过第二进料口送入第一耐高温加热管内部进行裂解，提高裂解效率。

基于实施例1，本发明还提供了基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛的工作方法，包括以下步骤：

S1，打开中频电源，接通第一中频加热线圈和第二中频加热线圈，开始预热加温介质阻挡板，当观察到介质阻挡板发红时，介质阻挡温度场炉膛可达750℃-2500℃；

其中，所述介质阻挡板的颜色状态，可通过裂解炉观察窗进行观察

S2，当观察到介质阻挡板发红的同时，开通旋风进料装置，经进料进气口，风送进有机质粉末，在750℃-2500℃的温度场环境下，通过高温等离子高动能高密度流体能量的作用下，瞬间实现有氧裂解，裂解成单糖结构，并成烟雾状，最终从第一出料出气口排出。

进一步的，所述步骤S2还包括以下步骤：

开通旋风进料装置，当经第二进料口，风送进有机质粉末时，对有机质粉末进行初步裂解压，初步裂解压后产生的烟尘经第二出料出气口，进入介质阻挡温度场炉膛进行再一次裂解。

其中，单糖结构为有机酸与氨基酸、酚类等。空气中的氮大部份变成可溶性的氧化氮类气体。上述有机无机气体是高质量的植物营养成份，并具有消菌灭虫功能。

本发明的介质阻挡温度场炉膛，能有效产生300℃-3000℃的温度场，在中频加热线圈通电加热耐高温加热管时，耐高温板被两端耐高温加热管加热，即能构建可持续动态悬浮裂解有机质温度场。

本发明采用通过中频电源持续对耐高温板与耐高温加热管加热，形成动态循环动能温度场的方式，来代替利用高温等离子加速器所释放的火焰体持续加温预热形成温度场的方式，节约了硬件成本。

本发明利用介质阻挡板的升温积累优势，可在短时间内对空间构建，具有热力裂解温升意义的动态循环动能温度场，对进入温度场的有机质粉体进行瞬间有氧裂解，将有机大分子裂解为有机小分子烟气体。

本发明采用中频电源，持续加热耐高温板与耐高温加热管，形成动态热力场技术，对有机质粉体在有氧态情况下，可以瞬间悬浮裂解成有机小分子烟气体；本发明实现了有机质有氧动态可持续裂解，创造了旋风进料流水式动态可持续裂解工艺流程，从而能够大批量处理有机质粉末；本发明能够实现200kg-4000kg/小时的植物秸秆处理量；本发明具有节约制造成本和生产成本，可靠性强，有机物粉末处理量大，时间短且能够快速预热升温的特点。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，包括炉架、设于炉架中部的旋风进料装置、设于旋风进料装置上的第一耐高温加热管、设于旋风进料装置前方且紧贴炉架内壁的炉膛壁和设于炉膛壁之间的介质阻挡板；所述第一耐高温加热管固定在旋风进料装置中心；所述第一耐高温加热管为空心管，所述第一耐高温加热管内壁上固定有第一中频加热线圈。

2.根据权利要求1所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，所述旋风进料装置上设有进料进气口；所述介质阻挡板与炉膛壁之间设有第一出料出气口。

3.根据权利要求1所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，所述炉膛壁采用耐火材料，形状呈圆八字柱筒状；所述炉膛壁直径为100cm-5520cm，厚度为10cm-30cm，长度为10cm-1200cm。

4.根据权利要求1所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，所述介质阻挡板包括耐高温板、设于耐高温板上的第二耐高温加热管和设于第二耐高温加热管内壁上的第二中频加热线圈；所述耐高温板插入并贯穿第二耐高温加热管；所述耐高温板插入与第二耐高温加热管相互垂直；所述第二耐高温加热管为空心管。

5.根据权利要求4所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，所述第一耐高温加热管与第二耐高温加热管之间设有第二出料出气口。

6.根据权利要求4所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，所述耐高温板采用可耐3000℃-4500℃的高温合金材料制成，直径为50cm-4552cm，厚度为10cm-100cm。

7.根据权利要求5所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛，其特征在于，所述第一耐高温加热管的空心部分为第二进料口。

8.基于权利要求7所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，打开中频电源，接通第一中频加热线圈和第二中频加热线圈，开始预热加温介质阻挡板，当观察到介质阻挡板发红时，介质阻挡温度场炉膛可达750℃-2500℃；

S2，当观察到介质阻挡板发红的同时，开通旋风进料装置，经进料进气口，风送进有机质粉末，在750℃-2500℃的温度场环境下，通过高温等离子高动能高密度流体能量的作用下，瞬间实现有氧裂解，裂解成单糖结构，并成烟雾状，最终从第一出料出气口排出。

9.基于权利要求8所述的基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛的工作方法，其特征在于，步骤S2还包括以下步骤：

开通旋风进料装置，当经第二进料口，风送进有机质粉末时，对有机质粉末进行初步裂解压，初步裂解压后产生的烟尘经第二出料出气口，进入介质阻挡温度场炉膛进行再一次裂解。

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