CN117906385B - 一种窑炉节能装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钠电池窑炉的技术领域，提供一种窑炉节能装置，包括：热回收炉、换热板组、气体运输管组、驱动组件，热回收炉上设置有进气口和出气口；换热板组在热回收炉内间隔设置有多组，换热板组包括多个换热板，换热板内设置有换热通道，且换热板转动设置于热回收炉内；气体运输管组包括进气管和出气管，换热通道一端连通有进气管，换热通道另一端连通有出气管，进气管远离换热通道一端穿出热回收炉，出气管远离换热通道的一端穿出热回收炉；驱动组件设置有多组，且驱动组件与换热板组一一对应设置，驱动组件用于驱动换热板转动。本申请能够减少钠电池窑炉运行时造成的能源浪费。

Description

一种窑炉节能装置

技术领域

本申请涉及钠电池窑炉的技术领域，尤其是涉及一种窑炉节能装置。

背景技术

钠电池窑炉是一种工业设备，主要用于制造钠电池。该设备通常采用高温加热技术，能够将钠电池的材料在高温下进行烧结和合成处理，从而制造出高性能的钠电池。钠电池窑炉通常由炉体、加热系统、气氛控制系统、冷却系统等部分组成。其中，炉体是整个窑炉的主体结构，需要承受高温和压力的作用；加热系统是提供高温热源的关键部件，通常采用电热元件或燃气加热方式；气氛控制系统用于控制烧结和合成过程中的气氛组成，气氛控制系统向钠电池窑炉通入的气氛通常为惰性气体，如氩气或氮气，以隔绝材料与氧气的接触，从而保护材料不被氧化；冷却系统则用于在烧结和合成结束后对产品进行快速冷却，以防止材料过热而发生性能下降。

钠电池窑炉在运行时会排出高温尾气，高温尾气排出后会对周围环境温度造成影响；且高温尾气排出时伴随有大量的热量流失，造成了能源浪费。

发明内容

为了减少钠电池窑炉运行时造成的能源浪费，本申请提供一种窑炉节能装置。

本申请提供一种窑炉节能装置，采用如下的技术方案：

一种窑炉节能装置，包括：

热回收炉，所述热回收炉上设置有进气口和出气口；

换热板组，所述换热板组在所述热回收炉内间隔设置有多组，所述换热板组包括多个换热板，所述换热板内设置有换热通道，且所述换热板转动设置于所述热回收炉内；

气体运输管组，所述气体运输管组包括进气管和出气管，所述换热通道一端连通有进气管，所述换热通道另一端连通有所述出气管，所述进气管远离所述换热通道一端穿出所述热回收炉，所述出气管远离所述换热通道的一端穿出所述热回收炉；

驱动组件，所述驱动组件设置有多组，且所述驱动组件与所述换热板组一一对应设置，所述驱动组件用于驱动所述换热板转动。

通过采用上述技术方案，钠电池窑炉在运行时，将钠电池窑炉所排出的高温尾气导入热回收炉的进气口处，将常温惰性气体沿进气管排入换热通道内，常温惰性气体在换热通道内与热回收炉中的高温尾气进行换热，常温惰性气体经过换热通道后升温为高温惰性气体从出气管排出；可将得到的高温惰性气体通入钠电池窑炉内，以隔绝材料与氧气的接触，确保钠电池窑炉反应的正常进行。通过利用排出的高温尾气所携带的热量对需要通入钠电池窑炉内的常温惰性气体进行加热，既均衡了钠电池窑炉内部温度，又减少了惰性气体升温所需要消耗的能量，实现了能源的回收利用，达到节能减排的效果。另外，换热板组内的换热板通过驱动组件的驱动能够在热回收炉内发生转动，以改变进入热回收炉后高温尾气的流向，调节高温尾气在热回收炉内的换热时间。

可选的，相邻所述换热板组错位设置，所述换热板组包括两个换热板，所述驱动组件用于驱动同一所述换热板组内的两个所述换热板同向转动。

通过采用上述技术方案，驱动组件驱动位于同一换热板组内的两个换热板进行同向转动，当位于同一换热板组内的两个换热板转动至与进气口处高温尾气的流向平行时，换热板对高温尾气流动所造成的阻力最小，使得高温尾气在热回收炉内的换热时间最短；当驱动组件驱动换热板转动，使得位于同一换热板组内两个换热板转动至倾斜状态时，换热板对高温尾气流动所造成的阻力增大，使得高温尾气在热回收炉内的换热时间延长；当驱动组件驱动换热板转动，使得位于同一换热板组内两个换热板之间的距离最小时，换热板对高温尾气流动所造成的阻力最大，高温尾气在热回收炉内的换热时间最长。操作人员可根据惰性气体的具体吸热量转动换热板，使得换热板转动至不同状态，以满足不同升温需求。

可选的，所述驱动组件包括第一驱动源、驱动带轮、传动环带，位于同一所述换热板组内的两根出气管或两个出气管上均固定设置有传动环带；

位于同一所述驱动组件内的两个驱动带轮外套设有所述传动环带，所述第一驱动源用于驱动所述驱动带轮转动。

通过采用上述技术方案，在一组换热板组内，两根进气管或两根出气管上均固定设置有驱动带轮，第一驱动源驱动传动环带转动时，即可带动两个驱动带轮同时转动，从而驱动一组换热板组内的两个换热板同时转动。

可选的，所述换热板组包括两个换热板，所述驱动组件用于驱动同一所述换热板组内的两个所述换热板反向转动。

通过采用上述技术方案，驱动组件驱动位于同一换热板组内的两个换热板进行反向转动，令两个换热板之间的距离最短时，换热板对高温尾气流动所造成的阻力最大，高温尾气在热回收炉内的换热时间最长；随后，驱动组件继续驱动位于同一换热板组内的两个换热板进行反向转动，使得两个换热板之间的间距逐渐增大，换热板对高温尾气流动所造成的阻力逐渐减小，进而高温尾气在热回收炉内的换热时间逐渐缩短。操作人员可根据惰性气体的具体吸热量转动换热板，使得换热板转动至不同状态，以满足不同升温需求。

可选的，所述驱动组件包括第二驱动源、相互啮合的两个驱动齿轮，所述驱动齿轮固定设置于所述进气管或出气管上；位于同一驱动组件内的两个驱动齿轮相互啮合，所述第二驱动源用于驱动所述驱动齿轮转动。

通过采用上述技术方案，在一组换热板组内，两根进气管或两根出气管上均固定设置有驱动带轮，第二驱动源驱动驱动齿轮转动时，可带动另一个驱动齿轮同时转动，从而驱动一组换热板组内的两个换热板进行反向转动。

可选的，所述气体运输管组还包括进气总管、排气总管、进气支管和排气支管，且所述进气支管和所述排气支管均设置有多根；

设置于同一所述换热板组内的两根所述进气管连通于同一所述进气支管上，并与所述进气支管转动连接；

设置于同一所述换热板组内的两根所述出气管连通于同一所述排气支管上，并与所述排气支管转动连接；

各所述进气支管均与所述进气总管相连通，各所述排气支管均与所述排气总管相连通。

通过采用上述技术方案，将常温惰性气体通入进气总管后，常温惰性气体沿各个进气支管流向各个进气管后进入换热板的换热通道内，与位于热回收炉内的高温尾气进行换热；升温后的高温惰性气体沿出气管排出后进入排气支管内，排气总管将各个排气支管内的高温惰性气体汇集后排出。

可选的，在沿所述进气口尾气流动方向上间隔设置的多个所述换热板内，所述换热板的进气管与一个相邻所述换热板的进气管相连通，所述换热板的出气管与另一个相邻所述换热板的出气管相连通。

通过采用上述技术方案，换热板的进气管与一个相邻换热板的进气管连通，换热板的出气管与另一个相邻换热板的出气管连通，使得沿所述进气口尾气流动方向上间隔设置的多个换热板依次收尾连通；当常温惰性气体进行换热时，能够依次流经多个换热板内的换热通道，以延长常温惰性气体在热回收炉内的换热时间。

可选的，所述进气总管外套设有预热筒，所述预热筒与所述出气口相连通。

通过采用上述技术方案，当出气口所排出的尾气温度未降低至预设温度时，可将排出的尾气通入预热筒内，对进气总管内的常温惰性气体进行预热，直至尾气的温度降低至预设温度后再进行排放处理，进一步减少排出尾气对周围环境温度造成的影响。

可选的，所述预热筒下方连通有积液槽体，且所述积液槽体一端开设有排液口，所述排液口能够开启或关闭。

通过采用上述技术方案，由于排出的尾气中包含水蒸气，在尾气降温后，尾气内的水蒸气冷凝为液态水，水被收集至积液槽后，可通过排液口向外排出。

可选的，所述换热通道呈蛇形设置。

通过采用上述技术方案，换热通道呈蛇形设置，以延长换热通道的长度，进而延长常温惰性气体在热回收炉内的换热时间。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.本申请通过将钠电池窑炉所排出的高温尾气导入热回收炉的进气口处，将常温惰性气体沿进气管排入换热通道内，常温惰性气体在换热通道内与热回收炉中的高温尾气进行换热，将升温后的惰性气体通入钠电池窑炉内，以隔绝材料与氧气的接触，确保钠电池窑炉反应的正常进行，即均衡了钠电池窑炉内部温度，又减少了惰性气体升温所需要消耗的能量，实现了能源的回收利用，达到节能减排的效果；

2.本申请中，换热板组内的换热板在驱动组件的驱动下能够在热回收炉内发生转动，换热板转动后可改变进入热回收炉后高温尾气的流向，调节高温尾气在热回收炉内的换热时间，满足不同换热需要；

3.本申请的进气总管外套设有预热筒，且预热筒与出气口相连通，当出气口所排出的尾气温度未降低至预设温度时，可将排出的尾气通入预热筒内，对进气总管内的常温惰性气体进行预热，直至尾气的温度降低至预设温度后再进行排放处理，进一步减少排出尾气对周围环境温度造成的影响。

附图说明

图1是本申请实施例1一种窑炉节能装置的整体结构示意图；

图2是本申请实施例1一种窑炉节能装置的剖视结构示意图；

图3是本申请实施例2一种窑炉节能装置的剖视结构示意图；

图4是本申请实施例2一种窑炉节能装置的整体结构示意图；

图5是本申请实施例2一种窑炉节能装置另一视角的整体结构示意图；

图6是本申请实施例2的局部放大结构示意图；

图7是本申请实施例3一种窑炉节能装置的整体结构示意图；

图8是本申请实施例3一种窑炉节能装置的剖视结构示意图；

附图标记说明：1、热回收炉；11、进气口；12、出气口；2、换热板；21、换热通道；3、气体运输管组；31、进气管；32、出气管；33、进气总管；331、进气支管；34、排气总管；341、排气支管；35、第一连通管；36、第二连通管；4、驱动组件；41、第一驱动源；42、驱动带轮；43、传动环带；44、第二驱动源；45、驱动齿轮；46、传动带轮；47、传动齿轮；5、预热筒；51、积液槽体；511、排液口；52、回热管；6、换热管道；61、换热入口；62、换热排口；7、加固网板；8、支撑架；9、启闭阀。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例1提供一种窑炉节能装置。

参考图1，一种窑炉节能装置包括热回收炉1和设置于热回收炉1上的换热件，热回收炉1两端分别开设有进气口11和出气口12，在本实施例中，换热件具体设置为换热管道6。换热管道6的一端设置为换热入口61，另一端设置为换热排口62；换热入口61和换热排口62位于热回收炉1同侧，且换热入口61靠近出气口12设置。换热管道6的管段呈蛇形穿设于热回收炉1上，换热管道6部分位于热回收炉1内，部分位于热回收炉1外。换热管道6与热回收炉1侧壁相接触的管段焊接固定于热回收炉1侧壁上。参考图2，换热管道6位于热回收炉1内的管段两侧设置有加固网板7，加固网板7的两端固定连接于热回收炉1内侧壁上，以提高换热管道6与热回收炉1之间的连接强度。

本申请实施例一种窑炉节能装置的实施原理为：使用时，将钠电池窑炉的尾气通过进气口11通入热回收炉1内，将常温惰性气体通过换热入口61通入换热管道6内，进入换热管道6内的惰性气体与进入热回收炉1内的高温尾气进行换热，惰性气体的温度上升后，沿换热排口62排出。

在钠电池窑炉中，所通入气氛的温度通常需要与钠电池窑炉内温度保持一致或略高于钠电池窑炉内温度，以避免气氛对钠电池窑炉内侧壁和烧结材料产生负面影响；因此通常需要将常温的气氛加热至合适温度后再通入钠电池窑炉内进行使用。因此，将换热排口62排出的高温惰性气体通入电池窑炉内。窑炉节能装置既均衡了钠电池窑炉内部温度，又减少了惰性气体升温所需要消耗的能量，实现了能源的回收利用，达到节能减排的效果。

实施例2

本申请实施例2提供一种窑炉节能装置。

参考图3，一种窑炉节能装置包括热回收炉1和设置于热回收炉1上的换热件，热回收炉1两端分别开设有进气口11和出气口12，在本实施例中，换热件具体为设置于热回收炉1内的换热板组。换热板组内包括多个换热板2，且换热板组沿热回收炉1长度方向间隔设置有多组，相邻的两组换热板组错位设置。在本实施例中，换热板组具体设置有三组，且每组换热板组内设置有两个换热板2。

参考图3，热回收炉1设置有换热板组的炉段具体设置为中空矩形体状，换热板2具体设置为矩形板状。换热板2转动设置于热回收炉1内，位于同一换热板组内的两个换热板2的转动轴线共线设置，且一个换热板2转动时能够与热回收炉1的内侧壁相抵。换热板2内一体成型有换热通道21，换热通道21呈蛇形设置。

参考图4，换热通道21的两端分别连通有进气管31和出气管32，进气管31和出气管32分别焊接固定于换热板2的两端。进气管31远离换热板2的一端穿出热回收炉1，出气管32远离换热板2的一端也穿出热回收炉1。

参考图5，热回收炉1外侧壁上设置有驱动组件4，驱动组件4设置有三组，且驱动组件4与换热板组一一对应设置。驱动组件4包括第一驱动源41、驱动带轮42和传动环带43，各换热板2所连接的进气管31或出气管32外套设并固定有驱动带轮42。在本实施例中，驱动带轮42固定于进气管31上。位于同一换热板组内的两个驱动带轮42外套设有传动环带43，第一驱动源41设置为第一电机，第一电机固定于热回收炉1上。第一电机的输出轴同轴固定有传动带轮46，靠近第一电机设置的进气管31上固定有两个驱动带轮42，传动带轮46和一个驱动带轮42外也套设有传动环带43。在一组换热板组内，启动第一电机，即可驱动位于同一换热板组内的两个换热板2进行同向转动。

参考图3，当两个换热板2在转动至与进气口11处尾气流动方向平行的状态时，换热板2对尾气流动造成的阻碍最小；此时，尾气在热回收炉1内的流动时间最短、换热总量最低。当两个换热板2转动至倾斜状态时，换热板2阻碍进气口11处尾气朝出气口12处流动，使得废气进入热回收炉1后的流动方向发生改变，提高了尾气在热回收炉1内的换热总量。当两个换热板2转动至共线状态时，一个换热板2的侧端与另一个换热板2的侧端相抵接；其中，一个换热板2远离另一换热板2的侧端与热回收炉1的内侧壁相抵。当各个换热板组内的两个换热板2均转动至共线状态时，换热板2与热回收炉1之间形成供尾气流通的缓流通道，此时尾气在热回收炉1内的换热时间最长，尾气在热回收炉1内的换热总量最大。操作人员可根据换热通道21内惰性气体所需的吸热量，通过驱动组件4调节各换热板组内的换热板2转动至不同状态，以满足惰性气体不同的换热需求。

参考图4和图5，热回收炉1外设置有气体运输管组3，气体运输管组3还包括进气支管331、排气支管341、进气总管33和排气总管34；每组换热板组内均设置有一根进气支管331和一根排气支管341，设置于同组换热板组内的两根进气管31均一端穿设于进气支管331内并与进气支管331侧壁转动连接，设置于同组换热板组内的两根出气管32均一端穿设于排气支管341内并与排气支管341侧壁转动连接。换热炉外侧壁上固定有多个支撑架8，进气支管331和排气支管341均固定于支撑架8上。进气总管33和排气总管34均设置有一根，各个进气支管331均与进气总管33相连通，各个排气支管341均与排气总管34相连通。将常温惰性气体通入进气总管33后，常温惰性气体沿各个进气支管331流向各个进气管31后进入换热板2的换热通道21内；换热后得到的高温惰性气体沿出气管32排出后进入排气支管341内，排气总管34将各个排气支管341内的高温惰性气体汇集后排出。

参考图6，在进气总管33外套设有预热筒5，预热筒5外侧壁固定于热回收炉1外；预热筒5的两端均设置有开口，预热筒5一端连通有回热管52。回热管52一端与出气口12相连通，以间接实现预热筒5与出气口12之间的连通。使得沿出气口12排出的尾气能够沿回热管52流动至预热筒5，再从预热筒5排出。预热筒5底部连通有积液槽体51，积液槽体51一端开设有排液口511，排液口511处通过安装有启闭阀9，通过控制启闭件，即可控制排液口511的开启或关闭。

参考图6，若出气口12所排出的尾气温度未降低至预设温度，可将排出的尾气通过回热管52通入预热筒5内，对进气总管33内的常温惰性气体进行预热，进一步降低尾气温度，进而减少排出尾气对周围环境温度造成的影响。尾气内的水蒸气在预热筒5内冷凝为液态水，水被收集至积液槽体51后，可通过排液口511向外排出。

本申请实施例一种窑炉节能装置的实施原理为：依次启动三个第一电机，驱动每组换热板组内的换热板2同向转动，根据惰性气体的吸热量调节各换热板组内的换热板2转动至合适状态。将钠电池窑炉的尾气通过进气口11通入热回收炉1内，向进气总管33内通入常温惰性气体；惰性气体沿进气总管33流向各个进气支管331内，沿进气支管331进入各个换热板2的换热通道21中，与进入热回收炉1内的高温尾气进行换热。惰性气体的温度上升后沿出气管32排出，随后进入排气支管341内。将排气总管34一端连通至钠电池窑炉内，排气总管34将各个排气支管341内的高温惰性气体汇集后排向钠电池窑炉，向钠电池窑炉内补充惰性气体。

实施例3

本申请实施例3提供一种窑炉节能装置。

参考图7，本申请实施例3与实施例2的区别之处在于：本申请中换热板组未发生错位。且本申请中的驱动组件4包括第二驱动源44和驱动齿轮45，设置于同一换热板组内的两根进气管31外均套设并固定设置有驱动齿轮45，两个驱动齿轮45相互啮合。在本实施例中，第二驱动源44具体设置为第二电机；第二电机固定于热回收炉1外侧壁上，第二电机的输出轴上同轴固定有传动齿轮47，传动齿轮47与一个驱动齿轮45相啮合。启动第二电机，即可驱动设置于同一换热板组内的两根进气管31反向转动，进而驱动同一换热板组内的两个换热板2反向转动。

参考图8，驱动组件4驱动位于同一换热板组内的两个换热板2进行转动，使得两个换热板2之间的距离最短时，换热板2对高温尾气流动所造成的阻力最大，高温尾气在热回收炉1内的换热时间最长、换热总量最大。在本实施例中，两个换热板2转动至共线状态时，两个换热板2之间的距离最短；且两个换热板2转动至共线状态后，两个换热板2相对的侧端相互抵接，两个换热板2相背离的侧端均与热回收炉1内侧壁相抵。当驱动组件4继续驱动位于同一换热板组内的两个换热板2进行反向转动时，两个换热板2之间的间距逐渐增大，换热板2对高温尾气流动所造成的阻力逐渐减小，进而高温尾气在热回收炉1内的换热时间逐渐缩短、换热总量逐渐减少。操作人员可根据换热通道21内惰性气体所需的吸热量，通过驱动组件4调节各换热板组内的换热板2转动至不同状态，满足惰性气体不同的换热需求。

参考图7和图8，本申请中未设置进气总管33、进气支管331、排气总管34和排气支管341，气体运输组件包括第一连通管35和第二连通管36。在沿进气口11尾气流动方向上间隔设置的三个换热板2内，中间换热板2上的进气管31与一侧换热板2的进气管31穿设于同一根第一连通管35上，且与第一连通管35转动连接；中间换热板2上的出气管32与另一侧换热板2的出气管32穿设于同一根第二连通管36上，且与第二连通管36转动连接。沿进气口11尾气流动方向上间隔设置的三个换热板2通过第一连通管35和第二连通管36实现相互连通。

参考图7和图8，当常温惰性气体进行换热时，将惰性气体通入一个换热板2上的进气管31内，惰性气体能够依次流经三个换热板2内的换热通道21再排出。延长了常温惰性气体在热回收炉1内的换热时间，对惰性气体进行充分加热。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种窑炉节能装置，其特征在于，包括：

热回收炉（1），所述热回收炉（1）上设置有进气口（11）和出气口（12）；

换热板组，所述换热板组在所述热回收炉（1）内间隔设置有多组，相邻所述换热板组错位设置，所述换热板组包括多个换热板（2），所述换热板（2）内设置有换热通道（21），且所述换热板（2）转动设置于所述热回收炉（1）内；

气体运输管组（3），所述气体运输管组（3）包括进气管（31）和出气管（32），所述换热通道（21）一端连通有进气管（31），所述换热通道（21）另一端连通有所述出气管（32），所述进气管（31）远离所述换热通道（21）一端穿出所述热回收炉（1），所述出气管（32）远离所述换热通道（21）的一端穿出所述热回收炉（1）；

驱动组件（4），所述驱动组件（4）设置有多组，且所述驱动组件（4）与所述换热板组一一对应设置，所述驱动组件（4）用于驱动所述换热板（2）转动；

所述气体运输管组（3）还包括进气总管（33）、排气总管（34）、进气支管（331）和排气支管（341），且所述进气支管（331）和所述排气支管（341）均设置有多根；

设置于同一所述换热板组内的两根所述进气管（31）连通于同一所述进气支管（331）上，并与所述进气支管（331）转动连接；

设置于同一所述换热板组内的两根所述出气管（32）连通于同一所述排气支管（341）上，并与所述排气支管（341）转动连接；

各所述进气支管（331）均与所述进气总管（33）相连通，各所述排气支管（341）均与所述排气总管（34）相连通；

所述进气总管（33）外套设有预热筒（5），所述预热筒（5）与所述出气口（12）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种窑炉节能装置，其特征在于，所述换热板组包括两个换热板（2），所述驱动组件（4）用于驱动同一所述换热板组内的两个所述换热板（2）同向转动。

3.根据权利要求2所述的一种窑炉节能装置，其特征在于，所述驱动组件（4）包括第一驱动源（41）、驱动带轮（42）、传动环带（43），位于同一所述换热板组内的两根出气管（32）或两个出气管（32）上均固定设置有传动环带（43）；

位于同一所述驱动组件（4）内的两个驱动带轮（42）外套设有所述传动环带（43），所述第一驱动源（41）用于驱动所述驱动带轮（42）转动。

4.根据权利要求1所述的一种窑炉节能装置，其特征在于，在沿所述进气口（11）尾气流动方向上间隔设置的多个所述换热板（2）内，所述换热板（2）的进气管（31）与一个相邻所述换热板（2）的进气管（31）相连通，所述换热板（2）的出气管（32）与另一个相邻所述换热板（2）的出气管（32）相连通。

5.根据权利要求1所述的一种窑炉节能装置，其特征在于，所述预热筒（5）下方连通有积液槽体（51），且所述积液槽体（51）一端开设有排液口（511），所述排液口（511）能够开启或关闭。

6.根据权利要求1所述的一种窑炉节能装置，其特征在于，所述换热通道（21）呈蛇形设置。