CN117906399A - 一种用于熔炉的气体循环设备 - Google Patents

Abstract

一种用于熔炉的气体循环设备，包括脱硝装置和热循环装置；所述热循环装置包括冷却组件和加热组件，所述冷却组件与所述加热组件连接，所述冷却组件设置在进风管道处，用于冷却所述进风管道内的烟气，所述加热组件设置在脱硝装置进风口处；所述脱硝装置包括喷淋组件和催化反应组件，所述喷淋组件与所述催化反应组件分别设置在脱硝壳体内，所述喷淋组件用于喷射氨气，所述喷淋组件与所述催化反应组件对应设置。热循环装置使烟气的余热得到充分的利用，催化反应组件可以在不影响设备工作效率的情况下维修脱硝装置。

Description

一种用于熔炉的气体循环设备

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，具体是一种用于熔炉的气体循环设备。

背景技术

在玻璃制造业中，玻璃原料的熔炼环节至关重要。这一过程需要在高温条件下将原料熔化成为玻璃溶液，随后进行加工以满足各类需求。通常，熔炼过程依赖天然气等燃料，但由此会产生大量高温的烟气，包含二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物，对环境和人体健康产生负面影响，对余热的利用也尚未得到充分重视。因此，这些烟气需经过脱硝处理后方可排放。

常见的脱硝技术包括高温非催化剂法和低温催化剂法。前者效率较低，可能导致脱硝剂外溢；后者则利用催化剂在低温条件下促进氮氧化物的转化。在反应塔内设置催化剂，气体经过反应塔时，氮氧化物与脱硝剂在催化剂的作用下生成氮气和水蒸气。然而，当催化剂需更换时，需将脱硝反应塔整体拆除进行维修，这一过程耗时较长，同时也会影响脱硝效率。

在当前技术条件下，烟气在经过除尘脱硝处理后直接排放。尽管在排放的空气中，有害气体已达到排放标准，但仍不可避免地含有一定量的有害物质。此外，在熔炉入风口处，还需持续引入新鲜空气以进行燃烧。

发明内容

为了克服上述背景中所提到的部分问题，本发明提供一种用于熔炉的气体循环设备。

根据本发明的技术方案，一种用于熔炉的气体循环设备，包括脱硝装置和热循环装置；

所述热循环装置包括冷却组件和加热组件，所述冷却组件与所述加热组件连接，所述冷却组件设置在进风管道处，用于冷却所述进风管道内的烟气，所述加热组件设置在脱硝装置进风口处；

所述脱硝装置包括喷淋组件和催化反应组件，所述喷淋组件与所述催化反应组件分别设置在脱硝壳体内，所述喷淋组件用于喷射氨气，所述喷淋组件设于所述催化反应组件上部。

在本发明的一些实施例中，所述脱硝壳体包括烟气分流仓、混合仓和反应仓；

所述分流仓与分流器连接，所述分流器设置在所述混合仓内，所述喷淋组件与所述分流器对应设置，所述分流仓内设有温度监测器，所述温度监测器用于检测烟气的温度；

所述混合仓与所述反应仓连接，所述催化反应组件设置在所述反应仓内；

所述反应仓设有多个区域。

在本发明的一些实施例中，所述催化反应组件设有多组滤芯模块，多组所述滤芯模块与多个所述区域一一对应设置；

所述滤芯模块包括多个滤芯和安装板，所述安装板设有多个通孔一，多个所述通孔一多个所述滤芯一一对应设置；

所述滤芯包括充气口、空腔和催化层，所述充气口设置在所述催化层一端，所述空腔设置在所述催化层内，所述充气口设有安装环，所述安装环与所述催化层固定连接，所述安装环与所述安装板可拆卸连接。

在本发明的一些实施例中，所述喷淋组件设有多个喷枪和多个流量控制阀，多个所述喷枪和多个流量控制阀一一对应设置；

所述喷枪设有多个喷嘴和喷杆，多个所述喷嘴与多个所述充气口一一对应设置。

在本发明的一些实施例中，所述冷却组件包括贴合热套一和冷却管道，所述冷却管道设置在所述贴合热套一内，所述贴合热套一设有冷却进油口和冷却出油口。

在本发明的一些实施例中，所述加热组件包括贴合热套二和加热管道，所述加热管道设置在所述贴合热套二内，所述贴合热套二设有加热进油口和加热出油口。

在本发明的一些实施例中，还包括除尘装置，所述除尘装置包括多个除尘布袋，多个所述除尘布袋设置在除尘壳体内，所述除尘布袋采用耐高温布袋；

所述除尘壳体设有除尘进烟口和除尘出烟口，所述除尘出烟口设有烟尘检测器。

在本发明的一些实施例中，还包括第一引风机、第二引风机和出风管道，所述第一引风机与进风管道连接，所述第二引风机与出风管道连接；

所述出风管道包括出口一和出口二，所述出口一和所述出口二分别设有空气流量计，空气流量计用于控制出风口的气体流量。

在本发明的一些实施例中，所述混合仓包括横隔板和多个竖隔板一，多个所述竖隔板一与所述横隔板固接，所述横隔板设有多个通孔二，多个所述通孔二与多个所述喷嘴一一对应设置；

所述反应仓设有多个竖隔板二，所述竖隔板二与所述横隔板固接，所述竖隔板二的侧面设有上支撑块和下支撑块，所述上支撑块与所述下支撑块对应设置，上支撑块与所述安装板滑动连接，所述上支撑块用于支撑滤芯模块，所述下支撑块用于支撑密封板。

与现有技术相比较，本发明的有益效果：

1.通过多组滤芯模块的独立布局，实现脱硝设备在无需停机的前提下，迅速更换滤芯模块。

2.冷却组件与加热组件的协同应用，确保烟气余热的充分利用，既避免了热能的浪费，又降低了加热待脱硝烟气过程中能源的损耗。

附图说明

图1为本发明实施例的用于熔炉的气体循环设备示意图；

图2为图1中脱硝装置示意图；

图3为图2中滤芯模块示意图；

图4为图3中滤芯剖视示意图；

图5为图2中喷淋组件示意图；

图6为图2中脱硝壳体示意图；

图7为图1中除尘装置示意图；

图8为图1中冷却组件示意图；

图9为图8中冷却组件剖视示意图；

图10为图1中加热组件示意图；

图11为图1中加热组件剖视示意图。

图中：

1-第一引风机；

2-热循环装置，21-冷却组件，22-热交换箱，23-加热组件，211-贴合热套一，212-冷却进油口，213-冷却出油口，214-冷却管道，231-贴合热套二，232-加热进油口，233-加热出油口，234-加热管道；

3-除尘装置，31-除尘布袋，32-除尘壳体，33-脉冲清灰器，34-除尘出烟口，35-除尘进烟口，36-存灰斗；

4-脱硝装置，41-脱硝壳体，42-喷淋组件，43-催化反应组件，44-脱硝出烟口，411-反应仓，412-分流器，413-分流仓，414-混合仓，421-喷枪，422--流量控制阀，431-滤芯模块，4111-上支撑块，4112-竖隔板二，4113-区域，4114-下支撑块，4131-横隔板，4132-通孔二，4133-竖隔板一，4311-滤芯，4312-安装板，4313-通孔一，4211-喷嘴，4212-喷杆，43111-催化层，43112-空腔，43113-安装环，43114-充气口；

5-第二引风机；

6-出风管道；

7-进风管道。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

对玻璃原料进行高温熔炼，是玻璃制品加工过程中必不可少的一个环节，在进行高温熔炼时，会产生大量的含有有害气体的高温烟气，这些烟气需要处理后才能排入大气中，而这些处理后的烟气也不可避免的具有一定量的有害气体，本发明提供一种可针对熔炉产生的气体循环利用的设备。

如图1所示，本发明的用于熔炉的气体循环设备，包括脱硝装置4和热循环装置2；热循环装置2包括冷却组件21和加热组件23，冷却组件21与加热组件23连接，冷却组件21设置在进风管道7处，用于对进风管道7内的烟气进行冷却处理，加热组件23设置在脱硝装置4进烟口前部，用于对进入脱硝装置4的烟气进行加热处理；

脱硝装置4包括喷淋组件42和催化反应组件43，喷淋组件42与催化反应组件43分别设置在脱硝壳体41内部，喷淋组件42用于喷射与氮氧化物反应的氨气，喷淋组件42与催化反应组件43对应设置。

在本发明的实施例中，熔炉产生的高温烟气依次通过进风管道7，在冷却组件21处降低烟气的温度，降低温度后的烟气在进一步处理后，进入脱硝装置4，喷淋组件42对烟气喷射氨气，烟气与氨气混合后，在催化反应组件43处，烟气中的氮氧化物与氨气发生化学反应，分解成氮气和水蒸气。

进一步的，烟气在经过脱硝装置4前，烟气要通过加热组件23，被加热处理，使烟气的温度达到脱硝处理所需的温度。当烟气中的氮氧化物被除去后，生成的气体再次进入熔炉，完成熔炉气体的循环利用。

需要说明的是，在本实施例中，在进风口的烟气温度在400℃以上，在通过冷却组件21处理后的温度在200℃左右，在脱硝装置4中气体温度在180℃左右。

本实施例中的脱硝方式为低温脱硝，即在90-200℃温度之间，在催化剂的作用下，氨气与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成氮气和水蒸气。

采用本实施例中的热循环装置2，使得熔炉烟气中的余热不断循环使用，在避免余热浪费的同时，也避免了加热气体时的能源消耗。

喷淋组件42与催化反应组件43同时布置在脱硝壳体41内，使烟气与氨气在壳体内混合，在避免氨气的外溢的同时，使氨气与烟气的充分发生反应。

如图2所示，在一些实施例中，脱硝壳体41包括烟气分流仓413、混合仓414和反应仓411；

分流器412的一端与分流仓413固定连接，分流器412设置在混合仓414，喷淋组件42与分流器412对应设置，在分流仓413内设有温度监测器，温度监测器用于检测烟气的温度；

混合仓414与反应仓411连接，催化反应组件43设置在反应仓411内；

反应仓411设有多个区域4113。

具体的，在分流仓413处安装温度监测器，确保分流仓413内的烟气温度保持在一定的范围。当烟气在进入脱硝壳体41的分流仓413时，通过多个分流器412将烟气导入混合仓414内。

混合仓414与分流仓413通过分流器412连接，将分流器412和喷淋组件42安装在混合仓414中。其中，分流器412与喷淋组件42对应设置。

需要特别说明的是，本实施例中分流器412的进口处安装控制阀，控制阀可以在有需要时将分流器412的进口处关闭，方便控制烟气的流向。

催化反应组件43安装在反应仓411内，混合气体在催化反应组件43中被催化与氨气发生反应。反应仓411分为多个区域4113，每个区域4113都可以单独密封设置。

如图2、图3、图4所示，在一些实施中，催化反应组件43设有多组滤芯模块431，多组滤芯模块431与多个区域4113一一对应设置。

滤芯模块431包括多个滤芯4311和安装板4312，安装板4312设有多个通孔一4313，每个通孔一4313分别安装一个滤芯4311。

滤芯4311包括充气口43114、空腔43112和催化层43111，充气口43114设置在催化层43111的一端，空腔43112设置在催化层43111内部，在充气口43114处安装环43113，安装环43113与安装板4312可拆卸连接。

催化反应组件43包括多组滤芯模块431，将每组滤芯模块431单独安装在区域4113内。

每组滤芯模块431又有多个滤芯4311。将催化剂安装滤芯4311的催化层43111内，催化层43111设计为蜂窝状，在催化层43111中间有空腔43112，混合气体由充气口43114进入空腔43112内，混合气体在催化剂的作用下发生反应，反应后的气体从催化层43111中溢出。

滤芯4311穿过通孔一4313后，使用安装环43113固定安装在安装板4312上。

当需要更换滤芯4311时，拉出安装板4312，即可更换该组滤芯模块431，而其他组滤芯模块431可以继续正常的工作。

滤芯模块431的设计，使更换滤芯4311更加的简单，并且在不影响整个设备运行的同时，能够完成更换滤芯4311的工作。

如图5所示，在一些实施例中，喷淋组件42设有多个喷枪421和多个流量控制阀422，多个喷枪421和多个流量控制阀422一一对应设置；

喷枪421包括多个喷嘴4211和喷杆4212，多个喷嘴4211固定安装在喷杆4212上，每个喷嘴4211对应一个充气口43114。

需要说明的是，在本实施例中的喷淋组件42与氨气储存罐相连，在具体工作时，氨气由喷淋组件42喷出。

每个喷枪421对应安装一个流量控制阀422，流量控制阀422用于控制喷枪421的流量，使氨气的输出量在规定的范围内（氨气的输出量需根据烟气的排量调节）。喷枪421包括多个喷嘴4211，每个喷嘴4211之间采用喷杆4212连接，流量控制阀422安装在喷杆4212上。

喷嘴4211设置在充气口43114的上方，与分流器412对应设置，在分流器412向空腔43112内排放烟气的同时，氨气由喷嘴4211喷出，氨气与烟气在空腔43112内混合。

喷嘴4211与分流器412的对应设置，可以使气体能够充分的混合，流量控制阀422的使用，可以控制氨气的输出量。

如图8、图9所示，在一些实施例中，冷却组件21包括贴合热套一211和冷却管道214，冷却管道214设置在贴合热套一211内，贴合热套一211设有冷却进油口212和冷却出油口213。

在本实施例中，冷却介质采用的是导热油。冷却管道214沿着排烟管道缠绕布置，在冷却管道214的外侧与贴合热套一211连接，贴合热套一211起到保温的作用。冷却管道214对排烟管道中烟气进行降温处理，将冷却进油口212设置在烟气流向的下游，冷却出油口213设置在烟气流向的上游，这样的设计可以使冷却出油口213处的温度最高，并且可以更好的对烟气进行逐步的降温处理。

如图10、图11所示，在一些实施例中，加热组件23包括贴合热套二231和加热管道234，加热管道234设置在贴合热套二231内，贴合热套二231设有加热进油口232和加热出油口233。

在本实施例中，加热组件23与冷却组件21使用的导热油是同一个循环系统，将冷却组件21中的导热油，导入热交换箱22内后，再通过导管导入加热管道234内，加热组件23使用后的导热油再由导管导入冷却组件21中，实现热量循环使用。

如图7所示，在一些实施例中，气体循环设备还包括除尘装置3，除尘装置3包括多个除尘布袋31，多个除尘布袋31设置在除尘壳体32内，除尘布袋31采用耐高温材质；

除尘壳体32设有除尘进烟口35和除尘出烟口34，在除尘出烟口34处设有烟尘检测器。

在本实施例中，烟气中会有灰尘的存在，在进行脱硝处理时，灰尘会加速催化剂的损耗，因此在进行脱硝处理之前，需要先对烟气中灰尘进行处理，这里采用除尘装置3完成对灰尘的处理工作。

除尘装置3包括除尘布袋31和除尘壳体32，除尘布袋31安装在除尘壳体32内，在本实施例中的烟气温度较高，因此除尘布袋31需采用耐高温的材质制作，定期使用脉冲清灰器33对除尘布袋31进行清灰，灰尘脱离除尘布袋31后落入存灰斗36中。

在除尘壳体32的底部设有除尘进烟口35，烟气由除尘进烟口35进入除尘壳体32内，在通过除尘布袋31处理后，从除尘壳体32顶部的除尘出烟口34排出，在除尘出烟口34处安装烟尘检测器，烟尘检测器用于检测除尘后烟气的灰尘含量，以此判断烟气的除尘效果。

如1图所示，在一些实施例中，还包括第一引风机1、第二引风机5和出风管道6，第一引风机1与进风管道7连接，第二引风机5与出风管道6连接；

出风管道6包括出风口一61和出风口二62，出风口一61设置在出风口二62的下方，出风口一61和出风口二62分别设有空气流量计，空气流量计用于控制出风口的气体流量。

在本实施例中，在进风管道7处连接第一引风机1，通过第一引风机1的旋转，产生的负压将烟气导入进风管道7内。出风管道6与第二引风机5连接，将脱硝处理后的气体从出风管道6处排出，导入熔炉通风处，实现气体的循环使用。

在出风口一61处气体排出量为整体排出量的10%，出口二处气体排出量为整体排出量的90%。气体的分次、分量排出，可以减少燃烧时产生的氮氧化物。

如图6所示，在一些实施例中，混合仓414包括横隔板4131和多个竖隔板一4133，多个竖隔板一4133固定安装横隔板4131上面，横隔板4131设有多个通孔二4132，通孔二4132与多个喷嘴4211一一对应设置。

反应仓411设有多个竖隔板二4112，竖隔板二4112固定安装在横隔板4131下面，在竖隔板二4112的侧面固定上支撑块4111和下支撑块4114，上支撑块4111与下支撑块4114对应设置，上支撑块4111与安装板4312滑动连接，上支撑块4111用于支撑滤芯模块431，下支撑块4114用于支撑密封板。

在本实施例中，横隔板4131的为分流器412和喷淋组件42提供安装平台，在横隔板4131上有多个通孔二4132，通孔二4132的位置与喷嘴4211安装的位置一致。

在反应仓411安装多个竖隔板二4112，竖隔板二4112与横隔板4131之间固定连接，在竖隔板二4112的侧面安装上支撑块4111和下支撑块4114，上支撑块4111用来支撑滤芯模块431，下支撑块4114用来支撑密封板。

上述实施例的典型工作过程如下：

熔炉燃烧时产生的烟气，在第一引风机1产生的负压的驱动下，通过进烟管道7进入冷却组件21中，由冷却组件21对烟气进行降温处理，降温处理后的烟气进入到除尘壳体32内，通过除尘布袋31，过滤掉烟气中的颗粒物。

除尘处理后的烟气通过加热组件23，对烟气进行加热处理。因为脱硝反应的气体需保持一定温度，所以在烟气进入催化反应组件43之前，需要对烟气的温度进行检测，确保烟气的温度在规定的范围内。

冷却组件21与加热组件23之间设有热交换箱22，相互之间采用导管连接，将冷却组件21中的导热油转换到加热组件23中，减少能源的损耗。

烟气在通过分流器412排出，进入滤芯4311中，同时喷嘴4211将氨气喷入滤芯4311中，烟气与氨气在空腔43112内混合，在经过催化层43111时，在催化剂的作用下，使氨气与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成无污染的氮气和水蒸气。

烟气经过脱硝处理后，第二引风机5转动，形成负压空间，处理好的烟气从脱硝出烟口44排出，进入出风管道6，在出风口一61处气体排出量为整体排出量的10%，出风口二62处气体排出量为整体排出量的90%。通过气体的分次、分量排出，可以减少燃烧时产生的氮氧化物。

烟气从熔炉中排出后依次通过上述装置，最终重新回到熔炉中，实现熔炉气体的循环使用，减少熔炉产生的气体对环境的污染。

需要特别说明的是，当需要更换滤芯4311时，使用密封板将该滤芯模块431所在的区域密封住，将其拉出后，更换新的滤芯模块431即可继续使用。而在更换时其他组滤芯模块431依然可以继续工作，避免维修脱硝装置4造成的停产等损失，提高脱硝装置4维修的工作效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，包括脱硝装置（4）和热循环装置（2）；

所述热循环装置（2）包括冷却组件（21）和加热组件（23），所述冷却组件（21）与所述加热组件（23）连接，所述冷却组件（21）设置在进风管道（7）处，用于冷却所述进风管道（7）内的烟气，所述加热组件（23）设置在脱硝装置（4）进风口处；

所述脱硝装置（4）包括喷淋组件（42）和催化反应组件（43），所述喷淋组件（42）与所述催化反应组件（43）分别设置在脱硝壳体（41）内，所述喷淋组件（42）用于喷射氨气，所述喷淋组件（42）设于所述催化反应组件（43）上部。

2.根据权利要求1所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，所述脱硝壳体（41）包括烟气分流仓（413）、混合仓（414）和反应仓（411）；

所述分流仓（413）与分流器（412）连接，所述分流器（412）设置在所述混合仓（414）内，所述喷淋组件（42）与所述分流器（412）对应设置，所述分流仓（413）内设有温度监测器，所述温度监测器用于检测烟气的温度；

所述混合仓（414）与所述反应仓（411）连接，所述催化反应组件（43）设置在所述反应仓（411）内；

所述反应仓（411）设有多个区域（4113）。

3.根据权利要求2所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，所述催化反应组件（43）设有多组滤芯模块（431），多组所述滤芯模块（431）与多个所述区域（4113）一一对应设置；

所述滤芯模块（431）包括多个滤芯（4311）和安装板（4312），所述安装板（4312）设有多个通孔一（4313），多个所述通孔一（4313）多个所述滤芯（4311）一一对应设置；

所述滤芯（4311）包括充气口（43114）、空腔（43112）和催化层（43111），所述充气口（43114）设置在所述催化层（43111）一端，所述空腔（43112）设置在所述催化层（43111）内，所述充气口（43114）设有安装环（43113），所述安装环（43113）与所述催化层（43111）固定连接，所述安装环（43113）与所述安装板（4312）可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，所述喷淋组件（42）设有多个喷枪（421）和多个流量控制阀（422），多个所述喷枪（421）和多个流量控制阀（422）一一对应设置；

所述喷枪（421）设有多个喷嘴（4211）和喷杆（4212），多个所述喷嘴（4211）与多个所述充气口（43114）一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，所述冷却组件（21）包括贴合热套一（211）和冷却管道（214），所述冷却管道（214）设置在所述贴合热套一（211）内，所述贴合热套一（211）设有冷却进油口（212）和冷却出油口（213）。

6.根据权利要求1所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，所述加热组件（23）包括贴合热套二（231）和加热管道（234），所述加热管道（234）设置在所述贴合热套二（231）内，所述贴合热套二（231）设有加热进油口（232）和加热出油口（233）。

7.根据权利要求1所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，还包括除尘装置（3），所述除尘装置（3）包括多个除尘布袋（31），多个所述除尘布袋（31）设置在除尘壳体（32）内，所述除尘布袋（31）采用耐高温布袋；

所述除尘壳体（32）设有除尘进烟口（35）和除尘出烟口（34），所述除尘出烟口（34）设有烟尘检测器。

8.根据权利要求1所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，还包括第一引风机（1）、第二引风机（5）和出风管道（6），所述第一引风机（1）与进风管道（7）连接，所述第二引风机（5）与出风管道（6）连接；

所述出风管道（6）包括出口一（61）和出口二（62），所述出口一（61）和所述出口二（62）分别设有空气流量计，空气流量计用于控制出风口的气体流量。

9.根据权利要求4所述的用于熔炉的气体循环设备，其特征在于，所述混合仓（414）包括横隔板（4131）和多个竖隔板一（4133），多个所述竖隔板一（4133）与所述横隔板（4131）固接，所述横隔板（4131）设有多个通孔二（4132），多个所述通孔二（4132）与多个所述喷嘴（4211）一一对应设置；

所述反应仓（411）设有多个竖隔板二（4112），所述竖隔板二（4112）与所述横隔板（4131）固接，所述竖隔板二（4112）的侧面设有上支撑块（4111）和下支撑块（4114），所述上支撑块（4111）与所述下支撑块（4114）对应设置，上支撑块（4111）与所述安装板（4312）滑动连接，所述上支撑块（4111）用于支撑滤芯模块（431），所述下支撑块（4114）用于支撑密封板。