CN202671642U - 渗碳淬火炉尾气再利用装置 - Google Patents

渗碳淬火炉尾气再利用装置 Download PDF

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徐宁
樊洋
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Abstract

本实用新型提供了一种渗碳淬火炉尾气再利用装置，包括渗碳淬火炉及其尾气燃烧装置，所述尾气燃烧装置上方设有一节能水槽，所述节能水槽的侧壁装有一进水管和一出水管，所述进水管和出水管分别通过水管与一循环水箱连接，形成一个水循环系统；所述循环水箱上设有一补水口和一出水口。本实用新型的渗碳淬火炉尾气再利用装置将尾气燃烧的热能进行传递，将循环水加热后用作生活用热水，如用作洗浴、饮用等，热能得到了充分的利用，起到节能环保的作用，符合热处理清洁生产的理念，满足精益生产的要求。

Description

渗碳淬火炉尾气再利用装置
技术领域
本实用新型属于热处理精益生产技术领域，尤其涉及一种渗碳淬火炉尾气再利用装置。
背景技术
随着资源环境的日趋减少，以及绿色、低碳和可持续发展理念的普及，能源再利用成为新的课题。目前，Achelin渗碳炉被用作淬火加热，采用的氮-甲醇气氛渗碳，甲醇作为裂解气，在保证安全的前提下，当炉温超过760℃发生如下的化学反应：
Figure 2012203210991100002DEST_PATH_IMAGE002
                    （1）
以氮-甲醇气氛渗碳，选用丙烷作为富化气来提供活性碳原子，当炉温超过810℃丙烷发生完全裂解，其裂解同样产生CO和H2，反应式如下：
Figure 2012203210991100002DEST_PATH_IMAGE004
              （2）
因为CO是剧毒物质，Achelin渗碳炉自带了CO尾气燃烧装置，如图1所示，是现有技术中渗碳炉的大致构造，CO气体从渗碳炉11旁边的一个管道12被排出，管道12顶端的燃烧装置13将CO气体连同H2被燃烧。
CO和H2被燃烧后造成了大量能源的浪费，Achelin2M炉和Achelin 1.2M炉的气氛消耗参数如下：
Achelin2M炉 :
甲醇   7L/h
丙烷   2m3/h
Achelin1.2M炉 :
甲醇   3L/h
丙烷   0.5m3/h
全时率按照80%计算，共需消耗甲醇量：
（2×7L/h+7×3L/h）×365×24×80%=245280L=6.1×10^6mol
共需消耗丙烷量：
（2×2m3/h +7×0.5m3/h）×365×24×80%=52560m3=2.3×10^6mol
通过和公式（1）、（2）的换算，全年共排出尾气CO 188.2t和H2 42.8t，CO和H2的燃烧热分别为283.3kJ/mol、285.3 kJ/mol ，若尾气全部燃烧，全年共损失能源约：
283.3kj/mol×（188.2×10^6÷28）mol+285kj/mol×（42.8×10^6÷2）mol
=8.0×10^9kj=2223000 kW·h
从上面的计算可以看出，热能损耗较为严重。经调查，我国在热处理炉尾气再利用方面尚未有令人满意的处理方法，如此国家全年将损失88920000 kW·h的能量。热处理行业“十二五发展规划”总体目标是节能10%，燃料炉平均热效率达55%以上，热处理专业厂电能和燃料消耗降到生产成本的20%。在科技为主体的热处理行业，为了这一总体目标，必须要在节能装备上做出充分工作。
实用新型内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种渗碳淬火炉尾气再利用装置，旨在降低热处理过程中能源的损耗，满足热处理清洁生产、精益生产的需要。
本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种渗碳淬火炉尾气再利用装置，包括渗碳淬火炉及其尾气燃烧装置，所述尾气燃烧装置上方设有一节能水槽，所述节能水槽的侧壁装有一进水管和一出水管，所述进水管和出水管分别通过水管与一循环水箱连接，形成一个水循环系统；所述循环水箱上设有一补水口和一出水口。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述节能水槽中心设置一呈火焰状的燃烧腔，所述的燃烧腔的顶部设置有一排烟口，所述排烟口延伸出若干的呈U型的导热管，所述导热管的U型的底部浸入所述节能水槽的水面中。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述进水管和出水管之间并联有一弯管。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述水槽顶部装有水沸腾报警装置。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述节能水槽通过一水槽支架架设在所述尾气燃烧装置上方。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述水槽支架包括一三角支架，所述三角支架的顶部焊接有一与所述节能水槽相对应的凹槽托盘，所述凹槽托盘中心开有一与所述燃烧腔配合的通孔，所述三角支架的底部用至少一个的环形箍固定。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述水槽支架为可移动的水槽支架。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述循环水箱上装有一抽水泵，所述抽水泵连接在所述进水管和循环水箱之间。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述抽水泵上设有一流量控制装置。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述循环水箱上装有一水表。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述循环水箱上装有一温控装置。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：所述循环水箱的出水口设有一温控阀，所述温控阀与温控装置电连接。
优选的，上述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其中：包括至少两个的渗碳淬火炉，每个渗碳淬火炉对应设置有一个所述节能水槽，各节能水槽之间串联后与所述循环水箱连接，形成一个水循环系统。
本实用新型的突出效果为：本实用新型的节能水槽的燃烧腔采用仿火焰形状设计，保证火焰与水槽充分接接触，提高了热能的利用率。在节能水槽的排烟口设置导热管，将烟气所携带的热量再次导入水槽，做到了燃烧热的重复利用。节能水槽的侧壁并联的弯管具有应急功能，即该水槽对应的渗碳炉停炉或者燃烧装置需要维修时可以使用弯管让水路“绕行”。节能水槽的顶部安装的水沸腾报警装置可以提供所在水槽沸腾时的报警信息，现场操作人员得到报警信息后可以加大水循环速度或者让水路“绕行”。节能水槽可活动式地坐落在水槽支架上，水槽支架也采用可移动支架，便于设备检修过程随时移除。循环水箱上安装的抽水泵附带有流量控制装置，可以调节水循环流量的大小，另外循环水箱附带的温控装置可以将温度信号传输到循环水箱的出水口的温控阀，比如循环水箱内水温达到100℃后可以自动打开出水口，使热水流向用水区。本实用新型的渗碳淬火炉尾气再利用装置将尾气燃烧的热能进行传递，将循环水加热后用作生活用热水，如用作洗浴、饮用等，热能得到了充分的利用，起到节能环保的作用，符合热处理清洁生产的理念，满足精益生产的要求。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是现有技术的渗碳淬火炉结构示意图；
图2是本实用新型实施例的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的节能水槽的主视图；
图4是本实用新型实施例的节能水槽的俯视图；
图5是本实用新型实施例的节能水槽的立体图；
图6是本实用新型实施例的水槽支架的主视图；
图7是本实用新型实施例的水槽支架的俯视图；
图8是本实用新型实施例的水槽支架的立体图。
具体实施方式
本实施例揭示了一种渗碳淬火炉尾气再利用装置，如图2~图8所示，包括三个渗碳淬火炉1及其尾气燃烧装置2，各尾气燃烧装置2上方均设有节能水槽3，各节能水槽3的侧壁装有进水管31和出水管32，进水管31和出水管32分别通过水管4串联后与循环水箱5连接，形成一个水循环系统；循环水箱5上设有补水口51和出水口52。节能水槽3中心设置燃烧腔33，燃烧腔33仿照火焰外形设计，增加了火焰与节能水槽3的接触面，在燃烧腔33的顶部设置有排烟口34，以便于燃烧后的气体排放和保证尾气燃烧时的空气流通。排烟口34延伸出若干的呈U型的导热管35，燃烧后气体大部分流入导热管35内，导热管35的U型的底部浸入节能水槽3的水面中，保证了燃烧后气体携带热量的重复利用。在进水管31和出水管32中间并联了一根弯管36，弯管36具有应急功能，即节能水槽3对应的渗碳淬火炉1或者尾气燃烧装置2需要维修时可以使用弯管36让水路“绕行”。节能水槽3顶部装有水沸腾报警装置37，水沸腾报警装置37可以提供节能水槽3沸腾时的报警信息，现场操作人员得到报警信息后可以加大水循环速度或者让水路从弯管36“绕行”。
节能水槽3通过水槽支架6架设在尾气燃烧装置2上方。水槽支架6包括三角支架61，三角支架61的顶部焊接有凹槽托盘62，节能水槽3可以吻合地坐落在凹槽托盘62内，凹槽托盘62中心开有与燃烧腔33配合的通孔63，燃烧的火焰可以通过通孔63深入到燃烧腔33内。三角支架61的底部用一个环形箍64固定，以保证水槽支架6的稳定性。水槽支架6为可移动的，便于设备检修过程随时移除。
循环水箱5上装有抽水泵53，抽水泵53附带有流量控制装置54，可以调节水循环流量的大小，另外循环水箱5附带的温控装置55可以将温度信号传输到循环水箱5的出水口52的温控阀56，比如循环水箱5内水温达到100℃后可以自动打开出水口52，使热水流向需用水的地方，如浴室、饮水机。
本实施例的渗碳淬火炉尾气再利用装置的简要工作过程如下：
1、循环水箱5利用抽水泵53，通过水管4将节能水槽3注满水；
2、尾气燃烧装置2的火焰通过通孔63深入到燃烧腔33，对注满水的节能水槽3进行加热；
3、被加热的热水通过节能水槽3的出水管32流向循环水箱5，依此循环下去；
4、循环水箱5出水口52的温控阀56在循环水箱5温度达到一定值时会打开，将热水流向生活区。
本实施例的渗碳淬火炉尾气再利用装置将尾气燃烧的热能进行传递，将循环水加热后用作生活用热水，如用作洗浴、饮用等，热能得到了充分的利用，起到节能环保的作用，符合热处理清洁生产的理念，满足精益生产的要求。
本实用新型并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本实用新型技术精髓的启示下，还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本实用新型相同或相似，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种渗碳淬火炉尾气再利用装置，包括渗碳淬火炉及其尾气燃烧装置，其特征在于：所述尾气燃烧装置上方设有一节能水槽，所述节能水槽的侧壁装有一进水管和一出水管，所述进水管和出水管分别通过水管与一循环水箱连接，形成一个水循环系统；所述循环水箱上设有一补水口和一出水口。
2.根据权利要求1所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述节能水槽中心设置一呈火焰状的燃烧腔，所述的燃烧腔的顶部设置有一排烟口，所述排烟口延伸出若干的呈U型的导热管，所述导热管的U型的底部浸入所述节能水槽的水面中。
3.根据权利要求2所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述进水管和出水管之间并联有一弯管。
4.根据权利要求1所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述水槽顶部装有水沸腾报警装置。
5.根据权利要求1所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述节能水槽通过一水槽支架架设在所述尾气燃烧装置上方。
6.根据权利要求5所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述水槽支架包括一三角支架，所述三角支架的顶部焊接有一与所述节能水槽相对应的凹槽托盘，所述凹槽托盘中心开有一与所述燃烧腔配合的通孔，所述三角支架的底部用至少一个的环形箍固定。
7.根据权利要求5所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述水槽支架为可移动的水槽支架。
8.根据权利要求1所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述循环水箱上装有一抽水泵，所述抽水泵连接在所述进水管和循环水箱之间，所述抽水泵上设有一流量控制装置。
9.根据权利要求1所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：所述循环水箱上装有一水表和一温控装置，所述循环水箱的出水口设有一温控阀，所述温控阀与温控装置电连接。
10.根据权利要求1所述的渗碳淬火炉尾气再利用装置，其特征在于：包括至少两个的渗碳淬火炉，每个渗碳淬火炉对应设置有一个所述节能水槽，各节能水槽之间串联后与所述循环水箱连接，形成一个水循环系统。
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