CN203976720U - 一种带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，有效解决高热值瓦斯燃烧温度高而加热瓦斯温度低、高温处易析碳和低温处会积油的问题，燃烧室墙体内的燃烧室与上部预燃室墙体内的预燃室贯通，混合气入口与预燃室墙体连通，蓄热室墙体上部伸入燃烧室内，燃烧室墙体和蓄热室墙体间有环形气流通道，燃烧室墙体上有热瓦斯出口和回流烟气喷入口，蓄热室墙体上部有气流调节喷口，下部与炉底连接，蓄热室墙体下部的烟气回流引出口下方的冷风室上部内有炉箅子，炉箅子下面的炉箅子支撑直墙上部有支撑板，下部在炉底上，蓄热室墙体下部有冷瓦斯入口和烟气出口，本实用新型节省燃料、节约投资、降低废气温度与有害气体的排放量、减少环境污染。

Description

一种带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉

技术领域

本实用新型涉及加热炉领域，特别是为油页岩干馏提供热瓦斯用的一种带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉。

背景技术

在油页岩干馏装置中，为油页岩干馏炉提供热瓦斯的蓄热式加热炉多采用带火井燃烧室的内燃式加热炉，也有少数采用为高炉鼓风加热的顶燃式热风炉（加热炉），其实际运行的效果均不理想，高温析炭与低温积油并存，清扫工作必须停炉进行。问题在于用自产瓦斯燃烧加热蓄热体，其燃烧温度常常高于1000℃，蓄热室瓦斯加热炉从节能降耗上考虑要求在燃烧高热值瓦斯下获得温度不高（700℃以内）而温度稳定的热瓦斯，同时应实现高效、节能、环保的目的。因此，如何在较高燃烧温度下获得不高温度且温度变化小的热瓦斯，就成为蓄热式瓦斯加热炉要去面对的问题。为此，设计出带有高温燃烧区域与带有较低温度区域相结合的蓄热式加热炉炉型就是摆在面前的一道难题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型提供一种带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，可有效解决高热值瓦斯燃烧温度高而加热瓦斯温度低的问题，同时也解决了现存加热炉高温处易析碳和低温处会积油的问题。

本实用新型解决的技术方案是，包括燃烧室墙体、燃烧室、预燃室墙体、预燃室、混合气入口、回流烟气喷入口、环形气流通道及气流调节喷口、热瓦斯出口、蓄热室墙体及蓄热室、套筒格子砖、蜂窝格子砖、烟气回流引出口、炉箅子、炉箅子支撑直墙及其墙上的水平开孔、冷风室、炉底、冷瓦斯入口、烟气出口和环形的迷宫式连接体，燃烧室墙体是由上部的椭球形拱顶与下部的燃烧室圆筒体组合构成，燃烧室墙体的内腔构成燃烧室，燃烧室墙体的上部有预燃室墙体，预燃室墙体的内部空间为预燃室，燃烧室与顶部的预燃室同轴贯通，预燃室墙体由上部的球形拱顶与下部的预燃室圆筒体构成，混合气入口与预燃室圆筒体的侧壁偏心连通，燃烧室墙体的下部有蓄热室墙体，蓄热室墙体由同轴的小圆筒部分、锥筒部分和大圆筒部分自上向下依次串通在一起构成一体结构，小圆筒部分向上伸入燃烧室内和燃烧室同轴连通，锥筒部分和燃烧室墙体的下部经环形的迷宫式连接体相互呈滑移状套接在一起，燃烧室墙体的底部有托圈支撑，燃烧室墙体和蓄热室墙体之间有上部开口和燃烧室连通的环形气流通道，燃烧室墙体的外侧壁上有水平径向伸出的热瓦斯出口和以旋切方式连通的回流烟气喷入口，回流烟气喷入口为两端大、中间小的缩放结构，蓄热室墙体上部的侧壁上有水平倾斜的沿周向均布的气流调节喷口，气流调节喷口和环形气流通道相连通，蓄热室墙体的下部与炉底连接，蓄热室墙体内的上部空间为蓄热室，下部空间为冷风室，蓄热室内堆砌有蓄热体，蓄热体由套筒格子砖和蜂窝多孔格子砖构成，套筒格子砖堆砌在伸进燃烧室部位的蓄热室内上部，蜂窝多孔格子砖堆砌在套筒格子砖下方的蓄热室内，蓄热室墙体下部有烟气回流引出口，置于烟气回流引出口下方的冷风室上部内有支撑蓄热体的带缝隙通道的炉箅子，炉箅子下面有竖向置于冷风室内的炉箅子支撑直墙，炉箅子支撑直墙上有水平开孔，炉箅子支撑直墙上部有置于炉箅子下部的支撑板，用以承托炉箅子，炉箅子支撑直墙的下部砌筑在炉底上，冷风室外部的蓄热室墙体上分别有冷瓦斯入口和烟气出口。

本实用新型是在现有顶燃式加热炉炉型结构基础上的为适应烟气回流而做出突出改进与创新。内混微旋流高速燃烧与燃烧室多孔体中稳焰的燃烧装置设计，以及烟气回流以混合高温烟气以降低蓄热体温度和提高蓄热体利用率回流混合装置的设计，有效解决了高热值瓦斯燃烧温度高而加热瓦斯所需温度低的问题。这样的加热炉既能保证燃烧瓦斯的高效、稳定与完全的燃烧，又能满足加热瓦斯的合理加热温度，而且还能解决加热瓦斯在加热炉中的析碳和积油问题，以及炉内热瓦斯吹扫和热烟气排除的问题。此外，加热炉燃烧装置的快速均匀混合与高速高强度的稳定燃烧，燃烧与蓄热并用的套筒格子砖在燃烧室的堆砌，烟气回流的旋流混合与分级混合，都极大地强化燃烧过程、增强传热效率以及提高蓄热体的热利用率，配合合理的结构设计，确保加热炉安全与稳定的前提下高效、高热强度与合理瓦斯温度下运行，继而达到节省燃料、节约投资、降低废气温度与有害气体的排放量、减少环境污染的良好效果。

附图说明

图1为本实用新型的剖面主视图。

图2为本实用新型图1中B-B截面图。

图3为本实用新型图1中A-A截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图1、图2、及图3所示，本实用新型的结构包括燃烧室墙体1a、燃烧室2、预燃室墙体1b、预燃室3、混合气入口4、回流烟气喷入口5、环形气流通道6及气流调节喷口6a、热瓦斯出口7、蓄热室墙体1c及蓄热室、套筒格子砖8a、蜂窝格子砖、烟气回流引出口9、炉箅子10、炉箅子支撑直墙11及其墙上的水平开孔12、冷风室13、炉底1d、冷瓦斯入口14、烟气出口15和环形的迷宫式连接体16，燃烧室墙体1a是由上部的椭球形拱顶与下部的燃烧室圆筒体组合构成，燃烧室墙体的内腔构成燃烧室2，燃烧室墙体的上部有预燃室墙体1b，预燃室墙体的内部空间为预燃室3，燃烧室2与顶部的预燃室3同轴贯通，预燃室墙体1b由上部的球形拱顶与下部的预燃室圆筒体构成，混合气入口4与预燃室圆筒体的侧壁偏心连通，燃烧室墙体的下部有蓄热室墙体1c，蓄热室墙体1c由同轴的小圆筒部分、锥筒部分和大圆筒部分自上向下依次串通在一起构成一体结构，小圆筒部分向上伸入燃烧室内和燃烧室同轴连通，锥筒部分和燃烧室墙体1a的下部经环形的迷宫式连接体16相互呈滑移状套接在一起，燃烧室墙体1a的底部有托圈支撑，燃烧室墙体1a和蓄热室墙体1c之间有上部开口和燃烧室连通的环形气流通道6，燃烧室墙体1a的外侧壁上有水平径向伸出的热瓦斯出口7和以旋切方式连通的回流烟气喷入口5，回流烟气喷入口为两端大、中间小的缩放结构，蓄热室墙体1c上部的侧壁上有水平倾斜的沿周向均布的气流调节喷口6a，气流调节喷口和环形气流通道相连通，蓄热室墙体1c的下部与炉底1d连接，蓄热室墙体内的上部空间为蓄热室，下部空间为冷风室13，蓄热室内堆砌有蓄热体，蓄热体由套筒格子砖8a和蜂窝多孔格子砖构成，套筒格子砖堆砌在伸进燃烧室部位的蓄热室内上部，蜂窝多孔格子砖堆砌在套筒格子砖下方的蓄热室内，蓄热室墙体1c下部有烟气回流引出口9，置于烟气回流引出口下方的冷风室13上部内有支撑蓄热体的带缝隙通道的炉箅子10，炉箅子下面有竖向置于冷风室内的炉箅子支撑直墙11，炉箅子支撑直墙上有水平开孔12，炉箅子支撑直墙11上部有置于炉箅子下部的支撑板，用以承托炉箅子，炉箅子支撑直墙的下部砌筑在炉底1d上，冷风室13外部的蓄热室墙体上分别有冷瓦斯入口14和烟气出口15。

所述的燃烧室墙体1a和预燃室墙体1b为金属外壳内壁上砌筑耐高温1300℃～1500℃的耐火材料层构成，耐高温的耐火材料层由抗热震性强的红柱石高铝砖或堇青石-莫来石砖构成的内层、轻质耐火材料构成的外层，以及外层外面的陶瓷纤维棉与喷涂层自内向外依次组合在一起构成。

所述的热瓦斯出口7、回流烟气喷入口5和伸入燃烧室2中的蓄热室墙体1c均由耐高温且热震性能好的红柱石-莫来石砖砌筑构成的圆形，回流烟气喷入口5、热瓦斯出口7与燃烧室墙体1a连接构成一体结构。

所述的套筒格子砖8a的砖体中心有单孔，砖体两端分别有相对应的定位槽和凸体，多个套筒格子砖8a自上向下同轴心堆砌在一起，上面的套筒格子砖的凸体置于下面的套筒格子砖的定位槽内，套筒格子砖是由红柱石-莫来石材质制成的圆筒形。

所述的混合气入口4为金属管内壁上砌筑耐高温抗热震的堇青石-莫来石质耐火材料砌筑构成的圆形，混合气入口和预燃室墙体1b连接构成一体结构。

所述的蓄热室墙体1c是在金属外壳内壁上砌筑耐火材料构成的圆形，套筒格子砖以下的蓄热室墙体从上到下分别由红柱石高铝砖、红柱石粘土砖及粘土砖砌筑构成，套筒格子砖以下的蓄热室墙体内部堆放有格孔呈蜂窝状排列、砖体上下两端有垂直通孔的蜂窝多孔格子砖，垂直通孔的纵截面呈锥形、横截面呈圆形，格孔之间经沟槽连通，多个蜂窝多孔格子砖堆砌构成有上下贯通的缝隙的互通结构，蜂窝多孔格子砖由从上到下依次排列的第一蓄热体8b、第二蓄热体8c和第三蓄热体8d构成，第一蓄热体8b为红柱石高铝格子砖，第二蓄热体为红柱石粘土格子砖，第三蓄热体为粘土格子砖。

所述的烟气回流引出口9、烟气出口15和冷瓦斯入口14均为金属管内壁上砌筑粘土砖构成的圆形，分别与蓄热室墙体1c连成一体结构，蓄热室墙体1c固定在圆盘形的炉底1d上，炉底内设置有呈井字形排列的工字钢，以加强炉底结构的稳定性，炉底经耐火浇注料浇筑在呈井字形排列的工字钢内构成一体结构。

所述的套筒格子砖8a呈锥形堆放在气流调节喷口6a上部的蓄热室内，锥顶伸进燃烧室。

所述的气流调节喷口6a置于套筒格子砖下方，和热瓦斯出口7的高度在同一水平面内。

实施时，在燃烧加热阶段，燃烧瓦斯与空气混合后通过混合气入口4进入预燃室3旋流燃烧并向下进入燃烧室2，一部分直接进入燃烧室中的套筒格子砖8a中，另一部分与从回流烟气喷入口5进来的在环形气流通道6中旋流分配后向上的低温烟气流汇合，经相互混合后再进入套筒格子砖8a中，在回流烟气流中有一部分经过设置在环形气流通道6内侧的环形均布的气流调节喷口6a直接以旋流方式进入蜂窝多孔格子砖中，进入蜂窝多孔格子砖的烟气一部分经由烟气出口排除，另一部分从蓄热室底部抽出经由烟气回流引出口、回流烟气喷入口而回到燃烧室；由于回流烟气是从蓄热室下部抽取，温度远低于刚完成燃烧的烟气，因而燃烧后的高温烟气经与回流烟气的相互作用，其在蜂窝多孔格子砖中的温度就会明显降低；当蓄热体充分蓄热之后加热炉进入送风放热阶段（送热瓦斯阶段），此时冷瓦斯经冷瓦斯入口进入冷风室，再进入蓄热室，在与蜂窝多孔格子砖换热之后部分经过套筒格子砖、部分经由气流调节喷口而在环形气流环道的作用下经由热瓦斯出口流出。

当送风阶段结束后，残留的瓦斯可以通过烟气回流将下部的瓦斯抽到燃烧室燃烧，经一段时间循环之后再转入正常的燃烧加热阶段，这也是有烟气回流加热炉的长处之一。

当燃烧阶段结束之后，残留烟气也可以通过烟气回流将下部的烟气排出的同时通入燃烧瓦斯置换烟气，经过一段时间之后再转入正常送风放热阶段，这也是有烟气回流的加热炉独特功能。

从上述对该实用新型的结构特征与实施例的描述，可见这种带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉采用内混和微旋流的高速燃烧与燃烧室多孔体中稳焰的燃烧装置设计，以及烟气回流以混合高温烟气以降低蓄热体温度和提高蓄热体利用率回流混合装置的设计，有效解决了高热值瓦斯燃烧温度高而加热瓦斯所需温度低的问题。这样的加热炉既能保证燃烧瓦斯的高效、稳定与完全的燃烧，又能满足加热瓦斯的合理加热温度，而且还能解决加热瓦斯在加热炉中的析碳和积油问题，以及炉内热瓦斯吹扫和热烟气排除的问题。

其做法是在热风炉顶部设置预混气旋流快速燃烧的预燃室，高温燃烧气流旋流向下，一部分进入锥形堆砌在燃烧室中的套筒格子砖中，堆砌在燃烧室中的套筒格子砖既能实现高速稳焰燃烧的预热助燃，又为蓄热室储存一部分高温（接近燃烧温度）状态的热能（内能）；高温燃烧气流在完成燃烧过程并使这部分套筒格子砖完成高温蓄热之后进入其下的堆砌大量蓄热体的蓄热室中；另一部分与从下部蓄热体中通过管道抽上来的经过气流调节喷口6a与环形气流通道作用后而旋流上行的回流低温烟气汇合，降低温度之后再进入蓄热室的蓄热体中；同时，一部分回流低温烟气也可以通过环形气流通道内壁的轴向的气流调节喷口而进入蓄热室的蓄热体中；这些气流在蓄热室的蓄热体中完成与之的充分热热交换之后，一部分低温的烟气进入下部的冷风室并通过烟气出口排除炉外，而另一部分经烟气回流引出口被抽送到回流烟气喷入口，再经喷射进入燃烧室内，通过烟气回流在不影响高温燃烧的前提下降低蓄热体温度，有效防止热瓦斯的析碳现象产生，同时也强化了蓄热体与气流间的传热，用以弥补因温度降低而导致的传热量减少，进而增加蓄热体的低温蓄热量。

Claims (9)

1.一种带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，包括燃烧室墙体（1a）、燃烧室（2）、预燃室墙体（1b）、预燃室（3）、混合气入口（4）、回流烟气喷入口（5）、环形气流通道（6）及气流调节喷口（6a）、热瓦斯出口（7）、蓄热室墙体（1c）及蓄热室、套筒格子砖（8a）、蜂窝格子砖、烟气回流引出口（9）、炉箅子（10）、炉箅子支撑直墙（11）及其墙上的水平开孔（12）、冷风室（13）、炉底（1d）、冷瓦斯入口（14）、烟气出口（15）和环形的迷宫式连接体（16），其特征在于，燃烧室墙体（1a）是由上部的椭球形拱顶与下部的燃烧室圆筒体组合构成，燃烧室墙体的内腔构成燃烧室（2），燃烧室墙体的上部有预燃室墙体（1b），预燃室墙体的内部空间为预燃室（3），燃烧室（2）与顶部的预燃室（3）同轴贯通，预燃室墙体（1b）由上部的球形拱顶与下部的预燃室圆筒体构成，混合气入口（4）与预燃室圆筒体的侧壁偏心连通，燃烧室墙体的下部有蓄热室墙体（1c），蓄热室墙体（1c）由同轴的小圆筒部分、锥筒部分和大圆筒部分自上向下依次串通在一起构成一体结构，小圆筒部分向上伸入燃烧室内和燃烧室同轴连通，锥筒部分和燃烧室墙体（1a）的下部经环形的迷宫式连接体（16）相互呈滑移状套接在一起，燃烧室墙体（1a）的底部有托圈支撑，燃烧室墙体（1a）和蓄热室墙体（1c）之间有上部开口和燃烧室连通的环形气流通道（6），燃烧室墙体（1a）的外侧壁上有水平径向伸出的热瓦斯出口（7）和以旋切方式连通的回流烟气喷入口（5），回流烟气喷入口为两端大、中间小的缩放结构，蓄热室墙体（1c）上部的侧壁上有水平倾斜的沿周向均布的气流调节喷口（6a），气流调节喷口和环形气流通道相连通，蓄热室墙体（1c）的下部与炉底（1d）连接，蓄热室墙体内的上部空间为蓄热室，下部空间为冷风室（13），蓄热室内堆砌有蓄热体，蓄热体由套筒格子砖（8a）和蜂窝多孔格子砖构成，套筒格子砖堆砌在伸进燃烧室部位的蓄热室内上部，蜂窝多孔格子砖堆砌在套筒格子砖下方的蓄热室内，蓄热室墙体（1c）下部有烟气回流引出口（9），置于烟气回流引出口下方的冷风室（13）上部内有支撑蓄热体的带缝隙通道的炉箅子（10），炉箅子下面有竖向置于冷风室内的炉箅子支撑直墙（11），炉箅子支撑直墙上有水平开孔（12），炉箅子支撑直墙（11）上部有置于炉箅子下部的支撑板，炉箅子支撑直墙的下部砌筑在炉底（1d）上，冷风室（13）外部的蓄热室墙体上分别有冷瓦斯入口（14）和烟气出口（15）。

2.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的燃烧室墙体（1a）和预燃室墙体（1b）为金属外壳内壁上砌筑耐高温1300℃～1500℃的耐火材料层构成，耐高温的耐火材料层由抗热震性强的红柱石高铝砖或堇青石-莫来石砖构成的内层、轻质耐火材料构成的外层，以及外层外面的陶瓷纤维棉与喷涂层自内向外依次组合在一起构成。

3.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的热瓦斯出口（7）、回流烟气喷入口（5）和伸入燃烧室（2）中的蓄热室墙体（1c）均由耐高温且热震性能好的红柱石-莫来石砖砌筑构成的圆形，回流烟气喷入口（5）、热瓦斯出口（7）与燃烧室墙体（1a）连接构成一体结构。

4.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的套筒格子砖（8a）的砖体中心有单孔，砖体两端分别有相对应的定位槽和凸体，多个套筒格子砖（8a）自上向下同轴心堆砌在一起，上面的套筒格子砖的凸体置于下面的套筒格子砖的定位槽内，套筒格子砖是由红柱石-莫来石材质制成的圆筒形。

5.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的混合气入口（4）为金属管内壁上砌筑耐高温抗热震的堇青石-莫来石质耐火材料砌筑构成的圆形，混合气入口和预燃室墙体（1b）连接构成一体结构。

6.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的蓄热室墙体（1c）是在金属外壳内壁上砌筑耐火材料构成的圆形，套筒格子砖以下的蓄热室墙体从上到下分别由红柱石高铝砖、红柱石粘土砖及粘土砖砌筑构成，套筒格子砖以下的蓄热室墙体内部堆放有格孔呈蜂窝状排列、砖体上下两端有垂直通孔的蜂窝多孔格子砖，垂直通孔的纵截面呈锥形、横截面呈圆形，格孔之间经沟槽连通，多个蜂窝多孔格子砖堆砌构成有上下贯通的缝隙的互通结构，蜂窝多孔格子砖由从上到下依次排列的第一蓄热体（8b）、第二蓄热体（8c）和第三蓄热体（8d）构成，第一蓄热体（8b）为红柱石高铝格子砖，第二蓄热体为红柱石粘土格子砖，第三蓄热体为粘土格子砖。

7.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的烟气回流引出口（9）、烟气出口（15）和冷瓦斯入口（14）均为金属管内壁上砌筑粘土砖构成的圆形，分别与蓄热室墙体（1c）连成一体结构，蓄热室墙体（1c）固定在圆盘形的炉底（1d）上，炉底内设置有呈井字形排列的工字钢，炉底经耐火浇注料浇筑在呈井字形排列的工字钢内构成一体结构。

8.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的套筒格子砖（8a）呈锥形堆放在气流调节喷口（6a）上部的蓄热室内，锥顶伸进燃烧室。

9.根据权利要求1所述的带烟气回流的蓄热式瓦斯加热炉，其特征在于，所述的气流调节喷口（6a）置于套筒格子砖下方，和热瓦斯出口（7）的高度在同一水平面内。