CN204177191U - 高效熔铝炉催化燃烧装置 - Google Patents

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苏晓键
李瑞宇
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Abstract

本实用新型公开一种高效熔铝炉催化燃烧装置，包括催化混合装置和高效燃烧装置，催化混合装置包括承压罐体、混合装置和分离装置，承压罐体的入口与天然气输送管道连接相通，出口通过管道与熔铝炉燃烧器连接；混合装置位于承压罐体的下部；分离装置位于承压罐体的上部；高效燃烧装置包括空气加热器和燃烧器，空气加热器一端与熔铝炉烟气排放口连接，另一端与烟囱相连；空气加热器的进风口与风机连接，其出风口通过管道与燃烧器连接；燃烧器一端与空气加热器和催化混合装置的出口连接，其另一端与熔铝炉相连。本实用新型的优点是：天然气中携带的催化剂含量适中；燃烧温度极高；污染物排放总量大为降低。

Description

高效熔铝炉催化燃烧装置
技术领域
本实用新型涉及一种燃烧装置，特别涉及一种节能环保的高效熔铝炉燃烧装置。
背景技术
熔铝炉是铝型材厂的主要耗能设备，能耗占总体能耗的70％以上。近年来，本领域技术人员不断尝试采用先进技术来降低能耗，以符合企业和国家的节能、减排、环保等战略需要。然而，到目前为止，熔铝炉的能耗还是很高。
因此，提供一种高效率的熔铝炉燃烧装置已经成为业内急需解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是针对熔铝炉能耗的现状，提供一种高效率的催化燃烧装置，将适量催化剂注入天然气中，通过催化燃烧技术，使燃烧温度达到2000摄氏度以上，极大加快原料熔化率，使产量加倍，从而达到节能降耗的目的。
为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：一种高效熔铝炉催化燃烧装置，包括催化混合装置和高效燃烧装置，所述催化混合装置包括承压罐体、混合装置和分离装置，所述的承压罐体的入口与天然气输送管道连接相通，出口通过管道与熔铝炉燃烧器连接；所述的混合装置位于承压罐体的下部；所述的分离装置位于承压罐体的上部；所述高效燃烧装置包括空气加热器和燃烧器，所述空气加热器一端与熔铝炉烟气排放口连接，另一端与烟囱相连；所述空气加热器的进风口与风机连接，其出风口通过管道与燃烧器连接；所述燃烧器一端与所述空气加热器和催化混合装置的出口连接，其另一端与熔铝炉相连。
此装置将适量的催化剂混入天然气中，同时有效回收熔铝炉的排气余热，极大提高了熔铝炉的燃烧温度，提高了产量，降低了能耗，节能减排。
所述承压罐体为空心圆柱形，上端呈椭球形；其下端侧面开口天然气输送管道连接相通，上端中部设置有通过管道与燃烧器连接的混合气(天然气+催化剂)出口。
所述混合装置位于承压罐体下部，由液态催化剂和浸泡在其中的多孔管组成，天然气经过多孔管呈多股细流喷入液态催化剂，与液态催化剂充分接触后形成混合气(天然气+催化剂)进入分离装置。所述的多孔管直径30-50mm，均匀开有60个小孔，小孔直径3mm-5mm。
所述分离装置位于承压罐体上部。由波形板和多孔板组成，混合气(天然气+催化剂)进入分离装置后依靠惯性力将大部分催化剂从天然气中分离出来，使天然气中携带的催化剂含量适中(8～12mg/m3，优选10mg/m3左右)。所述的波形板不少于6排，间距20mm，高度60mm；所述多孔板直径300mm-400mm，均匀开有60个小孔，小孔直径3mm-5mm。
所述空气加热器包括换热室、形成于所述换热室一侧的高温烟气室、形成于所述换热室另一侧的低温烟气室，所述换热器的烟气流路的入口形成于所述高温烟气室的端壁上，所述换热器的烟气流路的出口形成于所述低温烟气室的端壁上，所述换热器的空气流路的入口形成于所述换热室靠近所述低温烟气室一端的侧壁上，所述换热器的空气流路的出口形成于所述换热室靠近所述高温烟气室一端的侧壁上。
所述换热室包括若干个平行布置的波纹管，烟气从所述高温烟气室分经所述波纹管流入所述低温烟气室，空气在所述波纹管的外部与流经所述波纹管的烟气换热。
所述换热室还包括至少二个用于改变导热油流动方向以延长换热时间的挡板，所述挡板从所述换热室的一侧壁向另一侧壁延伸，并且与另一侧壁之间的距离大于等于所述波纹管的3倍管径，例如，与另一侧壁之间的距离为所述波纹管的3～5倍管径。
所述燃烧器为双层结构，其内层与混合气管路相连，外层与热空气管相通。所述内层为圆管，所述圆管的直径89mm，厚度4mm，长度800mm。所述外层为多孔板，所述多孔板的直径800mm，厚度300mm，并且中心有一直径100mm的圆孔。所述多孔板的周壁环形均布(纵向贯穿多孔板的周壁)6个直径80mm的圆孔，所述6个圆孔中心所在圆的直径500-550mm。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和有益技术效果如下：①燃烧温度高：天然气中加入适量催化剂后，燃烧温度可达2000摄氏度以上，产量加倍，能耗大幅度下降。②天然气中携带的催化剂含量适中(10mg/m3左右)：本实用新型中有分离装置，可以合理控制催化剂浓度，避免浪费。③污染物排放总量大为降低：由于熔铝炉产量极大提高，从而节约了大量的燃料，主要污染物排放总量也大为降低。
附图说明
图1为本实用新型的高效熔铝炉催化燃烧装置的结构示意图。
图2为本实用新型的空气加热器的纵向截面剖视示意图。
图3为本实用新型的空气加热器的侧视示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述说明。
一种高效熔铝炉催化燃烧装置，如图1所示，其包括催化混合装置和高效燃烧装置，催化混合装置包括承压罐体111、混合装置112和分离装置113，承压罐体111的入口与天然气输送管道130连接相通，出口116通过管道与熔铝炉100的燃烧器121连接；混合装置112位于承压罐体111的下部；分离装置113位于承压罐体111的上部；总管道过来的天然气经过承压罐侧面的管道进入混合装置112，与液态催化剂充分接触后形成混合气再进入分离装置113；分离装置113，可以合理控制催化剂浓度，使天然气中携带的催化剂含量适中(10mg/m3左右)再通过顶部的管道进入燃烧器121。
请参照图2及图3，空气加热器(换热器)122包括换热室1221、形成于换热室一侧的高温烟气室1223、形成于换热室另一侧的低温烟气室1225，换热器的烟气流路的入口125形成于高温烟气室的端壁上，换热器的烟气流路的出口126形成于低温烟气室的端壁上，换热器122的空气流路的入口127形成于换热室靠近低温烟气室一端的侧壁上，换热器122的空气流路的出口128形成于换热室靠近高温烟气室一端的侧壁上。
空气加热器122的空气出口128将输出热空气。熔铝炉100排出的800度高温烟气通过连接管道进入空气加热器，烟气所携带的热量被水吸收，最后降温至200度进入烟囱，实现了大量的余热回收，达到高效节能的目的。空气加热器将空气从20度加热到600度后送出到燃烧器121，与混合气燃烧形成2000度的高温火焰进入熔铝炉100。由于辐射换热大大加强，在天然气消耗量相同的情况下熔铝炉的产量可提高两倍，有效地降低了能源供给，节能减排。
承压罐体111为空心圆柱形，上端呈椭球形；其下端侧面开口与天然气输送管道连接相通，上端中部设置有通过管道与燃烧器连接混合气(天然气+催化剂)出口116。
混合装置112位于承压罐体111下部，由液态催化剂和浸泡在其中的多孔管组成，天然气经过多孔管114呈多股细流喷入液态催化剂，与液态催化剂充分接触后形成混合气(天然气+催化剂)进入分离装置113。多孔管114直径30-50mm，均匀开有60个小孔，小孔直径3mm-5mm。
分离装置113位于承压罐体111上部。由波形板和多孔板组成，混合气(天然气+催化剂)进入分离装置113后依靠惯性力将大部分催化剂从天然气中分离出来，使天然气中携带的催化剂含量适中(10mg/m3左右)。波形板不少于6排，间距20mm，高度60mm；多孔板直径300mm-400mm，均匀开有60个小孔，小孔直径3mm-5mm。
换热室1221包括若干个平行布置的波纹管1227，烟气从高温烟气室1223分经波纹管1227流入低温烟气室1225，空气在波纹管的外部与流经波纹管的烟气换热。
换热室还包括4个用于改变空气流动方向以延长换热时间的挡板1229，挡板1229从换热室的一侧壁向另一侧壁延伸，并且与另一侧壁之间的距离为波纹管的3.5倍管径。
燃烧器121为双层结构，其内层与混合气管路相连，外层与热空气管相通，内层结构由一个圆管构成，圆管的直径为89毫米，厚度4毫米，长度800毫米；外层结构为多孔板结构；多孔板直径为800毫米，厚度为300毫米，中心有一圆孔，直径100mm；四周环形均布6个圆孔，圆孔直径80毫米，此6个圆中心所在圆直径为500-550mm。混合气由内层喷出，热空气由外层喷出，两者混合燃烧后产生2000度的高温火焰进入熔铝炉。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种高效熔铝炉催化燃烧装置，包括催化混合装置和高效燃烧装置，其特征在于：所述催化混合装置包括承压罐体、混合装置和分离装置，所述的承压罐体的入口与天然气输送管道连接相通，出口通过管道与熔铝炉燃烧器连接；所述的混合装置位于承压罐体的下部；所述的分离装置位于承压罐体的上部；所述高效燃烧装置包括空气加热器和燃烧器，所述空气加热器一端与熔铝炉烟气排放口连接，另一端与烟囱相连；所述空气加热器的进风口与风机连接，其出风口通过管道与燃烧器连接；所述燃烧器一端与所述空气加热器和催化混合装置的出口连接，其另一端与熔铝炉相连。
2.如权利要求1所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述承压罐体为空心圆柱形，上端呈椭球形；其下端侧面开口与天然气输送管道连接相通，上端中部设置有通过管道与燃烧器连接的混合气出口。
3.如权利要求1所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述混合装置位于承压罐体下部，包括液态催化剂和浸泡在其中的多孔管，天然气经过多孔管呈多股细流喷入液态催化剂，与液态催化剂充分接触后形成混合气进入分离装置，所述的多孔管直径30-50mm，均匀开有60个小孔，小孔直径3mm-5mm。
4.如权利要求1所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述分离装置位于承压罐体上部，包括波形板和多孔板，混合气进入分离装置后依靠惯性力将大部分催化剂从天然气中分离出来，使天然气中携带的催化剂含量为8～12mg/m3，所述的波形板大于等于6排，间距20mm，高度60mm；所述多孔板直径300mm-400mm，均匀开有60个小孔，小孔直径3mm-5mm。
5.如权利要求1所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述空气加热器包括换热室、形成于所述换热室一侧的高温烟气室、形成于所述换热室另一侧的低温烟气室，所述换热器的烟气流路的入口形成于所述高温烟气室的端壁上，所述换热器的烟气流路的出口形成于所述低温烟气室的端壁上，所述换热器的空气流路的入口形成于所述换热室靠近所述低温烟气室一端的侧壁上，所述换热器的空气流路的出口形成于所述换热室靠近所述高温烟气室一端的侧壁上。
6.如权利要求5所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述换热室包括若干个平行布置的波纹管，烟气从所述高温烟气室分经所述波纹管流入所述低温烟气室，空气在所述波纹管的外部与流经所述波纹管的烟气换热。
7.如权利要求6所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述换热室还包括至少二个用于改变空气流动方向以延长换热时间的挡板，所述挡板从所述换热室的一侧壁向另一侧壁延伸，并且与另一侧壁之间的距离大于等于所述波纹管的3倍管径。
8.如权利要求1所述的高效熔铝炉催化燃烧装置，其特征在于：所述燃烧器为双层结构，其内层与混合气管路相连，外层与热空气管相通；所述内层为圆管，所述圆管的直径89mm，厚度4mm，长度800mm；所述外层为多孔板，所述多孔板的直径800mm，厚度300mm，并且中心有一直径100mm的圆孔；所述多孔板的周壁环形均布6个直径80mm的圆孔，所述6个圆孔中心所在圆的直径500-550mm。
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