CN206192108U - 天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，包括炉窑，与炉窑连接的天然气供气及燃烧系统、通排风系统、助燃风系统、物料输送系统和温度检测与控制系统，天然气供气及燃烧系统包括天然气供气系统和燃烧系统，天然气供气系统包括供气管道和依次设于供气管道上的电磁切断阀、过滤器、减压稳压阀、高/低压压力开关、流量计和膜合压力表，燃烧系统包括设于炉窑内的燃烧枪，通排风系统包括与炉窑连通的排废气系统、排烟气系统和余热利用系统，余热利用系统还与助燃风系统连通。本实用新型能将含有铂、钯、铑、银、金等贵金属的化合物等初步煅烧分解，将其中的无机物成分分离，实现含贵金属化合物的初步分解，方便后续工艺的顺利进行。

Description

天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉

技术领域

本实用新型涉及贵金属资源综合利用技术领域，更具体地说，特别涉及一种用于贵金属铂、钯、铑、银、金等资源综合利用提取及化合物生产的天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉。

背景技术

当今，贵金属已不限于制造装饰品和在经济金融上发挥作用，而是广泛用于微电子、航空、导弹、火箭、原子能、化工、轻工、石油、冶金、环保、军工及医药等方面，多种贵金属及其合金、化合物已在催化、电子、治癌、精细化工、能源与生物工程等高新技术领域显示出重要的技术功能。因而，贵金属被誉为/现代工业的维他命。

然而，这些高新技术材料的研制、生产都离不开高纯贵金属及其化学制品，因此应该有先进的贵金属提取分离技术与之相适应。加拿大、美国、日本等发达国家对分离科学历来十分重视。但是传统的分离方法受到了严峻的挑战，新的产业给分离技术提出了新的要求。我们应当特别重视在发挥我国资源特点中发展分离科学和技术，为国民经济建设做贡献。为此，有必要设计一种可以用于贵金属铂、钯、铑、银、金等资源综合利用提取及化合物生产的天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、能将含有贵金属的化合物等初步煅烧分解的天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，包括炉窑，其还包括与炉窑连接的天然气供气及燃烧系统、通排风系统、助燃风系统、物料输送系统和温度检测与控制系统，所述天然气供气及燃烧系统包括天然气供气系统和燃烧系统，所述天然气供气系统包括供气管道和依次设于供气管道上的电磁切断阀、过滤器、减压稳压阀、高/低压压力开关、流量计和膜合压力表，所述燃烧系统包括设于炉窑内的燃烧枪，所述通排风系统包括与炉窑连通的排废气系统、排烟气系统和余热利用系统，所述余热利用系统还与助燃风系统连通。

进一步地，所述排废气系统包括排废主管道，以及连通排废主管道与炉窑的多组不锈钢排废气支管，所述排烟气系统包括排烟主管道，以及连通排烟主管道与炉窑的多组不锈钢排烟气支管。

进一步地，所述助燃风系统包括多组助燃管道，所述余热利用系统包括余热抽风机以及余热回收管道，所述余热回收管道连接炉窑与助燃管道，所述余热抽风机设于余热回收管道上。

进一步地，所述物料输送系统包括驱动机构、进料机架和出料机架，所述驱动机构包括驱动电机、链轮、主驱动辊筒和从动辊筒，所述主驱动辊筒和从动辊筒分别设置在进料机架和出料机架上，所述链轮连接在主驱动辊筒和从动辊筒之间，所述驱动电机与主驱动辊筒连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型能将含有铂、钯、铑、银、金等贵金属的化合物等初步煅烧分解，将其中的无机物成分分离，实现含贵金属化合物的初步分解处理，方便后续工艺的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉的原理图。

图2是本实用新型所述天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉中天然气供气系统的原理图。

图3是本实用新型所述天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉中天然气燃烧系统的原理图。

图4是本实用新型所述天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉中炉窑的主视图。

图5是本实用新型所述天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉中炉窑的俯视图。

附图标记说明：10、炉窑，20、天然气供气及燃烧系统，30、通排风系统，40、助燃风系统，50、物料输送系统，60、温度检测与控制系统，21、电磁切断阀，22、过滤器，23、减压稳压阀，24、高/低压压力开关，25、流量计，26、膜合压力表，27、燃烧枪，31、排烟主管道，32、排废主管道，41、助燃管道，51、驱动机构，52、进料机架，53、出料机架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-图5所示，本实用新型提供一种天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，包括炉窑，其还包括与炉窑连接的天然气供气及燃烧系统20、通排风系统30、助燃风系统40、物料输送系统50和温度检测与控制系统60。

参阅图2所示，所述天然气供气及燃烧系统包括天然气供气系统和燃烧系统，所述天然气供气系统包括供气管道和依次设于供气管道上的电磁切断阀21、过滤器22、减压稳压阀23、高/低压压力开关24、流量计25和膜合压力表26。通过PLC编程联锁控制，实现当燃气超高压、超低压自动保护和助燃风压过低时安全保护而快速切断燃气主管电磁阀，联锁关闭各燃烧支管供天然气电磁阀，实现安全生产保证。

本实用新型还在窑炉的供气主管末端设置自动安全放散阀，出口至车间外，当出现意外超高压、低压切断供气时，自动排空管道余气，确保生产安全。

参阅图3所示，所述燃烧系统由助燃风及天然气供气管道、燃烧枪27及相关控制、调节部件组成，燃烧枪按一定的规律分布于整个焙烧区与升温区的部分区段。为确保燃气安全，每支燃烧枪设置火焰检测和供气支管电磁阀，可及时关闭燃气，防止意外发生。每只燃烧枪并设有对应看火孔。

整个燃烧系统燃烧枪的燃气及助燃风均采用手动调节、控制，各区燃烧枪设有测温电偶。每个控制区根据所需温度先调节好每个燃烧枪的燃气及助燃风阀门，整组燃气根据温度需要通过电动执行机构完成自动调节，从而达到温度自动控制目的。整炉温度可在计算机上进行模拟显示，清楚地了解和掌握全窑温度情况。

在各个燃烧枪然气管道上装有电磁阀、点火电极及火焰检测装置，进行自动报警，当火焰灭火后自动关闭该燃烧枪燃气的供给(即切断电磁阀)进行安全保护，同时发出灭火报警信号，可在计算机上显示报警的位置，然后人工现场进行复位后进行再次手动点火。在停电的情况下能快速切断各个电磁阀进行安全保护。

所述通排风系统30主要包括物料层排废气系统、上下隔焰火道层排烟气系统和窑炉冷却段的余热利用系统及助燃风综合利用系统。

物料层废气通过独立的排废风机排出送至甲方尾气处理设备进行净化后排空。

排烟气系统设置独立的排烟风机，将上下两层火道烟气通过窑头两侧管道引出及上层火道烟气在窑头顶部管道引出接入排烟风机，送至甲方回转干燥窑系统。

排废气系统为及时排除产品在升温阶段及整个焙烧过程中产生的废气及水份等物质，使产品能按照工艺要求进行各物化反应，保证其合理的焙烧制度。废气在排放过程中与物料进行逆向运行换热，使物料能逐步加温达到最终的焙烧温度，同时能达到合理利用热能目的。

全窑共设置6组不锈钢排废气支管，分别从窑体两侧墙汇入窑顶排废主管道32，通过风机排出。物料层排废口设置在双层网带通道两侧。

排废气风机采用304不锈钢材质(叶轮、轴及外壳)，采用风冷，功率为5.5KW，单台配置变频调控。排废气管道设置压力变送器，从而稳定窑炉压力和温度。

排烟气系统为排出天然气燃烧所产生的烟气，并引导热空气由高温向低温区运行，通过下层隔焰板火道管道排出。排烟总管道31在与窑炉接口处采用304不锈钢，分窑炉两侧共4个排烟支口，手动调节。排烟气风机采用碳钢材质，设置在炉体外部，风机功率为15KW，双台配置，一开一备。上层隔焰板火道烟气，在窑头顶部风两组风罩抽出，与排烟气管道联通，手动阀门调节。

余热利用系统与窑炉助燃风进风口连通，将窑炉的冷却带产品冷却所释放的热量合理用于提升助燃风的温度，从而提高热能的综合利用，达到节能。

余热风分两个部分组成：一部分抽取窑内冷却热风，另一部分补充新鲜空气，分别汇总至总管，并与助燃风机入口管道连通，通过手动阀门调节配风量。直接抽风采用窑炉尾端顶部设置抽风风罩与窑内部连通，通过管道负压作用引导窑炉外界冷空气进入与产品换热冷却，并将该部分热空气抽出利用；为避免该抽风量过大引起恒温区段的负压变化或使高温区气流倒流入冷却带，故对直接抽风风量应予以控制。窑炉出口端设置一个304不锈钢材质调节板，控制出口端部进入冷风量与合理冷却产品。

在所述助燃风系统40中，窑炉助燃风风机平台设置在窑炉冷却带，采用冷却带余热及配风提高助燃风温度并分别通过管道送入上下层烧嘴进行助燃。选用5.5Kw碳钢风机两台，一开一备，工频调节。下层助燃风管砌筑在两侧窑墙内，上层助燃风管敷设在窑体两侧。

所述物料传输系统50主要由驱动机构51、进出料机架52、53、网带、网带支撑机构及网带运行监测及控制机构等部件组成。整个物料传送系统结构合理，相互间配合密致，运行平稳可控。确保物料在焙烧过程中的平稳、安全输送，设备操作可控性好，便于维护。

驱动机构51由驱动电机配减速传动机构和配套链轮组合、驱动辊筒组合及从动辊筒组成。分上下两层各自独立的封闭循环系统。

驱动电机采用国产优质品牌减速电机1台(3KW)配无极变速齿轮箱机构，采用变频调速，接计算机控制系统，可有效的将窑炉网带运行速度控制在7-9小时(焙烧周期)，精度在±1％，运行平稳，故障率低，可保证长期运行。

链轮组合采用双排链轮及配套链条等，辅助有压链机构等。

驱动辊筒组合由主驱动辊筒、包角辊筒、托调辊筒及压紧辊筒组成，设置在尾端出料机架上，网带在驱动辊筒组内往复设置，可保证有效驱动。主驱动辊筒采用Φ450mm的套胶辊筒(12mm耐磨橡胶，耐温120℃，橡胶上雕刻菱形花纹，增加摩擦力)；包角辊筒为Φ320mm(外包不锈钢)，一个Φ219mm压紧辊筒；主动辊筒采取铸胶处理，并设有包角压紧辊筒，增大网带与辊筒的包角，提高网带与辊筒的摩擦系数，提高传动效率。

从动辊筒设置在进料端机架上，由2个Φ400mm辊筒及配合丝杆张紧调节装置。

网带载料面所接触的辊筒、托辊均为不锈钢材质，避免钢材锈蚀对物料带来影响。从动辊筒与配套辊筒调整机构(张紧及纠偏装置)连接，通过调整辊筒的两边直线行程来完成网带的张紧和纠偏功能。

进料机架52设置在窑炉的进口段，长2300mm，宽3120mm。采用型钢焊接、组装而成，与基础预埋件牢固焊接，起到承载从动辊筒及网带运行张力作用。从动辊筒的相关调整部件及检测控制部件均有机组合在此机架内，外罩防护网以确保运行安全。

出料机架53设置在窑炉出口端。长3500mm，宽3120mm。采用型钢焊接、组装而成，与基础预埋件牢固焊接，起到承载主驱动辊筒及网带运行张力作用。主动辊筒组合及其相关调整部件及检测控制部件均有机组合在此机架内，外罩用防护网以确保运行安全。主驱动机构设置在机架侧部，通过链轮组合与主驱动辊筒连接。

在进料端分内外两层独立的自动加料装置，有效均匀的将物料分布在各自网带中。外层网带设置自动加料斗加料；内层网带设置两边加料管分别进料至网带上部的分料盒，并配备自动刮料装置以保证物料在网带内的均匀。出料端，外层网带直接安置一套接料斗，然后由皮带输送系统收集物料进人甲方料仓；内层网带设置一套横向输送带在接料斗下，再由皮带输送系统收集物料进入甲方料仓。具体长度、高度根据现场实际需要确定。

网带是物料承载传输机构，因焙烧温度及耐腐蚀的特殊需要，选用316L不锈钢材质，闭合型。网带幅宽2.0M，网带两边起挡边，高度为50mm，为组合平衡密致型，可以有效装载物料，并保证网带上下层热量合理传导。整窑设置上下两层独立循环网带，下层网带面高度为+1530mm，上层网带面高度为+1735mm.

因网带为闭合型，上部进料网带承载物料穿过窑炉内部完成焙烧过程，下部返回网带在常温状态。因而网带支撑机构分为炉内部分和炉外回带两个部分。

炉内部分采用间隔托辊托起方式，托辊两端设轴承座引出炉外侧支撑于炉体钢架，自转结构。全炉内每间隔0.5m安装一根Φ65mm托辊。根据温度的不同，配置有304和321两种不同材质的托辊。(单层配套304材质44根和321材质40根,双层共168根)托辊引出炉体外端，安装轴承座。

炉外部分由进出料机架上的承载托辊和回带托辊部分组成。托辊采用自转动，不另设动力。

回带双层托辊均选用Φ60碳钢材质，间距1M，设置在窑炉底部，通过固定在炉底的支架承重，方便网带拖动。

出料口下部设置有除尘装置。

进出料机架托辊采用Φ60mm碳钢材质金属托辊。

网带为闭合型结构，由于制造误差及高温膨胀和运行阻力不均等原因，导致网带在运行过程中会发生行走偏差，俗称“跑偏”。跑偏在炉内可能会导致网带与窑炉内壁发生摩擦，损坏窑炉结构，同时可能导致输送机构发生故障影响生产；在炉外同样可能导致输送带受力不均，影响正常运行。故需要对网带运行状态进行监测、控制。

主要包括运行速度控制、网带张紧控制、网带运行偏差控制三个部分。

运行速度控制：整条网带运行速度由驱动机构决定，通过变频控制驱动电机的速度来调整控制，为此对网带运行速度设置速度监测装置，并通过信号反馈进行调节；

窑炉头尾端设置有现场操作按钮，可实现远程、就地的控制切换。网带运行前、发生故障时，现场有声光报警。

网带张紧控制：由于网带为金属材料制作而成，受温度影响而发生膨胀及线变化，导致网带与驱动辊筒的摩擦力发生改变，而不利于网带的正常运行。需要根据网带的松紧情况及时调整。预留有足够的张紧距离。

本系统设有出窑端回带手动张紧机构。出窑端托调辊筒两端分别与两组张紧机构连接，通过调整托调辊筒的直线行程，起到张紧网带，保持网带的松紧度与驱动作用。

进窑段从动驱动辊筒的调整机构由从动主辊筒两端配合2个网带运行限位开关及手动调整张紧机构组成，通过调整从动辊筒两端滑块的直线行程来完成网带自动张紧及网带自动纠偏。即对从动辊筒的调整具有张紧和纠偏双种功效。系统并设置有滑块的行程限位开关，以防止行程超限而造成故障。

网带运行偏差控制即纠偏功能。除了上面所述的对从动辊筒的调整来纠偏外，在炉底回带上还设置有自动导正惰性轮，通过网带边沿的接触连续纠偏，从而保证网带一直运行在中心线或正常位置。

整个传动系统用变频调节，接计算机控制系统，可并入全场DCS系统。

温度检测与控制系统主要包括以下几个部分。

★控制系统技术参数

温度检测：全炉共设置39只K型热电偶。其中下层火道控制点5点，控制下层火道五组燃烧区，显示点5点；下层预热带温度显示点5点；双层网带物料层温度显示点11点；上层火道控制点3点，控制上层火道三组燃烧区，显示点3点；上层预热带温度显示点5点；排废气管道1点、排烟气管道1点，分别检测各个系统温度；所有信号直接接入计算机显示，不另外配仪表；根据料层设定的温度控制点来调节对应上下每组燃烧区的温度。

压力检测与控制：共5点，排烟管道压力2点分别控制上下火道；排废管道压力1点；天然气供气主管1点；助燃风主管1点。所有信号直接接入计算机显示，分别检测控制各系统压力。

连锁报警检测：天然气供气压力连锁报警、风机故障等。

温度控制回路：共8路。

压力控制回路：共5点。

速度控制：网带传动速度检测，传动电机变频器速度调节。

排废气风机运行控制：变频控制。

排烟气风机运行控制：工频控制。

网带运行状态控制：光电管检测控制。

★控制方案：窑炉独立的微机控制系统。

控制系统由西门子PLC S7-300 PLC控制系统、监控软件包、Step7控制软件包、西门子变频器、一体式可控硅模块、施耐德低压电器组成。监控操作由中央控制室工控主机系统完成，控制系统通讯由PRIFIBUS-DP网络接入到工控主机系统。

微机控制系统硬件：主机主板和工作电源具有可靠性和抗干扰功能。上位机采用台湾研华工控机。工控主机具体配置：IPC610酷睿-3.2G/250G/2.0G，25″LCD(冠杰)，USP/CDROM，配备打印机及不间断UPS电源。

下位采用西门子公司S7-300系列PLC，SIMATIC S7-300是一种通用型PLC，是专为满足中型过程装置的模拟和数字控制要求而设计的模块化控制器，特别适合工业炉窑、环保设备、加热装置等类似的过程控制，可灵活实现多种控制。预留485端口1个，供甲方日后联网使用。

其他辅助设备选配：(如用户认为配置较高，可调整。)

——继电器选用施耐德产品，继电器有指示灯；

——配电回路保护元件采用施耐德产品；其余原件都采用其系列中性能可靠的近三年来普遍使用的新产品；

——变频器采用西门子产品；

——热电偶选用K分度，防护等级为IP56，必须有防尘式接线盒，精度等级为1级。

——为了防止动力信号干扰，电缆桥架动力电缆和信号电缆分设两排桥架，动力和信号线各一排。所有控制线缆均采用屏蔽电缆，防止干扰。

——电控柜采用标准GGD控制柜，尺寸2.2*0.8*0.6M(高*宽*厚),外表颜色为银灰色,色标号7303。

排废压力：由压力变送器、风机变频器、西门子PLC A/D调节模块等组成，可自动设定和调节风压、欠压报警、压力显示。

烧成周期：通过微机控制系统调整传动变频器运行频率控制传动速度，调节生产周期，传动速度实时检测、反馈。

网带张紧、纠偏调整：操作人员根据需要调整网带的张紧与松开。

★上位工控计算机集散式控制系统主要功能：

a)曲线设定控制：

工艺配方曲线设定与管理{自动升、降温曲线及窑炉正常温度曲线、排废压力}，乙方提供常规温度曲线，最终温度曲线根据实际生产调整。

b)参数设定—P、I、D、控制周期、报警限等控制参数设定。

c)监控功能—-所有设备运行状态、报警状态、参数监视，实际曲线、设定曲线、历史趋势曲线显示，温度/压力/输出值/报警/曲线记录、备份、打印，烧成周期检测与调整。

d)温度/压力/速度信号采集。

e)排废压力通过PID自动调节控制排废风机变频器。

f)设备运行状态、报警状态检测，运行操作控制。

g)报警连锁控制：风机故障连锁，超温报警等。

h)烧成周期控制。

i)网带运行状态监控。

通过本实用新型的实施，其能将含有铂、钯、铑、银、金等贵金属的化合物等初步煅烧分解，将其中的无机物成分分离，实现含贵金属化合物的初步分解处理，方便后续工艺的顺利进行。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，包括炉窑，其特征在于：还包括与炉窑连接的天然气供气及燃烧系统、通排风系统、助燃风系统、物料输送系统和温度检测与控制系统，所述天然气供气及燃烧系统包括天然气供气系统和燃烧系统，所述天然气供气系统包括供气管道和依次设于供气管道上的电磁切断阀、过滤器、减压稳压阀、高/低压压力开关、流量计和膜合压力表，所述燃烧系统包括设于炉窑内的燃烧枪，所述通排风系统包括与炉窑连通的排废气系统、排烟气系统和余热利用系统，所述余热利用系统还与助燃风系统连通。

2.根据权利要求1所述的天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，其特征在于：所述排废气系统包括排废主管道，以及连通排废主管道与炉窑的多组不锈钢排废气支管，所述排烟气系统包括排烟主管道，以及连通排烟主管道与炉窑的多组不锈钢排烟气支管。

3.根据权利要求1所述的天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，其特征在于：所述助燃风系统包括多组助燃管道，所述余热利用系统包括余热抽风机以及余热回收管道，所述余热回收管道连接炉窑与助燃管道，所述余热抽风机设于余热回收管道上。

4.根据权利要求1所述的天然气加热化工催化剂焙烧双层网带炉，其特征在于：所述物料输送系统包括驱动机构、进料机架和出料机架，所述驱动机构包括驱动电机、链轮、主驱动辊筒和从动辊筒，所述主驱动辊筒和从动辊筒分别设置在进料机架和出料机架上，所述链轮连接在主驱动辊筒和从动辊筒之间，所述驱动电机与主驱动辊筒连接。