CN210511721U - 反应炉及热反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热反应设备技术领域，尤其是涉及一种反应炉及热反应系统。反应炉的炉体的侧部由波形腹板围设而成，所述波形腹板包括腹板部，所述腹板部形成为由波峰和波谷交替形成的波形形状，通过波形腹板围设成的反应炉的炉体能够使得在反应炉内进行高温反应时，由于波形腹板自身结构的适应性变化使得炉体整体的周向尺寸不会发生变化，从而使得炉体的连接缝隙处不会发生开裂，也就不会产生反应炉漏气、热量损失等情况。并且波形腹板与普通钢构件相比还具有重量轻、承载力大等特点，因此使得反应炉的制作更加节材、节能和环保。热反应系统包括反应炉，因此热反应系统也具有结构稳定、安全性高且节材节能的效果。

Description

反应炉及热反应系统

技术领域

本实用新型涉及热反应设备技术领域，尤其是涉及一种反应炉及热反应系统。

背景技术

随着VOCs(volatile organic compounds挥发性有机物)治理技术的快速发展，高温蓄热氧化法处理VOCs越来越受被广泛接受，因为高温蓄热氧化炉(RTO)的VOCs处理效率高。

目前，如图1所示，高温蓄热氧化法处理中应用的高温蓄热氧化炉(RTO)1'的炉体是由钢板2'与钢架3'焊接形成的，炉体内部形成高温氧化反应腔室。然而在实际工作时，钢架3'与钢板2'焊接的高温蓄热氧化炉(RTO)1'的炉体由于不断受热胀冷缩作用易发生变形，从而产生焊缝开裂的情况，导致高温氧化反应腔室内的气体泄漏、热量损失。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种反应炉及热反应系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的高温环境下作用的反应炉在工作时易产生焊缝开裂的技术问题。

本申请提供了一种反应炉，包括炉体，所述炉体的侧部由波形腹板围设而成，所述波形腹板包括腹板部，所述腹板部形成为由波峰和波谷交替形成的波形形状。

在上述技术方案中，优选地，所述波形腹板还包括翼缘板部；

以所述腹板部的波形交替延伸方向为所述腹板部的长度方向，所述翼缘板部沿所述波形腹板的宽度方向设置于所述腹板部的两端。

在上述任一技术方案中，优选地，所述腹板部的波形沿所述炉体的周向交替延伸，所述腹板部的宽度方向平行于所述炉体的高度方向。

在上述任一技术方案中，优选地，所述波形腹板的数量为多个，多个所述波形腹板沿所述炉体的高度方向形成多层，相邻两层所述波形腹板之间通过对应的所述翼缘板部连接。

在上述任一技术方案中，优选地，相邻所述波形腹板的连接处设置有加强构件。

在上述任一技术方案中，优选地，所述波形腹板的内侧设置有保温层。

在上述任一技术方案中，优选地，所述波形腹板的波形为正弦波。

在上述任一技术方案中，优选地，所述波形腹板的材质为钢。

在上述任一技术方案中，优选地，所述波形腹板的厚度为2mm-10mm。

本申请还提供了一种热反应系统，包括上述任一技术方案所述的反应炉。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本申请提供的反应炉的炉体的侧部由波形腹板围设而成，炉体内部形成反应腔，用于容纳反应原料。所述波形腹板包括腹板部，所述腹板部形成为由波峰和波谷交替形成的波形形状。通过波形腹板围设成的反应炉的炉体能够使得在反应炉内进行高温反应时，由于波形腹板自身结构的适应性变化使得炉体整体的周向尺寸不会发生变化，从而使得炉体的连接缝隙处不会发生开裂，也就不会产生反应炉漏气、热量损失等情况。并且波形腹板与普通钢构件相比还具有重量轻、承载力大等特点，因此使得反应炉的制作更加节材、节能和环保。

本申请提供的热反应系统包括反应炉，因此热反应系统也具有结构稳定、安全性高且节材节能的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为现有技术中的高温蓄热氧化炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的反应炉的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的波形腹板的正视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的波形腹板的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的波形腹板的受热变形原理示意图；

图6为现有技术中直面腹板的受热变形原理示意图。

附图标记：

1'-高温蓄热氧化炉，2'-钢板，3'-钢架；

1-反应炉，2-波形腹板，21-腹板部，22-翼缘板部，3-直面腹板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参照图2至图6描述根据本实用新型一些实施例的反应炉及包括该反应炉的热反应系统。

参见图2至图4所示，本申请的实施例提供了一种反应炉1，反应炉1的炉体由波形腹板2围设而成，炉体内部形成反应腔，用于容纳反应原料。波形腹板2包括腹板部21，腹板部21形成为由波峰和波谷交替形成的波形形状。且在反应炉1的制作过程中，以腹板部21的波形交替延伸方向为腹板部21的长度方向，腹板部21沿长度方向围设在炉体的侧部，使得腹板部21的宽度方向平行于炉体的高度方向，这样的设置使得波形腹板2之间的焊缝主要在腹板部21的宽度位置的连接接缝处，而连接接缝的方向垂直于波形交替延伸方向以及腹板部21的波峰和波谷的间隔方向。基于上述结构，本申请实施例的炉体通过采用波形腹板2使得反应炉1内进行高温反应时，由于波形腹板2自身结构的适应性变化(主要为腹板部21的波峰和波谷之间的间隔变化)不会对炉体的连接接缝处产生拉伸力，因此使得炉体整体的周向尺寸不会发生变化，从而使得炉体的连接缝隙处不会发生开裂，也就不会产生反应炉1漏气、热量损失等情况。

下面结合图5和图6对本申请实施例的反应炉1的波形腹板2在发生热变形时的作用原理具体说明。

如图5所示为波形腹板2的受热变形原理示意图，由图中可以看出，在波形腹板2遇热时受结构的热胀作用，使得波形腹板2的波峰和波谷向相互远离的方向发生变形，但相邻波谷或相邻波峰之间的间距L不发生变化，即沿波形腹板2的波形延伸方向基本能够达到零变形量，因此对应相邻波形腹板2的连接缝处不会受到变形力，也就不会发生连接缝开裂的问题，从而保证了反应炉1的密封性。同理，在冷却时，受结构的冷缩作用使得波形腹板2的波峰和波谷向相互靠近的方向发生变形，相邻波谷或相邻波峰之间的间距L同样不发生变化，即沿波形腹板2的波形延伸方向基本能够达到零变形量，因此对应相邻波形腹板2的连接缝处不会受到变形力，因此保证了反应炉1在长期的反应环境变化后，仍然能够较好的保证炉体的密封性，因此提高了炉体的强度和使用寿命。

而反观图6，图6示出了现有技术中反应炉一般采用的直面腹板3的受热变形原理，直面腹板3在受热膨胀时沿其长度方向即炉体的周向会发生膨胀变形，膨胀变形力传递至炉体的连接缝，使得炉体的连接缝处收到变形力作用发生开裂。在冷却时，平面形钢板遇冷收缩沿炉体的周向会发生收缩变形，使得炉体的连接缝处受到变形力作用而被拉伸，产生开裂的情况，因此极大地降低了炉体的强度、密封性和使用寿命。

此外，波形腹板2与普通钢构件相比还具有重量轻、承载力大等特点，因此反应炉1的制作更加节材、节能和环保。波形腹板2与同尺寸规格的直面腹板相比，节约原材料30％左右，由于结构用钢是按长度使用的，波形腹板钢构件使得在工程中可以大幅度节省钢材，减轻设备重量和对基础的载荷，在节省大笔投资的同时，又能确保构件的强度。

需要说明的是，作为优选的方案，反应炉1在制作过程中其腹板部21沿长度方向围设在炉体的侧部，使得腹板部21的宽度方向平行于炉体的高度方向，这样的设置能够使得波形腹板2对炉体起到最好的支撑效果，以保证炉体的强度。此外，腹板部21的宽度方向也可以相对炉体的高度方向有一定的倾斜角度，因为腹板部21相对炉体的设置方向不影响炉体的连接接缝与波形交替延伸方向以及腹板部21的波峰和波谷的间隔方向之间的角度，因此同样能够保证连接焊缝的稳定连接。

在本实施例中，波形腹板2的波形可以采用正弦波、阶梯型波、折线型波等，优选为正弦波，当波形腹板2采用正弦波时，其沿波形延伸方向的变形量更小更稳定。

在本实施例中，具体地，如图3和图4所示，波形腹板2还翼缘板部22，翼缘板部22沿波形腹板2的宽度方向设置于腹板部21的两端，翼缘板部22起到支撑加强腹板部21的作用。此外，当炉体沿纵向由多层波形腹板2拼接而成时，上下相邻的波形腹板2之间是通过翼缘板部22连接在一起的，连接方式可以为焊接、连接件连接等。因此通过翼缘板部22的连接，省去了现有氧化炉中用于连接钢板的钢架，使得炉体的结构更为简单且连接强度增大，因此结构更为稳定。

优选地，为保证炉体的强度及反应炉1在高温反应下的稳定性，本实施例中的波形腹板2的材质为钢。

进一步地，为保证波形腹板2的连接强度和反应炉1整体的密封性，波形腹板2之间的连接采用焊接的方式。

此外，为更进一步地提高波形腹板2的连接强度，在波形腹板2的连接处还设置有加强构件，加强构件可以为额外焊接的加强筋或加强支架等(图中未示出)。

本申请的反应炉1具有较高的强度、稳定的密封性并能够适应温度的变化，因此可以作为低温、常温或高温的反应炉，尤其适用于高温作用的情况下，例如作为高温蓄热氧化炉处理VOCs。

当本实施例的反应炉1作为高温蓄热氧化炉处理VOCs时，在波形腹板2的内壁即朝向反应腔的一侧设置有保温层，以辅助反应炉1保持高温环境。其中保温层的材质可以为岩棉、硅酸铝等具有保温蓄热功能的材料。

此外，在保证反应炉1的强度的条件下，波形腹板2的厚度为2mm-10mm，优选为3mm。

此外，本申请的实施例的反应炉1的形状可以根据需求制成圆柱形或棱柱形等。

下面结合附图说明利用波形腹板钢构件来加工高温蓄热氧化炉体的方法：

步骤1：波形腹板钢构件生产厂家按设计尺寸利用焊接机器人生产所需的波形腹板钢构件；

步骤2：按需要的尺寸截取相应长度的波形腹板钢构件，然后拼焊成炉体。

以波形腹板钢构件的厚度3mm，上下翼缘板部的厚度分别为12mm，宽200mm，波形腹板钢构件的长度为1500mm为例，采用该尺寸的波形腹板钢构件制作炉体，计算得到波形腹板钢构件每平方米重量约60Kg。

而传统的高温蓄热氧化炉体通过侧面板Q235的6mm，外面钢架支撑用矩管80mm*60mm*5mm的焊接而成，计算得到传统制作方法支撑的每平方米重量约90Kg，对比可得，采用波形腹板钢构件制作高温蓄热氧化炉，在保证氧化炉无焊缝开裂及强度的基础上，节省材料30％左右。

本申请还提供了一种热反应系统，包括上述实施例的反应炉1。由于热反应系统包括反应炉1，因而具有反应炉1的全部有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种反应炉，包括炉体，其特征在于，所述炉体的侧部由波形腹板围设而成，所述波形腹板包括腹板部，所述腹板部形成为由波峰和波谷交替形成的波形形状。

2.根据权利要求1所述的反应炉，其特征在于，所述波形腹板还包括翼缘板部；

以所述腹板部的波形交替延伸方向为所述腹板部的长度方向，所述翼缘板部沿所述波形腹板的宽度方向设置于所述腹板部的两端。

3.根据权利要求2所述的反应炉，其特征在于，所述腹板部的波形沿所述炉体的周向交替延伸，所述腹板部的宽度方向平行于所述炉体的高度方向。

4.根据权利要求3所述的反应炉，其特征在于，所述波形腹板的数量为多个，多个所述波形腹板沿所述炉体的高度方向形成多层，相邻两层所述波形腹板之间通过对应的所述翼缘板部连接。

5.根据权利要求4所述的反应炉，其特征在于，相邻所述波形腹板的连接处设置有加强构件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的反应炉，其特征在于，所述波形腹板的内侧设置有保温层。

7.根据权利要求6所述的反应炉，其特征在于，所述波形腹板的波形为正弦波。

8.根据权利要求6所述的反应炉，其特征在于，所述波形腹板的材质为钢。

9.根据权利要求6所述的反应炉，其特征在于，所述波形腹板的厚度为2mm-10mm。

10.一种热反应系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的反应炉。

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