CN220552269U - 一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置及低碳型铅合金精炼炉 - Google Patents

Abstract

一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置及低碳型铅合金精炼炉，该低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，包括两燃烧器，燃烧器包括燃烧室、气箱、烧嘴，两燃烧器的气箱的进口均设换向阀，换向阀一端连接用于输送富氧空气的助燃风管，换向阀另一端连接烟气管道，两燃烧器气箱的出口均连接燃烧室；助燃风管经微型分子筛与鼓风机出口连接，烟气管道经引风机与烟气排管连接。本实用新型利用鼓风机将空气鼓入经微型分子筛过滤，分离出助燃空气中的氮气，使助燃风中氮气含量由～78%降低为≤20%及以下，助燃风中的氧气含量有～20%提升到≥35%,外排总烟气量减少～50%，大幅度降低烟气带走热量的损失，同时降低燃烧烟气中氮氧化物的排放。

Description

一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置及低碳型铅合金精炼炉

技术领域

本实用新型涉及铅合金坩埚炉炉壳的加工制造方法，尤其是涉及一种低碳型铅合金精炼坩埚炉炉壳的加工制造方法，属于资源环保重金属污染防治领域。

背景技术

2008年以前再生铅行业传统的铅合金精炼坩埚炉（简称精炼炉），热利用效率普遍只有13～15%，铅合金成品天然气消耗维持在14.0～17.5m³/t；2009年以后，蓄热式燃烧系统逐步开始推广以后，热利用率提升到～20%，铅合金产品天然气消耗维持在9.0～11.5m³/t，保持在原有技术水平多年没有改进提升。随着国家十四五规划“碳达峰、碳中和”计划实施，加快推进降碳减排工作落地实施，迫在眉睫。从污染源排放源头上治理，优化生产结构，减少污染源排放口，从源头严控排放量。

经理论计算计算：炉衬（炉壁、炉底）蕴含及损失的热量，约占总热源的8～12%，如果能够保持有效的降低炉衬的热损失，炉子的热效率可再提升8～10%，使坩埚炉的热效率达到～30%及以上，吨铅合金天然气消耗降低～2.0m³/t,折合标煤～2.43kgce/t，碳排放降低～6.06kg/t。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，而提供一种一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置及低碳型铅合金精炼炉，为了进一步提升精炼坩埚炉的热效率，降低热损失和碳排放，解决炉体的保温蓄热问题。

本实用新型的技术方案是：一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，包括两并列设置的燃烧器，燃烧器包括燃烧室、位于燃烧室下部的气箱、装于燃烧室上部用于对炉体炉膛加热的烧嘴，两燃烧器的气箱的进口均设换向阀，换向阀一端连接用于输送富氧空气的助燃风管，换向阀另一端连接烟气管道，两燃烧器气箱的出口均连接燃烧室；助燃风管经微型分子筛与鼓风机出口连接，烟气管道经引风机与烟气排管连接。

所述微型分子筛出口处装防爆阀。

一所述燃烧室与炉体上的一蓄热室C对接，蓄热室C内装有蓄热体；所述蓄热体为蜂窝状陶瓷、莫来石蓄热体；蓄热室与炉体的炉膛连通。

与一燃烧器的气箱相对应的所述换向阀包括用于控制助燃风管开关的换向阀A1和用于控制烟气管道开关的换向阀B1,与另一燃烧器的气箱相对应的所述换向阀包括用于控制助燃风管开关的换向阀A2和用于控制烟气管道开关的换向阀B2；

两燃烧器的烧嘴分别为烧嘴A、烧嘴B；烧嘴A与换向阀A1、换向阀B1相对应，烧嘴B与换向阀A2、换向阀B2相对应；

工作时：当换向阀A1打开、换向阀B1关闭时，烧嘴A处于工作状态，此时换向阀A2关闭、换向阀B2打开，烧嘴B处于非工作状态；当换向阀A1关闭、换向阀B1打开时，烧嘴A处于非工作状态，此时换向阀A2打开、换向阀B2关闭，烧嘴B处于工作状态。

所述烧嘴包括底座、连于底座后部的天然气管道、点火电极，底座经法兰固定于燃烧室外的上部前面，底座上设有用于与天然气输送管道连接的天然气入口，天然气管道中部穿过燃烧室，天然气管道端部与炉体上的蓄热室对应。

一种低碳型铅合金精炼炉，包括炉体，炉体前面装有如上述的低碳型铅合金精炼炉燃烧装置。

所述炉体的炉壁与夹套形成真空夹套，真空夹套内壁设保温层，保温层内壁设工作层，炉体底部为锅台基础，工作层内壁形成炉膛，炉体上面装精炼锅，精炼锅锅底与炉膛对应。

所述保温层使用轻质保温砖制成，工作层使用高铝耐火砖制成。

本实用新型低碳型铅合金精炼炉燃烧装置是利用鼓风机将空气鼓入经微型分子筛过滤，分离出助燃空气中的氮气，使助燃风中氮气含量由～78%降低为≤20%及以下，助燃风中的氧气含量有～20%提升到≥35%,外排总烟气量减少～50%，大幅度降低烟气带走热量的损失，同时降低燃烧烟气中氮氧化物的排放。燃烧系统的热利用效率在现有基础上提升～30%及以上。本实用新型针对于铅合金精炼熔化过程中的特性进行设计，有效减少了在升温熔化及配置过程中的烟气带走的热量损失，大幅降低了生产过程中能源消耗和污染物的排放，有效降低了碳排放。

本实用新型在助燃风管路上采用成熟的微型分子筛结构，有效分离出空气中的氮气，从源头上减少氮氧化物的产生；提高助燃风氧浓，减少烟气带走的热量损失，最终实现提升热效率，降低碳排放的目的。

本实用新型炉体采用了双层夹套壳体并从中抽余气形成真空，减少了燃烧热对流和热传导，降低了辐射热损失；真空绝热层能阻断热力的传递，延缓散热，阻止对流。即使炉房内温度再高，炉壁也不感觉烫手，提高热利用效率的同时，降低能源消耗及污染物排放。

采用本实用新型能够解决传统炉膛炉外壁温度从比环境温度高出40～50℃的问题，使炉壁外壳温度接近室内常温，同时可以将坩埚炉的热利用率提升至～30%及以上，吨铅合金天然气消耗降至～8m³/t及以下。

附图说明

图1为本实用新型结构图。

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图；

其中：1鼓风机、2微型分子筛、3防爆阀、4换向阀、5烧嘴、6助燃风管、7烟气管道、8引风机、9烟气排管、10气箱、11燃烧室、12点火电极、13精炼锅、14真空夹套、15保温层、16工作层、17锅台基础。

具体实施方式

图1-3中，一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，结构主要包括鼓风机1、微型分子筛2、助燃风管6、防爆阀3、换向阀4，燃烧器5、蓄热室C、烟气管道7、烟气排管9及连接管道等。

微型分子筛的作用：利用在常温下空气中的氧气、氮气在不同在不同的压力条件下，对吸附剂（分子筛）的吸附能力不同，使氮气被分子筛吸附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得较纯的氧气。利用氧气的助燃特性，提高助燃风的氧浓，吸附的氮气不参与任何反应，重新返回空气当中。微型分子筛分离助燃风中的大部分氮气，减少烟气带走的热量的同时，降低了碳排放。

夹套与炉体炉壁间形成真空夹套14，可以通过真空孔抽走夹套内的空气，形成真空保护层。真空保护层能够阻隔炉内热量向炉壁外散失。

燃烧器包括燃烧室11、位于燃烧室11下部的气箱10、装于燃烧室上部用于对炉体炉膛加热的烧嘴5。烧嘴5包括底座、连于底座后部的天然气管道、点火电极12，底座经法兰固定于燃烧室外的上部前面，底座上设有用于与天然气输送管道连接的天然气入口，天然气管道中部穿过燃烧室，天然气管道端部与炉体上的蓄热室对应。

与一燃烧器的气箱相对应的所述换向阀包括用于控制助燃风管6开关的换向阀A1和用于控制烟气管道7开关的换向阀B1,与另一燃烧器的气箱相对应的所述换向阀包括用于控制助燃风管6开关的换向阀A2和用于控制烟气管道7开关的换向阀B2。

两燃烧器的烧嘴5分别为烧嘴A、烧嘴B；烧嘴A与换向阀A1、换向阀B1相对应，烧嘴B与换向阀A2、换向阀B2相对应。

工作时：当换向阀A1打开、换向阀B1关闭时，烧嘴A处于工作状态，此时换向阀A2关闭、换向阀B2打开，烧嘴B处于非工作状态；当换向阀A1关闭、换向阀B1打开时，烧嘴A处于非工作状态，此时换向阀A2打开、换向阀B2关闭，烧嘴B处于工作状态。

工作原理简述：鼓风机1启动鼓入新鲜空气，经过微型分子筛2后，分离出氮气，富氧空气经过防爆阀（安全阀）3，换向阀A1打开，换向阀B1关闭，燃烧器A燃烧对炉膛进行加热，烟气进过燃烧器B的蓄热体对蓄热体进行加热，将热量蓄积到燃烧器B的蓄热体当中，此时换向阀A2关闭、换向阀B2打开，尾气沿着烟气管道7经过引风机8后，由烟气排管9排出；当燃烧器A工作～60秒后，换向阀A2打开、换向阀A1关闭、换向阀B2关闭；燃烧器B工作对炉膛进行加热，烟气进过燃烧器A的蓄热体对蓄热体进行加热，将热量蓄积大屏燃烧器A的蓄热体当中，此时换向阀B1打开，尾气沿着烟气管道7经过引风机8后，由烟气排管9排出。

蓄热室内安装的是蜂窝状陶瓷/莫来石蓄热体，它的作用是利用烟气对蓄热体加热，将热量蓄积在蓄热体内，然后再对鼓风机鼓入的冷空气预热，将冷空气加热到300～400℃，达到节能降耗的目的。设置两个蓄热室的目的是：当蓄热室工作时，烟气烟气对蓄热室进行加热；当蓄热室工作时，烟气对蓄热室加热时加热；将烟气的热量回收到蓄热体当中，对富氧空气进行预热。

工作状态描述：鼓风机鼓入普通空气，经过微型分子筛，将空气中的N2分离出来，又返回自然界空气当中，富氧空气在管道中进入与烧嘴B对应的蓄热室，对炉膛进行吹扫3～5min后（目的：吹走炉膛可能残留的燃气），然后对应的燃气电磁阀打开，按照先点小伙、后点大火的顺序，烧嘴B开始工作，对炉膛进行加热，烟气进过烧嘴A的蓄热室C，对蓄热室C进行加热，将烟气的热量蓄积在蓄热室C的蓄热体内，低温烟气（≤150℃）在管道中经引风机到烟气排管9排放。反之，烧嘴A工作时，烟气就从烧嘴B的方向经引风机到烟气排管9排放。

本实用新型炉体的加工制造工艺方法包括如下步骤：

步骤一）：用8～10mm，国标304不锈钢钢板制作夹套；

步骤二）：焊接夹套、清理焊渣、打磨光滑；

步骤三）：用氮气吹早、检漏、打压、保压；

步骤四）：抽真空验证合格后，完成炉体砌筑炉衬砌筑养护。

Claims (8)

1.一种低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，其特征在于：包括两并列设置的燃烧器，燃烧器包括燃烧室（11）、位于燃烧室（11）下部的气箱（10）、装于燃烧室上部用于对炉体炉膛加热的烧嘴（5），两燃烧器的气箱（10）的进口均设换向阀（4），换向阀一端连接用于输送富氧空气的助燃风管（6），换向阀另一端连接烟气管道（7），两燃烧器气箱（10）的出口均连接燃烧室（11）；

助燃风管（6）经微型分子筛（2）与鼓风机（1）出口连接，烟气管道（7）经引风机（8）与烟气排管（9）连接。

2.根据权利要求1所述的低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，其特征在于：所述微型分子筛（2）出口处装防爆阀（3）。

3.根据权利要求1所述的低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，其特征在于：一所述燃烧室（11）与炉体上的一蓄热室C对接，蓄热室C内装有蓄热体；所述蓄热体为蜂窝状陶瓷、莫来石蓄热体；蓄热室与炉体的炉膛连通。

4.根据权利要求1所述的低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，其特征在于：与一燃烧器的气箱相对应的所述换向阀包括用于控制助燃风管（6）开关的换向阀A1和用于控制烟气管道（7）开关的换向阀B1,与另一燃烧器的气箱相对应的所述换向阀包括用于控制助燃风管（6）开关的换向阀A2和用于控制烟气管道（7）开关的换向阀B2；

两燃烧器的烧嘴（5）分别为烧嘴A、烧嘴B；烧嘴A与换向阀A1、换向阀B1相对应，烧嘴B与换向阀A2、换向阀B2相对应；

工作时：当换向阀A1打开、换向阀B1关闭时，烧嘴A处于工作状态，此时换向阀A2关闭、换向阀B2打开，烧嘴B处于非工作状态；当换向阀A1关闭、换向阀B1打开时，烧嘴A处于非工作状态，此时换向阀A2打开、换向阀B2关闭，烧嘴B处于工作状态。

5.根据权利要求3所述的低碳型铅合金精炼炉燃烧装置，其特征在于：所述烧嘴（5）包括底座、连于底座后部的天然气管道、点火电极（12），底座经法兰固定于燃烧室外的上部前面，底座上设有用于与天然气输送管道连接的天然气入口，天然气管道中部穿过燃烧室，天然气管道端部与炉体上的蓄热室对应。

6.一种低碳型铅合金精炼炉，其特征在于：包括炉体，炉体前面装有如权利要求1-5任一权利要求所述的低碳型铅合金精炼炉燃烧装置。

7.根据权利要求6所述的低碳型铅合金精炼炉，其特征在于：所述炉体的炉壁与夹套形成真空夹套（14），真空夹套（14）内壁设保温层（15），保温层（15）内壁设工作层（16），炉体底部为锅台基础（17），工作层（16）内壁形成炉膛，炉体上面装精炼锅（13），精炼锅（13）锅底与炉膛对应。

8.根据权利要求7所述的低碳型铅合金精炼炉，其特征在于：所述保温层使用轻质保温砖制成，工作层使用高铝耐火砖制成。