專利名稱：雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬還原爐，主要是指一種用于提煉金屬鎂的雙燃雙熱蓄熱式 節能高效爐罐一體化還原爐系統。
背景技術：
傳統的煉鎂工藝為皮江法(pidgeon)，該法使用的是一種臥式爐，在爐內橫置 分布有若干還原罐，在還原罐內裝填有反應物料球團，由還原罐外反射爐輻射 熱先加熱還原罐，再由還原罐將熱量輻射傳遞給反應物料球團，再由球團互相 接力式傳遞熱量，是一種外圍式加熱(見圖5)。據實踐證明這種加熱方式還原罐 內熱量傳遞率小、溫梯度大、溫度均勻性不好、熱輻射傳遞半徑大，使罐內料 體達到工藝要求還原溫度1150—1200度，時間太長，需10-12小時一個周期， 加上受還原罐裝料容積太小，每次每罐只能裝幾百公斤的料體，造成要投資多 爐、多罐來達到產能需要。所以皮江法存在生產效率低、勞動強度大、能耗大、 鎂收率低、環境污染嚴重等缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系 統，該系統中的還原罐采用中心內燃和多回程內熱蓄熱方式及結構，本發明實 現爐罐一體化內加熱方式從根本上改變了傳統的一爐多罐外圍輻射式加熱形 式，高溫區由內向外熱輻射熱傳導，熱輻射的傳遞半徑小，讓罐內溫度場趨于 均勻，縮小罐內溫梯溫度差，加快料體受熱升溫速度，提高還原率，并采用高 溫煙氣余熱蓄熱回收加熱常溫助燃空氣和燃料。實踐經驗證明，"還原爐內料 體溫度傳遞速率決定生產效率"，采用本發明專利使熱效率大大提高和升溫時間大大縮短，較好地克服了現有鎂還原爐存在的不足。
實現本發明的技術方案是這種雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原 爐系統包括爐體部分和加熱部分，其中所述爐體部分包括
一還原罐，該還原罐包括罐體、中心燃燒室、排煙高溫輻射熱管，其中在 還原罐內設有中心燃燒室作為內加熱，在中心燃燒室與罐體之間是裝料室，在 裝料室內設有排煙高溫輻射熱管，該排煙高溫輻射熱管的下端與中心燃燒室的 下端連通，其上端與煙氣室連通；
一進料口，該進料口與裝料室連接；
一鎂結晶收集器，該鎂結晶收集器內設有結晶套，該結晶套與裝料室連通， 在結晶套外面還設有水循環冷凝器；
一排渣管，該排渣管上端連接裝料室，其下端設有卸渣門，卸渣門上端排渣 管上有水散熱隔套；
一保溫外殼，該保溫外殼設置在還原罐外面，在保溫外殼頂部設有輔助燃 燒器，對罐體進行外部加熱，在還原罐的罐體與保溫外殼之間是外煙室，在外 煙室下部設有A、 B兩個蓄熱體，該兩個蓄熱體交替進行蓄熱和換熱；
所述加熱部分包括燃燒器，該燃燒器連接在中心燃燒室的頂部，該燃燒器 將燃料和空氣預混電高壓點火后噴射入中心燃燒室并在中心燃燒室內燃燒。
該技術方案還包括
所述還原罐的上端通過上支承架和鋼球安裝在保溫外殼上，所述保溫外殼 底面安裝在支承基礎上。
所述還原罐的排渣管上還設有振搗器，該振搗器帶動還原罐振動。 所述外煙室經蓄熱體、換向閥和風機將預熱后的助燃空氣送到燃燒器。所述還原罐排煙高溫輻射熱管設置兩層或多層時，內層排煙高溫輻射熱管 的下端與中心燃燒室的下端連通，外層排煙高溫輻射熱管的上端與煙氣室相通， 其下端與外煙室相通。
所述保溫外殼的頂部設有燃燒器，該燃燒器與外煙室連通。
本發明具有顯益經濟效益該發明集爐和還原罐一體化，機械化智能化， 通過PLC編程控制各個工況要點，CRT顯示，監視監控。以傳統每個爐配五十
個不銹鋼還原罐，其不銹鋼耗材達35T相比，釆用本專利技術爐罐一體化在產 能相等或超過情況下可節省卯％不銹鋼還原罐材料，減少2/3人工，節省(油、 煤、氣)能耗60%，比傳統12個小時一爐還原周期提高3倍(約4小時一個還原 周期)，徹底改變了傳統熱法提煉金屬鎂爐和還原罐分體式外加熱，解決了熱效 率低，產效率低，無自動化、機械化，工人勞動強度大，環境惡劣等各方面落 后狀況，達到熱法提煉金屬鎂工藝的機械化、自動化、節能、高效、高產的效 果。
圖1是本發明的總體結構示意圖。 圖2是圖1的B—B剖視圖。 圖3是圖1的A向視圖。
圖4是傳統還原罐加熱示意圖，表示還原罐在反射爐內120(TC由外向內輻 射傳熱半徑大。
圖5是圖1的還原罐加熱示意圖，表示內外加熱式由內外輻射加熱料體， 輻射半徑小升溫快。
圖6是蓄熱預熱助燃空氣與節約燃料比率表，其中數字10—70表示燃燒節能率％，數字200—1400表示蓄熱回收節能預熱助燃空氣溫度r:,圖中曲線表
示未蓄熱回收排出的煙氣溫度曲線。
圖中l燃燒器、2二級抽真空接口、 3水循環冷凝器、4進水口、 5出7iC口、 6鎂結晶收集器、7進料口、 8上支承架、9進料管、IO煙氣室、ll一級抽真空 接口及電磁閥、12中心燃燒室、13排煙高溫輻射熱管、14裝料室、15還原罐、 16水套、17a/17b蓄熱室、18a/18b換向閥、19振搗器、20排渣管、21卸渣門、 29電磁閥、30支承基礎、31外煙室、32保溫外殼、33物料、34結晶套。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明
實施例l:(制作立式煉鎂爐)
本爐包括還原罐15、燃燒器l、鎂結晶收集器6、進料口7、保溫外殼32。 其中還原罐15結構包括金屬制作的波紋罐體，在罐體的中心是中心燃燒室(爐 膽)12，在罐體內壁與中心燃燒室12之間的空腔為裝料室14，在中心燃燒室 12周圍的裝料室14內均部有排煙高溫輻射熱管13，該排煙高溫輻射熱管13為 兩層(根據還原罐的大小，也可以是多層)，在排煙高溫輻射熱管13周圍的裝 料室14內裝入鎂料球團，在排煙高溫輻射熱管13的上方是煙氣室10，兩層排 煙高溫輻射熱管13的內層管的下端與中心燃燒室12下端相通，該內層管的上 端與煙氣室10相通，兩層排煙高溫輻射熱管13的外層管的下端與外煙室31相 通，該外層管的上端與煙氣室10相通，當排煙高溫輻射熱管13為兩層時，兩 層的排列方式為管與管之間相互錯開，即熱煙經最里層管的下端進入，由上端 排入到煙氣室10后，再由外層管的下端進入外煙室31，如此循環，這樣有利于 排煙高溫輻射熱管13在裝料室14內的均勻散熱，為了提高排煙高溫輻射熱管 13的散熱效率，還可以在排煙高溫輻射熱管13的圓周表面錯位分布著金屬導熱片，錯位分布既有利于均勻散熱，也有利于鎂料球團的均勻分布。
在中心燃燒室12的頂端連接燃燒器1，該燃燒器1可以燃燒液體(柴油等)，
也可以燃燒氣體(液化氣、天然氣等)，燃燒器1直接將可燃氣體噴入燃燒室12 內燃燒，直接加熱燃燒室12。
在還原罐15的下端有排渣管20，排渣管20的下端有卸渣門21，用于排放 鎂提煉后的廢渣。
在罐體的頂部有進料管9，該進料管9上端接進料口7，進料管9下端接裝 料室14。
在罐體的頂部還有與裝料室14連接的鎂結晶收集器6，該收集器(結晶套 34) 6內設水循環冷凝器3，在收集器6上還有二級抽真空接口 2、進水口 4和 出水口5，抽真空接口2連接真空泵，進水口4連接冷卻水，當鎂料球團被加熱 到1100 — 1200度時，氣體鎂在真空泵作用下進入鎂結晶收集器6，經水循環冷 凝器3冷卻后，在結晶套內結晶成為鎂結晶體，在收集器6與還原罐15的連接 管上設有一級抽真空接口及電磁閥11。
在保溫外殼32的下面有支承基礎30用于固定和支承保溫外殼32。此外， 在保溫外殼32的頂部設有燃燒器1，該燃燒器1與外煙室31連通，根據需要， 燃燒器l的安裝數量為l一4個，位置為均布。通過增加燃燒器，可實現還原罐 的內外同時加熱，這樣可以提高加熱升溫速度。
在外煙室31的下部還有余熱利用和送風系統，該系統包括蓄熱室，在蓄熱 室內有蓄熱體17a、 17b，蓄熱體17a、 Hb經助燃空氣換向閥18a、 18b、換熱引 風機(圖中未畫出)、鼓風機(圖中未畫出)連接進行變位、切相送風或引風給 燃燒器，屬利用高溫煙氣加熱助燃空氣。蓄熱體17的功能是 一.將煙氣室10 內的熱煙送入燃燒器l; 二.給燃燒器l送風加氧；這些都由換向閥18完成。在罐體的排渣管20側面還連接有電磁振搗器19，該振搗器19對罐體進行 振動；罐體在旋轉和振動的作用下，裝料室14內的鎂料球團不停的翻轉和位移。
工作原理
本發明適用120(TC以下各工藝需求的加熱溫度段內加熱恒溫需求，熱法煉 鎂及其它金屬礦料的加熱、烘干、熱釋解、熱分解，根據工藝要求進行常壓或 負壓吸附式0.013/kpa， 120(TC以下內金屬鎂及其他需負壓吸附式還原工藝的提 煉和熱分解，該爐內燃輻射、傳導、對流加熱方式是使還原罐內物料內外受熱 加溫迅速升溫，最大限度合理高效地利用熱、輻射、對流、傳導對還原罐體內 的物料進行均勻升溫加熱。
本發明集爐、還原罐一體化，直接在還原罐內外設置燃燒系統，由內外輻 射、傳導、對流、加熱，同時吸熱、蓄熱、回收預熱助燃空氣，控制實現高溫 低過量空氣系數的燃燒，達到最佳燃燒加熱效果。
可燃性氣體或燃油經過燃燒器燃燒，第一回程經爐膽內燃燒由內向外高溫 輻射，內置爐膽內燃燒后產生的高溫煙氣經第二回程煙管繼續對物料加熱，經 第二回程對流高溫煙氣再通過煙管向外傳導加溫后，高溫煙氣進入集氣室轉入 第三回程煙氣管道，繼續對物料加熱，經第三回程后高溫煙氣進入爐罐外煙氣 室，再給還原罐體外加溫，同時外燃系統對罐體外面加熱，此時設置在外煙氣 室的蓄熱體裝置進行蓄熱、換熱、余熱回收，再循環對燃燒助燃空氣和可燃氣 體作預熱加熱，將可燃氣體和助燃空氣從常溫加熱到800—100(TC，燃燒后的廢 氣經過蓄熱體換熱后，變成《15(TC煙氣向外排放(傳統老式爐排燃溫度達1000 一110(TC)見附圖5 "預熱空氣溫度助燃與燃料節約率關系表"。
目前的爐只是外燃輻射式加熱或內燃輻射式加熱，本發明的最大創點是內 外燃兩種兼容兼備，效率更高，效益更突出。
權利要求
1、一種雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統，包括爐體部分和加熱部分，其特征是所述爐罐一體化部分包括一還原罐，該還原罐包括罐體、中心燃燒室、排煙高溫輻射熱管，其中在還原罐內設有中心燃燒室作為內加熱，在中心燃燒室與罐體之間是裝料室，在裝料室內設有排煙高溫輻射熱管，該排煙高溫輻射熱管的下端與中心燃燒室的下端連通，其上端與煙氣室連通；一進料口，該進料口與裝料室連接；一鎂結晶收集器，該鎂結晶收集器內設有結晶套，該結晶套與裝料室連通，在結晶套外面還設有水循環冷凝器；一排渣管，該排渣管上端連接裝料室，其下端設有卸渣門，卸渣門上端排渣管上有水散熱隔套；一保溫外殼，該保溫外殼設置在還原罐外面，在保溫外殼頂部設有輔助燃燒器，對罐體進行外部加熱，在還原罐的罐體與保溫外殼之間是外煙室，在外煙室下部設有A、B兩個蓄熱體，該兩個蓄熱體交替進行蓄熱和換熱；所述加熱部分包括燃燒器，該燃燒器連接在中心燃燒室的頂部，該燃燒器將燃料和空氣預混電高壓點火后噴射入中心燃燒室并在中心燃燒室內燃燒。
2、如權利要求1所述的雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系 統，其特征是所述還原罐的上端通過上支承架和鋼球安裝在保溫外殼上，所述 保溫外殼底面安裝在支承基礎上。
3、 如權利要求1所述的雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統， 其特征是所述還原罐的排渣管上還設有振搗器，該振搗器帶動還原罐振動。
4、 如權利要求1所述的雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統，其特征是所述外煙室經蓄熱體、換向閥和風機將預熱后的助燃空氣送到燃燒器。
5、 如權利要求1所述的雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統， 其特征是所述還原罐排煙高溫輻射熱管設置兩層或多層時，內層排煙高溫輻射 熱管的下端與中心燃燒室的下端連通，外層排煙高溫輻射熱管的上端與煙氣室 相通，其下端與外煙室相通。
6、 如權利要求1所述的雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統，其特征是所述保溫外殼的頂部設有燃燒器，該燃燒器與外煙室連通。
全文摘要
一種雙燃雙熱蓄熱式節能高效爐罐一體化還原爐系統，包括爐體部分和加熱部分。爐體部分包括一還原罐，在還原罐內設有中心燃燒室和裝料室，在裝料室內設有排煙高溫輻射熱管；一進料口，該進料口與裝料室連接；一鎂結晶收集器；一排渣管；一燃燒器，該燃燒器連接在中心燃燒室的頂部；一保溫外殼和外煙室，該保溫外殼設置在還原罐外面，在保溫外殼頂面設置外加熱燃燒器；該燃燒器的空氣經蓄熱體和燃料預熱預混后經電高壓點火噴射入中心燃燒室并在中心燃燒室內燃燒。本發明的最大創點是內外燃兩種兼容兼備，效率更高，效益更突出。
文檔編號C22B26/22GK101457305SQ20081024177
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者李啟明, 李恒杰, 華 鄧, 鄧小寶 申請人:鄧小寶;李啟明;李恒杰;鄧 華