專利名稱：還原罐及鎂還原爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及還原罐和鎂還原爐。
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，爐體由耐火磚搭砌在地面上，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，以煤或氣或油為燃料，燃燒加熱采用人工裝卸加料方式，以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罐內反應物料球團，再由球團互相接力式傳遞熱量，是一種外圍式加熱。 傳統還原罐所用材料為普通鋼材，不耐高溫，使用一段時間后會產生變形，需要更換。另外，傳統還原罐由于使用普通鋼材，還原溫度較低，所以還原率低，結晶體的純度也低。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在的不足，提供一種還原罐和使用這種還原罐的鎂還原爐，通過改變還原罐材質，可以解決現有還原罐存在的問題。實現本發明的還原罐之一是這種還原罐包括罐體、冷卻套、錐體結晶套，其中罐體由石墨材料或碳化硅材料制作，罐體內是物料，罐體外面加熱。實現本發明的還原罐之二是這種還原罐包括罐體，罐體內設中心燃燒室，罐體與中心燃燒室之間設高溫輻射熱管，中心燃燒室與高溫輻射熱管相通，中心燃燒室連接燃燒器，其中罐體由石墨材料或碳化硅材料制作；中心燃燒室由石墨材料或碳化硅材料制作；高溫輻射熱管由石墨材料或碳化硅材料制作。實現本發明的鎂還原爐之一是這種還原爐包括一爐體，由耐火磚和保溫磚組成，爐體兩端分別設置有燃燒器，爐體內排列設置有還原罐，該還原罐由石墨材料或碳化硅材料制作。一抽真空系統，連接還原罐的冷卻套；一冷卻水系統，連接還原罐的冷卻套。實現本發明的鎂還原爐之二是這種還原爐包括一還原罐，該還原罐設有中心燃燒室，在中心燃燒室與還原罐之間是裝料室，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相通，其上端與煙氣室連通，還原罐由石墨材料或碳化娃材料制作，排煙高溫福射熱管由石墨材料或碳化娃材料制作，中心燃燒室(爐膽)由石墨材料或碳化硅材料制作；一進料口，與裝料室相通；一鎂結晶收集器，與裝料室相通，該鎂結晶收集器由結晶套和冷卻水套組成；一燃燒器，連接中心燃燒室，對中心燃燒室燃燒加熱；一排渣管，連接裝料室；一翻轉機構，用于安裝還原罐，使還原罐裝料或卸料。本發明具有的有益效果具有使用壽命長，節約成本，節能，熱效率高，還原率高，結晶體的純度高優點，結晶體純度可達999. 9%。
圖I是本發明的還原罐示意圖。圖2是圖I的組裝分解示意圖。
圖3是本發明的鎂還原爐之ー示意圖。圖4是本發明的鎂還原爐之ニ示意圖，表示多層排煙高溫輻射熱管和中心燃燒室的結構。圖5是圖4的B-B剖視圖。圖6是圖4的A向視圖。圖7是傳統還原罐加熱示意圖，表示還原罐在反射爐內1200°C由外向內輻射傳熱半徑大。圖8是圖4的還原罐加熱示意圖，表示內熱式由外多點輻射加熱料體，輻射半徑小升溫快。圖9是本發明的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。C，圖中曲線表示未蓄熱回收排出的煙氣溫度曲線。圖中1燃燒器、2 ニ級抽真空接ロ、3水循環冷凝器、4進水口、5出水ロ、6鎂結晶收集器、7進料ロ、8懸掛吊件、9進料管、10煙氣室、11 ー級抽真空接ロ及電磁閥、12中心燃燒室、13排煙高溫輻射熱管、14裝料室、15還原罐、15a罐體封頭、15b下罐體、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、22下支承架、23鏈輪轉盤、24鋼球、25傳動鏈輪、26減速器、27馬達、28鏈條、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、35弧形軌道、40冷卻套、41抽真空ロ、42冷卻水進水ロ、43冷卻水出水ロ、44冷卻套上法蘭、45冷卻套下法蘭、46錐體結晶套、50罐體、51罐體法蘭、52耐火磚、60端蓋、61螺栓孔。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明實施例I，還原罐之一如圖I所示，還原罐15由罐體(石墨管或碳化硅管)50、冷卻套40和錐體結晶套19組成，罐體50前端有罐體法蘭501，后端有罐體定位柱502，內部裝物料；冷卻套40前端有冷卻套上法蘭44，后端有冷卻套下法蘭45，在冷卻套40表面還有抽真空ロ 41、冷卻水進水ロ 42和冷卻水出水ロ 43 ;罐體50和冷卻套40之間通過冷卻套下法蘭45和罐體法蘭51連接，錐體結晶套19裝在冷卻套40內，結晶套19與冷卻套40之間留有縫隙，結晶套19內孔為錐形(用于收集結晶體)，抽真空ロ 41與真空泵連接，冷卻水進水口 42與水泵連接連接，冷卻水出水ロ 43與水箱連接，在冷卻套40的冷卻套上法蘭44上封蓋有端蓋60。實施例2，鎂還原爐之ー如圖3所示，用耐火磚52砌的爐窯，里面排列使用的還原罐15就是實施例I的還原罐。
實施例4，鎂還原爐之二如圖4所示，本爐包括還原罐15、燃燒器I、鎂結晶收集器6、進料口 7。其中還原罐15結構包括金屬制作的波紋罐體，該罐體由罐體封頭15a和下罐體15b組成，罐體封頭15a通過連接法蘭連接在下罐體15b上端，該罐體的內壁有耐高溫的保溫層，在罐體的中心是中心燃燒室(由石墨材料或碳化硅材料制作的爐膽)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(內有保溫層)10，兩層排煙高溫輻射熱管13的下端分別與中心燃燒室12的下端相通，排煙高溫輻射熱管13的上端分別與煙氣室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，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，當排煙高溫輻射熱管13為兩層或兩層以上時，其每層管與每層管的連接也可以采取首尾串聯的方式，即熱煙經最里層管的下端進入，由上端排入到煙氣室10后，再進入下一層管的上端，如此循環，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I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I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。在罐體的頂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、17b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I ;二 .給燃燒器I送風加氧；這些都由換向閥18完成。本罐體設有回轉機構(定位旋轉回彈式動力裝置)，該回轉機構包括馬達27、減速器26、傳動鏈輪25等，減速器26通過鏈輪25和鏈條28與安裝在排渣管20下端的鏈輪轉盤23連接，在回轉機構的帶動下，罐體可實現順時針和逆時針(通過電磁閥和回轉彈簧的作用；小于360度)的交替定位旋轉；另外，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。本罐體的安裝采取上下都有自由度的安裝方式，這便于罐體的振動和旋轉。罐體的上端(包括上罐體與下罐體之間的連接法蘭，或中心燃燒室上端)通過懸掛吊件8或懸掛吊件8與鋼球24相結合的方式安裝在鋼結構支架(圖中未畫出，其結構可以參考下端的支承架和弧形軌道結構)上或安裝在保溫外殼32上，也可以懸掛在鋼結構支架上；還原罐15的下端安裝在下支承支架22上，在還原罐15的下端設有鏈輪轉盤23，在下支承支架22上設有弧形軌道35，在弧形軌道35與鏈輪轉盤23之間設有鋼球24，作為罐體旋轉支承點，在裝料或卸料時罐體作小于360°旋轉離心、向心回彈拋料。工作原理本發明適用1200°C以下各エ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，根據エ藝要求進行常壓或負壓吸附式O. 013/kpa，1200°C以下內金屬鎂及其他需負壓吸附式還原エ藝的提煉和熱分解，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，直接在還原罐內設置燃燒系統，由內向外輻射、傳導、對流、加熱，同時設有外加熱輔助燃燒、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將燃料和空氣預混噴射入罐體爐膽內燃燒，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800-1000°C，燃燒后的廢氣經過蓄熱體換熱后，變成< 150°C煙氣向外排放(傳統老式爐排燃溫度達1000-1100°C )見附圖8"預熱空氣溫度助燃與燃料節約率關系表"。本爐的爐體部分為分體結構，即由罐體封頭和下罐體組成，這種結構方便內部中心燃燒室(爐膽)和排煙高溫輻射熱管的安裝和拆卸，當更換中心燃燒室(爐膽)和排煙高溫輻射熱管時，打開罐體封頭，取出中心燃燒室(爐膽)和排煙高溫輻射熱管并更換新的或進行維修即可，這樣可使罐體部分不報廢而繼續使用。
權利要求
1.一種還原罐，包括罐體、冷卻套、錐體結晶套，其特征是罐體由石墨材料或碳化硅材料制作，罐體內是物料，罐體外面加熱。
2.—種還原罐，包括罐體，罐體內設中心燃燒室，罐體與中心燃燒室之間設高溫輻射熱管，中心燃燒室與高溫輻射熱管相通，中心燃燒室連接燃燒器，其特征是罐體由石墨材料或碳化硅材料制作；中心燃燒室由石墨材料或碳化硅材料制作；高溫輻射熱管由石墨材料或碳化娃材料制作。
3.—種鎂還原爐，其特征是包括 一爐體，由耐火磚和保溫磚組成，爐體兩端分別設置有燃燒器，爐體內排列設置有還原罐，該還原罐由石墨材料或碳化硅材料制作； 一抽真空系統，連接還原罐的冷卻套； 一冷卻水系統，連接還原罐的冷卻套。
4.一種鎂還原爐，其特征是包括 一還原罐，該還原罐設有中心燃燒室，在中心燃燒室與還原罐之間是裝料室，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相通，其上端與煙氣室連通，還原罐由石墨材料或碳化硅材料制作，排煙高溫輻射熱管由石墨材料或碳化硅材料制作，中心燃燒室由石墨材料或碳化硅材料制作； 一進料口，與裝料室相通； 一鎂結晶收集器，與裝料室相通，該鎂結晶收集器由結晶套和冷卻水套組成； 一燃燒器，連接中心燃燒室，對中心燃燒室燃燒加熱； 一排渣管，連接裝料室； 一翻轉機構，用于安裝還原罐，使還原罐裝料或卸料。
5.如權利要求4所述的鎂還原爐，其特征是所述還原罐的排渣管上還設有振搗器。
6.如權利要求4所述的鎂還原爐，其特征是所述翻轉機構設有用于安裝還原罐的下支承支架，還原罐的下端設有鏈輪轉盤，在下支承支架上設有弧形軌道，在弧形軌道與鏈輪轉盤之間設有鋼球，作為罐體旋轉支承點，在裝料或卸料時罐體作小于360°旋轉。
7.如權利要求4所述的鎂還原爐，其特征是所述還原罐頂部設有A、B兩個蓄熱體，該蓄熱體與還原罐上的煙氣室相通，其中兩個蓄熱體交替進行蓄熱和換熱。
8.如權利要求7所述的鎂還原爐，其特征是所述煙氣室與排煙高溫輻射熱管相通，該煙氣室經蓄熱體、換向閥和風機將預熱后的助燃空氣送到燃燒器。
9.如權利要求4所述的鎂還原爐，其特征是所述排煙高溫輻射熱管均勻分布在中心燃燒室的周圍，該排煙高溫輻射熱管包括一層或兩層或多層，其中當所述排煙高溫輻射熱管設置兩層或多層時，每層的排煙高溫輻射熱管與排煙高溫輻射熱管之間順圓周相互錯位排列，每層排煙高溫輻射熱管的下端分別與中心燃燒室的下端相通，每層排煙高溫輻射熱管的上端分別與外煙氣室相通。
全文摘要
一種還原罐，包括罐體、冷卻套、錐體結晶套，其中罐體由石墨材料或碳化硅材料制作，罐體內是物料，罐體外面加熱。
文檔編號F27B14/04GK102676849SQ20121018872
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者張銳, 李恒杰 申請人:張銳, 李恒杰