一種真空焚燒爐裝置及其工作方法
【專利摘要】本發明公開了一種真空焚燒爐，為JZK?C型井式真空焚燒爐，包括真空爐膛、爐蓋啟閉裝置、電加熱管、廢料收集系統、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置、水環式真空泵、防水倒灌裝置、氣水分離器以及控制系統、水路、氣路等，其中，真空爐膛臥式放置，爐口向上，由爐蓋和盛放被清洗件的工作室組成，廢料收集系統主要包括廢料收集罐，廢料收集罐安裝于爐膛下部，在真空爐膛的內腔底部設有一漏斗狀托盤，托盤出料口位于廢料收集罐正上方。與現有技術相比，結構緊湊，密封性好，工作空間大，采用雙油缸啟閉爐蓋，開蓋角度大于90°，保證爐蓋啟閉的穩定性；廢料收集方便，高效進行焚燒和清洗，并能有效防止倒水情況的發生，自動化程度高，溫度控制精確，提高工作效率，減輕了勞動強度。
【專利說明】
一種真空焚燒爐裝置及其工作方法
技術領域
[0001]本發明涉及真空焚燒領域，具體涉及一種適用于清洗化纖行業特大型組件噴絲板、分配板等零部件上附著的化纖聚合物的一種真空焚燒爐裝置及采用該裝置進行焚燒工作的方法。
【背景技術】
[0002]真空焚燒爐適用于化纖行業的滌綸、錦綸、丙綸、無紡布生產用的組件、噴絲板、過濾芯等清潔處理，也適用于塑料、電纜、樹脂行業的模頭清潔之用。真空焚燒爐利用高分子聚合物在300 0C左右時可熔融，高于300 °C隔絕空氣可裂解焦化，高于400°C在有少量空氣并有一定真空度的環境中可完全氧化的特性，先將粘有高分子污物的工件加熱到300°C (根據工藝要求擬定)，使工件上數量較多的高分子聚合物熔化后流淌到爐膛下部的收集容器內，然后再將爐溫升到400-500°C，同時打開真空栗，并通入少量新鮮空氣，使剩余的聚合物充分氧化，生成的二氧化碳，然后排出爐外。現有技術中，如專利號為96218124.2的中國專利公開的真空清洗爐技術方案中，含有立式爐膛、爐體、爐蓋、加熱元件、廢料收集罐，立式爐膛與廢料收集罐相連。用于爐膛在承受500°C以上高溫的同時還要承受真空負壓，受熱膨脹后致使爐口產生變形，爐膛內的真空度不能充分保證。而公開號為CN2735270Y的中國專利公開了一種高真空度矩形真空裂解清洗爐，其立式爐膛分段設置，爐體與爐蓋形成承受負壓的密封殼體，此外內側板之間留有伸縮縫隙，內側板的傷口與爐體外殼的上壓板螺栓連接，減少了爐口變形，使得真空度得以保證。然而，目前的真空焚燒爐的爐蓋開啟裝置比較笨重繁瑣，存在爐膛開閉不方便;此外收集廢料不徹底，真空管道容易堵塞，真空栗容易被污染，真空管路中的水容易倒流爐內，溫度控制不準確，自動化控制不足等問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種使用方便、效率高、污染少、精度高的真空焚燒爐裝置及采用該裝置進行焚燒清洗的方法。
[0004]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:
一種真空焚燒爐，其包括真空爐膛、爐蓋啟閉裝置、電加熱器、廢料收集系統、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置、水環式真空栗、防水倒灌裝置、氣水分離器以及控制系統、水路系統、氣路系統，其中，所述的真空爐膛臥式放置，爐口向上，所述的真空爐膛由爐蓋和盛放被清洗件的工作室組成，所述的廢料收集系統主要包括廢料收集罐，廢料收集罐安裝于所述真空爐膛下部，在真空爐膛的內腔底部設有一漏斗狀托盤，所述托盤的出料口位于廢料收集罐正上方，所述真空爐膛內設有廢氣排出口、氧化用空氣入口、加熱器安裝口，在所述真空爐膛底部設有放置清洗件的工件擱架，工件擱架為多孔板結構，廢料收集罐為臥式結構，內有盛裝廢料的半圓式抽屜。
[0005]進一步地，在爐口外還可設置爐口法蘭，爐膛與外筒體間填充保溫材料保溫隔熱，保溫層厚度不小于200mm。
[0006]進一步地，所述的爐蓋啟閉裝置包括液壓栗站、液壓管路、油缸，所述的液壓栗站、液壓管路和油缸構成液壓回路系統，通過液壓系統開閉爐蓋;在爐門左、右側各設有I只油缸;通過開蓋鉸鏈將爐蓋與爐膛連接，爐蓋與爐口閉合處采用密封圈。
[0007]進一步地，所述的真空焚燒爐的電加熱器由若干根“U”型不銹鋼電加熱管組成，加熱器安裝在爐膛內左右兩側，出線端由爐膛加熱器安裝口穿過保溫層伸出爐外，爐外設有接線盒，加熱器由多根不銹鋼條作為防撞護欄保護。
[0008]進一步地，所述的真空管道防堵裝置安裝在抽真空管道入口處，由管道、不銹鋼電加熱管、柵板、導流板及進氣閥組成。
[0009]進一步地，所述的水噴淋裝置包含噴淋罐，噴淋罐內有水噴淋及過濾裝置，爐內粉塵經真空管道防堵料裝置燃燒后生成的灰分經噴淋凈化裝置內的不銹鋼鮑爾環噴淋過濾后，再到所述真空栗。
[0010]進一步地，所述的防水倒灌裝置:在噴淋灌上安裝常閉型電磁閥和手動進氣閥，當真空栗開啟時，該電磁閥與真空栗同時得電，電磁閥處于閉合狀態，當真空栗關閉時，該電磁閥同時失電，并處于開啟狀態，此時爐內為負壓，爐外空氣通過該閥迅速進入爐內，使爐內外壓力平衡。
[0011]進一步地，在真空焚燒路上設置有儲水罐，儲水罐為真空爐提供工作水源，在供水管道至水環式真空栗、水噴淋裝置的噴淋罐體之間設有閥門，供水管路上設有“Y”型過濾器，水環式真空栗還與氣水分離器相連，通過氣水分離器使水、氣分離。
[0012]進一步地，在所述爐膛下部還設置有壓力控制器和流量計，通過控制器和流量計對爐膛內的壓力及氣體流量進行檢測;控制器和流量計、爐蓋啟閉裝置的液壓回路系統、廢料收集系統、電加熱器、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置、水環式真空栗、防水倒灌裝置、氣水分離器、水路系統、氣路系統均與電控柜內控制系統的相連，控制柜布線采用下進下出線，控制柜底部設有碳鋼安裝底座，控制柜至爐體的動力電纜、控制電纜需敷設線槽保護，控制柜內電氣元件保護面板只需在主電路接線處安裝，水壓低報警、超溫報警、低真空報警均為報警燈方式，不需要響聲，控制系統含有三套高精度數顯式程序溫控儀，能夠自動啟動設置的最佳工藝程序參數進行PID調節控溫，其中一套儀表程序控溫，一套儀表聯鎖保護，另一套儀表單獨控制真空管道防堵裝置并與整套系統連鎖，具有如下功能:
(1)超溫報警，并自動切斷加熱電源；
(2)斷偶報警，并自動切斷加熱電源；
(3)斷水報警，并自動切斷加熱電源；
(4)真空栗不運行或真空度低限位時，設備報警，同時切斷加熱電源，進行保護。
[0013]采用權利要求上述的真空焚燒爐進行真空焚燒-清洗的方法，其特征在于包含以下步驟:
1、將被清洗件放入爐內，將爐蓋關好；
2、根據被清洗件的特性，按下列溫控曲線設定好程序溫控儀，打開加熱開關，設備進入自動運行狀態，其焚燒清洗的加熱及冷卻的過程如下:
A、升溫階段:室溫升值至1'1，1'1為270-350°(:，升溫過程持續40-801^11;
B、熔融階段:打開真空栗，自動打開進水電磁閥，在Tl溫度維持2.5-3.5小時；
C、D裂解階段:其中C段由TI升至T2溫度，T2溫度為400-500°C，升溫時間20_40min，D段維持T2溫度，維持時間為5-6小時(含氧化階段2-3小時)；
Ε、氧化階段:在D段的后半段為氧化階段，此階段開始時都打開進氣電磁閥，維持Τ2溫度2-3小時，至此清洗程序全部結束；
F、自然冷卻階段。
[0014]與現有技術相比，本發明具有如下技術效果:結構緊湊，密封性好，工作空間大;采用雙油缸啟閉爐蓋，開蓋角度大于90°，保證爐蓋啟閉的穩定性，減輕了勞動強度;廢料收集方便，高效進行焚燒和清洗，并能有效防止倒水情況的發生，減少真空栗的污染;采用控制系統進行操作，自動化程度高，能夠實現溫度控制精確，提高工作效率，減輕了勞動強度。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明真空焚燒爐結構示意圖。
[0016]圖2為本發明真空焚燒爐部分部件結構剖視圖。
[0017]圖3為本發明真空焚燒爐的真空清洗裝置部分。
[0018]圖4為本發明采用真空焚燒爐的進行焚燒-清洗工藝圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對發明的實施方式作詳細描述:
參見附圖1-3，本發明涉及一種真空焚燒爐，為JZK-C型井式真空焚燒爐，包括真空爐膛、爐蓋啟閉裝置2、電加熱器、廢料收集系統、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置10、水環式真空栗9、防水倒灌裝置、氣水分離器11以及控制系統、水路、氣路等，其中，真空爐膛臥式放置，爐口向上，由爐蓋和盛放被清洗件的工作室組成，廢料收集系統主要包括廢料收集罐15，廢料收集罐15安裝于爐膛下部，在真空爐膛的內腔底部設有一漏斗狀托盤，托盤出料口位于廢料收集罐15正上方。爐膛內設有廢氣排出口(抽真空入口)、氧化用空氣入口、加熱器安裝口。在爐口外還可設置爐口法蘭3。爐膛與外筒體間填充保溫材料保溫隔熱，保溫材料6優選硅酸鋁棉，保溫層厚度不小于200mm;爐膛內材料為耐熱不銹鋼，例如SU304不銹鋼，爐膛外筒體為優質碳素結構鋼，如Q235B。為了便于對材料表面形成有效保護，真空焚燒爐的框架材料和外筒體表面均進行油漆處理。真空焚燒爐可設置在支架上，也可以通過在爐膛筒體的外面設置支座12進行支撐。
[0020]爐蓋啟閉裝置2包括液壓栗站20、液壓管路19、油缸I，20液壓栗站、液壓管路19和油缸I構成液壓回路系統，通過液壓系統開閉爐蓋減輕了勞動強度。為保證爐蓋啟閉的穩定性，采用雙油缸啟閉爐蓋，即在爐門左、右側各設有I只油缸。開蓋角度大于90°，增加安全插銷。通過開蓋鉸鏈8將爐蓋與爐膛連接，爐蓋與爐口閉合處I采用密封圈，并實行雙密封形式，其中外側為硅橡膠密封圈，內側為柔性石墨盤根。
[0021]真空焚燒爐的電加熱器由6根“U”型不銹鋼電加熱管4組成，加熱器安裝在爐膛內左右兩側，出線端由爐膛加熱器安裝口穿過保溫層伸出爐外，爐外設有接線盒。加熱器由多根不銹鋼條作為防撞護欄5保護，避免被清洗件進出爐膛時碰壞加熱管。其中加熱管材料可以選擇lCrl8NiT1、Cr20Ni80等，功率范圍可選擇5-15kW/根。
[0022]在爐膛底部設有放置清洗件的工件擱架14，工件擱架14為多孔板結構，孔徑Φ6πιπι-Φ 10mm，便于清洗件上熔化的聚合物流入到設備下部廢料收集罐中。廢料收集罐15為臥式結構，內有盛裝廢料的半圓式抽屜，拉出抽屜，即可方便的倒掉廢料，廢料收集罐數量4套。
[0023]真空管道防堵裝置:該裝置安裝在抽真空管道入口處，由管道、不銹鋼電加熱管13、柵板、導流板及進氣閥組成。抽真空時，爐膛內真空裂解后產生的帶有粘性的粉塵經600°(:溫度燃燒，生成灰分及氣體，克服了管道的堵料現象。
[0024]水噴淋裝置10:包含噴淋罐，噴淋罐內有水噴淋及過濾裝置。爐內粉塵經真空管道防堵料裝置燃燒后生成的灰分經噴淋凈化裝置內的不銹鋼鮑爾環噴淋過濾后，再到真空栗，不構成對真空栗的污染，保證了水環式真空栗的正常使用。
[0025]防水倒灌裝置:在噴淋灌上安裝常閉型電磁閥和手動進氣閥。當真空栗開啟時，該電磁閥與真空栗同時得電，電磁閥處于閉合狀態。當真空栗關閉時，該電磁閥同時失電，并處于開啟狀態，此時爐內為負壓，爐外空氣通過該閥迅速進入爐內，使爐內外壓力平衡，克服了因爐內負壓時真空栗管路中的水倒流進爐內的缺陷。手動進氣閥系常閉型電磁閥故障時手動用。
[0026]在真空焚燒路上設置有儲水罐18，儲水罐18為真空爐提供工作水源，在供水管道至水環式真空栗9、水噴淋裝置10的噴淋罐體之間設有閥門，供水管路上設有“Y”型過濾器，過濾精度80目，可以調節噴淋水流量大小。水環式真空栗9還與氣水分離器11相連，通過氣水分離器11使水、氣分離，減少了車間的環境污染。在爐膛下部還設置有壓力控制器17和流量計16，通過控制器17和流量計16對爐膛內的壓力及氣體流量進行檢測。爐蓋啟閉裝置2的液壓回路系統、廢料收集系統、電加熱器、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置10、水環式真空栗9、防水倒灌裝置、氣水分離器11、水路、氣路系統均與電控柜7內控制系統的相連。控制柜布線采用下進下出線，控制柜底部設有碳鋼安裝底座，控制柜至爐體的動力電纜、控制電纜需敷設線槽保護，控制柜內電氣元件保護面板只需在主電路接線處安裝，水壓低報警、超溫報警、低真空報警均為報警燈方式，不需要響聲。控制系統含有三套高精度數顯式程序溫控儀，能夠自動啟動設置的最佳工藝程序參數進行PID調節控溫，其中一套儀表程序控溫，一套儀表聯鎖保護，另一套儀表單獨控制真空管道防堵裝置并與整套系統連鎖。具有:
(I)超溫報警，并自動切斷加熱電源。
[0027](2)斷偶報警，并自動切斷加熱電源。
[0028](3)斷水報警，并自動切斷加熱電源。
[0029](4)真空栗不運行或真空度低限位時，設備報警，同時切斷加熱電源，進行保護。
[0030]采用本上述真空焚燒爐，可進行真空焚燒清洗，其工藝過程如:
1、將被清洗件放入爐內，將爐蓋關好。
[0031]2、根據被清洗件的特性，按下列溫控曲線設定好程序溫控儀，打開加熱開關，設備進入自動運行狀態，其焚燒清洗的加熱及冷卻的過程如下:
A、升溫階段:室溫升值至1'1，1'1為270-350°(:，升溫過程持續401^11-801^11。
[0032]B、熔融階段:打開真空栗，自動打開進水電磁閥，在Tl溫度維持2.5-3.5小時。
[0033]C、D裂解階段:其中C段由Tl升至T2階段，T2溫度為400-500°C，升溫時間20-40min，D段維持T2溫度，維持時間為5-6小時(含氧化階段2-3小時)。
[0034]E、氧化階段:在D段的后半段為氧化階段，此階段開始時都打開進氣電磁閥，維持T2溫度2-3小時，至此清洗程序全部結束。
[0035]F、自然冷卻階段。
[0036]實施例1
采用上述實施方式中的真空焚燒爐，爐膛內工作室尺寸4000mm X 550mm X 450mm，爐內最大載重1500Kg，工作設計最高溫度6000C，在0-450°C可精確調節，總功率:54.1Kw，其中加熱功率45Kw，水環式真空栗電機功率4.0Kw，防堵料加熱功率4.0Kw，爐蓋啟閉液壓栗站功率I.IKw，真空度:-0.065?-0.085MPa，爐蓋開啟角度:92。?95。，控溫精度:± 1°C，。
[0037]實施例2
本實施例中的真空焚燒爐，其真空度:-0.065?-0.085MPa，耗水量:<0.4m3/h，電源:380V，50Hz，三相五線，控溫精度:±0.5°C，其他與實施例1相同。
[0038]實施例3
1、將被清洗件放入爐內，將爐蓋關好，清洗件材質為滌綸。
[0039]2、根據被清洗件的特性，按下列溫控曲線設定好程序溫控儀，打開加熱開關，設備進入自動運行狀態，其焚燒清洗的加熱及冷卻的過程如附圖4中時間-溫度曲線所示:
A、升溫階段:室溫?300 °C，I小時。
[0040]B、熔融階段:300°C，3小時。
[0041 ] C、D裂解階段:300?450°C，5.5小時(含氧化階段2小時)。
[0042]E、氧化階段:450°C，2小時，至此清洗程序全部結束。
[0043]F、自然冷卻階段。
[0044]其中A階段結束后，打開真空栗，自動打開進水電磁閥直至E階段結束，E階段開始后自動打開進氣電磁閥。
[0045]本申請的真空焚燒爐的制造驗收符合Q/320928 YHX-006-2013《真空焚燒爐》的標準，以及國豕有關加熱爐制造標準，國豕有關電氣彳丁業制造標準。
[0046]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，所做出的常規改進和潤飾，這些改進和潤飾均落入本發明權利要求保護的范圍之內。
【主權項】
1.一種真空焚燒爐，其包括真空爐膛、爐蓋啟閉裝置、電加熱器、廢料收集系統、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置、水環式真空栗、防水倒灌裝置、氣水分離器以及控制系統、水路系統、氣路系統，其特征在于，所述的真空爐膛臥式放置，爐口向上，所述的真空爐膛由爐蓋和盛放被清洗件的工作室組成，所述的廢料收集系統主要包括廢料收集罐，廢料收集罐安裝于所述真空爐膛下部，在真空爐膛的內腔底部設有一漏斗狀托盤，所述托盤的出料口位于廢料收集罐正上方，所述真空爐膛內設有廢氣排出口、氧化用空氣入口、加熱器安裝口，在所述真空爐膛底部設有放置清洗件的工件擱架，工件擱架為多孔板結構，廢料收集罐為臥式結構，內有盛裝廢料的半圓式抽屜。2.根據權利要求1所述的真空焚燒爐，其特征在于，在爐口外還設置有爐口法蘭，爐膛與外筒體間填充保溫材料保溫隔熱，保溫層厚度不小于200_。3.根據權利要求1所述的真空焚燒爐，其特征在于，所述的爐蓋啟閉裝置包括液壓栗站、液壓管路、油缸，所述的液壓栗站、液壓管路和油缸構成液壓系統，通過液壓系統開閉爐蓋;在爐門左、右側各設有I只油缸;通過開蓋鉸鏈將爐蓋與爐膛連接，爐蓋與爐口閉合處設用密封圈。4.根據權利要求1-3任一項所述的真空焚燒爐，其特征在于，所述的真空焚燒爐的電加熱器由若干根“U”型不銹鋼電加熱管組成，加熱器安裝在爐膛內左右兩側，出線端由爐膛加熱器安裝口穿過保溫層伸出爐外，爐外設有接線盒，加熱器由多根不銹鋼條作為防撞護欄保護。5.根據權利要求4所述的真空焚燒爐，其特征在于，所述的真空管道防堵裝置安裝在焚燒爐的抽真空管道入口處，由管道、不銹鋼電加熱管、柵板、導流板及進氣閥組成。6.根據權利要求2或5所述的真空焚燒爐，其特征在于，所述的水噴淋裝置包含噴淋罐，噴淋罐內有水噴淋及過濾裝置，爐內粉塵經真空管道防堵料裝置燃燒后生成的灰分經噴淋凈化裝置內的不銹鋼鮑爾環噴淋過濾后，再到所述真空栗。7.根據權利要求6所述的真空焚燒爐，其特征在于，所述的防水倒灌裝置:在噴淋灌上安裝常閉型電磁閥和手動進氣閥，當真空栗開啟時，該電磁閥與真空栗同時得電，電磁閥處于閉合狀態，當真空栗關閉時，該電磁閥同時失電，并處于開啟狀態，此時爐內為負壓，爐外空氣通過該閥迅速進入爐內，使爐內外壓力平衡。8.根據權利要求7所述的真空焚燒爐，其特征在于，在真空焚燒路上設置有儲水罐，儲水罐為真空爐提供工作水源，在供水管道至水環式真空栗、水噴淋裝置的噴淋罐體之間設有閥門，供水管路上設有“Y”型過濾器，水環式真空栗還與氣水分離器相連，通過氣水分離器使水、氣分離。9.根據權利要求8所述的真空焚燒爐，其特征在于，在所述爐膛下部還設置有壓力控制器和流量計，通過控制器和流量計對爐膛內的壓力及氣體流量進行檢測;控制器和流量計、爐蓋啟閉裝置的液壓回路系統、廢料收集系統、電加熱器、真空管道防堵料裝置、水噴淋裝置、水環式真空栗、防水倒灌裝置、氣水分離器、水路系統、氣路系統均與電控柜內控制系統的相連，控制柜布線采用下進下出線，控制柜底部設有碳鋼安裝底座，控制柜至爐體的動力電纜、控制電纜需敷設線槽保護，控制柜內電氣元件保護面板只需在主電路接線處安裝，水壓低報警、超溫報警、低真空報警均為報警燈方式，不需要響聲，控制系統含有三套高精度數顯式程序溫控儀，能夠自動啟動設置的最佳工藝程序參數進行PID調節控溫，其中一套儀表程序控溫，一套儀表聯鎖保護，另一套儀表單獨控制真空管道防堵裝置并與整套系統連鎖，具有如下功能: (1)超溫報警，并自動切斷加熱電源； (2)斷偶報警，并自動切斷加熱電源； (3)斷水報警，并自動切斷加熱電源； (4)真空栗不運行或真空度低限位時，設備報警，同時切斷加熱電源，進行保護。10.采用權利要求1-9任一項所述的真空焚燒爐進行真空焚燒-清洗的方法，其特征在于包含以下步驟: (1)將被清洗件放入爐內，將爐蓋關好； (2)根據被清洗件的特性，按下列溫控曲線設定好程序溫控儀，打開加熱開關，設備進入自動運行狀態，其焚燒清洗的加熱及冷卻的過程如下: A、升溫階段:室溫升值至1'1，1'1為270-350°(:，升溫過程持續40-801^11; B、熔融階段:打開真空栗，自動打開進水電磁閥，在Tl溫度維持2.5-3.5小時； C、D裂解階段:其中C段由Tl升至T2溫度，T2溫度為400-500°C，升溫時間20_40min，0段維持T2溫度，維持時間為5-6小時，T2溫度維持時間含氧化階段2-3小時； E、氧化階段:在D段的后半段為氧化階段，此階段開始時都打開進氣電磁閥，維持T2溫度2-3小時，至此清洗程序全部結束； F、自然冷卻階段。
【文檔編號】D01D4/04GK106091689SQ201610712461
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月24日
【發明人】金德貴, 賀建軍, 聶德全
【申請人】江蘇鑫龍化纖機械有限公司