一種節能氧氣加熱爐制造技術

本實用新型專利技術公開了一種節能氧氣加熱爐，該加熱爐包括輻射室、輻射盤管、燃燒設備、支撐結構、吊掛結構、煙囪、對流室和空氣預熱系統；輻射盤管的受熱部分設置在輻射室內，輻射盤管的上下兩端分別通過吊掛結構和支撐結構進行支撐固定；燃燒設備對輻射盤管進行輻射加熱，輻射室上方的對流室內設置氧氣預熱管，氧氣預熱管與輻射盤管的入口相連，氧氣預熱管的上方設置水蒸氣預熱管；空氣預熱系統實現將環境空氣利用煙囪內的熱煙氣預熱后送入輻射室參與燃燒。本實用新型專利技術結構簡單，制造方便，能夠能滿足生產裝置大型化的需求。

An energy saving oxygen heating furnace

【技術實現步驟摘要】
一種節能氧氣加熱爐
本技術涉及一種氧氣加熱爐，屬于精細化工管式加熱爐設備

技術介紹
世界鈦白粉產業中，主要生產工藝有氯化法和硫酸法。隨著技術的研發進步，硫酸法已逐漸淘汰。中國鈦白行業起步晚、規模小、產量低、成本高、產品質量不穩定。技術來源單一且需要引進國外技術，主要設備全部由國外進口。氯化法生產工藝主要分為，配料工序、氯化工序、精制工序、氧化工序和后處理工序等五個主要工序。在氧化工序中，把常溫氧氣加熱到設計溫度，輸送到氧化反應器中與四氯化鈦迅速混合，發生反應生產二氧化鈦和氯氣。氧氣加熱溫度的控制，是本工序最重要的反應參數。氧氣加熱爐是該工藝裝置中最核心的設備，其運行的穩定性直接影響反應深度和產品質量。但現有技術仍存在以下問題：1、氧氣加熱爐結構復雜，應用規模小無法滿足大中型生產工藝的需求。2、結構設計局限性，導致傳熱盤管單方向受熱，工藝介質受熱不均勻，盤管局部過熱，導致使用壽命低，生產穩定性差，安全存在隱患。3、未設計合理的換熱流程和余熱利用系統，熱效率偏低，能耗偏高，浪費嚴重。三廢排放量大，易形成溫室氣體效應，不利于環境保護。4、盤管支撐系統在爐內受高溫煙氣沖刷，受力復雜，材質等級高，投資成本上升。5、管路操作壓降大，運行費用高。
技術實現思路
有鑒于此，本技術提供了一種節能氧氣加熱爐，其結構簡單，制造方便，能夠能滿足生產裝置大型化的需求。一種節能氧氣加熱爐，該加熱爐包括輻射室、輻射盤管、燃燒設備、支撐結構、吊掛結構、煙囪、對流室和空氣預熱系統；所述輻射盤管的受熱部分設置在輻射室內，輻射盤管的上下兩端分別通過吊掛結構和支撐結構進行支撐固定；燃燒設備對輻射盤管進行輻射加熱，輻射室上方的對流室內設置氧氣預熱管，氧氣預熱管與輻射盤管的入口相連，氧氣預熱管的上方設置水蒸氣預熱管；空氣預熱系統實現將環境空氣利用煙囪內的熱煙氣預熱后送入輻射室參與燃燒。進一步地，所述輻射盤管由上集合管、下集合管和爐管組成，上集合管和下集合管水平布置，爐管并列聯接在上集合管和下集合管之間，爐管的兩端同時與上集合管和下集合管相貫通。進一步地，所述空氣預熱系統包括煙氣管道、二級空氣預熱器、空氣送風機、煙氣送風機和一級空氣預熱器；所述煙氣送風機將煙囪內的熱煙氣通過煙氣管道引入二級空氣預熱器，熱煙氣在二級空氣預熱器內與經過一級空氣預熱器預熱的環境空氣進行熱交換，熱煙氣完成熱交換后再次進入煙囪排空，環境空氣完成熱交換后由空氣送風機送入輻射室內參與燃燒設備的燃燒。進一步地，所述吊掛結構和支撐結構受輻射盤管的重力之比為3:7。有益效果：1、本技術的輻射室呈矩形結構設計，結構簡單，制造方便。當需要擴大規模時，只要把長度方向延伸設計或鏡像設計即可，這種結構設計占地小，主要結構設計不發生改變，方案設計多樣化且成熟度高，能滿足生產裝置大型化的需求。2、本技術將盤管豎直設置在輻射室中心，單排管雙面受熱，使介質在管內加熱均勻性更優，可解決傳統式氧氣加熱爐，單面受熱的不均勻性，避免出現爐管向火面局部熱強度高，從而產生的管壁減薄及破裂的情況；此外，燃燒器設置在盤管兩側，實現了爐內供熱穩定和煙氣溫度場分布均勻。3、本技術通過設置合理的換熱流程，利用換熱介質不同的入口溫度，布置水(或)蒸汽預熱管、氧氣預熱管對介質換熱的同時，又降低了煙氣出對流室的溫度。煙氣通過二級空氣預熱器與空氣進行換熱，提溫后的空氣送至燃燒器助燃以減少燃料消耗，提高加熱爐整體熱效率。4、本技術的輻射盤管整體重量由布置在輻射盤管上、下的集合管支撐。由于集合管設置在爐外，溫度較低，支撐結構選材可用碳鋼材料，節省高合金鋼的用量，降低工程造價。5、本技術的輻射盤管支撐結構采用“上吊下支”結構設計，使輻射盤管重量以3:7的比例合理分配，受力結構簡單，保證支撐結構的安全性、穩定性，且可在不停爐的情況下，對支撐結構進行巡檢和維護。結構布置簡潔，便于維護6、本技術的輻射盤管采用“豎琴”形式布置，可多管路并聯使用，爐管與上下集合管直插結構設計，減少由彎頭產生的阻力降。從而降低系統輸入壓力，減少運行費用。附圖說明圖1為本技術的整體結構示意圖；圖2為圖1輻射室中輻射盤管的A向視圖。其中，1-輻射室、2-輻射盤管、3-燃燒設備、4-支撐結構、5-吊掛結構、6-煙囪、7-對流室、8-水蒸氣預熱管、9-氧氣預熱管、10-煙氣管道、11-二級空氣預熱器、12-空氣送風機、13-煙氣送風機、14-一級空氣預熱器、21-上集合管、22-下集合管、23-爐管。具體實施方式下面結合附圖并舉實施例，對本技術進行詳細描述。如附圖1所示，本技術提供了一種節能氧氣加熱爐，該加熱爐包括輻射室1、輻射盤管2、燃燒設備3、支撐結構4、吊掛結構5、煙囪6、對流室7、煙氣管道10、二級空氣預熱器11、空氣送風機12、煙氣送風機13和一級空氣預熱器14。如附圖2所示，輻射盤管2由上集合管21、下集合管22和爐管23組成，上集合管21和下集合管22水平布置，爐管23并列聯接在上集合管21和下集合管22之間，爐管23的兩端同時與上集合管21和下集合管22相貫通。輻射盤管2中的爐管23位于輻射室1內，輻射盤管2的上端通過上集合管21與吊掛結構5連接，輻射盤管2的上端通過下集合管22由支撐結構4進行支撐。燃燒設備3對爐管23進行輻射加熱，輻射室1上方的對流室7內設置氧氣預熱管9，氧氣預熱管9與輻射盤管2的上集合管21相連，氧氣預熱管9的上方設置水蒸氣預熱管8，水蒸氣預熱管8內注入循環水，用于降低對流室7中煙氣的溫度。煙氣送風機13將煙囪6內的熱煙氣通過煙氣管道10引入二級空氣預熱器11，熱煙氣在二級空氣預熱器11內與經過一級空氣預熱器14預熱的環境空氣進行熱交換，熱煙氣完成熱交換后再次進入煙囪6排空，環境空氣完成熱交換后由空氣送風機12送入輻射室1內參與燃燒設備的燃燒。工作原理：常溫氧氣輸入氧氣預熱管9內，由于氧氣預熱管9位于對流室內，因此常溫氧氣在氧氣預熱管9內實現預熱，預熱后的氧氣隨后進入輻射盤管2的上集合管21中，上集合管21將氧氣分流到并列的爐管23內，爐管23接受燃燒設備3的輻射熱，爐管23內的氧氣升溫到設定溫度后由爐管23匯集到下集合管22內向外輸出。綜上所述，以上僅為本技術的較佳實施例而已，并非用于限定本技術的保護范圍。凡在本技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種節能氧氣加熱爐，其特征在于，該加熱爐包括輻射室、輻射盤管、燃燒設備、支撐結構、吊掛結構、煙囪、對流室和空氣預熱系統；/n所述輻射盤管的受熱部分設置在輻射室內，輻射盤管的上下兩端分別通過吊掛結構和支撐結構進行支撐固定；燃燒設備對輻射盤管進行輻射加熱，輻射室上方的對流室內設置氧氣預熱管，氧氣預熱管與輻射盤管的入口相連，氧氣預熱管的上方設置水蒸氣預熱管；空氣預熱系統實現將環境空氣利用煙囪內的熱煙氣預熱后送入輻射室參與燃燒。/n

【技術特征摘要】
1.一種節能氧氣加熱爐，其特征在于，該加熱爐包括輻射室、輻射盤管、燃燒設備、支撐結構、吊掛結構、煙囪、對流室和空氣預熱系統；
所述輻射盤管的受熱部分設置在輻射室內，輻射盤管的上下兩端分別通過吊掛結構和支撐結構進行支撐固定；燃燒設備對輻射盤管進行輻射加熱，輻射室上方的對流室內設置氧氣預熱管，氧氣預熱管與輻射盤管的入口相連，氧氣預熱管的上方設置水蒸氣預熱管；空氣預熱系統實現將環境空氣利用煙囪內的熱煙氣預熱后送入輻射室參與燃燒。


2.如權利要求1所述的節能氧氣加熱爐，其特征在于，所述輻射盤管由上集合管、下集合管和爐管組成，上集合管和下集合管水平布置，爐管并列聯接在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王揚，張寧博，劉毅，蔣元丁，高路，
申請(專利權)人：北京拓首能源科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11