[發(fā)明專利]一種低能耗蓄熱式熔融裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611127853.7
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106630546A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李愛民;王欣;張雷
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C03B5/00
• 分類號: C03B5/00;F23D14/22;F23D14/66
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種低能耗蓄熱式熔融裝置及方法。

背景技術(shù)

在制作玻璃及玻璃絲綿的過程中，熔融是必不可少的一環(huán)。而目前國內(nèi)熔融爐普遍存在著單位能耗高，成品質(zhì)量低等問題。因此如何進行節(jié)能高溫熔融是一個迫在眉睫的問題。

目前，由于設(shè)計的缺陷，導(dǎo)致目前采用蓄熱式加熱及燃燒方式的熱工設(shè)備普遍存在著排煙不暢，裝置內(nèi)壓力過高，氣氛不易控制，排煙溫度高，供熱不穩(wěn)定等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的不足，本發(fā)明提供一種低能耗蓄熱式熔融裝置及方法，通過改進蓄熱式熔融裝置的整體結(jié)構(gòu)，保證換熱充分，提高裝置熱效率，通過低氧超絕熱燃燒，提高熔融背景溫度，實現(xiàn)NO_x的低排放的，節(jié)能減排，運行安全穩(wěn)定。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種低能耗蓄熱式熔融裝置，該低能耗蓄熱式熔融裝置包括蓄熱式換熱裝置、整流裝置和熔融爐體；

蓄熱式換熱裝置包含蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置和蓄熱式空氣換熱裝置，蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置進一步包括含蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置A和蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B，蓄熱式空氣換熱裝置進一步包括蓄熱式空氣換熱裝置A和蓄熱式空氣換熱裝置B；蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置A與蓄熱式空氣換熱裝置A之間采用保溫板分隔開，為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)置于熔融爐體左端；蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B與蓄熱式空氣換熱裝置B之間采用保溫板分隔開，為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)置于熔融爐體右端；蓄熱式換熱裝置內(nèi)設(shè)置多個蓄熱體，相鄰蓄熱體間的縱向間距大于10mm；蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置A和蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B中相鄰蓄熱體間填充的介質(zhì)為燃?xì)猓叶叩娜肟诙伺c燃?xì)夤艿老噙B，出口端與整流裝置相連；蓄熱式空氣換熱裝置A和蓄熱式空氣換熱裝置B中相鄰蓄熱體間填充的介質(zhì)為空氣，且二者的入口端與空氣管道相連，出口端與整流裝置相連；

整流裝置包括整流裝置A和整流裝置B，整流裝置內(nèi)部采用燃?xì)庹髑慌c空氣整流腔結(jié)合的形式或交叉式整流片的形式；當(dāng)整流裝置內(nèi)部采用燃?xì)庹髑慌c空氣整流腔結(jié)合的形式時，每個整流裝置內(nèi)部設(shè)置一個燃?xì)庹髑缓鸵粋€空氣整流腔，燃?xì)庹髑慌c蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置的出口端相連，空氣整流腔與蓄熱式空氣換熱裝置的出口端相連，燃?xì)庹髑坏某隹谠O(shè)有多個燃?xì)鈬娮欤諝庹髑坏某隹谠O(shè)有多個空氣噴嘴，燃?xì)鈬娮炫c空氣噴嘴均采用套管的形式，套管內(nèi)燃?xì)馀c空氣并不混合，換熱后的高溫空氣與高溫燃?xì)夥謩e送入空氣整流腔和燃?xì)庹髑唬?jīng)整流后通過噴嘴噴入熔融爐體中；當(dāng)整流裝置內(nèi)部采用交叉整流片的形式時，交叉整流片直接與蓄熱式換熱裝置出口連接，換熱后的高溫空氣與高溫燃?xì)庠诮徊嬲髌瑑?nèi)實現(xiàn)充分混合；

熔融爐體內(nèi)設(shè)置多個隔層，燃燒后的煙氣通過隔層預(yù)留的煙氣通道流動。

所述的氣體流通管道上的閥門采用三通閥，三通閥按照設(shè)定的時間周期性改變方向，實現(xiàn)進入氣體與排出煙氣的快速轉(zhuǎn)換，經(jīng)三通閥后的煙氣支管匯成一根煙氣母管，左右兩根煙氣母管與煙氣出口相連，使煙氣經(jīng)過煙氣支管匯總進入煙氣母管，并經(jīng)過煙氣出口排出。

所述的蓄熱體間的縱向間距為20-200mm。

一種低能耗蓄熱式熔融方法，步驟如下：

(Ⅰ)預(yù)熱階段：定量的燃?xì)馑腿胍研詈脽崃康男顭崾饺細(xì)鈸Q熱裝置A，同時，定量的空氣送入已蓄好熱量的蓄熱式空氣換熱裝置A，蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置A和蓄熱式空氣換熱裝置A內(nèi)的蓄熱體分別對燃?xì)夂涂諝膺M行加熱，換熱后的高溫燃?xì)馀c高溫空氣經(jīng)整流裝置A整流后送入熔融爐體內(nèi)，此時，換熱后的蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置A和蓄熱式空氣換熱裝置A內(nèi)的蓄熱體溫度降低，等待再次蓄熱；

(Ⅱ)燃燒及固體熔融階段：定量的高溫燃?xì)馀c高溫空氣在熔融爐體內(nèi)進行低氧超絕熱燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔忭樦廴跔t體內(nèi)隔層預(yù)留的煙氣通道流動；

(Ⅲ)能量回收階段：對固體進行加熱后的煙氣經(jīng)過整流裝置B分別進入蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B和蓄熱式空氣換熱裝置B，煙氣與蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B和蓄熱式空氣換熱裝置B內(nèi)的蓄熱體進行高效換熱，換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)煙氣母管排出，此時蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B和蓄熱式空氣換熱裝置B已蓄好熱量供下次換熱利用；

(Ⅳ)交替運行階段：定量的燃?xì)馀c空氣分別送入已蓄好熱量的蓄熱式燃?xì)鈸Q熱裝置B和蓄熱式空氣換熱裝置B，再次重復(fù)預(yù)熱階段、燃燒及固體熔融階段和能量回收階段，以此循環(huán)。

所述的燃燒及固體熔融階段中，通入的空氣的過量空氣系數(shù)為1.01-1.07，整體煙氣停留時間大于2s。

所述的能量回收階段中，煙氣依次進入各個蓄熱體，煙氣溫度低于150℃后排出。

本發(fā)明的有益效果：