[發(fā)明專利]一種節(jié)能氧氣加熱爐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910087718.1
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109780722A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王揚(yáng);張寧博;劉毅;蔣元丁;高路
• 申請（專利權(quán)）人: 北京拓首能源科技股份有限公司
• 主分類號: F24H3/08
• 分類號: F24H3/08;F24H9/00;F24H9/18;F23L15/04
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;仇蕾安

本發(fā)明公開了一種節(jié)能氧氣加熱爐，該加熱爐包括輻射室、輻射盤管、燃燒設(shè)備、支撐結(jié)構(gòu)、吊掛結(jié)構(gòu)、煙囪、對流室和空氣預(yù)熱系統(tǒng)；輻射盤管的受熱部分設(shè)置在輻射室內(nèi)，輻射盤管的上下兩端分別通過吊掛結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐固定；燃燒設(shè)備對輻射盤管進(jìn)行輻射加熱，輻射室上方的對流室內(nèi)設(shè)置氧氣預(yù)熱管，氧氣預(yù)熱管與輻射盤管的入口相連，氧氣預(yù)熱管的上方設(shè)置水蒸氣預(yù)熱管；空氣預(yù)熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將環(huán)境空氣利用煙囪內(nèi)的熱煙氣預(yù)熱后送入輻射室參與燃燒。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能夠能滿足生產(chǎn)裝置大型化的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧氣加熱爐，屬于精細(xì)化工管式加熱爐設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

世界鈦白粉產(chǎn)業(yè)中，主要生產(chǎn)工藝有氯化法和硫酸法。隨著技術(shù)的研發(fā)進(jìn)步，硫酸法已逐漸淘汰。中國鈦白行業(yè)起步晚、規(guī)模小、產(chǎn)量低、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。技術(shù)來源單一且需要引進(jìn)國外技術(shù)，主要設(shè)備全部由國外進(jìn)口。

氯化法生產(chǎn)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(shè)計(jì)溫度，輸送到氧化反應(yīng)器中與四氯化鈦迅速混合，發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)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(yīng)參數(shù)。氧氣加熱爐是該工藝裝置中最核心的設(shè)備，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響反應(yīng)深度和產(chǎn)品質(zhì)量。

但現(xiàn)有技術(shù)仍存在以下問題：

1、氧氣加熱爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用規(guī)模小無法滿足大中型生產(chǎn)工藝的需求。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)局限性，導(dǎo)致傳熱盤管單方向受熱，工藝介質(zhì)受熱不均勻，盤管局部過熱，導(dǎo)致使用壽命低，生產(chǎn)穩(wěn)定性差，安全存在隱患。

3、未設(shè)計(jì)合理的換熱流程和余熱利用系統(tǒng)，熱效率偏低，能耗偏高，浪費(fèi)嚴(yán)重。三廢排放量大，易形成溫室氣體效應(yīng)，不利于環(huán)境保護(hù)。

4、盤管支撐系統(tǒng)在爐內(nèi)受高溫?zé)煔鉀_刷，受力復(fù)雜，材質(zhì)等級高，投資成本上升。

5、管路操作壓降大，運(yùn)行費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種節(jié)能氧氣加熱爐，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能夠能滿足生產(chǎn)裝置大型化的需求。

一種節(jié)能氧氣加熱爐，該加熱爐包括輻射室、輻射盤管、燃燒設(shè)備、支撐結(jié)構(gòu)、吊掛結(jié)構(gòu)、煙囪、對流室和空氣預(yù)熱系統(tǒng)；

所述輻射盤管的受熱部分設(shè)置在輻射室內(nèi)，輻射盤管的上下兩端分別通過吊掛結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐固定；燃燒設(shè)備對輻射盤管進(jìn)行輻射加熱，輻射室上方的對流室內(nèi)設(shè)置氧氣預(yù)熱管，氧氣預(yù)熱管與輻射盤管的入口相連，氧氣預(yù)熱管的上方設(shè)置水蒸氣預(yù)熱管；空氣預(yù)熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將環(huán)境空氣利用煙囪內(nèi)的熱煙氣預(yù)熱后送入輻射室參與燃燒。

進(jìn)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(lián)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(jìn)一步地，所述空氣預(yù)熱系統(tǒng)包括煙氣管道、二級空氣預(yù)熱器、空氣送風(fēng)機(jī)、和一級空氣預(yù)熱器；

所述煙氣送風(fēng)機(jī)將煙囪內(nèi)的熱煙氣通過煙氣管道引入二級空氣預(yù)熱器，熱煙氣在二級空氣預(yù)熱器內(nèi)與經(jīng)過一級空氣預(yù)熱器預(yù)熱的環(huán)境空氣進(jìn)行熱交換，熱煙氣完成熱交換后再次進(jìn)入煙囪排空，環(huán)境空氣完成熱交換后由空氣送風(fēng)機(jī)送入輻射室內(nèi)參與燃燒設(shè)備的燃燒。

進(jìn)一步地，所述吊掛結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)受輻射盤管的重力之比為3:7。

有益效果：

1、本發(fā)明的輻射室呈矩形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。當(dāng)需要擴(kuò)大規(guī)模時，只要把長度方向延伸設(shè)計(jì)或鏡像設(shè)計(jì)即可，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占地小，主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不發(fā)生改變，方案設(shè)計(jì)多樣化且成熟度高，能滿足生產(chǎn)裝置大型化的需求。