[實用新型]一種氧氣加熱爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920155481.1
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN209778327U
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 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
• 主分類號: C01G23/08
• 分類號: C01G23/08;C01G23/047
• 代理公司: 11120 北京理工大學專利中心
• 代理人: 廖輝;仇蕾安

本實用新型公開了一種氧氣加熱爐，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、煙囪和對流室；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，環(huán)境空氣由空氣送風機送入輻射室內參與燃燒設備的燃燒。本實用新型結構簡單，制造方便，能夠能滿足生產裝置大型化的需求。

技術領域

本實用新型涉及一種氧氣加熱爐，屬于精細化工管式加熱爐設備技術領域。

背景技術

世界鈦白粉產業(yè)中，主要生產工藝有氯化法和硫酸法。隨著技術的研發(fā)進步，硫酸法已逐漸淘汰。中國鈦白行業(yè)起步晚、規(guī)模小、產量低、成本高、產品質量不穩(wěn)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(fā)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(wěn)定性直接影響反應深度和產品質量。

但現(xiàn)有技術仍存在以下問題：

1、氧氣加熱爐結構復雜，應用規(guī)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(wěn)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(tǒng)，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(huán)境保護。

4、盤管支撐系統(tǒng)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。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種氧氣加熱爐，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、煙囪和對流室；

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；環(huán)境空氣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、本實用新型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(guī)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(fā)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、本實用新型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(yōu)，可解決傳統(tǒng)式氧氣加熱爐，單面受熱的不均勻性，避免出現(xiàn)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(xiàn)了爐內供熱穩(wěn)定和煙氣溫度場分布均勻。

3、本實用新型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。