专利名称：一种提高固化炉内介质热传导率的方法
技术领域：
本发明属于冶金行业中钢板的固化烘干炉领域，尤其涉及彩涂线固化炉热交 换的生产领域。
背景技术：
彩涂板生产线涂液体漆料后一般采用加热烘干方式，靠供给固化炉中高温气 体将带材加热到预定的温度，并使溶剂加热蒸发，以固化涂层，这个过程需要 消耗大量的能源，目前国内彩涂板生产线按固化炉的加热方法可以分为直燃式 加热固化、空气间接加热固化、废气循环加热固化，目前较先进和节省能源的
方式是后面的两种，例如在申请日是:2008年6月6日专利号为200810111550.5 的彩涂线有害气体集中焚烧余热利用介绍的是空气间接加热固化从固化炉内 抽出富溶剂废气在裂解点以上高温条件下把废气中的含有有毒气体的绝大部分 溶剂被裂解燃烧焚烧裂解，释放出大量的热能，同时消耗掉废气中的大部分氧 气，产生的高温惰性(控制过剩氧含量降至5-8%左右，相对惰性)烟气，形成 高温低氧烟气，通过换热器加热新鲜空气，用这种被加热后的空气通过鼓风机 送入固化炉，对涂漆后的钢带进行固化烘干，另一种方式是在申请日2009.3.3 申请号是200910078772. 6的彩涂线油漆固化炉安全加热方法，利用焚烧炉废气 作为热量载体直接掺入循环风进入固化炉内对钢板进行加热，焚烧炉后装有废 气换热器，，把从固化炉来的废气预热后送入焚烧炉，焚烧炉装有天然气烧嘴， 把固化炉送来的废气加热到裂解点进行裂解焚烧。换热器后的高温烟气被送往 固化炉掺入各段循环风加热钢板，同时，稀释固化炉内新产生的溶剂气体，固 化炉的抽风管道将含有溶剂气的炉气送往焚烧系统的废气换热器，形成一个大 循环完成废气的焚烧和热量的循环。这两种固化炉的热交换方式都是采用的对流热交换，热量通过对流方式交换，钢板温度的提高取决于时间和传热介质的 传热系数，而时间是指钢板在固化炉内停留的时间，与炉长成正比，而另一个 重要因素就是介质的传热系数。在空气间接加热固化的技术方案中，热介质是 干燥的热空气，空气的热传导系数很低。在废气循环加热固化的技术方案中，
焚烧反应式如下C3H8+502=3C02+4H20在燃烧过程中产生10000Nm3的废气中水气 的含量为455. 6kg，废气的相对湿度仅为7. 6X10—5，所以它也基本上算是干燥空 气，它的导热系数基本上与间接加热固化相同。这两种技术方案的固化炉内气 体的导热系数都很低，而加热钢板需要的能量一定，炉长不变，介质的热传导 效率低，所需的能耗量大，消耗大量的能源。
发明内容
为了克服原有的固化炉内气体的导热系数低，热能消耗高，能源浪费大的不 足，本发明采用在炉内气体中加入雾化水蒸气提高炉内气体导热效率的办法， 降低能耗。
本发明解决其技术问题的技术方案是 一种提高固化炉内介质热传导率的方 法，从手册査得三原子气体是热的良好导体，水蒸气是自然界中含量丰富，最 经济实惠的三原子气体物质，从固化炉内抽取的废气经废气焚烧炉焚烧裂解后， 送往主换热器，提高进入固化炉的气体温度，其特征是在高温气体通往固化炉 的管路上，加入雾化水蒸气。在于加入雾化水蒸气的量是炉内气体的15-25%， 炉内气体的导热系数将增加25%,加入的雾化水蒸气水源介质是软水或纯净水， 而雾化系统由软水或纯净水的水源、截止阀水泵和雾化喷嘴构成，固化炉内雾 化水蒸气的含量由固化炉内的露点仪测量，测量值与设定值做比较，输入信号
给电控系统控制水泵，从而控制雾化水蒸气的含量。
本发明的有益效果是通过在固化炉内加入炉内气体15-25%含量的雾化水蒸
气后，气体与干燥空气相比导热系数将增加25%，大大增强导热性能，在钢板要求固化温度一定所需要的热量恒定时，在不改变炉长的情况下，提高气体的热 传导系数，将降低所需要的能耗将大大降低，减少能源浪费，节省了成本。
图l中间接加热固化炉原理图
图2中彩涂线间接加热固化炉所需热源供应点
图3中废气循环加热固化炉原理图
在图l中l.化涂炉、2.初涂炉、3.精涂炉、4.废气焚烧炉、5.废气预热器、 6. —级换热器、7. 二级换热器、8.脱脂、9.3号热风吹扫、10.2号热风吹扫、 11. l号热风吹扫、12.雾化系统
在图3中l.固化炉的入口隔离室、2.循环风机、3.高温氧分析仪、4.固
化炉、5.固化炉的出口隔离室、6.焚烧炉、7.—级废气换热器、8.二级废气换 热器、9.空气换热器、IO.热风吹扫、ll.化涂烘干炉、12.烟气水循环换热器、 13.富溶剂废气管路、14.富氧废气管路、15.预热后的富溶剂废气管路、16.贫 氧尾气管路、17.换热后的空气管路、18.贫氧尾气分支管路、19.出口隔离室管 路、20. 二级废气换热器后氧分析仪、21.雾化系统
具体实施例方式
在附图l中由引风机抽自初涂炉2、精涂炉3内25(TC左右的废气经过废气 预热器5预热达到约350-40(TC后再送至废气焚烧炉4加热至733°C以上的裂解 焚烧温度后产生大量大于650-70(TC的热能，通过新风和来自含有极少废气的固 化炉尾气的一级换热器6换出420-45(TC的热空气供给初涂炉2、精涂炉3加热， 在一级换热器6前加入雾化系统12，由软水或纯净水的水源、管路、截止阀、 水泵构成，把软水和纯净水用水泵抽出，通过雾化喷嘴雾化成水蒸气，加入雾 化水蒸气的含量为炉内气体含量的15-25%，含量由固化炉内的露点仪测量，测 量值与设定值做比较，输入信号给电控系统控制水泵，从而控制雾化水蒸气的含量，加入水蒸气的炉气的导热系数将比干燥的炉气提高25%，能源消耗将大大 降低，炉温的控制由PID来实现，随时调整各个燃烧机的供热量来改变循环风温 度，以适应初涂炉2、精涂炉3的热能消耗点提供所需能源。二级换热器7是将 大约400°C的烟气通过列管换热器将取自室外的新交换成20(TC左右的热空气供 给化涂炉1、 3号热风吹扫9、 2号热风吹扫10与1号热风吹扫11的设备，化 涂炉1和热风吹扫温度控制由各自的燃烧机补给的热量蝶阔控制。脱脂段的三 级换热器是将大约300'C左右的热空气通过列管换热器将前处理脱脂液和水洗 液加热至65'C左右来完成板带的清洗工艺。最后由一台高压风机将低于180-200 t:的烟气排到室外，完成整个焚烧与废气预热余热利用全过程。
如附图3所示固化炉4内含有有机溶剂的废气由富溶剂废气管路13汇集再 经过一级废气换热器7、 二级废气换热器8、以提高其温度，然后进入焚烧室6 与天然气和空气的预混气体在燃烧机内一起燃烧，释放出大量的热能，生成二 氧化碳和水，产生高温惰性的焚烧尾气，由二级废气换热器后氧分析仪20检测， 控制过剩氧含量降至5%左右。尾气经过一级废气预热换热器7、 二级废气换热 器8与新风进行热交换。该贫氧尾气经贫氧尾气管路16、由耐高温管道送回至 固化炉入口段循环室，由循环风机2把焚烧裂解的尾气供给固化炉对带钢进行 加热。
部分高温的裂解尾气通过贫氧尾气分支管路18，经过烟气水循环换热器12 后吸收其一部分热量，供给脱脂段的清洗加热。焚烧尾气大部分回用至固化炉 混风室，在焚烧尾气送入到固化炉的管路上设置雾化系统21，由软水或纯净水的 水源、管路、截止阀、水泵构成，把软水和纯净水用水泵抽出，通过雾化喷嘴 雾化成水蒸气，加入雾化水蒸气的含量为炉内气体含量的15-25%，固化炉内雾 化水蒸气的含量由固化炉内的露点仪测量，测量值与设定值做比较，输入信号 给电控系统控制水泵，从而控制雾化水蒸气的含量。加入水蒸气的炉气的导热系数将比干燥的炉气提高25%,能源消耗将降低25%，
控制送风量调整达到控制炉压及分区循环温度的目的，系统由于炉压控制及 工况变化而产生的多余的焚烧尾气，最终由烟气水循环换热器12、富氧废气管 路14、出口隔离室管路19处的高温风机通过烟囱排出到大气中。用于控制炉口 隔离室收集由固化炉的入口隔离室l抽出的气体，隔离室形成微负压，有利于 气体密封，防止炉内气体外溢到车间内。
权利要求
1.一种提高固化炉内介质热传导率的方法，从固化炉内抽取的废气经废气焚烧炉焚烧裂解后，送往主换热器，提高进入固化炉的气体温度，其特征是在高温气体通往固化炉的管路上，加入雾化水蒸气。
2. 如权利要求1所述一种提高固化炉内介质热传导率的方法，其特征在于加入雾化水蒸气的量是炉内气体的15-25%。
3. 如权利要求l所述一种提高固化炉内介质热传导率的方法，其特征在于加入 的雾化水蒸气水源介质是软水或纯净水。
4. 如权利要求l所述一种提高固化炉内介质热传导率的方法，其特征在于固化 炉内雾化水蒸气的含量由固化炉内的露点仪测量，测量值与设定值做比较， 输入信号给电控系统控制水泵，从而控制雾化水蒸气的含量。
全文摘要
本发明提供了一种提高固化炉内介质热传导率的方法，为了克服原有的彩涂线固化炉内干燥气体导热系数低，热能利用不充分，能源浪费大的不足，在进入固化炉的气体管路上安装雾化系统，而雾化系统由软水或纯净水的水源、截止阀水泵和雾化喷嘴构成，提高气体中三原子气体水蒸气的含量为炉内气体含量的15－25％，加入的水源介质为纯水和软化水。固化炉内雾化水蒸气的含量由固化炉内的露点仪测量，测量值与设定值做比较，输入信号给电控系统控制水泵，从而控制雾化水蒸气的含量。采用这种技术方案提高炉内气体的热传导系数为原来的25％左右，大大提高了其热传导效率，节省了能源。
文档编号F23G7/06GK101566425SQ20091008501
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者汪为健 申请人:北京星和众工设备技术股份有限公司