一种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑，包括炉窑窑体及其支架，其特征在于：所述窑体主体包括石棉内壁和耐高温不锈钢板外壁，所述炉窑主体一侧外接两组催化燃烧器，另一侧底部中心处设有排气孔，所述炉窑主体顶部设置有测温孔，测温孔内设置有可自由升降的外接热电偶的耐高温陶瓷管，炉窑内置耐高温的高、低托盘，托盘下方外接变频匀速旋转装置，炉窑设置有活动门。
【专利说明】
一种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑
技术领域
[0001]本实用新型涉及环保材料热处理加热设备，特别是涉及一种根据天然气催化燃烧理论进行开发的一种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人类在生产生活中对化石能源的需求与日倶增，与此同时增加了污染物的排放。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM 2.5)、二氧化硫和氮氧化物，严重污染大气，形成雾霾。
[0003]以清洁能源天然气为例，虽然天然气作为一种优质能源得到广泛的利用，但是绝大部分的燃烧方式还停留在火焰燃烧，火焰燃烧不但产生大量的CO和ΝΟχ，而且很容易造成不完全燃烧，不完全燃烧是细颗粒物(PM 2.5)形成的一个重要原因，从而造成大气污染和燃料的浪费。
[0004]目前工业高温炉窑以火焰燃烧方式为主。以金属热处理加热方式为例，按热源的不同，金属热处理加热方法大致可分为燃料燃烧加热法、电加热法和高能量密度能源加热法3大类。其中燃料燃烧加热法中，燃煤加热由于污染严重已经逐渐被其他加热方式取代；在气体燃料加热中，火焰直接接触工件容易引起表面氧化脱碳，即使间接加热，天然气的火焰燃烧仍有很大缺点，燃烧效率低，产生CO和NOx等污染物。
[0005]如果利用天然气催化燃烧的方式，可以使燃烧效率接近100%，同时能达到CO和NOx的近零污染物排放，并且天然气催化燃烧高温炉窑以辐射传热为主，对流传热为辅。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术中加热环保材料的天然气火焰燃烧高温炉窑不仅易产生CO和大量的ΝΟχ，而且还容易造成燃烧不完全，从而导致大气的污染和能源的浪费，本实用新型的目的在于提供一种根据天然气催化燃烧理论进行开发的一种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑。
[0007]本实用新型的技术方案如下:
[0008]—种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑，包括炉窑窑体及其支架，其特征在于:所述窑体主体包括石棉内壁和耐高温不锈钢板外壁，所述炉窑主体一侧外接两组催化燃烧器，另一侧底部中心处设有排气孔，所述炉窑主体顶部设置有测温孔，测温孔内设置有外接热电偶的可自由升降的耐高温陶瓷管，炉窑内置耐高温的高、低托盘，托盘下方外接变频匀速旋转装置，炉窑设置有活动门。
[0009]可选的，所述石棉内壁由内层的压缩石棉层和外层的蓬松石棉层组成。
[0010]可选的，所述两组催化燃烧器为横向独立并列设置。
[0011]可选的，所述测温孔位于窑体顶部几何中心处，且测温孔、托盘中心以及变频匀速旋转设备的转轴为同轴线设置。
[0012]可选的，所述活动门设置有咬合装置，包括设置于活动门内的环状凸起，窑体内相应匹配设置有凹槽，活动门关闭状态时，环状凸起嵌入凹槽内，使活动门与窑体紧紧闭合，达到气密性良好和保温作用。
[0013]本实用新型的技术效果在于:
[0014]本实用新型利用天然气催化燃烧理论设计的加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑可以促使天然气燃烧效率接近100%，燃烧同时能够达到CO和NOx的近零污染物排放。
[0015]实验结果表明，本实用新型的加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑相较于普通火焰燃烧的高温炉窑，本实用新型具有热效率高，能耗低，污染物少的优点，并且可以有效提高金属热处理的质量。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的催化燃烧高温炉窑的系统图。
[0017]图2为本实用新型的催化燃烧高温炉窑俯视剖面图。
[0018]图3为本实用新型的催化燃烧高温炉窑右视图。
[0019]图4为催化燃烧器进气管道安装连结结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0021]图1为催化燃烧高温炉窑系统图。所述催化燃烧高温炉窑主体I外壁由耐高温不锈钢钢板制作而成，内壁为两层保温防火的石棉层(如图2所示)，内层为蓬松石棉层20，厚150mm，外层为压缩石棉层21，厚20mm，高温炉窖内部空间为500 X 500 X 500mm3;高温炉窖顶部设有测温孔12，外接直径为0.5mm的热电偶11，热电偶11穿过耐高温陶瓷管10，将耐高温陶瓷管10用可自由升降并带有刻度的支架9支撑，并穿过测温孔12，在工作时，可上下自由移动测量高温炉窑内不同高度的温度;催化燃烧高温炉窑主体左侧底部中心处设有排气孔15，当高温炉窑活动门23关闭时，反应尾气从排气孔15排出；炉窑右侧外接一组催化燃烧器2和3，为方便点火和故障处理，催化燃烧器2和3横排并列放置，连接方式如图4所示，催化燃烧器2和3并列放置，通过可拆卸球阀26各自连结到主进气管25上，这样两个催化燃烧器可单独拆卸，单独处理，互不影响；主进气管25和混合供气装置连接，混合供气装置有风机4、西门子标准变频器5，双路稳流稳压电源6、空气流量计7和天然气流量计8组成，空气流量计7和天然气流量计8分别连接在双路稳压稳流电源的两路输出上。运行时，由市政供给的天然气通过天然气流量计8和风机4供给的空气通过空气流量计7在主进气管25混合后送入催化燃烧器2和3进行催化燃烧；当炉窑工作时，为使环保材料均匀受热，高温炉窑主体下方设有变频匀速旋转设备17，它与转速变频器19相连，转速变频器19控制变频匀速旋转设备17的转速，变频匀速旋转设备17通过耐高温不锈钢棒与低托盘14相连使之匀速转动，因而环保材料可以均匀受热，在低托盘14之上设置可活动的高托盘13，这样可使受热材料处在窑体体内最佳位置，提高受热材料的热处理质量;需要指出的是测温孔12在窑体I顶部几何中心处，并且测温孔12、托盘13中心以及变频匀速旋转设备17的转轴在一条竖直直线上;排气孔15、催化燃烧器3的中心处以及变频匀速旋转设备17的转轴也在一条直线上，这样可以使尾气顺畅排出，保证窑体内气流组织平衡;炉窑活动门23通过合页24与窑体连接，此活动门23为外平开门，活动门23内侧有一圈凸起22，关闭活动门23时，凸起22与窑体上的凹槽互相咬合，此咬合装置提高了活动门23与窑体I的封闭性能，具有良好的气密性;整个窑体置于支架16之上，支架16底部设有4个万向轮18，可方便挪动。
[0022]催化燃烧器2内的空气和燃气完全预混后再燃烧，预混室在燃烧器2的底部，燃烧器2内设有循环水冷却装置，使燃烧器2燃烧时不至于过热而造成危险。
[0023]本天然气催化燃烧高温炉窑设计温度可达1200°C，可烧制瓷器以及金属材料的热处理加热，其传热方式以辐射为主，在一定程度上可以提高被加热材料的质量和性能指标。
【主权项】
1.一种加热环保材料的天然气催化燃烧高温炉窑，包括炉窑窑体及其支架，其特征在于:所述窑体主体包括石棉内壁和耐高温不锈钢板外壁，所述炉窑主体一侧外接两组催化燃烧器，另一侧底部中心处设有排气孔，所述炉窑主体顶部设置有测温孔，测温孔内设置有外接热电偶的可自由升降的耐高温陶瓷管，炉窑内置耐高温的高、低托盘，托盘下方外接变频匀速旋转装置，炉窑设置有活动门。2.如权利要求1所述的高温炉窑，其特征在于:所述石棉内壁由内层的压缩石棉层和外层的蓬松石棉层组成。3.如权利要求2所述的高温炉窑，其特征在于:所述两组催化燃烧器为横向独立并列设置。4.如权利要求3所述的高温炉窑，其特征在于:所述测温孔位于窑体顶部几何中心处，且测温孔、托盘中心以及变频匀速旋转设备的转轴为同轴线设置。5.如权利要求1所述的高温炉窑，其特征在于:所述活动门设置有咬合装置，包括设置于活动门内的环状凸起，窑体内相应匹配设置有凹槽，活动门关闭状态时，环状凸起嵌入凹槽内，使活动门与窑体紧紧闭合，达到气密性良好和保温作用。
【文档编号】F27B9/40GK205505712SQ201620069905
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】张世红, 房凯
【申请人】北京建筑大学