一种固碱蒸发用碱锅的制作方法

本发明涉及固碱蒸发领域，尤其是涉及一种固碱蒸发用碱锅。

背景技术：

当前，固碱蒸发(干燥)系统采用传统的负压燃烧系统。应用高速烧嘴燃烧机将常温空气与天然气混合后喷入炉内燃烧(半预混燃烧)；氢气燃烧方式为本生焰负压层流燃烧(开炉门—自制低速层流烧嘴)。燃烧产物利用现有烟囱负压抽吸外排。燃烧空间采用二段式燃烧室—前室加热干燥—后室预热，两室均为方形，前后室通道为中间烟道形式。前室的燃烧产物(烟气)经后室吸收部分余热经主烟道由烟囱排空。

目前使用的碱锅为敞口圆底的铸铁锅，其上设置的锅盖为功能分区组合钢板构件，无特别的保温处理工艺。同时，和其配套使用的炉膛为立方体结构，立方体炉膛与半球形的锅体配合所形成的楔形燃烧空间会使被加热的蒸锅外壁的上沿,即楔形体尖顶火焰流场出现不规则堵塞——造成较大温度差。方形炉膛内接圆形炉顶垂直于锅壁，不利于两段燃烧炉间热通道气流的有组织流动，造成炉墙不规则热分布，不仅不利于烟气混合流动——传质，还会造成炉墙局部过烧损坏。

同时，铸铁锅的吸热和传热效率均较低，而且根据现有的固碱蒸发系统，其中正面炉门/燃烧机的热流场(火焰包络)不能够均匀地分布于锅体周边，正面直接喷射后在锅体上形成不对称流场，造成锅体严重的局部过热，极大地缩短锅体寿命。

加热强度越强，锅的热稳定性越低，局部高温造成的膨胀系数差动会使锅壁结构中因铸造密度差造成的微小缺欠逐步放大，直至出现表象损伤。

鉴于以上，特提出此发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种固碱蒸发用碱锅，通过增大碱锅外壁的受热面积，使得碱锅的外壁面积甚至大于燃烧炉的内表面积，从而提高碱锅对燃烧炉中所产生热量的吸收效率，最终达到提高固碱蒸发效率的目的。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：：

一种固碱蒸发用碱锅，包括碱锅本体，所述碱锅本体的外壁上设有导热翅片，所述导热翅片由多条并列排布的齿条状结构构成。

现有技术中使用的普通的碱锅为敞口圆底的铸铁锅，同时和其配套的燃烧炉为方形的炉膛，立方体炉膛的内壁面积远远大于碱锅的外壁吸热面积，使得炉膛中产生的大量热能大面积的作用于炉墙，而且在方形炉膛内部的四角还会形成热量驻涡，造成炉膛内的大量热能无法有效利用。

本发明中，通过改进碱锅的外壁结构，增大其外壁的受热面积，通过热量传递使得炉膛内的热能能够尽可能多地被碱锅吸收，从而起到有效利用炉膛内的热能的目的，提高固碱的蒸发效率。具体地，在碱锅的外壁上设置导热翅片，而导热翅片是由多条并列排布的齿条状结构构成。这样，在加热碱锅时，其外壁和导热翅片一起吸收热量，而设置在碱锅外壁上的每一条齿条状结构均至少增加三个吸热表面，使得碱锅的外壁的受热面积增大。同时，多条齿条状结构的导热翅片设置在碱锅的外壁上，也不易造成碱锅外壁的局部过热，而且翅片式蒸锅结构使锅壁受热面积大于炉膛内壁面积——有效增加了热矢量传质的时间/长度，因此在提高碱锅吸热效率的同时，提高了固碱的蒸发效率。

进一步地，所述导热翅片和所述碱锅本体为一体结构。

优选地，本发明中，碱锅由sus316不锈钢制成，在铸造碱锅时，其外壁上设置的导热翅片也一同铸造成型，提高了导热翅片与碱锅本体的外壁之间的结合强度，同时也减少了碱锅本体的材料缺陷，提高了碱锅的使用寿命。

进一步地，多条所述齿条状结构沿着所述碱锅本体的外壁以螺旋状从所述碱锅本体的锅底环绕，向锅口所在方向延伸。

设置在碱锅本体外壁上的导热翅片可以从碱锅的锅底垂直向碱锅的锅口设置为直条形结构，也可以水平环绕碱锅的外壁从锅底到锅口设置为环绕圈结构。

但是设置为直条形的导热翅片，从锅底传热至锅口的过程中，热量传递速度过快，迅速传热至锅口位置，不利于碱锅内部固碱的蒸发。而如果设置为环绕圈结构，从锅底到锅口位置，传热速度过慢，固碱的蒸发效率不能得到明显提升。

所以，优选地，设置多条所述齿条状结构以螺旋状沿着所述碱锅本体的外壁从所述碱锅本体的锅底环绕，向锅口所在方向延伸。这样每条所述导热翅片均能够同时接受到从锅底传递的热量，同时，传热时间相对较长，有利于碱锅内部固碱的均匀蒸发。

进一步地，多条所述齿条状结构均匀分布于所述碱锅本体的外壁上。

为了提高导热翅片对于碱锅的加热均匀度，优选地，多条所述齿条状结构均匀分布于所述碱锅本体的外壁上。

进一步地，所述导热翅片中相邻的所述齿条状结构间的螺距与所述齿条状结构中齿的高度之比为16：1～17：1。

为了优化导热翅片和碱锅本体之间的传热效率以及传热的均匀性，优选地，所述导热翅片中相邻的所述齿条状结构间的螺距与所述齿条状结构中齿的高度之比为16：1～17：1。最优地，所述导热翅片中相邻的所述齿条状结构间的螺距与所述齿条状结构中齿的高度之比为17：1。

进一步地，所述齿条状结构从所述碱锅本体锅底环绕，向锅口方向延伸的目标位置为所述碱锅本体的整体高度的1/4～1/5。

为了结构安装上的合理规划，优选地，所述齿条状结构从所述碱锅本体锅底环绕，向锅口方向延伸的目标位置为所述碱锅本体的整体高度的1/4～1/5。

进一步地，所述碱锅本体的壁厚和所述齿条状结构中齿的高度比为1：2～1：3。

为了使得导热翅片不仅具有良好地的传热性能，同时还需要具有一定的蓄热能力，优选地，进一步地，所述碱锅本体的壁厚和所述齿条状结构中齿的高度比为1：2～1：3。最优选为1：2。

进一步地，所述齿条状结构中齿的厚度和齿的高度比为1：5～3：10。

为了优化齿条状结构中齿与碱锅本体之间的结构差异，优选地，所述齿条状结构中齿的厚度和齿的高度比为1：5～3：10。最优选地，为13：50。

进一步地，所述碱锅本体的锅口的边缘的最大外径与所述碱锅本体的最小内径之差为350～400mm。

为了优化碱锅与炉膛之间的安装，优选地，所述碱锅本体的锅口的边缘的最大外径与所述碱锅本体的最小内径之差为350～400mm，最优选地为400mm。

进一步地，所述齿条状结构中的齿为楔形齿。为了提高导热翅片中每条齿条状结构与碱锅本体之间的连接稳固性，优选地，每条所述齿条状结构中的齿均为楔形齿，而且与碱锅本体的外壁接触的一端的截面面积大于远离外壁一端的截面面积。

通过本发明提供的固碱蒸发用碱锅，能够很好地解决现有技术中由于碱锅的外壁吸热面积较小，而炉膛内壁面积过大，造成的热能浪费，而碱锅吸热效率低下的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的固碱蒸发用碱锅的结构立体图；

图2为本发明实施例提供的固碱蒸发用碱锅的侧视图；

图3为本发明实施例提供的固碱蒸发用碱锅的俯视图。

附图标记：

1-碱锅本体；2-齿条状结构；

3-锅口；4-锅底。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种固碱蒸发用碱锅，包括碱锅本体1，所述碱锅本体1的外壁上设有导热翅片，所述导热翅片由多条并列排布的齿条状结构2构成。

现有技术中使用的普通的碱锅为敞口圆底的铸铁锅，同时和其配套的燃烧炉为方形的炉膛，立方体炉膛的内壁面积远远大于碱锅的外壁吸热面积，使得炉膛中产生的大量热能大面积的作用于炉墙，而且在方形炉膛内部的四角还会形成热量驻涡，造成炉膛内的大量热能无法有效利用。

本发明中，通过改进碱锅的外壁结构，增大其外壁的受热面积，通过热量传递使得炉膛内的热能能够尽可能多地被碱锅吸收，从而起到有效利用炉膛内的热能的目的，提高固碱的蒸发效率。具体地，在碱锅的外壁上设置导热翅片，而导热翅片是由多条并列排布的齿条状结构2构成。这样，在加热碱锅时，其外壁和导热翅片一起吸收热量，而设置在碱锅外壁上的每一条齿条状结构2均至少增加三个吸热表面，使得碱锅的外壁的受热面积增大。同时，多条齿条状结构2的导热翅片设置在碱锅的外壁上，也不易造成碱锅外壁的局部过热，而且翅片式蒸锅结构使锅壁受热面积大于炉膛内壁面积——有效增加了热矢量传质的时间/长度，因此在提高碱锅吸热效率的同时，提高了固碱的蒸发效率。

优选地，本发明中，碱锅由sus316不锈钢制成，在铸造碱锅时，其外壁上设置的导热翅片也一同铸造成型，所以，所述导热翅片和所述碱锅本体1为一体结构。这样同时也提高了导热翅片与碱锅本体1的外壁之间的结合强度，同时也减少了碱锅本体1的材料缺陷，提高了碱锅的使用寿命。

优选地，多条所述齿条状结构2沿着所述碱锅本体的外壁以螺旋状从所述碱锅本体1的锅底4环绕，向锅口3所在方向延伸。

设置在碱锅本体1外壁上的导热翅片可以从碱锅的锅底4垂直向碱锅的锅口3设置为直条形结构，也可以水平环绕碱锅的外壁从锅底4到锅口3设置为环绕圈结构。

但是设置为直条形的导热翅片，从锅底4传热至锅口3的过程中，热量传递速度过快，迅速传热至锅口3位置，不利于碱锅内部固碱的蒸发。而如果设置为环绕圈结构，从锅底4到锅口3位置，传热速度过慢，固碱的蒸发效率不能得到明显提升。

所以，优选地，设置多条所述齿条状结构2以螺旋状沿着所述碱锅本体的外壁从所述碱锅本体1的锅底4环绕，向锅口3所在方向延伸。这样每条所述导热翅片均能够同时接受到从锅底4传递的热量，同时，传热时间相对较长，有利于碱锅内部固碱的均匀蒸发。

为了提高导热翅片对于碱锅的加热均匀度，优选地，多条所述齿条状结构2均匀分布于所述碱锅本体1的外壁上。

为了优化导热翅片和碱锅本体1之间的传热效率以及传热的均匀性，优选地，所述导热翅片中相邻的所述齿条状结构2间的螺距与所述齿条状结构2中齿的高度之比为16：1～17：1。最优地，所述导热翅片中相邻的所述齿条状结构2间的螺距与所述齿条状结构2中齿的高度之比为17：1。

为了结构安装上的合理规划，优选地，所述齿条状结构2从所述碱锅本体锅底4环绕，向锅口3方向延伸的目标位置为所述碱锅本体的整体高度的1/4～1/5。

为了使得导热翅片不仅具有良好地的传热性能，同时还需要具有一定的蓄热能力，优选地，进一步地，所述碱锅本体1的壁厚和所述齿条状结构2中齿的高度比为1：2～1：3。最优选为1：2。

为了优化齿条状结构2中齿与碱锅本体1之间的结构差异，优选地，所述齿条状结构2中齿的厚度和齿的高度比为1：5～3：10。最优选地，为13：50。

为了优化碱锅与炉膛之间的安装，优选地，所述碱锅本体的锅口3的边缘的最大外径与所述碱锅本体的最小内径之差为350～400mm，最优选地为400mm。

进一步地，所述齿条状结构2中的齿为楔形齿。为了提高导热翅片中每条齿条状结构2与碱锅本体1之间的连接稳固性，优选地，每条所述齿条状结构2中的齿均为楔形齿，而且与碱锅本体1的外壁接触的一端的截面面积大于远离外壁一端的截面面积。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。