[实用新型]一种高效控氧炉

说明书

㈠技术领域：本实用新型涉及建材、化工、冶金工业中易燃、易爆物料的烘干加热设备，尤其是一种高效控氧炉。

㈡背景技术：目前建材、化工、冶金工业中的物料烘干热风炉各式各样，最典型的炉型结构是：具有一卧置炉体，炉体前端为炉口，炉体内腔为燃烧室，炉体尾端安装有燃烧器，燃烧器上装有预热管连通燃烧室，燃烧器上还安装有燃料管，在炉体靠近炉口处安装有助燃风管接装风机。在实际生产中，热风炉提供的热烟气中的含氧量因受热体的要求不同而变化：有的需要无氧即还原性气份，如煤粉、塑料等可燃物料的烘干，有的需低氧，有的需高氧，因此通常需要进行配气，现有技术中，通常是在热风炉出口外端加装配气装置。由于普通炉型受耐火材料的约束，炉温一般要控制在1200℃以下，此时烟气中含氧量高达12%。在控氧的条件下要使烟气中的O2降到0%，则炉温一般需要大于1700℃至1800℃，而普通炉体的耐火材料在1300℃以上抗压和抗折的强度急剧降低，在1600℃以上其高温蠕变、重烧线变化等指标急剧增高，荷重能力大幅降低而损坏，无法运行；当然也可以采用很特殊的高温耐材作炉衬，但因价格昂贵会使产品失去竞争能力。

㈢发明内容：本实用新型的目的就是要解决现有热风炉控氧能力有限，一般只能控制烟气中的含氧量在10%以上，不能满足易燃、易爆物料的低含氧烟气供热要求的问题，提供一种高效控氧炉。

本实用新型的具体方案是：针对普通热风炉进行改进，并提出两种具体方案：

方案一：一种高效控氧炉，具有卧置炉体，炉体前端为炉口，炉体内腔为燃烧室，炉体尾端安装有燃烧器，燃烧器上装有预热管连通燃烧室，燃烧器上还安装有燃料管，在炉体靠近炉口处安装有助燃风管接装风机，其特征是：a.燃烧室的容积和长度是按燃尽时间t_p燃烧产生的气体容积在燃烧室内停留时间t_停=0.8t_p来确定;b.在炉体的前端外部设置有混合罩，罩的内腔为混合室；在炉体外部设置有旋风蜗壳，旋风蜗壳上设有切向配气进风口，旋风蜗壳与混合罩对接连通。

本实用新型方案一中所述炉体前端外部的混合罩为喇叭状，小口向外布置。

方案二：一种高效控氧炉，具有卧置炉体，炉体前端为炉口，炉体内腔为燃烧室，炉体尾端安装有燃烧器，燃烧器上装有预热管连通燃烧室，燃烧器上还安装有燃料管，在炉体靠近炉口处安装有助燃风管接装风机，其特征是：a.燃烧室的容积和长度是按燃尽时间t_p燃烧产生的气体容积在燃烧室内停留时间t_停=0.8t_p来确定;b.在炉体外部设有筒形管壳，管壳内壁与炉体外壁有间距，形成配风流道，管壳的前端安装有混合罩，该混合罩是位于炉体前端外部，管壳的尾端延伸出燃烧器的外端，并在管壳尾端开设有轴向配风进风口。

本实用新型方案二中在管壳与炉体之间且位于管壳与混合罩对接处安装有螺旋导流板。

本实用新型方案二中管壳与炉体为同轴布置。

本实用新型方案二中混合罩为喇叭状，小口向外布置。

本实用新型方案二中管壳尾端为喇叭状，小口向外布置为轴向配气进风口。

本实用新型的设计原理是：众所周知：1）燃料的燃尽时间公式为

tp=C·e^-C1Tb d …… ①

式中：

C，-C1，C2——均为不同燃料（气、油、固体）的常数

e——自然对数

Tb——燃烧温度

d_p——燃料平均直径

由式①可见燃烧的温度越高，燃尽的时间越短，即越快。

2）燃烧烟气温度的公式为：

T=  …… ②

式中：T——燃烧时烟气温度

      R——燃料的热量

      Q——空气量

      q——烟气的比热

由式②可见，在保证燃尽氧气量的前提下，空气量Q越少，则温度T越高。

综合①②两式结论是：在一定容积的热风炉中获得高温高燃尽率低含氧或无氧的高温烟气很容易，而获得高燃尽率，而又低含氧量、低供热温度的烟气就必须在高温工况下，燃尽燃料后，再分别配入各种气体，得到不同含氧量的烟气。