采用生物質(zhì)氣化爐的低碳式鋁材氧化加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁材處理系統(tǒng)，特別涉及一種鋁材氧化加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)氣化是以生物質(zhì)為原料，在氧氣、水蒸氣或氫氣等氣化劑的作用下，在高溫條件下通過熱化學(xué)反應(yīng)，將生物質(zhì)中可燃的部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)獾倪^程。生物質(zhì)氣化過程在不同條件下的基本反應(yīng)包括:C+02= C02；C0 2+C = 2C0 ；H20+C = C0+H2等化學(xué)反應(yīng)過程，生物質(zhì)氣化時產(chǎn)生的氣體成分主要包括H2、CHjP CO等，通常將這種可燃?xì)怏w稱為生物質(zhì)燃?xì)?。生物質(zhì)燃料作為一種新型的燃料，其具有不同于傳統(tǒng)燃料的優(yōu)勢，例如生物質(zhì)燃料的能量來自于生物質(zhì)生長時對自然界C02的吸收，其固定碳的含量為15%左右，是典型的低碳燃料，并且生物質(zhì)燃料的含硫量低，含氮量低，環(huán)境污染小，且由于其來源于農(nóng)林廢棄物，循環(huán)生長，成本低廉，因此生物質(zhì)燃料的開發(fā)應(yīng)用越來越受到重視。
[0003]目前鋁業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)開始使用生物質(zhì)燃料提供熱能，例如采用生物質(zhì)燃料供能的熔鋁爐。而鋁材氧化池也是業(yè)界常見的鋁材加工設(shè)備，其需要將鋁材浸泡在氧化藥水中，并將氧化藥水加熱到一定溫度，從而滿足鋁材氧化反應(yīng)的需求。目前的鋁業(yè)生產(chǎn)中，需要進(jìn)行大量的鋁材氧化處理，能源需求量大，使用傳統(tǒng)燃料帶來的環(huán)境污染問題嚴(yán)峻，因此如何將生物質(zhì)燃料應(yīng)用到鋁材氧化處理生產(chǎn)過程中也是業(yè)界急需解決的問題。
[0004]如中國專利申請201310177571.8提供的一種生物質(zhì)雙爐膛超高溫燃燒機(jī)，包括:進(jìn)料漏斗、鼓風(fēng)機(jī)、第一爐膛以及第二爐膛；進(jìn)料漏斗的出料口與第一爐膛連通，第一爐膛與第二爐膛連通，第二爐膛設(shè)有噴火嘴；鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口分別與第一爐膛及第二爐膛連通。該生物質(zhì)雙爐膛超高溫燃燒機(jī)第一爐膛為直接燃燒，第二爐膛為氣化燃燒。第一爐膛通過直接燃燒可將煙氣加熱到800°C，第二爐膛可通過氣化功能將800°C的煙氣通過氣化燃燒使出火口煙氣提高到1250°C左右，增大生物質(zhì)燃料及煙氣的燃燒熱量以滿足鑄造熔鋁的需求。
[0005]又如中國專利申請201420852077.7提供的一種熔鋁爐，包括熔鋁爐、燃燒噴嘴、蓄熱器、煙氣管道、分配管、排煙風(fēng)機(jī)、煙氣凈化器、助燃風(fēng)機(jī)、空氣管道、燃料管道、燃?xì)夤艿?、高溫風(fēng)機(jī)、生物質(zhì)氣化爐，熔鋁爐的上端分別設(shè)置有煙氣管道和蓄熱器，且煙氣管道穿過蓄熱器與排煙風(fēng)機(jī)連接，排煙風(fēng)機(jī)的后端連接有煙氣凈化器和排放管道，蓄熱器的下端設(shè)置有燃燒噴嘴，燃燒噴嘴通過分配管分別與空氣管道、燃料管道、燃?xì)夤艿肋B接，空氣管道穿出蓄熱器與助燃風(fēng)機(jī)連接，燃?xì)夤艿劳ㄟ^高溫風(fēng)機(jī)與生物質(zhì)氣化爐連接，燃料管道與燃料倉連接，生物質(zhì)氣化爐轉(zhuǎn)化制造出的可燃?xì)怏w通過高溫風(fēng)機(jī)輸送到分配管內(nèi)，并經(jīng)燃燒噴嘴燃燒而對熔鋁爐內(nèi)部加熱，燃燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈴臒煔夤艿琅懦?，高溫?zé)煔庠谛顭崞髦袑淇諝膺M(jìn)行預(yù)熱。
[0006]上述兩件專利/專利申請所公開的技術(shù)均利用生物質(zhì)氣對鋁材進(jìn)行加熱熔融，并且中國專利申請201420852077.7還利用從熔鋁爐排出的高溫?zé)煔鈱π顭崞髦械睦淇諝膺M(jìn)行預(yù)熱，提高了能量的利用效率，然而上述技術(shù)僅限于利用生物質(zhì)氣對熔鋁爐進(jìn)行加熱，生物質(zhì)氣在鋁材生產(chǎn)過程制造過程中的利用方式有限，供能方式單一，且上述技術(shù)均存在缺點(diǎn)或不足，例如:(1)、采用生物質(zhì)氣的燃燒熱量對鋁材進(jìn)行加熱，排放的煙氣中還含有大量的可燃成分，然而上述技術(shù)并未對排放煙氣中的可燃成分再次加以利用，而是將煙氣直接排放至大氣，因此導(dǎo)致了能源的浪費(fèi)，熱效率不高；(2)、煙氣中還存在大量的有害成分，經(jīng)過一次燃燒后直接排放至外界環(huán)境，對環(huán)境的危害大；(3)、高溫?zé)煔庵羞€含有大量的熱量，上述技術(shù)中僅采用高溫?zé)煔庠跓峤粨Q器中預(yù)熱冷空氣，而未采用其他的余熱利用方式，對余熱利用的方式存在局限性，效率低。
[0007]因此，提供一種能夠?qū)⑸镔|(zhì)氣燃燒產(chǎn)生的熱量應(yīng)用于鋁氧化爐、且能夠充分利用煙氣余熱的采用生物質(zhì)氣化爐的低碳式鋁材氧化加熱系統(tǒng)成為業(yè)內(nèi)急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)⑸镔|(zhì)氣燃燒產(chǎn)生的熱量應(yīng)用于鋁材氧化爐、能夠充分利用煙氣余熱、且顯著降低煙氣中二氧化碳含量的鋁材氧化加熱系統(tǒng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的方案，提供一種采用生物質(zhì)氣化爐的低碳式鋁材氧化加熱系統(tǒng)，包括:用于盛放鋁材處理用氧化藥水的鋁材氧化池以及設(shè)于鋁材氧化池內(nèi)用于加熱鋁材處理用氧化藥水的換熱盤管。該采用生物質(zhì)氣化爐的低碳式鋁材氧化加熱系統(tǒng)進(jìn)一步包括:用于提供生物質(zhì)燃?xì)獾纳镔|(zhì)氣化爐；用于燃燒來自生物質(zhì)氣化爐的生物質(zhì)燃?xì)獾娜紵鳎灰约耙淮螄娏軗Q熱室，一次噴淋換熱室包括一次噴淋室本體、設(shè)于一次噴淋室本體一端壁的通過孔、設(shè)于一次噴淋室本體另一端壁的中溫?zé)煔獬隹凇⒃O(shè)于一次噴淋室本體上部且通過管線與換熱盤管的出口端連通的至少一個溫水入口、設(shè)于一次噴淋室本體下部且通過管線與換熱盤管的入口端連通的熱水出口、設(shè)于一次噴淋室本體內(nèi)部的燃燒筒、以及設(shè)于一次噴淋室本體內(nèi)部且位于燃燒筒上方的噴淋板。其中，燃燒筒包括鄰近一次噴淋室本體的另一端壁的封閉端、穿過一次噴淋室本體的通過孔向一次噴淋換熱室外部延伸的開口端、以及于封閉端與開口端之間自燃燒筒側(cè)壁向噴淋板方向延伸的排煙管，燃燒筒的開口端與燃燒器相連以將火焰噴射至燃燒筒內(nèi)燃燒放熱，使得來自至少一個溫水入口經(jīng)由噴淋板噴淋至一次噴淋換熱室內(nèi)的水先由排煙管排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)行一次加熱，再由燃燒筒的筒壁進(jìn)行二次加熱后通過管線輸送至換熱盤管內(nèi)以加熱鋁材氧化池內(nèi)的鋁材處理用氧化藥水。
[0010]優(yōu)選地，排煙管遠(yuǎn)離燃燒筒的一端形成封閉端，鄰近封閉端沿排煙管的徑向方向向外延伸形成至少二個煙氣歧管，使得來自燃燒筒內(nèi)的煙氣經(jīng)由至少二個煙氣歧管噴入一次噴淋換熱室內(nèi)與水換熱，換熱后的煙氣攜帶部分水氣經(jīng)由中溫?zé)煔獬隹谂懦鲆淮螄娏軗Q熱室。
[0011]可選擇地，鄰近封閉端沿排煙管的徑向方向向外延伸形成至少四個煙氣歧管，并且至少四個煙氣歧管圍繞排煙管等間隔設(shè)置，使得煙氣均勻地向一次噴淋換熱室內(nèi)的各個方向噴射，從而經(jīng)由噴淋板噴淋至一次噴淋換熱室內(nèi)各個區(qū)域的水都能夠得到煙氣加熱。
[0012]優(yōu)選地，一次噴淋換熱室進(jìn)一步包括設(shè)于一次噴淋室本體上的補(bǔ)水口，用于向一次噴淋換熱室內(nèi)補(bǔ)充由煙氣帶走的水分。補(bǔ)水口可以設(shè)置在一次噴淋室本體上的任意位置，比如頂壁、側(cè)壁、前端壁或后端壁。
[0013]可選擇地，至少一個溫水入口可以設(shè)于一次噴淋室本體的頂壁，或者鄰近頂壁設(shè)于側(cè)壁或端壁；熱水出口可以設(shè)于一次噴淋室本體的底壁，或者鄰近底壁設(shè)于側(cè)壁或端壁。
[0014]可選擇地，一次噴淋換熱室進(jìn)一步設(shè)有溢流口，溢流口可以設(shè)于氣化爐本體中部的任意位置，比如側(cè)壁或端壁。
[0015]可選擇地，在一次噴淋換熱室的高度方向上，按從下到上的位置順序依次為:熱水出口、燃燒筒、補(bǔ)水口、溢流口、煙氣歧管、中溫?zé)煔獬隹凇娏馨逡约皽厮肟凇?br>[0016]可選擇地，進(jìn)一步包括二次噴淋換熱室，二次噴淋換熱室包括二次噴淋室本體、設(shè)于二次噴淋室本體頂壁的低溫?zé)煔獬隹凇⒃O(shè)于二次噴淋室本體底壁的二次熱水出口、鄰近二次噴淋室本體底壁設(shè)于二次噴淋室本體側(cè)壁的中溫?zé)煔馊肟?、鄰近二次噴淋室本體頂壁設(shè)于二次噴淋室本體側(cè)壁的冷水入口、以及鄰近二次噴淋室本體頂壁設(shè)于二次噴淋室本體內(nèi)部的冷水噴淋頭，其中，二次噴淋換熱室的中溫?zé)煔馊肟谕ㄟ^管線與一次噴淋換熱室的中溫?zé)煔獬隹谶B通，二次噴淋換熱室的二次熱水出口通過管線與一次噴淋換熱室的補(bǔ)水口連通，冷水噴淋頭通過管線與冷水入口連通以將來自外部的冷水噴淋至二次噴淋室本體內(nèi)，使得來自一次噴淋換熱室的煙氣將二次噴淋換熱室內(nèi)噴淋的