專利名稱：節(jié)能型氧化鋅窯爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋅制備裝置，尤其涉及一種節(jié)能型氧化鋅窯爐。
背景技術：
氧化鋅窯爐是一種常用的氧化鋅制備裝置。圖1中示出了這種氧化鋅窯爐。該 氧化鋅窯爐包括氧化室1’，氧化室空氣進口 2’，爐膛3’，內(nèi)坩堝(蒸發(fā)鍋)4’，外坩堝(熔 鋅鍋)5’，煙道入口 6’，燃燒腔7’，煙道8’，二次空氣通道9’，以及自然引風式擴散燃燒器 10’。其中二次空氣依靠滲透進入爐膛3’，且二次空氣量依靠手動調(diào)節(jié)風口大小來控制。圖 2中示出了圖1中的燃燒器10’的示意圖，燃燒器10’中，燃氣管道出口處開孔，依靠燃氣壓 力吸入一次空氣即該燃燒器10’包括燃氣入口 11’，一次空氣入口 12’，燃氣-空氣混合物 出口 13，。傳統(tǒng)氧化鋅窯爐基本上都是自然引風式擴散燃燒方式，其采用比較簡易的燃燒 器，也沒有自動控制裝置，燃氣管道出口處開孔混入一次空氣，二次空氣依靠二次空氣通道 滲透進入爐膛，人工調(diào)節(jié)風口控制二次空氣風量，導致過?？諝庀禂?shù)α (燃料燃燒過程中， 實際供給的空氣量V與理論空氣需要量Vtl之比稱為過?？諝庀禂?shù)a，S卩α = V/V0)較大， 一般α >2. 5，從而煙氣帶走的熱量很大，能源浪費比較嚴重。而且，傳統(tǒng)氧化鋅窯爐的豎井狀的燃燒腔燃燒空間小，部分預混空氣與二次空氣 混合的不均勻，導致燃氣在爐膛內(nèi)繼續(xù)燃燒，對爐頂和內(nèi)坩堝燒損較大。此外，傳統(tǒng)氧化鋅窯爐的爐溫由手動燃氣閥開度控制，調(diào)節(jié)滯后；其也沒有燃燒安 全控制系統(tǒng)，手動點火，容易產(chǎn)生爆燃。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術中的技術問題的至少一個方面，提出本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種氧化鋅窯爐，其包括設置在窯爐上部的氧化 室；設置在氧化室下方的爐膛；設置在爐膛下方并且與爐膛相通的燃燒腔；設置在燃燒腔 下方的燃燒器；與爐膛相通的煙道；設置在煙道中的熔鋅鍋，以及設置在爐膛中的蒸發(fā)鍋， 包括延伸到氧化室的揮發(fā)通道，其中在熔鋅鍋中受熱熔化的鋅經(jīng)由導流管流入到蒸發(fā)鍋 中，且在蒸發(fā)鍋中被進一步加熱的熔化的鋅揮發(fā)并經(jīng)由所述揮發(fā)通道進入氧化室，在氧化 室中的揮發(fā)的鋅被氧化而生成氧化鋅；且所述燃燒器為完全預混式燃燒器。可選地，所述燃燒腔形成為從燃燒器向爐膛逐漸擴大的擴口形狀。進一步地，所述 氧化鋅窯爐包括多個蒸發(fā)鍋和多個對應的熔鋅鍋，其中所述多個蒸發(fā)鍋沿所述燃燒腔到爐 膛的開口布置。進一步地，爐膛包括爐墻，所述多個熔鋅鍋沿所述爐墻在爐膛外布置，且所 述多個蒸發(fā)鍋沿爐墻在爐膛內(nèi)等距離間隔開布置?？蛇x地，氧化鋅窯爐還包括空氣預熱器，設置在氧化鋅窯爐本體之外的煙道中， 用于預熱供給到燃燒器的空氣；和風機，由風機加壓的空氣通過所述空氣預熱器后供給到 燃燒器。進一步地，向燃燒器供給燃氣的燃氣通道上設置有空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥，所述空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥包括閥門和閥開度控制裝置，從空氣預熱器出來的空氣通道上設置有 與該空氣通道流體連通的壓力連通管，其中所述壓力連通管與所述控制裝置壓力連通，且 所述控制裝置根據(jù)來自壓力連通管的壓力反饋控制所述閥門的開度以保持預定的過?？?氣系數(shù)。 有利地，從空氣預熱器出來的空氣通道上設置有空氣蝶閥；爐膛內(nèi)設置有用于測 量爐膛內(nèi)溫度的測溫裝置，基于測得的爐膛內(nèi)溫度改變所述空氣蝶閥的開度。
有利地，所述燃燒器上設置有火焰監(jiān)測元件。所述燃燒器上還可設置有點火變壓 器和點火電極。通過下文中參照附圖對本發(fā)明所作的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將顯而易 見，并可幫助對本發(fā)明有全面的理解。


圖1為現(xiàn)有技術中氧化鋅窯爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中使用的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氧化鋅窯爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的管道系統(tǒng)示意圖；以及圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氧化鋅窯爐的燃氣、空氣系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。在說明 書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發(fā)明實施方式的 說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進行解釋，而不應當理解為對本發(fā)明的一種限制。為了清楚地表述和理解本發(fā)明，下面對本文中的技術術語給出解釋和說明。過?？諝庀禂?shù)燃料燃燒過程中，實際供給的空氣量V與理論空氣需要量Vtl之比稱為過?？諝庀?數(shù) α，即 α = V/V。。一次空氣系數(shù)燃燒時預先混入的那部分助燃空氣量與理論空氣量之比稱為一次空氣系數(shù)α ‘， 即 α ‘ =V /Vo。完全預混式燃燒燃氣和空氣在著火前預先混合均勻(α = α ‘彡1)，在燃燒區(qū)內(nèi)瞬間燃燒的方式 稱為完全預混式燃燒，又稱無焰燃燒。完全預混式燃燒器按照完全預混燃燒方法設計的燃燒器稱為完全預混式燃燒器。在燃燒之前燃氣與 空氣實現(xiàn)全部預混，即α = α ‘彡1。自然引風式擴散燃燒依靠自然抽力供給助燃空氣，且供給的燃氣和空氣不預先混合，一次空氣系數(shù) α ‘ = 0。自然引風式擴散燃燒器
按照自然引風式擴散燃燒方式設計的燃燒器稱為自然引風式擴散燃燒器，擴散式 燃燒器的一次空氣系數(shù)α ‘ =0，助燃空氣依靠自然抽力供給。如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氧化鋅窯爐100包括設置在窯爐上部 的氧化室1 ；設置在氧化室下方的爐膛3 ；設置在爐膛3下方并且與爐膛相通的燃燒腔7 ；設 置在燃燒腔7下方的燃燒器8 ；與爐膛3相通的煙道6 ；設置在煙道6中的熔鋅鍋5，以及設 置在爐膛3中的蒸發(fā)鍋4，其包括延伸到氧化室1的揮發(fā)通道41，其中在熔鋅鍋5中受熱 熔化的鋅經(jīng)由導流管51流入到蒸發(fā)鍋4中，且在蒸發(fā)鍋4中被進一步加熱的熔化的鋅揮發(fā) 并經(jīng)由揮發(fā)通道41進入氧化室1，在氧化室1中的揮發(fā)的鋅被氧化而生成氧化鋅；且燃燒 器8為完全預混式燃燒器。如上所述，按照完全預混燃燒方法設計的燃燒器稱為完全預混式燃燒器，這樣，在 燃燒之前燃氣與空氣實現(xiàn)全部預混。因此，在根據(jù)本發(fā)明的氧化鋅窯爐中，不存在向爐膛中 通入二次空氣的情形，這也體現(xiàn)在附圖3中。全預混燃燒器使得燃氣和空氣預先混合，在燃 燒腔7內(nèi)實現(xiàn)完全燃燒，這樣，爐膛3內(nèi)輻射傳熱增強，溫度均勻，減少了煙氣對窯爐的燒損率。如圖3中所示，燃燒腔7形成為從燃燒器8向爐膛3逐漸擴大的擴口形狀。燃燒腔 由現(xiàn)有技術中的豎井狀改為擴口型，可以改善氧化鋅窯爐100內(nèi)氣流流動，增強換熱效果， 這有助于煙氣在爐膛中均勻傳熱，從而有效減輕了對爐頂和坩堝的燒損程度。圖3中的箭頭A示出了物料鋅的流程。鋅塊加入熔鋅鍋5內(nèi)，受熱熔化，經(jīng)導流管 51進入蒸發(fā)鍋4，在蒸發(fā)鍋4內(nèi)經(jīng)高溫煙氣加熱后揮發(fā)至氧化室1內(nèi)，和進入氧化室1的空 氣反應后生成氧化鋅。該氧化鋅窯爐100可以包括多個蒸發(fā)鍋4和多個對應的熔鋅鍋5，其中多個蒸發(fā)鍋 4沿燃燒腔7到爐膛3的開口布置。如圖3中所示，爐膛3包括爐墻31，多個熔鋅鍋5沿爐 墻31在爐膛3外布置，且多個蒸發(fā)鍋4沿爐墻31在爐膛3內(nèi)等距離間隔開布置。煙氣從蒸發(fā)鍋4之間的間隙通過后加熱熔鋅鍋5，然后煙氣通過煙道入口通過煙 道6排出。圖3中的箭頭B和B’示出了煙氣的流動。盡管沒有示出，但是，圖3中的兩側(cè) 煙道可以在窯爐100背面匯總至總煙道。如圖4中所示，氧化鋅窯爐100還可包括空氣預熱器50，其設置在氧化鋅窯爐本 體之外的煙道中(例如，設置在總煙道中)，用于預熱供給到燃燒器8的空氣；和風機60，由 風機60加壓的空氣通過空氣預熱器50后供給到燃燒器8。使用空氣預熱器50可以回收利 用煙氣余熱，有效地節(jié)省燃料。如圖5中所示，向燃燒器8供給燃氣的燃氣通道上設置有空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥 70,空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥70包括閥門和閥開度控制裝置，從空氣預熱器50出來的空氣通 道上設置有與該空氣通道流體連通的壓力連通管20，其中壓力連通管20與閥開度控制裝 置壓力連通，且閥開度控制裝置根據(jù)來自壓力連通管20的壓力反饋控制所述閥門的開度 以保持預定的過?？諝庀禂?shù)。如圖5中所示，燃燒器8上設置有火焰監(jiān)測元件81。燃燒器 上還可設置有點火變壓器82和點火電極83。根據(jù)本發(fā)明的氧化鋅窯爐100可以實現(xiàn)自動 點火、火焰監(jiān)測、空燃比調(diào)節(jié)等自動控制技術，在完全燃燒的前提下，這可盡可能減少過剩 空氣量，提高窯爐熱效率，而且，這可以減少安全事故的發(fā)生。從空氣預熱器50出來的空氣通道上設置有空氣蝶閥51 ；爐膛3內(nèi)設置有用于測
6量爐膛內(nèi)溫度的測溫裝置，例如溫度計或熱電偶，基于測得的爐膛內(nèi)溫度改變空氣蝶閥51 的開度?？諝獾y51與測溫裝置可以與空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥70結(jié)合使用，也可以單獨 使用。通過配置溫度控制模塊，可以根據(jù)工藝要求自動調(diào)節(jié)燃氣及助燃空氣量，精確控制爐 溫，響應及時。采用燃燒自動控制系統(tǒng)，過?？諝庀禂?shù)得到有效控制(一般< 1.5)，煙氣量明顯 減少。下面以圖5為例具體說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氧化鋅窯爐的燃氣、空氣系統(tǒng)。燃氣通道在燃氣流動方向上依次設置有手動截止閥11，減壓閥12，壓力表13，高 壓開關14，低壓開關15，安全閥16，操作閥17，空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥70，手動調(diào)節(jié)閥18 ； 空氣通道在空氣流動方向上依次設置有風機60，空氣預熱器50，手動調(diào)節(jié)閥19，風壓開關 21，空氣蝶閥51以及控制其的電機22 ；完全預混式燃燒器8上設置有火焰監(jiān)測元件81，點 火變壓器82和點火電極83?？諝?燃料比例調(diào)節(jié)閥70的閥開度控制裝置通過壓力連通管20與空氣通道連 通，根據(jù)空氣通道的壓力反饋，閥開度控制裝置控制空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥70的閥門的開 度，從而實現(xiàn)燃氣空氣的等比例調(diào)節(jié)，保持過剩空氣系數(shù)的恒定。過剩空氣系數(shù)的大小可通 過空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥70上的旋鈕螺絲調(diào)節(jié)。爐膛3中可裝設熱電偶，測量的信號通過 控制柜中的轉(zhuǎn)換模塊顯示溫度，手動設置溫度大小，信號反饋至伺服電機22以改變空氣蝶 閥51的開度?？諝?燃料比例調(diào)節(jié)閥70可再根據(jù)測量的空氣壓力信號改變?nèi)細獾牧髁浚?調(diào)節(jié)爐膛溫度并保持恒定的過剩空氣系數(shù)。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化，本發(fā)明的范圍由 所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋅窯爐，包括 設置在窯爐上部的氧化室； 設置在氧化室下方的爐膛；設置在爐膛下方并且與爐膛相通的燃燒腔； 設置在燃燒腔下方的燃燒器； 與爐膛相通的煙道； 設置在煙道中的熔鋅鍋，以及設置在爐膛中的蒸發(fā)鍋，包括延伸到氧化室的揮發(fā)通道， 其中在熔鋅鍋中受熱熔化的鋅經(jīng)由導流管流入到蒸發(fā)鍋中，且在蒸發(fā)鍋中被進一步加熱的 熔化的鋅揮發(fā)并經(jīng)由所述揮發(fā)通道進入氧化室，在氧化室中的揮發(fā)的鋅被氧化而生成氧化 鋅；且所述燃燒器為完全預混式燃燒器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅窯爐，其中所述燃燒腔形成為從燃燒器向爐膛逐漸擴大的擴口形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋅窯爐，其中所述氧化鋅窯爐包括多個蒸發(fā)鍋和多個對應的熔鋅鍋，其中所述多個蒸發(fā)鍋沿所述燃 燒腔到爐膛的開口布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅窯爐，其中爐膛包括爐墻，所述多個熔鋅鍋沿所述爐墻在爐膛外布置，且所述多個蒸發(fā)鍋沿爐墻 在爐膛內(nèi)等距離間隔開布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅窯爐，還包括空氣預熱器，設置在氧化鋅窯爐本體之外的煙道中，用于預熱供給到燃燒器的空氣；和 風機，由風機加壓的空氣通過所述空氣預熱器后供給到燃燒器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅窯爐，其中向燃燒器供給燃氣的燃氣通道上設置有空氣-燃料比例調(diào)節(jié)閥，所述空氣-燃料比例 調(diào)節(jié)閥包括閥門和閥開度控制裝置，從空氣預熱器出來的空氣通道上設置有與該空氣通道流體連通的壓力連通管， 其中所述壓力連通管與所述閥開度控制裝置壓力連通，且所述閥開度控制裝置根據(jù)來自壓 力連通管的壓力反饋控制所述閥門的開度以保持預定的過?？諝庀禂?shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化鋅窯爐，其中 從空氣預熱器出來的空氣通道上設置有空氣蝶閥；爐膛內(nèi)設置有用于測量爐膛內(nèi)溫度的測溫裝置，基于測得的爐膛內(nèi)溫度改變所述空氣 蝶閥的開度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅窯爐，其中 從空氣預熱器出來的空氣通道上設置有空氣蝶閥；爐膛內(nèi)設置有用于測量爐膛內(nèi)溫度的測溫裝置，基于測得的爐膛內(nèi)溫度改變所述空氣 蝶閥的開度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的氧化鋅窯爐，其中 所述燃燒器上設置有火焰監(jiān)測元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氧化鋅窯爐，其中 所述燃燒器上還設置有點火變壓器和點火電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋅窯爐，包括設置在窯爐上部的氧化室；設置在氧化室下方的爐膛；設置在爐膛下方并且與爐膛相通的燃燒腔；設置在燃燒腔下方的燃燒器；與爐膛相通的煙道；設置在煙道中的熔鋅鍋，以及設置在爐膛中的蒸發(fā)鍋，包括延伸到氧化室的揮發(fā)通道，其中在熔鋅鍋中受熱熔化的鋅經(jīng)由導流管流入到蒸發(fā)鍋中，且在蒸發(fā)鍋中被進一步加熱的熔化的鋅揮發(fā)并經(jīng)由所述揮發(fā)通道進入氧化室，在氧化室中的揮發(fā)的鋅被氧化而生成氧化鋅；且所述燃燒器為完全預混式燃燒器。
文檔編號C01G9/03GK102092775SQ20101060048
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者丁哲波, 吳竺, 姚鈺鋒, 張冬霞 申請人:上海新奧能源科技有限公司