本發(fā)明涉及一種有機(jī)熱載體加熱爐，特別是涉及一種以天然氣等可燃?xì)怏w為燃料的立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐。

背景技術(shù)：

立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐是以天燃?xì)獾瓤扇細(xì)怏w為燃料，燃燒器安裝在爐體底部,以導(dǎo)熱油作為載熱體，利用熱油循環(huán)泵，液相循環(huán)，在爐內(nèi)吸收高溫?zé)煔鉄崃亢?，將熱能輸送給用熱設(shè)備的直燃式特種工業(yè)鍋爐，具有高溫低壓，廣泛應(yīng)用于石化、印染、瀝青加熱、木材和食品等領(lǐng)域。

國家在2014年出臺了gb13271－2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對氮氧化物排放濃度有強(qiáng)制性指標(biāo)要求，降低鍋爐氮氧化物排放，保護(hù)環(huán)境勢在必行。

氮氧化物產(chǎn)生機(jī)理分為三種:

（1）熱力型：空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸傻牡趸?，燃燒溫度越高生成的氮氧化物越多?/p>

（2）快速型：燃燒時空氣中的氮?dú)馀c燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)反應(yīng)生成的氮氧化物；

（3）燃料型：燃料中的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化生成的氮氧化物。

主要以天然氣作為燃料的有機(jī)熱載體爐，由于燃料中氮?dú)夂亢苌伲烊粴馊紵郎囟雀?，氮氧化物產(chǎn)生主要以熱力型為主。

現(xiàn)有的立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐，包括爐體和安裝在爐體內(nèi)的盤管；爐體包括圓筒形的殼體和與殼體固定連接的底板，底板上開設(shè)有燃燒器喉口，在底板上部鋪設(shè)有隔熱層，所述盤管包括螺旋狀的內(nèi)圈盤管和外圈盤管，在隔熱層上部以及內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面與燃燒器喉口之間澆注耐火層，耐火層與內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面接觸處沿內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面為不規(guī)則螺旋圓形結(jié)構(gòu)。

這種結(jié)構(gòu)的立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐在工作過程中存在以下缺陷：（1）燃燒器噴出的燃?xì)馀c空氣燃燒時，由于周圍空間不規(guī)則，燃燒煙氣會產(chǎn)生偏流，導(dǎo)致局部燃燒煙氣溫度過高，從而使煙氣中氮氧化物濃度升高；（2）耐火層在長時間使用后，不可避免地會產(chǎn)生裂紋，并有剝落的現(xiàn)象，澆注顆粒及剝落的澆注料會積聚在燃燒器的燃燒頭上，影響燃燒器穩(wěn)定運(yùn)行，需要人工定期進(jìn)入爐內(nèi)清理，維護(hù)很不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種燃燒煙氣不會產(chǎn)生偏流，并能大幅降低燃燒時煙氣中氮氧化物含量的立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用這樣一種立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐，包括爐體和安裝在爐體內(nèi)的盤管；所述爐體包括圓筒形的殼體和與所述殼體固定連接的底板，所述殼體上開設(shè)有煙氣出口，所述底板上開設(shè)有燃燒器喉口，在所述底板上部鋪設(shè)有隔熱層，所述盤管包括螺旋狀的內(nèi)圈盤管和外圈盤管，所述內(nèi)圈盤管與外圈盤管并聯(lián)直立布置，在所述內(nèi)圈盤管與底板之間設(shè)有圓筒形的金屬板，所述金屬板上端與內(nèi)圈盤管外壁面密封固定連接，所述金屬板下端與底板固定連接，在所述隔熱層上部以及內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面與燃燒器喉口之間澆注由耐火混凝土構(gòu)成的環(huán)形耐火層，該立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐還包括若干個沿燃燒器喉口周圍布置的廢氣接管，每個廢氣接管的出氣端穿過所述底板和耐火層與爐體的內(nèi)腔相連通，每個廢氣接管的進(jìn)氣端與化工行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備排出的含水廢氣相連；所述內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面與燃燒器喉口之間的耐火層上表面為呈水平設(shè)置的水平面。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在所述耐火層上部緊貼內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面處，還砌筑有一整圈環(huán)形耐火磚層，所述耐火磚層的上表面為水平面。

在本發(fā)明中，所述廢氣接管優(yōu)選有6～18個，且均布在以燃燒器喉口中心軸線的同心圓周上。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述廢氣接管具有中空的管體，在所述廢氣接管的出氣端設(shè)有一個與管體中心軸線傾斜角度設(shè)置的出氣短管，所述管體和出氣短管均朝向燃燒器喉口傾斜設(shè)置。

在本發(fā)明中，所述廢氣接管的管體朝向燃燒器喉口傾斜設(shè)置的角度優(yōu)選為60～80°，所述出氣短管與管體中心軸線傾斜角度優(yōu)選為10～25°。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明在爐底沿燃燒器喉口周圍設(shè)置若干個廢氣接管，用來燃燒化工設(shè)備排出的含水廢氣，由于水汽受熱蒸發(fā)，使燃燒火焰外圍溫度降低，同時又稀釋了氧濃度，從而使?fàn)t體的排煙中氮氧化物排放濃度降低到30mg/m³以下；同時，本發(fā)明將耐火層上表面設(shè)置成水平面，從而使天燃?xì)獾热細(xì)庠趪姵鋈紵骱螅谝?guī)則的空間內(nèi)，空氣與燃?xì)饣旌暇鶆?，充分燃燒，燃燒煙氣不會產(chǎn)生偏流，杜絕了燃?xì)庠谌紵龝r產(chǎn)生局部高溫的可能。本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)后，大幅降低了燃燒時煙氣中氮氧化物含量。

本發(fā)明在耐火層上部緊貼內(nèi)圈盤管內(nèi)壁面處砌筑耐火磚層，耐火磚層的上表面為水平面；采用這樣的結(jié)構(gòu)后，一方面，使燃燒煙氣不會產(chǎn)生偏流，從而降低了氮氧化物濃度，另一方面，將耐火磚砌筑在耐火層上部，這樣不僅保護(hù)了耐火層，而且有效避免了耐火層的澆注顆粒及剝落的澆注料積聚在燃燒器的燃燒頭上，并且，耐火磚具有強(qiáng)度高，熱震穩(wěn)定性好，砌筑方便，爐墻煙氣密封性好，使用壽命長，不需要人工頻繁進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行清理和維護(hù)，保證了加熱爐高效率的長時間穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明廢氣接管的數(shù)量和管體直徑可根據(jù)廢氣流量、加熱爐大小，結(jié)合燃燒火焰直徑確定，廢氣流量、加熱爐和燃燒火焰直徑越大，相應(yīng)地廢氣接管的數(shù)量和管體直徑越大，煙氣中氮氧化物含量的降低效果越顯著。本發(fā)明廢氣接管的數(shù)量優(yōu)選為6～18個，管體直徑優(yōu)選為50～76mm，廢氣接管均布在燃燒器喉口中心軸線的同一圓周上。

本發(fā)明在廢氣接管的出氣端設(shè)置一個與管體中心軸線傾斜角度設(shè)置的出氣短管后，可方便地調(diào)節(jié)廢氣接管出氣端噴出的含水廢氣與燃燒器火焰之間的角度，使燃燒火焰外圍溫度達(dá)到最佳降低效果，從而使煙氣中氮氧化物含量更低。

附圖說明

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中廢氣接管的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中沿a－a線的剖視示意圖。

具體實施方式

參見圖1至圖3所示的一種立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐，包括爐體和安裝在爐體內(nèi)的盤管；所述爐體包括圓筒形的金屬殼體1和通過焊接與所述殼體1固定連接在一起的水平底板2，所述殼體1上開設(shè)有煙氣出口1－1，殼體1外側(cè)鋪設(shè)有保溫層9，所述底板2上開設(shè)有用于放置燃燒器的燃燒器喉口2－1，圖中未示燃燒器，在所述底板2上部鋪設(shè)有隔熱層3，所述隔熱層3優(yōu)選由隔熱棉構(gòu)成，所述盤管包括螺旋狀的內(nèi)圈盤管4－1和外圈盤管4－2，所述內(nèi)圈盤管4－1與外圈盤管4－2并聯(lián)直立布置，如圖1所示，在所述內(nèi)圈盤管4－1與外圈盤管4－2之間優(yōu)選還設(shè)有并聯(lián)直立布置的中圈盤管4－3，在所述內(nèi)圈盤管4－1與底板2之間設(shè)有圓筒形的金屬板5，所述金屬板5的材質(zhì)優(yōu)選為不銹鋼，金屬板5上端通過焊接與內(nèi)圈盤管4－1外壁面密封固定連接，金屬板5下端通過焊接與底板2固定連接，在所述隔熱層3上部以及內(nèi)圈盤管4－1內(nèi)壁面與燃燒器喉口2－1之間澆注由耐火混凝土構(gòu)成的環(huán)形耐火層6，該立式燃?xì)庥袡C(jī)熱載體底燒加熱爐還包括若干個沿燃燒器喉口2－1周圍布置的廢氣接管7，每個廢氣接管7的出氣端7－1穿過所述底板2和耐火層6與爐體的內(nèi)腔相連通，每個廢氣接管7的進(jìn)氣端7－2與化工行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備排出的含水廢氣相連，工作時，化工設(shè)備排出的含水廢氣經(jīng)廢氣接管7輸送到爐體的內(nèi)腔內(nèi)；所述內(nèi)圈盤管4－1內(nèi)壁面與燃燒器喉口2－1之間的耐火層6上表面6－1為呈水平設(shè)置的水平面。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，如圖1所示，在所述耐火層6上部緊貼內(nèi)圈盤管4－1內(nèi)壁面處，還砌筑有一整圈環(huán)形耐火磚層8，所述耐火磚層8的上表面8－1為水平面。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，一方面，由于耐火磚層8的上表面8－1為水平面，因此燃燒煙氣不會產(chǎn)生偏流，從而降低氮氧化物濃度，另一方面，將耐火磚砌筑在混凝土耐火層6上部，這樣既保護(hù)了耐火層6，同時又避免了現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常發(fā)生的耐火層6中澆注顆粒及剝落的澆注料積聚在燃燒頭上的弊端，并且，耐火磚還具有強(qiáng)度高，熱震穩(wěn)定性好，砌筑方便，爐墻煙氣密封性好，使用壽命長，不需要人工頻繁進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行清理和維護(hù)，從而保證了加熱爐高效率的長時間穩(wěn)定運(yùn)行。

在本發(fā)明中，所述廢氣接管7優(yōu)選設(shè)置有6～18個，且均布在以燃燒器喉口2－1中心軸線b的同心圓周上。廢氣接管7的數(shù)量和其管體直徑可根據(jù)廢氣流量、加熱爐大小和燃燒火焰直徑確定，廢氣流量、加熱爐和燃燒火焰直徑越大，相應(yīng)地廢氣接管7的數(shù)量越多且管體直徑越大，煙氣中氮氧化物含量的降低率越高。

如圖1、2所示，所述廢氣接管7具有中空的管體7a，管體7a直徑優(yōu)選為50～76mm，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在所述廢氣接管7的出氣端7－1還通過焊接設(shè)置一個與管體7a中心軸線傾斜角度θ設(shè)置的出氣短管7b，所述管體7a和出氣短管7b均朝向燃燒器喉口2－1傾斜設(shè)置。在安裝時，廢氣接管7通過連接法蘭10與底板2固定連接。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，可方便地調(diào)節(jié)廢氣接管7出氣端7－1噴出的含水廢氣與燃燒器火焰之間的角度，使燃燒火焰外圍溫度達(dá)到最佳降低效果，從而使煙氣中氮氧化物含量更低。

在本發(fā)明中，所述廢氣接管7的管體7a朝向燃燒器喉口2－1傾斜設(shè)置的角度β為60～80°，優(yōu)選為75°，所述出氣短管7b與管體7a中心軸線傾斜角度θ為10～25°，優(yōu)選為18°。

經(jīng)過試用，本發(fā)明能大幅降低煙氣中氮氧化物含量，并且不需要用戶經(jīng)常對加熱爐爐底進(jìn)行清理和維護(hù)，加熱爐能高效率、長時間穩(wěn)定運(yùn)行，取得了良好的效果。