專利名稱：加壓填充床氣體電加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于適用于電加熱領(lǐng)域，涉及ー種氣體加熱裝置，具體地涉及ー種加壓填充床式氣體電加熱裝置。
背景技術(shù)：
高溫氣體在許多領(lǐng)域如冶金煉鋼、エ業(yè)干燥及實(shí)驗(yàn)室高溫氣化研究過程中都有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。利用電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱效應(yīng)來加熱氣體是目前提高氣體溫度所普遍采用的方法。在實(shí)際使用過程中合金電熱體由于具有加工容易、價(jià)格低廉等特點(diǎn)應(yīng)用較廣，多被加工成電熱絲、電熱線圈等形式，但存在使用溫度低，易燒壞觸電等問題。同時(shí)傳統(tǒng)加熱器単位面積換熱效率不高也影響了出口溫度的提高。而在空間一定的條件下增大換熱面積是有限的，特別是氣體在一定流量和氣速條件下，電熱體附近局部高溫氣體通過對(duì)流換熱帶動(dòng)整體氣體溫度升高將需要更多的時(shí)間，這些因素都限制了氣體平均加熱溫度的進(jìn)ー步 提高。目前市場(chǎng)上的氣體電加熱裝置加熱最高溫度在800°C左右。此外電加熱裝置通常加熱的對(duì)象只是常壓下的氣體，而且大部分種類的氣體對(duì)電熱體等材料的正常使用都有很大的影響，因而使氣體電加熱裝置的應(yīng)用范圍受到了很大限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供ー種結(jié)構(gòu)更為合理的加壓填充床式氣體電加熱裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的加壓填充床式氣體電加熱裝置，主要包括—爐膛,其一端為氣體入口，另一端為氣體出口 ；爐膛內(nèi)安裝有爐管，爐管的一端ロ通過平衡ロ與爐膛相通，該平衡ロ處對(duì)應(yīng)地安裝有一保護(hù)氣體入口 ；該爐管的另一端與氣體出口相通；該爐管內(nèi)裝有耐高溫的小粒徑填充物；該爐膛內(nèi)安裝有加熱體；該爐膛外側(cè)設(shè)有保溫村里；保溫村里外側(cè)為殼體。本實(shí)用新型所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中，進(jìn)ー步優(yōu)選的技術(shù)方案或技術(shù)特征是加熱體的熱端位于爐膛內(nèi)，冷端埋在保溫襯里內(nèi)，加熱體是沿爐膛的長(zhǎng)度方向間隔地安裝兩根加熱體并水平對(duì)稱且垂直布置在爐管兩側(cè)，相鄰兩層加熱體之間為控溫區(qū)。所述的加熱體優(yōu)選為電加熱。所述的加熱體優(yōu)選為硅鑰棒或硅碳棒電熱體。所述的小粒徑填充物的粒徑與爐管直徑比優(yōu)選為I :13_18。所述的小粒徑填充物優(yōu)選為剛玉材質(zhì)。沿爐膛長(zhǎng)度方向可間隔地安裝有熱電偶。[0019]本實(shí)用新型的效果是，能加熱多種氣體，提高換熱效率，使加熱氣體出口溫度達(dá)1000°C以上，同時(shí)可加熱加壓氣體，技術(shù)方案簡(jiǎn)易可行、維護(hù)方便、實(shí)施成本低。

圖I是本實(shí)用新型的加壓填充床氣體電加熱裝置的剖面圖；圖2是本實(shí)用新型的加壓填充床氣體電加熱裝置電熱體布置剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖，進(jìn)一歩描述本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)ー步地理解本實(shí)用新型，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。實(shí)施例1，參照?qǐng)D1-2，一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，該裝置包括
·[0024]一爐膛8,其一端為氣體入口 1，另一端為氣體出口 6 ；爐膛8內(nèi)安裝有爐管4，爐管4的一端ロ通過平衡ロ 11與爐膛8相通，該平衡ロ 8處對(duì)應(yīng)地安裝有一保護(hù)氣體入口 3 ;該爐管4的另一端與氣體出ロ 6相通；該爐管4內(nèi)裝有耐高溫的小粒徑填充物；該爐膛4內(nèi)安裝有加熱體9 ；該爐膛4外側(cè)設(shè)有保溫村里2 ；保溫襯里2外側(cè)為殼體10。實(shí)施例2，實(shí)施例I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中加熱體9的熱端位于爐膛內(nèi)，冷端埋在保溫村里2內(nèi)，加熱體9是沿爐膛的長(zhǎng)度方向間隔地安裝兩根加熱體9并水平對(duì)稱且垂直布置在爐管4兩側(cè)，相鄰兩層加熱體9之間為控溫區(qū)。實(shí)施例3，實(shí)施例I或2所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中加熱體9為電加熱。實(shí)施例4，實(shí)施例3所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中加熱體9為硅鑰棒或娃碳棒電熱體。實(shí)施例5，實(shí)施例1-4任何一項(xiàng)所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物的粒徑與爐管4直徑比為I :13。實(shí)施例6，實(shí)施例1-4任何一項(xiàng)所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物的粒徑與爐管4直徑比為I :18。實(shí)施例7，實(shí)施例1-4任何一項(xiàng)所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物的粒徑與爐管4直徑比為I :15。實(shí)施例8，實(shí)施例1-7任何一項(xiàng)所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物為剛玉材質(zhì)。實(shí)施例9，實(shí)施例1-8任何一項(xiàng)所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中沿爐膛8長(zhǎng)度方向間隔地安裝有熱電偶5。實(shí)施例10，一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，本實(shí)用新型的加壓填充床式氣體電加熱裝置如圖I、圖2所示，圖中氣體入口 I、保溫村里2、保護(hù)氣體入口 3、爐管4、熱電偶5、氣體出ロ 6、托架7、爐膛8、加熱體9、殼體10、平衡ロ 11、接線端子12。其中，殼體10由鋼板連接而成，截面為圓柱形。殼體10內(nèi)部為保溫村里2，沿爐管4長(zhǎng)度方向隔一定距離安裝兩根加熱體9 ;保溫村里2圍成的通道為方形爐膛8，爐膛8中心為爐管4，管內(nèi)填充大量可耐高溫的小球(如剛玉質(zhì)球)，小球平均粒徑同爐管4直徑當(dāng)量直徑比約為1/13-1/18。采用細(xì)長(zhǎng)爐管4，爐管4本身不承壓，在爐管4和爐膛8 一端連接處有平衡ロ，使?fàn)t管內(nèi)外氣體保持連通。溫度實(shí)行分區(qū)控制，本裝置為兩區(qū)控溫，通過調(diào)整各區(qū)加熱體9電壓值控制該區(qū)加熱功率，促進(jìn)爐管4內(nèi)溫度均勻。加熱方式最好為電加熱,加熱體9為棒形娃碳棒,其熱端位于爐膛8內(nèi)，冷端埋在保溫村里2內(nèi)。加熱體9沿爐管4長(zhǎng)度方向隔一定距離安裝兩根，兩根加熱體9對(duì)稱布置在爐管4兩側(cè)。導(dǎo)線一端連接加熱體9冷端，另一端接在接線端子12上，接線端子12為金屬材料，安裝在殼體10管ロ處用來密封。本實(shí)用新型采用以上裝置的氣體加熱方法，包括以下步驟(I)首先將爐管4內(nèi)填充滿耐高溫(如剛玉質(zhì))的小球，形成填充床，小球平均粒徑同爐管4直徑當(dāng)量直徑比約為1/13-1/18。爐管4與爐膛8通過一端開平衡ロ 11連通。通過沿爐管4長(zhǎng)度方向安裝多組加熱體9，并實(shí)行分區(qū)控溫的方式來達(dá)到均勻加熱的目的。加熱體9采用棒形硅碳棒，可以提高加熱功率并使用在1400°C高溫下。加熱體9為非金屬材質(zhì)，需要用導(dǎo)線和金屬接線端子12連接，接線端子12再在殼體10管ロ處進(jìn)行密封。(2)啟動(dòng)加熱器，加熱體9緩慢升溫，開始加熱整個(gè)爐體。調(diào)節(jié)各區(qū)加熱功率，保持爐體溫度均勻。溫度達(dá)到反應(yīng)要求后，設(shè)定裝置出ロ管道背壓閥工作壓カ，將爐氣(惰性氣體)從保護(hù)氣體入口 3緩慢通入爐膛8。(3)爐管4內(nèi)作為被加熱氣體流經(jīng)的通道。當(dāng)爐內(nèi)壓カ達(dá)到要求并穩(wěn)定后，從氣體入口 I往爐管4內(nèi)緩慢通入需要加熱的氣體。此時(shí)由于爐膛8內(nèi)的壓カ和爐管4內(nèi)壓カ基本平衡，氣體不會(huì)有顯著向爐膛內(nèi)流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，避免了對(duì)加熱體9加熱性能的影響。在上述方法中，加熱體9同樣可采用硅鑰棒或硅碳棒電熱體。當(dāng)硅鑰棒或硅碳棒熱端采用非垂直安裝方式時(shí)，還需加工相應(yīng)的耐火支撐件，最高使用溫度可達(dá)1800°C。被加熱氣體在進(jìn)入填充床后，在管內(nèi)的停留時(shí)間變長(zhǎng)，在變相增加流動(dòng)換熱面積的同時(shí)也提聞了對(duì)流換熱的強(qiáng)度，換熱高效而緊湊，提高了出口溫度。
權(quán)利要求1.一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于，該裝置包括 ー爐膛，其一端為氣體入口，另一端為氣體出口 ； 爐膛內(nèi)安裝有爐管，爐管的一端ロ通過平衡ロ與爐膛相通，該平衡ロ處對(duì)應(yīng)地安裝有一保護(hù)氣體入口 ；該爐管的另一端與氣體出口相通； 該爐管內(nèi)裝有耐高溫的小粒徑填充物； 該爐膛內(nèi)安裝有加熱體； 該爐膛外側(cè)設(shè)有保溫村里； 保溫村里外側(cè)為殼體。
2.如權(quán)利要求I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于加熱體的熱端位于爐膛內(nèi)，冷端埋在保溫村里內(nèi)，加熱體是沿爐膛的長(zhǎng)度方向間隔地安裝兩根加熱體并水平對(duì)稱且垂直布置在爐管兩側(cè)，相鄰兩層加熱體之間為控溫區(qū)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于加熱體為電加熱。
4.如權(quán)利要求3所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于加熱體為硅鑰棒或硅碳棒電熱體。
5.如權(quán)利要求I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于小粒徑填充物的粒徑與爐管直徑比為I : 13-18。
6.如權(quán)利要求I或5所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于小粒徑填充物為剛玉材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于沿爐膛長(zhǎng)度方向間隔地安裝有熱電偶。
專利摘要一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，包括一爐膛，其一端為氣體入口，另一端為氣體出口；爐膛內(nèi)安裝有爐管，該爐管的一端口通過平衡口與爐膛相通，平衡口處對(duì)應(yīng)地安裝有一保護(hù)氣體入口；該爐管的另一端與氣體出口相通；該爐管內(nèi)裝有耐高溫的小粒徑填充物；該爐膛內(nèi)安裝有加熱體；該爐膛外側(cè)設(shè)有保溫襯里；保溫襯里外側(cè)為殼體。本實(shí)用新型能加熱多種氣體，提高換熱效率，使加熱氣體出口溫度達(dá)1000℃以上，同時(shí)可加熱加壓氣體，技術(shù)方案簡(jiǎn)易可行、維護(hù)方便、實(shí)施成本低。
文檔編號(hào)F24H3/00GK202630387SQ201220167568
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者肖云漢, 馬正中, 徐祥, 陽紹軍, 溫雨鑫, 王東方 申請(qǐng)人:江蘇中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究中心