一種節(jié)能裂解爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提出一種能源利用率高、使用壽命長的節(jié)能裂解爐。本發(fā)明的節(jié)能裂解爐包括爐體，所述爐體的爐膛內(nèi)壁可拆卸地安裝有若干塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內(nèi)部的一面設(shè)有紅外輻射層，耐高溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設(shè)有隔熱層；所述紅外輻射層由碳化硅板制成，所述隔熱層為陶瓷纖維毯。在窯爐內(nèi)壁安裝帶帶隔熱層的耐高溫紅外輻射板，可使吸收的能量均勻輻射到需要燒結(jié)的產(chǎn)品上。輻射板背面具有隔熱層，阻止熱量傳遞給爐壁，可以使能量盡可能多的通過輻射傳遞給需要燒結(jié)的產(chǎn)品；耐高溫紅外輻射板延長窯爐使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益，并且可降低窯爐壁的耐火材料的質(zhì)量等級要求，降低筑爐成本。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種節(jié)能裂解爐。 一種節(jié)能裂解爐

【背景技術(shù)】
[0002] 我國工業(yè)窯爐及工業(yè)鍋爐是能源消耗的主體，而工業(yè)窯爐普遍存在熱效率低，能 源浪費(fèi)比較大的現(xiàn)象。針對工業(yè)窯爐普遍存在的能源有效利用率低，能源浪費(fèi)比較大的問 題，國內(nèi)外普遍所采取的主要節(jié)能措施為：（1)盡可能采用保溫效果好的輕質(zhì)型保溫材料；
[2] 采用遠(yuǎn)紅外線節(jié)能涂料噴涂技術(shù)；（3)煙氣余熱回收利用；(4)黑體輻射元件節(jié)能技 術(shù)。
[0003] 傳統(tǒng)方式是采用熱容較小的輕質(zhì)材料和保溫材料筑爐，以減少蓄熱和散熱損失。 這種節(jié)能方法，只是將熱量"堵"在了爐膛里，并沒有需要燒結(jié)的產(chǎn)品的有效熱吸收，沒有改 變熱射線的"漫反射"狀態(tài)，沒有解決熱射線是否到位的問題，所以需要燒結(jié)的產(chǎn)品的有效 熱仍然很低。人們通過熱平衡計(jì)算或測試，發(fā)現(xiàn)爐體畜熱和散熱損失1?達(dá)60%?70%，而需 要燒結(jié)的產(chǎn)品的有效熱僅25%?30%。
[0004] 蓄熱式節(jié)能裂解爐的熱效率得到較大幅度的提高；隨后紅外輻射涂料的應(yīng)用，在 1?熱效的基礎(chǔ)上解決了需要燒結(jié)的廣品的有效熱吸收問題，進(jìn)一步提1? 了熱效率。
[0005] 工業(yè)窯爐膛內(nèi)傳熱有：火焰輻射、燃燒的產(chǎn)物輻射、爐墻固體表面輻射和爐內(nèi)氣 體輻射和爐內(nèi)氣體的對流傳熱。簡單來說，參與窯內(nèi)熱交換過程的有3種基本物體：爐 氣、爐壁、加熱煅燒物。在800°C以下是窯氣與被加熱物之間的傳熱主要依靠對流傳熱；在 800°C?1000°C之間是則同時依靠對流和輻射，當(dāng)溫度高于1000°C時窯氣與被加熱物之間 的熱傳導(dǎo)主要依靠遠(yuǎn)紅外輻射換熱，被加熱物所吸收的熱90%通過輻射換熱來實(shí)現(xiàn)的。大 部分工業(yè)窯爐膛內(nèi)由耐火磚，耐火澆注料，耐火輕質(zhì)保溫磚或陶瓷纖維砌筑的。這些耐火材 料具有耐火性，高溫下強(qiáng)度高，穩(wěn)定性高等特性可以滿足窯爐需要，但這些耐火材料的遠(yuǎn)紅 外發(fā)射率一般在0. 35左右(如在1KKTC下：耐火粘土磚：0. 35?0. 65,莫來石0. 4,氧化鋁 0. 18?0. 52,耐火纖維0. 35)，而遠(yuǎn)紅外輻射涂料的發(fā)射率在0. 85?0. 95。紅外輻射傳熱 就是利用紅外線獨(dú)特的輻射能力加熱物體，使物體受熱，在一定的溫度下，加熱物體輻射出 具有一定穿透能力的紅外波，使被加熱物體發(fā)生分子振蕩，產(chǎn)生能級躍遷，輻射一定波段的 紅外線，從而產(chǎn)生熱量。其特點(diǎn)一是吸熱物體均勻受熱，二是由內(nèi)向外加熱，從而減少了加 熱時間，提高能源利用率。
[0006] 遠(yuǎn)紅外涂層技術(shù)的根本弱點(diǎn)是涂層易老化，在實(shí)際使用過程中不斷粉化掉落或被 氣流沖蝕，熱紅外發(fā)射率逐步衰減，失去紅外輻射功能，熱效隨時間推移下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提出一種能源利用率高、使用壽命長的節(jié)能裂解爐。
[0008] 本發(fā)明的節(jié)能裂解爐包括爐體，關(guān)鍵在于所述爐體的爐膛內(nèi)壁可拆卸地安裝有若 干塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內(nèi)部的一面設(shè)有紅外輻射層，耐 高溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設(shè)有隔熱層；所述紅外輻射層由碳化硅板制成，所述隔 熱層為陶瓷纖維毯。
[0009] 在窯爐內(nèi)壁安裝帶帶隔熱層的耐高溫紅外輻射板，其法相全發(fā)射率在0.85? 〇. 98,并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)角度，將能量均勻輻射到需要燒結(jié)的產(chǎn)品上，同時也可根據(jù)窯型和 需要燒結(jié)的產(chǎn)品堆放設(shè)計(jì)紅外輻射板結(jié)構(gòu)及弧度，使吸收的能量均勻輻射到需要燒結(jié)的產(chǎn) 品上。耐高溫紅外輻射板背面具有隔熱層，可以使能量盡可能多的通過輻射傳遞給需要燒 結(jié)的產(chǎn)品，其背面溫度與爐內(nèi)氣溫相比低300?500°C ;耐高溫紅外輻射板可延長使用壽 命，特別是纖維內(nèi)襯，可延緩粉化時間，同時可解決氣流沖刷損壞纖維內(nèi)襯等溫度，大幅度 延長窯爐使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。而且，爐壁上安裝耐高溫紅外輻射板可減緩致密耐火材 料受煙氣急冷急熱造成的熱震損壞，可降低耐火材料的質(zhì)量要求，降低筑爐成本。耐高溫紅 外輻射板使用壽命長，可達(dá)到5?10年，與工業(yè)窯爐和鍋爐的設(shè)計(jì)壽命相當(dāng)，甚至更高。遠(yuǎn) 紅外輻射板在實(shí)際使用過程中，遠(yuǎn)紅外輻射能力不衰減，長期保證節(jié)能裂解爐的高效節(jié)能， 綜合節(jié)能效率達(dá)到15?30%，與已有技術(shù)相比有更進(jìn)一步提高。
[0010] 進(jìn)一步地，所述耐高溫紅外輻射板利用金屬陶瓷復(fù)合錨固釘固定于爐膛內(nèi)壁上， 所述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘為三層結(jié)構(gòu)，外層為陶瓷管，內(nèi)層為金屬或金屬陶瓷，中間層為將 內(nèi)層完全包裹的致密澆注料。傳統(tǒng)的金屬錨固件由于抗高溫氧化能力差，無法滿足高溫環(huán) 境下的長時間應(yīng)用，而陶瓷錨固件則由于陶瓷材料本身脆性問題無法保證懸掛安全可靠 性；而本發(fā)明中的金屬陶瓷復(fù)合錨固釘，其外層為高抗熱震致密陶瓷管，1KKTC水冷大于 30次，內(nèi)層為耐高溫金屬或金屬陶瓷，具有一定的抗高溫氧化特性，中間為耐高溫致密澆注 料，是密封層，同時具有高強(qiáng)度，可作為結(jié)構(gòu)支撐層使用，室溫耐壓強(qiáng)度大于120MPa，抗折強(qiáng) 度達(dá)到20MPa，可防止耐高溫金屬件或金屬陶瓷氧化，上述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘具有多種防 護(hù)作用，確保懸掛穩(wěn)定和長壽命；三層中任何單層或兩層損壞均不會影響到懸掛安全可靠 性，只有三層同時受到破壞才有可能影響到懸掛，提高了可靠性。
[0011] 進(jìn)一步地，為加強(qiáng)金屬陶瓷復(fù)合錨固釘各層之間的連接穩(wěn)定性，所述金屬陶瓷復(fù) 合錨固釘?shù)耐鈱泳哂袃?nèi)外螺紋，金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)膬?nèi)層具有外螺紋；或者所述金屬陶 瓷復(fù)合錨固釘?shù)耐鈱泳哂型饴菁y，金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)膬?nèi)層具有外螺紋。
[0012] 進(jìn)一步地，所述每塊耐高溫紅外輻射板均利用五個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘固定于爐 膛內(nèi)壁上，其中四個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘分布于耐高溫紅外輻射板的四個角，其余一個金 屬陶瓷復(fù)合錨固釘位于耐高溫紅外輻射板的中央。上述五個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘構(gòu)成了由 四個三角形拼接的圖形，其中任何兩個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘損壞也不會影響耐高溫紅外輻 射板均的懸掛安全。
[0013] 進(jìn)一步地，所述紅外輻射層的法線方向正對爐膛內(nèi)的需要燒結(jié)的產(chǎn)品，以盡可能 多地將所吸收的能量均勻輻射到需要燒結(jié)的產(chǎn)品上，提高能量利用率。
[0014] 進(jìn)一步地，所述耐高溫紅外輻射板上有中空凸出空腔和/或翅片，以吸收更多的 煙氣中的能量，并將該能量反射回發(fā)熱工件。
[0015] 進(jìn)一步地，所述耐高溫紅外輻射板材質(zhì)由9(Γ95碳化硅，5~10份復(fù)合摻雜高紅 外輻射材料粉體組成；所述復(fù)合摻雜高紅外輻射材料粉體由Fe 203 55~75份，NiO 15~30 份，ZnO 5?10 份，Μη02 0 · 5?1. 5 份，C〇0 0· 5?2 份，Cr203 3?5 份，Ce02 0 · 05?0· 2 份，Er203 0. 05?0. 2份，Nd203 0. 05?0. 2份，Yb203 0. 05?0. 2份組成，采用共混研磨、裝匣缽高溫?zé)Y(jié) 后,再經(jīng)破碎球磨而成。
[0016] 本發(fā)明的節(jié)能裂解爐設(shè)置了可拆卸的耐高溫紅外輻射板，安裝及拆卸方便，使用 壽命長，固定可靠，可以大大提高節(jié)能裂解爐的能量利用率和使用壽命，具有很好的推廣價 值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的節(jié)能裂解爐的爐膛結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2、3是本發(fā)明的耐高溫紅外輻射板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖4是本發(fā)明的金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面對照附圖，通過對實(shí)施實(shí)例的描述，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各 構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一 步的詳細(xì)說明。
[0021] 實(shí)施例1 : 如圖所示，本實(shí)施例的節(jié)能裂解爐包括爐體，爐體的爐膛內(nèi)壁1可拆卸地安裝有若干 塊耐高溫紅外輻射板2,所述耐高溫紅外輻射板2朝向爐膛內(nèi)部的一面設(shè)有紅外輻射層21， 耐高溫紅外輻射板2朝向爐膛壁的一面設(shè)有隔熱層22 ;紅外輻射層21的法線方向正對爐 膛內(nèi)的需要燒結(jié)的產(chǎn)品3。其中，耐高溫紅外輻射板2的紅外輻射層21由碳化硅板制成，厚 度約為10_ ;耐高溫紅外輻射板2的隔熱層22為陶瓷纖維毯，厚度約為5?20_。
[0022] 每塊耐高溫紅外輻射板2均利用五個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘4固定于爐膛內(nèi)壁1 上，其中四個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘4分布于耐高溫紅外輻射板2的四個角，其余一個金屬陶 瓷復(fù)合錨固釘4位于耐高溫紅外輻射板2的中央。所述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘4為三層結(jié)構(gòu)， 外層41為陶瓷管，內(nèi)層42為金屬或金屬陶瓷，中間層43為將內(nèi)層42完全包裹的致密澆注 料；所述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘4的外層41具有內(nèi)外螺紋，金屬陶瓷復(fù)合錨固釘4的內(nèi)層42 具有外螺紋。
[0023] 耐高溫紅外輻射板2上有翅片5,以吸收更多的煙氣中的能量，并將該能量反射回 發(fā)熱工件。當(dāng)然，翅片5也可以用中空凸出的空腔代替，起到同樣的作用。
[0024] 耐高溫紅外輻射板材質(zhì)由9(Γ95碳化硅，5~10份復(fù)合摻雜高紅外輻射材料粉體 組成；所述復(fù)合摻雜高紅外輻射材料粉體由Fe 203 55?75份，NiO 15?30份，ΖηΟ 5?10份， Μη02 0 · 5?1. 5 份，C〇0 0· 5?2 份，Cr203 3?5 份，Ce02 0 · 05?0· 2 份，Er203 0· 05?0· 2 份，Nd203 0.05、. 2份，Yb203 0.05、. 2份組成，采用共混研磨、裝匣缽高溫?zé)Y(jié)后，再經(jīng)破碎球磨而 成。
【權(quán)利要求】
1. 一種節(jié)能裂解爐，包括爐體，其特征在于所述爐體的爐膛內(nèi)壁可拆卸地安裝有若干 塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內(nèi)部的一面設(shè)有紅外輻射層，耐高 溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設(shè)有隔熱層；所述紅外輻射層由碳化硅板制成，所述隔熱 層為陶瓷纖維毯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裂解爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板利用金屬陶 瓷復(fù)合錨固釘固定于爐膛內(nèi)壁上，所述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘為三層結(jié)構(gòu)，外層為陶瓷管，內(nèi) 層為金屬或金屬陶瓷，中間層為將內(nèi)層完全包裹的致密澆注料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能裂解爐，其特征在于所述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)耐鈱泳?有內(nèi)外螺紋，金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)膬?nèi)層具有外螺紋；或者所述金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)耐?層具有外螺紋，金屬陶瓷復(fù)合錨固釘?shù)膬?nèi)層具有外螺紋。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的節(jié)能裂解爐，其特征在于所述每塊耐高溫紅外輻射板均 利用五個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘固定于爐膛內(nèi)壁上，其中四個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘分布于耐 高溫紅外輻射板的四個角，其余一個金屬陶瓷復(fù)合錨固釘位于耐高溫紅外輻射板的中央。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裂解爐，其特征在于所述紅外輻射層的法線方向正對爐 膛內(nèi)的需要燒結(jié)的產(chǎn)品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裂解爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板上有中空凸 出空腔和/或翅片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能加熱爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板材質(zhì)由 9(Γ95碳化硅，5~10份復(fù)合摻雜高紅外輻射材料粉體組成；所述復(fù)合摻雜高紅外輻射材料 粉體由 Fe203 55?75 份，NiO 15?30 份，ΖηΟ 5?10 份，Μη02 0 · 5?1. 5 份，CoO 0· 5?2 份，Cr203 3?5 份，Ce02 0 · 05?0· 2 份，Er203 0· 05?0· 2 份，Nd203 0· 05?0· 2 份，Yb203 0· 05?0· 2 份組成， 采用共混研磨、裝匣缽高溫?zé)Y(jié)后，再經(jīng)破碎球磨而成。
【文檔編號】F27B17/00GK104121778SQ201410355275
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】王家邦, 傅曉云 申請人:長興羅卡科技有限公司