一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法
2023-05-19 22:29:56 2
專利名稱：一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法
技術領域：
本發明屬於冶金行業中鋼板的固化烘乾爐領域，尤其涉及彩塗線固化爐熱交 換的生產領域。
背景技術：
彩塗板生產線塗液體漆料後一般採用加熱烘乾方式，靠供給固化爐中高溫氣 體將帶材加熱到預定的溫度，並使溶劑加熱蒸發，以固化塗層，這個過程需要 消耗大量的能源，目前國內彩塗板生產線按固化爐的加熱方法可以分為直燃式 加熱固化、空氣間接加熱固化、廢氣循環加熱固化，目前較先進和節省能源的
方式是後面的兩種，例如在申請日是:2008年6月6日專利號為200810111550.5 的彩塗線有害氣體集中焚燒餘熱利用介紹的是空氣間接加熱固化從固化爐內 抽出富溶劑廢氣在裂解點以上高溫條件下把廢氣中的含有有毒氣體的絕大部分 溶劑被裂解燃燒焚燒裂解，釋放出大量的熱能，同時消耗掉廢氣中的大部分氧 氣，產生的高溫惰性(控制過剩氧含量降至5-8%左右，相對惰性)煙氣，形成 高溫低氧煙氣，通過換熱器加熱新鮮空氣，用這種被加熱後的空氣通過鼓風機 送入固化爐，對塗漆後的鋼帶進行固化烘乾，另一種方式是在申請日2009.3.3 申請號是200910078772. 6的彩塗線油漆固化爐安全加熱方法，利用焚燒爐廢氣 作為熱量載體直接摻入循環風進入固化爐內對鋼板進行加熱，焚燒爐後裝有廢 氣換熱器，，把從固化爐來的廢氣預熱後送入焚燒爐，焚燒爐裝有天然氣燒嘴， 把固化爐送來的廢氣加熱到裂解點進行裂解焚燒。換熱器後的高溫煙氣被送往 固化爐摻入各段循環風加熱鋼板，同時，稀釋固化爐內新產生的溶劑氣體，固 化爐的抽風管道將含有溶劑氣的爐氣送往焚燒系統的廢氣換熱器，形成一個大 循環完成廢氣的焚燒和熱量的循環。這兩種固化爐的熱交換方式都是採用的對流熱交換，熱量通過對流方式交換，鋼板溫度的提高取決於時間和傳熱介質的 傳熱係數，而時間是指鋼板在固化爐內停留的時間，與爐長成正比，而另一個 重要因素就是介質的傳熱係數。在空氣間接加熱固化的技術方案中，熱介質是 乾燥的熱空氣，空氣的熱傳導係數很低。在廢氣循環加熱固化的技術方案中，
焚燒反應式如下C3H8+502=3C02+4H20在燃燒過程中產生10000Nm3的廢氣中水氣 的含量為455. 6kg，廢氣的相對溼度僅為7. 6X10—5，所以它也基本上算是乾燥空 氣，它的導熱係數基本上與間接加熱固化相同。這兩種技術方案的固化爐內氣 體的導熱係數都很低，而加熱鋼板需要的能量一定，爐長不變，介質的熱傳導 效率低，所需的能耗量大，消耗大量的能源。
發明內容
為了克服原有的固化爐內氣體的導熱係數低，熱能消耗高，能源浪費大的不 足，本發明採用在爐內氣體中加入霧化水蒸氣提高爐內氣體導熱效率的辦法， 降低能耗。
本發明解決其技術問題的技術方案是 一種提高固化爐內介質熱傳導率的方 法，從手冊査得三原子氣體是熱的良好導體，水蒸氣是自然界中含量豐富，最 經濟實惠的三原子氣體物質，從固化爐內抽取的廢氣經廢氣焚燒爐焚燒裂解後， 送往主換熱器，提高進入固化爐的氣體溫度，其特徵是在高溫氣體通往固化爐 的管路上，加入霧化水蒸氣。在於加入霧化水蒸氣的量是爐內氣體的15-25%， 爐內氣體的導熱係數將增加25%,加入的霧化水蒸氣水源介質是軟水或純淨水， 而霧化系統由軟水或純淨水的水源、截止閥水泵和霧化噴嘴構成，固化爐內霧 化水蒸氣的含量由固化爐內的露點儀測量，測量值與設定值做比較，輸入信號
給電控系統控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。
本發明的有益效果是通過在固化爐內加入爐內氣體15-25%含量的霧化水蒸
氣後，氣體與乾燥空氣相比導熱係數將增加25%，大大增強導熱性能，在鋼板要求固化溫度一定所需要的熱量恆定時，在不改變爐長的情況下，提高氣體的熱 傳導係數，將降低所需要的能耗將大大降低，減少能源浪費，節省了成本。
圖l中間接加熱固化爐原理圖
圖2中彩塗線間接加熱固化爐所需熱源供應點
圖3中廢氣循環加熱固化爐原理圖
在圖l中l.化塗爐、2.初塗爐、3.精塗爐、4.廢氣焚燒爐、5.廢氣預熱器、 6. —級換熱器、7. 二級換熱器、8.脫脂、9.3號熱風吹掃、10.2號熱風吹掃、 11. l號熱風吹掃、12.霧化系統
在圖3中l.固化爐的入口隔離室、2.循環風機、3.高溫氧分析儀、4.固
化爐、5.固化爐的出口隔離室、6.焚燒爐、7.—級廢氣換熱器、8.二級廢氣換 熱器、9.空氣換熱器、IO.熱風吹掃、ll.化塗烘乾爐、12.煙氣水循環換熱器、 13.富溶劑廢氣管路、14.富氧廢氣管路、15.預熱後的富溶劑廢氣管路、16.貧 氧尾氣管路、17.換熱後的空氣管路、18.貧氧尾氣分支管路、19.出口隔離室管 路、20. 二級廢氣換熱器後氧分析儀、21.霧化系統
具體實施例方式
在附圖l中由引風機抽自初塗爐2、精塗爐3內25(TC左右的廢氣經過廢氣 預熱器5預熱達到約350-40(TC後再送至廢氣焚燒爐4加熱至733°C以上的裂解 焚燒溫度後產生大量大於650-70(TC的熱能，通過新風和來自含有極少廢氣的固 化爐尾氣的一級換熱器6換出420-45(TC的熱空氣供給初塗爐2、精塗爐3加熱， 在一級換熱器6前加入霧化系統12，由軟水或純淨水的水源、管路、截止閥、 水泵構成，把軟水和純淨水用水泵抽出，通過霧化噴嘴霧化成水蒸氣，加入霧 化水蒸氣的含量為爐內氣體含量的15-25%，含量由固化爐內的露點儀測量，測 量值與設定值做比較，輸入信號給電控系統控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量，加入水蒸氣的爐氣的導熱係數將比乾燥的爐氣提高25%，能源消耗將大大 降低，爐溫的控制由PID來實現，隨時調整各個燃燒機的供熱量來改變循環風溫 度，以適應初塗爐2、精塗爐3的熱能消耗點提供所需能源。二級換熱器7是將 大約400°C的煙氣通過列管換熱器將取自室外的新交換成20(TC左右的熱空氣供 給化塗爐1、 3號熱風吹掃9、 2號熱風吹掃10與1號熱風吹掃11的設備，化 塗爐1和熱風吹掃溫度控制由各自的燃燒機補給的熱量蝶闊控制。脫脂段的三 級換熱器是將大約300'C左右的熱空氣通過列管換熱器將前處理脫脂液和水洗 液加熱至65'C左右來完成板帶的清洗工藝。最後由一臺高壓風機將低於180-200 t:的煙氣排到室外，完成整個焚燒與廢氣預熱餘熱利用全過程。
如附圖3所示固化爐4內含有有機溶劑的廢氣由富溶劑廢氣管路13匯集再 經過一級廢氣換熱器7、 二級廢氣換熱器8、以提高其溫度，然後進入焚燒室6 與天然氣和空氣的預混氣體在燃燒機內一起燃燒，釋放出大量的熱能，生成二 氧化碳和水，產生高溫惰性的焚燒尾氣，由二級廢氣換熱器後氧分析儀20檢測， 控制過剩氧含量降至5%左右。尾氣經過一級廢氣預熱換熱器7、 二級廢氣換熱 器8與新風進行熱交換。該貧氧尾氣經貧氧尾氣管路16、由耐高溫管道送回至 固化爐入口段循環室，由循環風機2把焚燒裂解的尾氣供給固化爐對帶鋼進行 加熱。
部分高溫的裂解尾氣通過貧氧尾氣分支管路18，經過煙氣水循環換熱器12 後吸收其一部分熱量，供給脫脂段的清洗加熱。焚燒尾氣大部分回用至固化爐 混風室，在焚燒尾氣送入到固化爐的管路上設置霧化系統21，由軟水或純淨水的 水源、管路、截止閥、水泵構成，把軟水和純淨水用水泵抽出，通過霧化噴嘴 霧化成水蒸氣，加入霧化水蒸氣的含量為爐內氣體含量的15-25%，固化爐內霧 化水蒸氣的含量由固化爐內的露點儀測量，測量值與設定值做比較，輸入信號 給電控系統控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。加入水蒸氣的爐氣的導熱係數將比乾燥的爐氣提高25%,能源消耗將降低25%，
控制送風量調整達到控制爐壓及分區循環溫度的目的，系統由於爐壓控制及 工況變化而產生的多餘的焚燒尾氣，最終由煙氣水循環換熱器12、富氧廢氣管 路14、出口隔離室管路19處的高溫風機通過煙囪排出到大氣中。用於控制爐口 隔離室收集由固化爐的入口隔離室l抽出的氣體，隔離室形成微負壓，有利於 氣體密封，防止爐內氣體外溢到車間內。
權利要求
1.一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法，從固化爐內抽取的廢氣經廢氣焚燒爐焚燒裂解後，送往主換熱器，提高進入固化爐的氣體溫度，其特徵是在高溫氣體通往固化爐的管路上，加入霧化水蒸氣。
2. 如權利要求1所述一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法，其特徵在於加入霧化水蒸氣的量是爐內氣體的15-25%。
3. 如權利要求l所述一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法，其特徵在於加入 的霧化水蒸氣水源介質是軟水或純淨水。
4. 如權利要求l所述一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法，其特徵在於固化 爐內霧化水蒸氣的含量由固化爐內的露點儀測量，測量值與設定值做比較， 輸入信號給電控系統控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。
全文摘要
本發明提供了一種提高固化爐內介質熱傳導率的方法，為了克服原有的彩塗線固化爐內乾燥氣體導熱係數低，熱能利用不充分，能源浪費大的不足，在進入固化爐的氣體管路上安裝霧化系統，而霧化系統由軟水或純淨水的水源、截止閥水泵和霧化噴嘴構成，提高氣體中三原子氣體水蒸氣的含量為爐內氣體含量的15－25％，加入的水源介質為純水和軟化水。固化爐內霧化水蒸氣的含量由固化爐內的露點儀測量，測量值與設定值做比較，輸入信號給電控系統控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。採用這種技術方案提高爐內氣體的熱傳導係數為原來的25％左右，大大提高了其熱傳導效率，節省了能源。
文檔編號F23G7/06GK101566425SQ20091008501
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者汪為健 申請人:北京星和眾工設備技術股份有限公司