[0001] 【技术领域】

[0002] 本发明涉及熔铝炉领域， 尤其是一种具有优良节能减排效果的小型烟气 助燃节 能熔铝炉。

[0003] 【背景技术】

[0004] 铝及铝合金熔炼炉 （简称熔铝炉） 是铝加工熔铸行业最常用的设备， 其熔炼过 程也是铝加工行业能源及材料消耗最大的生产 环节， 熔铝炉的结构设计直接关 系到能源的利用效率和环保性能。 大型的熔铝炉一般都设计了较完备的环保节 能装置， 而小型的熔铝炉由于受制于制造成本、 余热利用效率等因素大部分都 没有设计环保节能装置， 部分设计了环保节能装置的小型熔铝炉也存在 装置效 率低、 维护成本高的弊端， 造成了小型熔铝炉普遍的高能耗和高污染的问 题。

[0005] 申请号为 CN201410133902.2的中国发明专利申请公幵了一种� �易熔铝炉， 其包 括炉体和底座， 所述炉体上设置有固定柱， 所述底座设置在炉体下面， 支撑杆 一端和固定柱上端间隙配合转动， 另一端和连接板固定， 炉盖焊接在连接板下 端， 调节把焊接在支撑杆上， 所述炉体下部设置有出料管， 所述出料管上设置 有调节阀。 虽然该申请简化了幵盖和关盖的过程， 可以一定程度的减少熔铝炉 内的热量散失， 但是节能减排效果其实是微乎其微， 并不具有太高的实际意义

[0006] 申请号为 CN200410041667.2的中国发明专利申请公幵了一种� �形环保节能熔铝 炉， 其包括炉体、 燃烧器组件、 换热装置、 除尘装置以及连接管路、 阀， 所述 的炉体包括圆柱型炉壁、 烘型炉顶、 炉底、 铝固体加料口、 铝液出口和高温烟 气出口， 燃烧器组件连接于炉壁上， 铝液出口设置于炉壁下侧， 高温烟气出口 设置于铝固体加料口侧壁上， 与换热装置相连通， 换热装置与除尘装置相连通 ， 其特点是铝固体加料口设置于烘型炉顶 5中间。 此申请虽然设计了换热装置对 烟气的余热进行利用， 但其使用的多管程卧式列管式换热装置结构较 复杂， 制 造成本高且不利于设备的维护。 [0007] 另外， 上述专利申请中未对烟气余热进行利用， 其助燃气体也未经过低氧处理 以降低排放废气中氮氧化物的含量。

[0008] 【发明内容】

[0009] 本发明的目的在于克服上述现有小型熔铝炉存 在的不足， 提出一种结构较简单 ， 易于制造、 使用和维护， 同吋对烟气余热的利用效率高， 排放的废气的氮氧 化物含量低的小型烟气助燃节能熔铝炉。

[0010] 为了实现上述目的， 本发明是这样实现的： 小型烟气助燃节能熔铝炉， 包括炉 体， 所述炉体上安装烟气排放管和燃烧器， 所述烟气排放管上设置换热装置， 所述换热装置上设置空气入口和空气出口， 所述空气出口通过空气输送管与混 合器中的第一入口连接， 所述混合器中的第二入口与烟气导入管的一端 连接， 所述烟气导入管的另一端与烟气排放管或者炉 膛连接； 所述混合器与燃烧器连 接， 用于提供助燃空气。

[0011] 所述换热装置包括箱体， 安装在所述箱体内的若干空气导入管和热交换 套管， 所述空气导入管置于所述换热套管内， 空气导入管外侧壁与所述换热套管内侧 壁之间形成换热夹层， 所述空气导入管在所述换热套管内部分的侧壁 上设置若 干通孔。

[0012] 所述箱体设置烟气入口和烟气出口， 用于导入热烟气， 所述换热套管置于所述 箱体内的烟气通道中。 所述箱体上设置有空气分布腔， 所述空气分布腔与空气 导入管的一端连接， 将空气分布到各个空气导入管内。 在所述空气分布腔下端 设置空气收集输出腔， 所述空气收集输出腔与所述换热套管的出口连 接相通， 所述空气收集输出腔将在换热夹层内被加热的 空气， 然后输出。

[0013] 所述混合器， ， 包括混合腔、 助燃空气入口和烟气导入口， 所述助燃空气入口 伸入混合腔内， 所述烟气导入口与混合腔连接相通； 在混合腔内固定有均风块 ， 将所述混合腔分为导入区和排出区， 在所述均风块上设置若干出气孔， 高温 烟气和预热空气在混合腔的导入区混合后通过 出气孔输出到排出区中排出， 混 合更为均匀。

[0014] 所述混合器， 所包括混合腔、 助燃空气入口和烟气导入口， 在混合腔内固定有 所述均风块， 所述均风块上设置用于与助燃空气入口连接的 空气出口和均布在 均风块上的出气孔； 所述助燃空气入口伸入混合腔内与空气出口连 接， 所述烟 气导入口与混合腔连接相通； 所述均风块将所述混合腔分为导入区和排出区 ， 高温烟气在混合腔的导入区混合后通过出气孔 输出到排出区与预热空气混合， 然后通过燃烧器输入口输入燃烧器内进行燃烧 。

[0015] 所述燃烧器输入口内设置收窄喷嘴， 提高助燃空气压强， 助燃气体通过多孔的 环形挡板后混合均匀后通过收窄的喷嘴进入熔 铝炉的炉体内燃烧。 多孔的环形 挡板能使燃气和助燃气体混合得更加均匀， 燃烧效率更高。

[0016] 所述烟气导入口垂直于所述助燃空气入口， 这样可以使空气更加均匀。

[0017] 所述均风块可以为环形隔板， 其上的出气孔为 6~15个， 孔径为 80~100mm。 该 结构能是燃气和助燃气体混合得更加均匀， 燃烧的效率更高。

[0018] 热空气占烟气与热空气组成的混合助燃空气总 量的 12-45%。

[0019] 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 高温低氧的助燃气体充分利用了烟气 的余热， 不需要额外的热源对其进行加热， 具体良好的节能效果； 同吋由于助 燃气体高温低氧的特性， 在助燃的过程中能有效降低燃烧后烟气中氮氧 化物的 含量， 环保性能更加优良； 另外结构简单， 能对烟气余热的进行高效利用， 具 有良好的节能环保效果。

[0020] 【附图说明】

[0021] 图 1为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉的整体结� �示意图；

[0022] 图 2为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的混合� �与燃烧器连接结构示意图；

[0023] 图 3为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的混合� �的结构示意图；

[0024] 图 4为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的换热� �置的结构示意图；

[0025] 图 5为本发明小型烟气助燃节能熔铝炉中的均风� �的结构示意图。

[0026] 【具体实施方式】

[0027] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细 的描述说明。

[0028] 小型烟气助燃节能熔铝炉， 如图 1所示， 包括炉体 1， 所述炉体 1上安装烟气排 放管和燃烧器 2， 所述烟气排放管 27上设置换热装置 3， 所述换热装置 3上设置空 气入口 7和空气出口 28， 所述空气出口 28通过空气输送管与混合器 4中的第一入 口连接， 所述混合器 4中的第二入口与烟气导入管 5的一端连接， 所述烟气导入 管 5的另一端与烟气排放管 27或者炉膛连接； 所述混合器 4与燃烧器 2连接， 用于 提供助燃空气。 熔铝炉工作的吋候， 燃料在炉体 1内燃烧， 并将炉体 1内的铝材 加热到熔融状态， 烟气从烟气排放管 27排出， 其中大部分高温烟气通过烟气排 放管 27进入换热装置 3并由烟气出口 9排出， 常温的的空气则通过空气入口 7进入 换热装置 3， 在换热装置 3内与高温烟气进行热交换， 利用高温的烟气来预热常 温的助燃空气， 使其温度达到 260°C， 经预热的空气通过空气出口 28经管道进入 混合器 4。 部分炉体 1的高温低氧的烟气通过烟气导入管 5进入混合器 4与经预热 的空气充分混合后送至燃烧器 2中参与助燃及燃烧。 其中， 所述混合器 4与燃烧 器 2之间设置第一阀门 10， 用于调节进入燃烧器 2内的空气含量。 所述空气输送 管上设置第二阀门 8， 用于调节进入混合器 4中热空气的量。 所述烟气导入管上 设置第三阀门 6， 用于调节进入混合器 4中烟气的量。 通过调节第二阀门 8和第三 阀门 6， 可以调节进入混合器中热空气及烟气的比例。 优选的， 热空气占烟气与 热空气组成的混合助燃空气总量的 12-45%。 优选的， 所述热空气占烟气与热空 气组成的混合助燃空气总量的 21%， 这样可以做到缺氧高温燃烧， 最大程度上减 少氮氧化物的排放， 且燃烧效率高， 排放污染物低。

[0029] 所述换热装置 3如图 4所示， 包括箱体 31， 安装在所述箱体 31内的若干空气导入 管 21和热交换套管 22， 所述空气导入管 21置于所述换热套管 22内， 空气导入管 2 1外侧壁与所述换热套管 ₂₂ 内侧壁之间形成换热夹层， 所述空气导入管 21在所述 换热套管 22内部分的侧壁上设置若干通孔 211。 空气在换热夹层内可以形成涡流 ， 大大提高了换热效率， 其结构简单易于维护。 所述箱体 31设置烟气入口 25和 烟气出口 26， 用于导入热烟气， 所述换热套管 22置于所述箱体 31内的烟气通道 中。 所述箱体 31上设置有空气分布腔 23， 所述空气分布腔 23与空气导入管 21的 一端连接， 将空气分布到各个空气导入管 21内。 在所述空气分布腔 23下端设置 空气收集输出腔 24， 所述空气收集输出腔 24与所述换热套管 22的出口连接相通 ， 所述空气收集输出腔 24将在换热夹层内被加热的空气， 然后输出。

[0030] 所述混合器， 如图 3和图 5所示， 包括混合腔 13、 助燃空气入口 15和烟气导入口 16， 所述助燃空气入口 15伸入混合腔 13内， 所述烟气导入口 16与混合腔 13连接 相通； 在混合腔 13内固定有均风块 18， 将所述混合腔 13分为导入区 17和排出区 1 9， 在所述均风块 18上设置若干出气孔 12， 高温烟气和预热空气在混合腔的导入 区 17混合后通过出气孔 12输出到排出区 19中排出， 混合更为均匀。

[0031] 所述混合器， 如图 2所示， 所包括混合腔 13、 助燃空气入口 15和烟气导入口 16 ， 在混合腔 13内固定有所述均风块 18， 所述均风块 18上设置用于与助燃空气入 口连接的空气出口和均布在均风块上的出气孔 12; 所述助燃空气入口 15伸入混 合腔 13内与空气出口连接， 所述烟气导入口 16与混合腔 13连接相通； 所述均风 块 18将所述混合腔分为导入区 17和排出区 19， 高温烟气在混合腔的导入区 17混 合后通过出气孔 12输出到排出区 19与预热空气混合， 然后通过燃烧器输入口 13 输入燃烧器 2内进行燃烧。 所述燃烧器输入口 14内设置收窄喷嘴， 提高助燃空气 压强， 助燃气体通过多孔的环形挡板 18后混合均匀后通过收窄的喷嘴进入熔铝 炉的炉体 1内燃烧。 多孔的环形挡板能使燃气和助燃气体混合得更 加均匀， 燃烧 效率更高。

[0032] 本发明专门针对的是 5吨以下的熔铝炉进行设计改造， 熔铝炉排出的高达 1200 °C-1500°C的高温烟气通过管道进入换热装置 3的箱体， 常温的空气则通过空气导 入管 21的通孔进入空气导入管 21与所述换热套管 22之间的夹层被加热， 空气在 所述换热套管 22的壁面与箱体中的高温烟气进行热交换， 利用高温的烟气来预 热常温的助燃空气到 260°C， 经预热的空气通过管道进入混合器 4与高温烟气直接 混合， 形成温度为 600-900°C混合助燃空气输入燃烧器与然后混合� �行高温缺氧 燃烧。 具体良好的节能效果； 同吋由于助燃气体高温低氧的特性， 在助燃的过 程中能有效降低燃烧后烟气中氮氧化物的含量 ， 环保性能更加优良； 另外结构 简单， 能对烟气余热的进行高效利用， 具有良好的节能环保效果。

[0033] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例， 应当理解， 本领域的普通技术无需 创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多 修改和变化。 因此， 凡本技术领 域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上 通过逻辑分析、 推理或者根据有 限的实验可以得到的技术方案， 均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之 中。 技术问题

问题的解决方案 发明的有益效果