專利名稱：一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金行業(yè)中鋼板的固化烘干爐領(lǐng)域，尤其涉及彩涂線固化爐熱交 換的生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
彩涂板生產(chǎn)線涂液體漆料后一般采用加熱烘干方式，靠供給固化爐中高溫氣 體將帶材加熱到預(yù)定的溫度，并使溶劑加熱蒸發(fā)，以固化涂層，這個(gè)過程需要 消耗大量的能源，目前國(guó)內(nèi)彩涂板生產(chǎn)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(huán)加熱固化，目前較先進(jìn)和節(jié)省能源的
方式是后面的兩種，例如在申請(qǐng)日是:2008年6月6日專利號(hào)為200810111550.5 的彩涂線有害氣體集中焚燒余熱利用介紹的是空氣間接加熱固化從固化爐內(nèi) 抽出富溶劑廢氣在裂解點(diǎn)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(shí)消耗掉廢氣中的大部分氧 氣，產(chǎn)生的高溫惰性(控制過剩氧含量降至5-8%左右，相對(duì)惰性)煙氣，形成 高溫低氧煙氣，通過換熱器加熱新鮮空氣，用這種被加熱后的空氣通過鼓風(fēng)機(jī) 送入固化爐，對(duì)涂漆后的鋼帶進(jìn)行固化烘干，另一種方式是在申請(qǐng)日2009.3.3 申請(qǐng)?zhí)柺?00910078772. 6的彩涂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(huán)風(fēng)進(jìn)入固化爐內(nèi)對(duì)鋼板進(jìn)行加熱，焚燒爐后裝有廢 氣換熱器，，把從固化爐來的廢氣預(yù)熱后送入焚燒爐，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(diǎn)進(jìn)行裂解焚燒。換熱器后的高溫?zé)煔獗凰屯?固化爐摻入各段循環(huán)風(fēng)加熱鋼板，同時(shí)，稀釋固化爐內(nèi)新產(chǎn)生的溶劑氣體，固 化爐的抽風(fēng)管道將含有溶劑氣的爐氣送往焚燒系統(tǒng)的廢氣換熱器，形成一個(gè)大 循環(huán)完成廢氣的焚燒和熱量的循環(huán)。這兩種固化爐的熱交換方式都是采用的對(duì)流熱交換，熱量通過對(duì)流方式交換，鋼板溫度的提高取決于時(shí)間和傳熱介質(zhì)的 傳熱系數(shù)，而時(shí)間是指鋼板在固化爐內(nèi)停留的時(shí)間，與爐長(zhǎng)成正比，而另一個(gè) 重要因素就是介質(zhì)的傳熱系數(shù)。在空氣間接加熱固化的技術(shù)方案中，熱介質(zhì)是 干燥的熱空氣，空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)很低。在廢氣循環(huán)加熱固化的技術(shù)方案中，
焚燒反應(yīng)式如下C3H8+502=3C02+4H20在燃燒過程中產(chǎn)生10000Nm3的廢氣中水氣 的含量為455. 6kg，廢氣的相對(duì)濕度僅為7. 6X10—5，所以它也基本上算是干燥空 氣，它的導(dǎo)熱系數(shù)基本上與間接加熱固化相同。這兩種技術(shù)方案的固化爐內(nèi)氣 體的導(dǎo)熱系數(shù)都很低，而加熱鋼板需要的能量一定，爐長(zhǎng)不變，介質(zhì)的熱傳導(dǎo) 效率低，所需的能耗量大，消耗大量的能源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服原有的固化爐內(nèi)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)低，熱能消耗高，能源浪費(fèi)大的不 足，本發(fā)明采用在爐內(nèi)氣體中加入霧化水蒸氣提高爐內(nèi)氣體導(dǎo)熱效率的辦法， 降低能耗。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是 一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方 法，從手冊(cè)査得三原子氣體是熱的良好導(dǎo)體，水蒸氣是自然界中含量豐富，最 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的三原子氣體物質(zhì)，從固化爐內(nèi)抽取的廢氣經(jīng)廢氣焚燒爐焚燒裂解后， 送往主換熱器，提高進(jìn)入固化爐的氣體溫度，其特征是在高溫氣體通往固化爐 的管路上，加入霧化水蒸氣。在于加入霧化水蒸氣的量是爐內(nèi)氣體的15-25%， 爐內(nèi)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)將增加25%,加入的霧化水蒸氣水源介質(zhì)是軟水或純凈水， 而霧化系統(tǒng)由軟水或純凈水的水源、截止閥水泵和霧化噴嘴構(gòu)成，固化爐內(nèi)霧 化水蒸氣的含量由固化爐內(nèi)的露點(diǎn)儀測(cè)量，測(cè)量值與設(shè)定值做比較，輸入信號(hào)
給電控系統(tǒng)控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。
本發(fā)明的有益效果是通過在固化爐內(nèi)加入爐內(nèi)氣體15-25%含量的霧化水蒸
氣后，氣體與干燥空氣相比導(dǎo)熱系數(shù)將增加25%，大大增強(qiáng)導(dǎo)熱性能，在鋼板要求固化溫度一定所需要的熱量恒定時(shí)，在不改變爐長(zhǎng)的情況下，提高氣體的熱 傳導(dǎo)系數(shù)，將降低所需要的能耗將大大降低，減少能源浪費(fèi)，節(jié)省了成本。


圖l中間接加熱固化爐原理圖
圖2中彩涂線間接加熱固化爐所需熱源供應(yīng)點(diǎn)
圖3中廢氣循環(huán)加熱固化爐原理圖
在圖l中l(wèi).化涂爐、2.初涂爐、3.精涂爐、4.廢氣焚燒爐、5.廢氣預(yù)熱器、 6. —級(jí)換熱器、7. 二級(jí)換熱器、8.脫脂、9.3號(hào)熱風(fēng)吹掃、10.2號(hào)熱風(fēng)吹掃、 11. l號(hào)熱風(fēng)吹掃、12.霧化系統(tǒng)
在圖3中l(wèi).固化爐的入口隔離室、2.循環(huán)風(fēng)機(jī)、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(jí)廢氣換熱器、8.二級(jí)廢氣換 熱器、9.空氣換熱器、IO.熱風(fēng)吹掃、ll.化涂烘干爐、12.煙氣水循環(huán)換熱器、 13.富溶劑廢氣管路、14.富氧廢氣管路、15.預(yù)熱后的富溶劑廢氣管路、16.貧 氧尾氣管路、17.換熱后的空氣管路、18.貧氧尾氣分支管路、19.出口隔離室管 路、20. 二級(jí)廢氣換熱器后氧分析儀、21.霧化系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式
在附圖l中由引風(fēng)機(jī)抽自初涂爐2、精涂爐3內(nèi)25(TC左右的廢氣經(jīng)過廢氣 預(yù)熱器5預(yù)熱達(dá)到約350-40(TC后再送至廢氣焚燒爐4加熱至733°C以上的裂解 焚燒溫度后產(chǎn)生大量大于650-70(TC的熱能，通過新風(fēng)和來自含有極少?gòu)U氣的固 化爐尾氣的一級(jí)換熱器6換出420-45(TC的熱空氣供給初涂爐2、精涂爐3加熱， 在一級(jí)換熱器6前加入霧化系統(tǒng)12，由軟水或純凈水的水源、管路、截止閥、 水泵構(gòu)成，把軟水和純凈水用水泵抽出，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(nèi)氣體含量的15-25%，含量由固化爐內(nèi)的露點(diǎn)儀測(cè)量，測(cè) 量值與設(shè)定值做比較，輸入信號(hào)給電控系統(tǒng)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(dǎo)熱系數(shù)將比干燥的爐氣提高25%，能源消耗將大大 降低，爐溫的控制由PID來實(shí)現(xiàn)，隨時(shí)調(diào)整各個(gè)燃燒機(jī)的供熱量來改變循環(huán)風(fēng)溫 度，以適應(yīng)初涂爐2、精涂爐3的熱能消耗點(diǎn)提供所需能源。二級(jí)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 給化涂爐1、 3號(hào)熱風(fēng)吹掃9、 2號(hào)熱風(fēng)吹掃10與1號(hào)熱風(fēng)吹掃11的設(shè)備，化 涂爐1和熱風(fēng)吹掃溫度控制由各自的燃燒機(jī)補(bǔ)給的熱量蝶闊控制。脫脂段的三 級(jí)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。最后由一臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)將低于180-200 t:的煙氣排到室外，完成整個(gè)焚燒與廢氣預(yù)熱余熱利用全過程。
如附圖3所示固化爐4內(nèi)含有有機(jī)溶劑的廢氣由富溶劑廢氣管路13匯集再 經(jīng)過一級(jí)廢氣換熱器7、 二級(jí)廢氣換熱器8、以提高其溫度，然后進(jìn)入焚燒室6 與天然氣和空氣的預(yù)混氣體在燃燒機(jī)內(nèi)一起燃燒，釋放出大量的熱能，生成二 氧化碳和水，產(chǎn)生高溫惰性的焚燒尾氣，由二級(jí)廢氣換熱器后氧分析儀20檢測(cè)， 控制過剩氧含量降至5%左右。尾氣經(jīng)過一級(jí)廢氣預(yù)熱換熱器7、 二級(jí)廢氣換熱 器8與新風(fēng)進(jìn)行熱交換。該貧氧尾氣經(jīng)貧氧尾氣管路16、由耐高溫管道送回至 固化爐入口段循環(huán)室，由循環(huán)風(fēng)機(jī)2把焚燒裂解的尾氣供給固化爐對(duì)帶鋼進(jìn)行 加熱。
部分高溫的裂解尾氣通過貧氧尾氣分支管路18，經(jīng)過煙氣水循環(huán)換熱器12 后吸收其一部分熱量，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(fēng)室，在焚燒尾氣送入到固化爐的管路上設(shè)置霧化系統(tǒng)21，由軟水或純凈水的 水源、管路、截止閥、水泵構(gòu)成，把軟水和純凈水用水泵抽出，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(nèi)氣體含量的15-25%，固化爐內(nèi)霧 化水蒸氣的含量由固化爐內(nèi)的露點(diǎn)儀測(cè)量，測(cè)量值與設(shè)定值做比較，輸入信號(hào) 給電控系統(tǒng)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(dǎo)熱系數(shù)將比干燥的爐氣提高25%,能源消耗將降低25%，
控制送風(fēng)量調(diào)整達(dá)到控制爐壓及分區(qū)循環(huán)溫度的目的，系統(tǒng)由于爐壓控制及 工況變化而產(chǎn)生的多余的焚燒尾氣，最終由煙氣水循環(huán)換熱器12、富氧廢氣管 路14、出口隔離室管路19處的高溫風(fēng)機(jī)通過煙囪排出到大氣中。用于控制爐口 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(fù)壓，有利于 氣體密封，防止?fàn)t內(nèi)氣體外溢到車間內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方法，從固化爐內(nèi)抽取的廢氣經(jīng)廢氣焚燒爐焚燒裂解后，送往主換熱器，提高進(jìn)入固化爐的氣體溫度，其特征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(quán)利要求1所述一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方法，其特征在于加入霧化水蒸氣的量是爐內(nèi)氣體的15-25%。
3. 如權(quán)利要求l所述一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方法，其特征在于加入 的霧化水蒸氣水源介質(zhì)是軟水或純凈水。
4. 如權(quán)利要求l所述一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方法，其特征在于固化 爐內(nèi)霧化水蒸氣的含量由固化爐內(nèi)的露點(diǎn)儀測(cè)量，測(cè)量值與設(shè)定值做比較， 輸入信號(hào)給電控系統(tǒng)控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種提高固化爐內(nèi)介質(zhì)熱傳導(dǎo)率的方法，為了克服原有的彩涂線固化爐內(nèi)干燥氣體導(dǎo)熱系數(shù)低，熱能利用不充分，能源浪費(fèi)大的不足，在進(jìn)入固化爐的氣體管路上安裝霧化系統(tǒng)，而霧化系統(tǒng)由軟水或純凈水的水源、截止閥水泵和霧化噴嘴構(gòu)成，提高氣體中三原子氣體水蒸氣的含量為爐內(nèi)氣體含量的15－25％，加入的水源介質(zhì)為純水和軟化水。固化爐內(nèi)霧化水蒸氣的含量由固化爐內(nèi)的露點(diǎn)儀測(cè)量，測(cè)量值與設(shè)定值做比較，輸入信號(hào)給電控系統(tǒng)控制水泵，從而控制霧化水蒸氣的含量。采用這種技術(shù)方案提高爐內(nèi)氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)為原來的25％左右，大大提高了其熱傳導(dǎo)效率，節(jié)省了能源。
文檔編號(hào)F23G7/06GK101566425SQ20091008501
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者汪為健 申請(qǐng)人:北京星和眾工設(shè)備技術(shù)股份有限公司