采用生物质气化炉的铝材氧化加热系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铝材处理系统，特别涉及一种铝材氧化加热系统。
【背景技术】
[0002]生物质气化是以生物质为原料，在氧气、水蒸气或氢气等气化剂的作用下，在高温条件下通过热化学反应，将生物质中可燃的部分转化为可燃气的过程。生物质气化过程在不同条件下的基本反应包括:C+02 = CO2 ； C02+C = 2C0 ； H20+C = C0+H2等化学反应过程，生物质气化时产生的气体成分主要包括H2、CH4和CO等，通常将这种可燃气体称为生物质燃气。生物质燃料作为一种新型的燃料，其具有不同于传统燃料的优势，例如生物质燃料的能量来自于生物质生长时对自然界CO2的吸收，其固定碳的含量为15%左右，是典型的低碳燃料，并且生物质燃料的含硫量低，含氮量低，环境污染小，且由于其来源于农林废弃物，循环生长，成本低廉，因此生物质燃料的开发应用越来越受到重视。
[0003]目前铝业生产中已经开始使用生物质燃料提供热能，例如采用生物质燃料供能的熔铝炉。而铝材氧化池也是业界常见的铝材加工设备，其需要将铝材浸泡在氧化药水中，并将氧化药水加热到一定温度，从而满足铝材氧化反应的需求。目前的铝业生产中，需要进行大量的铝材氧化处理，能源需求量大，使用传统燃料带来的环境污染问题严峻，因此如何将生物质燃料应用到铝材氧化处理生产过程中也是业界急需解决的问题。
[0004]如中国专利申请201310177571.8提供的一种生物质双炉膛超高温燃烧机，包括:进料漏斗、鼓风机、第一炉膛以及第二炉膛;进料漏斗的出料口与第一炉膛连通，第一炉膛与第二炉膛连通，第二炉膛设有喷火嘴;鼓风机的出风口分别与第一炉膛及第二炉膛连通。该生物质双炉膛超高温燃烧机第一炉膛为直接燃烧，第二炉膛为气化燃烧。第一炉膛通过直接燃烧可将烟气加热到800°C，第二炉膛可通过气化功能将800°C的烟气通过气化燃烧使出火口烟气提高到1250°C左右，增大生物质燃料及烟气的燃烧热量以满足铸造熔铝的需求。
[0005]又如中国专利申请201420852077.7提供的一种熔铝炉，包括熔铝炉、燃烧喷嘴、蓄热器、烟气管道、分配管、排烟风机、烟气净化器、助燃风机、空气管道、燃料管道、燃气管道、高温风机、生物质气化炉，熔铝炉的上端分别设置有烟气管道和蓄热器，且烟气管道穿过蓄热器与排烟风机连接，排烟风机的后端连接有烟气净化器和排放管道，蓄热器的下端设置有燃烧喷嘴，燃烧喷嘴通过分配管分别与空气管道、燃料管道、燃气管道连接，空气管道穿出蓄热器与助燃风机连接，燃气管道通过高温风机与生物质气化炉连接，燃料管道与燃料仓连接，生物质气化炉转化制造出的可燃气体通过高温风机输送到分配管内，并经燃烧喷嘴燃烧而对熔铝炉内部加热，燃烧过程中产生的高温烟气从烟气管道排出，高温烟气在蓄热器中对冷空气进行预热。
[0006]上述两件专利/专利申请所公开的技术均利用生物质气对铝材进行加热熔融，并且中国专利申请201420852077.7还利用从熔铝炉排出的高温烟气对蓄热器中的冷空气进行预热，提高了能量的利用效率，然而上述技术仅限于利用生物质气对熔铝炉进行加热，生物质气在铝材生产过程制造过程中的利用方式有限，供能方式单一，且上述技术均存在缺点或不足，例如:(1)、采用生物质气的燃烧热量对铝材进行加热，排放的烟气中还含有大量的可燃成分，然而上述技术并未对排放烟气中的可燃成分再次加以利用，而是将烟气直接排放至大气，因此导致了能源的浪费，热效率不高；(2)、烟气中还存在大量的有害成分，经过一次燃烧后直接排放至外界环境，对环境的危害大；(3)、高温烟气中还含有大量的热量，上述技术中仅采用高温烟气在热交换器中预热冷空气，而未采用其他的余热利用方式，对余热利用的方式存在局限性，效率低。
[0007]因此，提供一种能够将生物质气燃烧产生的热量应用于铝氧化炉、且能够充分利用烟气余热的采用生物质气化炉的铝材氧化加热系统成为业内急需解决的问题。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是提供一种能够将生物质气燃烧产生的热量应用于铝材氧化炉、能够充分利用烟气余热、且显著降低烟气中二氧化碳含量的铝材氧化加热系统。
[0009]根据本实用新型的方案，提供一种采用生物质气化炉的铝材氧化加热系统，包括:用于盛放铝材处理用氧化药水的铝材氧化池以及设于铝材氧化池内用于加热铝材处理用氧化药水的换热盘管。该采用生物质气化炉的铝材氧化加热系统进一步包括:用于提供生物质燃气的生物质气化炉；用于燃烧来自生物质气化炉的生物质燃气的燃烧器；以及一次喷淋换热室，一次喷淋换热室包括一次喷淋室本体、设于一次喷淋室本体一端壁的通过孔、设于一次喷淋室本体另一端壁的中温烟气出口、设于一次喷淋室本体上部且通过管线与换热盘管的出口端连通的至少一个温水入口、设于一次喷淋室本体下部且通过管线与换热盘管的入口端连通的热水出口、设于一次喷淋室本体内部的燃烧筒、以及设于一次喷淋室本体内部且位于燃烧筒上方的喷淋板。其中，燃烧筒包括邻近一次喷淋室本体的另一端壁的封闭端、穿过一次喷淋室本体的通过孔向一次喷淋换热室外部延伸的开口端、以及于封闭端与开口端之间自燃烧筒侧壁向喷淋板方向延伸的排烟管，燃烧筒的开口端与燃烧器相连以将火焰喷射至燃烧筒内燃烧放热，使得来自至少一个温水入口经由喷淋板喷淋至一次喷淋换热室内的水先由排烟管排出的高温烟气进行一次加热，再由燃烧筒的筒壁进行二次加热后通过管线输送至换热盘管内以加热铝材氧化池内的铝材处理用氧化药水。
[0010]优选地，排烟管远离燃烧筒的一端形成封闭端，邻近封闭端沿排烟管的径向方向向外延伸形成至少二个烟气歧管，使得来自燃烧筒内的烟气经由至少二个烟气歧管喷入一次喷淋换热室内与水换热，换热后的烟气携带部分水气经由中温烟气出口排出一次喷淋换热室。
[0011]可选择地，邻近封闭端沿排烟管的径向方向向外延伸形成至少四个烟气歧管，并且至少四个烟气歧管围绕排烟管等间隔设置，使得烟气均匀地向一次喷淋换热室内的各个方向喷射，从而经由喷淋板喷淋至一次喷淋换热室内各个区域的水都能够得到烟气加热。
[0012]优选地，一次喷淋换热室进一步包括设于一次喷淋室本体上的补水口，用于向一次喷淋换热室内补充由烟气带走的水分。补水口可以设置在一次喷淋室本体上的任意位置，比如顶壁、侧壁、前端壁或后端壁。
[0013]可选择地，至少一个温水入口可以设于一次喷淋室本体的顶壁，或者邻近顶壁设于侧壁或端壁;热水出口可以设于一次喷淋室本体的底壁，或者邻近底壁设于侧壁或端壁。
[0014]可选择地，一次喷淋换热室进一步设有溢流口，溢流口可以设于气化炉本体中部的任意位置，比如侧壁或端壁。
[0015]可选择地，在一次喷淋换热室的高度方向上，按从下到上的位置顺序依次为:热水出口、燃烧筒、补水口、溢流口、烟气歧管、中温烟气出口、喷淋板以及温水入口。
[0016]可选择地，进一步包括二次喷淋换热室，二次喷淋换热室包括二次喷淋室本体、设于二次喷淋室本体顶壁的低温烟气出口、设于二次喷淋室本体底壁的二次热水出口、邻近二次喷淋室本体底壁设于二次喷淋室本体侧壁的中温烟气入口、邻近二次喷淋室本体顶壁设于二次喷淋室本体侧壁的冷水入口、以及邻近二次喷淋室本体顶壁设于二次喷淋室本体内部的冷水喷淋头，其中，二次喷淋换热室的中温烟气入口通过管线与一次喷淋换热室的中温烟气出口连通，二次喷淋换热室的二次热水出口通过管线与一次喷淋换热