一种具有余热回收利用的热处理炉的制作方法

1.本实用新型涉及热处理炉技术领域，具体涉及一种具有余热回收利用的热处理炉。


背景技术：

2.热处理炉是对金属工件进行各种金属热处理的工业炉的统称。热处理炉，按照加热热源分：有以燃料燃烧为热源的燃煤炉、燃油炉和燃气炉；此外还有以电能为热源的电阻炉、电极炉、感应加热炉等。
3.其中，燃气热处理炉在工作时会产生大量的烟气，目前，企业对这些烟气采取的主要处理手段是直接排放到大气中，浪费了热能资源。此外，该烟气里含有一定量未参与燃烧反应而逃逸的ch4以及反应生成的co气态污染物。因此，直接排放烟气不仅会造成能源的浪费，还会造成大气污染。因此，需要研发出一种具有余热回收利用的热处理炉，以来解决上述问题。
4.中国专利申请号为cn202023213883.4公开了一种台车式双门热处理炉，目的是解决了现有技术中台车式热处理炉通常是单门结构、热利用低和台车长期受热容易出现故障的缺陷，没有对燃气热处理炉产生的烟气进行余热回收利用以及净化排放。


技术实现要素：

5.实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种具有余热回收利用的热处理炉，结构设计合理，解决了燃气热处理炉产生的烟气直接排放到大气中、导致的浪费热能资源以及污染环境的问题，起到余热回收利用、净化排放的作用，应用前景广泛。
6.技术方案：一种具有余热回收利用的热处理炉，包括热处理炉本体、余热利用机构、净化排放机构；所述余热利用机构包括烟气换热器、压缩机、水泵、相变换热器，所述热处理炉本体的烟气出口通过管道一、引风机与烟气换热器的烟气进口连接，所述烟气换热器的蒸汽出口通过管道二与压缩机的入口连接，所述压缩机的出口通过管道三与相变换热器的蒸汽进口连接，所述烟气换热器的烟气换热器烟气出口通过管道四、送风机与净化排放机构的进口连接，所述净化排放机构的出口与大气连通；所述相变换热器的冷凝水出口通过管道五、水泵与烟气换热器的进水口连接；所述相变换热器还设置有物料加热入口和物料加热出口。
7.本实用新型所述的具有余热回收利用的热处理炉，结构设计合理，解决了燃气热处理炉产生的烟气直接排放到大气中、导致的浪费热能资源以及污染环境的问题，起到余热回收利用、净化排放的作用，应用前景广泛。
8.所述余热利用机构的工作过程如下：燃气热处理炉产生的高温烟气在引风机一的作用下由烟气换热器的烟气进口进入烟气换热器内，然后与来自相变换热器中的冷凝水换热，其中，高温烟气走烟气换热器的管程，冷凝水走烟气换热器的壳程。经过换热，高温烟气
温度降低放出热量，使得冷凝水温度上升，并在对应的壳程压力，产生低温低压蒸汽。降温后的烟气从烟气换热器的烟气出口离开烟气换热器，在送风机的作用下输送到净化排放机构净化，然后排放到大气环境中。
9.烟气换热器的壳程产生的低温低压蒸汽经过烟气换热器的蒸汽出口被输送到压缩机，经过二级压缩，温度继续上升，获得高温蒸汽。从相变换热器的物料加热入口向相变换热器内输入物料，压缩后的高温蒸汽由相变换热器的蒸汽进口进入相变换热器内对物料进行加热，然后加热后的物料经相变换热器的物料加热出口输出。高温蒸汽与物料相变换热后得到冷凝水，冷凝水再经过水泵的作用由烟气换热器的进水口进入烟气换热器继续和高温烟气换热，完成一个循环。通过热处理炉产生的烟气放出的热量余热去加入其他物料，起到了余热回收利用的作用。
10.进一步的，上述的具有余热回收利用的热处理炉，所述烟气出口处设置有气体开关阀，所述管道一上设置有气体流量控制阀一，所述管道二上设置有蒸汽流量控制阀一、温度传感器一、压力传感器。
11.进一步的，上述的具有余热回收利用的热处理炉，所述管道三上设置有蒸汽流量控制阀二、温度传感器二，所述管道四设置有气体流量控制阀二、温度传感器三，所述管道五上设置有节能装置511、温度传感器四。
12.本实用新型中，烟气换热器、压缩机、水泵、相变换热器、引风机、送风机、水泵、气体开关阀、气体流量控制阀一、蒸汽流量控制阀一、蒸汽流量控制阀二、气体流量控制阀二、节能装置分别与控制柜连接，并且通过控制柜对其进行控制；温度传感器一、压力传感器、温度传感器二、温度传感器三、温度传感器四分别与控制柜连接，输送检测数据至控制柜。
13.进一步的，上述的具有余热回收利用的热处理炉，所述净化排放机构包括净化器一，所述净化器一的进口与烟气换热器烟气出口通过管道四、送风机连接，所述净化器一内设置有氧化剂载体。
14.通过ch4氧化剂载体对烟气中未参与燃烧反应而逃逸的ch4进行氧化，转化成无害化的co2气体。
15.进一步的，上述的具有余热回收利用的热处理炉，所述净化排放机构还包括净化器二，所述净化器一的出气口通过管道六与净化器二的进气口连接，所述净化器二内设置有co氧化剂载体，所述净化器二的出气口通过管道七与烟气分析仪的入口连接。
16.通过co氧化剂载体对烟气中未参与燃烧反应而逃逸的co进行氧化，转化成无害化的co2气体。
17.进一步的，上述的具有余热回收利用的热处理炉，所述烟气分析仪的出口通过三通阀分别与大气、净化器三的入口连通，所述净化器三的出口通过管道八与净化器四的入口连接，所述净化器四的出口与大气连通；所述净化器三的结构与净化器一相同，所述净化器四的结构与净化器二相同。
18.经净化器一、净化器二氧化转化后的烟气通过烟气分析仪进行分析检测，烟气分析仪与控制柜连接，输送检测数据至控制柜，控制柜与三通阀连接并且控制三通阀，当烟气达到设定的排放标准时，烟气分析仪的出口与大气连通；当烟气未达到设定的排放标准时，烟气分析仪的出口与净化器三的入口连通，烟气继续在净化器三、净化器四进行氧化转化后排出。
19.进一步的，上述的具有余热回收利用的热处理炉，所述ch4氧化剂载体331为由在第一tio2载体表面涂覆铂层、钯层、二氧化铈层、二氧化锆层、锰层和二氧化钛构成的合金体；所述co氧化剂载体342为由在第二tio2载体表面涂覆铂层、钌层、铱层、二氧化铈层、铜层、锰层构成的合金体；所述第一tio2载体和第二tio2载体分别呈蜂窝型结构。
20.进一步的，所述管道六、管道七、管道八上均设置有气体流量控制阀三。
21.气体流量控制阀三分别与控制柜连接，并且通过控制柜对其进行控制。本实用新型所述烟气换热器、压缩机、水泵、相变换热器、引风机、送风机、水泵、气体开关阀、气体流量控制阀一、蒸汽流量控制阀一、温度传感器一、压力传感器、蒸汽流量控制阀二、温度传感器二、气体流量控制阀二、温度传感器三、节能装置、温度传感器四、烟气分析仪、三通阀、气体流量控制阀三以及控制柜的型号、具体结构以及连接方式均为本领域技术人员知晓的型号、具体结构以及连接方式，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，不影响本实用新型的技术方案的实现。
22.本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的具有余热回收利用的热处理炉，结构设计合理，解决了燃气热处理炉产生的烟气直接排放到大气中、导致的浪费热能资源以及污染环境的问题，起到余热回收利用、净化排放的作用，应用前景广泛。
附图说明
23.图1为本实用新型所述具有余热回收利用的热处理炉的整体连接示意图；
24.图2为本实用新型所述具有余热回收利用的热处理炉的净化排放机构连接示意图；
25.图中：热处理炉本体1、烟气出口11、气体开关阀111、引风机12、管道一13、余热利用机构2、烟气换热器21、烟气进口211、蒸汽出口212、烟气换热器烟气出口213、压缩机22、管道二221、管道三222、蒸汽流量控制阀一223、温度传感器一224、压力传感器225、蒸汽流量控制阀二226、温度传感器二227、水泵23、相变换热器24、蒸汽进口241、冷凝水出口242、物料加热入口243、物料加热出口244、净化排放机构3、进口31、出口32、净化器一33、ch4氧化剂载体331、出气口332、管道六333、净化器二34、co氧化剂载体342、烟气分析仪35、三通阀36、净化器三37、管道八371、净化器四38、出口381、气体流量控制阀三39、送风机4、管道四41、气体流量控制阀二411、温度传感器三412、管道五51、节能装置511、温度传感器四512。
具体实施方式
26.下面结合附图1-2和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.如图1-2所示的上述结构的具有余热回收利用的热处理炉，包括热处理炉本体1、余热利用机构2、净化排放机构3；所述余热利用机构2包括烟气换热器21、压缩机22、水泵23、相变换热器24，所述热处理炉本体1的烟气出口11通过管道一13、引风机12与烟气换热
器21的烟气进口211连接，所述烟气换热器21的蒸汽出口212通过管道二221与压缩机22的入口连接，所述压缩机22的出口通过管道三222与相变换热器24的蒸汽进口241连接，所述烟气换热器21的烟气换热器烟气出口213通过管道四41、送风机4与净化排放机构3的进口31连接，所述净化排放机构3的出口32与大气连通；所述相变换热器24的冷凝水出口242通过管道五51、水泵23与烟气换热器21的进水口214连接；所述相变换热器24还设置有物料加热入口243和物料加热出口244。
29.本实用新型所述的具有余热回收利用的热处理炉，结构设计合理，解决了燃气热处理炉产生的烟气直接排放到大气中、导致的浪费热能资源以及污染环境的问题，起到余热回收利用、净化排放的作用，应用前景广泛。
30.所述余热利用机构的工作过程如下：燃气热处理炉产生的高温烟气在引风机一的作用下由烟气换热器的烟气进口进入烟气换热器内，然后与来自相变换热器中的冷凝水换热，其中，高温烟气走烟气换热器的管程，冷凝水走烟气换热器的壳程。经过换热，高温烟气温度降低放出热量，使得冷凝水温度上升，并在对应的壳程压力，产生低温低压蒸汽。降温后的烟气从烟气换热器的烟气出口离开烟气换热器，在送风机的作用下输送到净化排放机构净化，然后排放到大气环境中。
31.烟气换热器的壳程产生的低温低压蒸汽经过烟气换热器的蒸汽出口被输送到压缩机，经过二级压缩，温度继续上升，获得高温蒸汽。从相变换热器的物料加热入口向相变换热器内输入物料，压缩后的高温蒸汽由相变换热器的蒸汽进口进入相变换热器内对物料进行加热，然后加热后的物料经相变换热器的物料加热出口输出。高温蒸汽与物料相变换热后得到冷凝水，冷凝水再经过水泵的作用由烟气换热器的进水口进入烟气换热器继续和高温烟气换热，完成一个循环。通过热处理炉产生的烟气放出的热量余热去加入其他物料，起到了余热回收利用的作用。
32.此外，所述烟气出口11处设置有气体开关阀111，所述管道一13上设置有气体流量控制阀一，所述管道二221上设置有蒸汽流量控制阀一223、温度传感器一224、压力传感器225。
33.此外，所述管道三222上设置有蒸汽流量控制阀二226、温度传感器二227，所述管道四41设置有气体流量控制阀二411、温度传感器三412，所述管道五51上设置有节能装置511、温度传感器四512。
34.此外，所述净化排放机构3包括净化器一33，所述净化器一33的进口31与烟气换热器烟气出口213通过管道四41、送风机4连接，所述净化器一33内设置有ch4氧化剂载体331。
35.进一步的，所述净化排放机构3还包括净化器二34，所述净化器一33的出气口332通过管道六333与净化器二34的进气口341连接，所述净化器二34内设置有co氧化剂载体342，所述净化器二34的出气口通过管道七343与烟气分析仪35的入口连接。
36.此外，所述烟气分析仪35的出口32通过三通阀36分别与大气、净化器三37的入口连通，所述净化器三37的出口通过管道八371与净化器四38的入口连接，所述净化器四38的出口381与大气连通；所述净化器三37的结构与净化器一33相同，所述净化器四38的结构与净化器二34相同。
37.进一步的，所述ch4氧化剂载体331为由在第一tio2载体表面涂覆铂层、钯层、二氧化铈层、二氧化锆层、锰层和二氧化钛构成的合金体；所述co氧化剂载体342为由在第二
tio2载体表面涂覆铂层、钌层、铱层、二氧化铈层、铜层、锰层构成的合金体；所述第一tio2载体和第二tio2载体分别呈蜂窝型结构。
38.进一步的，所述管道六333、管道七343、管道八371上均设置有气体流量控制阀三39。
实施例
39.基于以上的结构基础，如图1~2所示。
40.本实用新型所述的具有余热回收利用的热处理炉，结构设计合理，解决了燃气热处理炉产生的烟气直接排放到大气中、导致的浪费热能资源以及污染环境的问题，起到余热回收利用、净化排放的作用，应用前景广泛。
41.所述余热利用机构2的工作过程如下：燃气式的热处理炉本体1产生的高温烟气在引风机一12的作用下由烟气换热器21的烟气进211口进入烟气换热器21内，然后与来自相变换热器24中的冷凝水换热，其中，高温烟气走烟气换热器21的管程，冷凝水走烟气换热器21的壳程。经过换热，高温烟气温度降低放出热量，使得冷凝水温度上升，并在对应的壳程压力，产生低温低压蒸汽。降温后的烟气从烟气换热器21的烟气换热器烟气出口213离开烟气换热器21，在送风机4的作用下输送到净化排放机构3净化，然后排放到大气环境中。
42.烟气换热器21的壳程产生的低温低压蒸汽经过烟气换热器21的蒸汽出口212被输送到压缩机22，经过二级压缩，温度继续上升，获得高温蒸汽。从相变换热器24的物料加热入口243向相变换热器24内输入物料，压缩后的高温蒸汽由相变换热器24的蒸汽进口241进入相变换热器24内对物料进行加热，然后加热后的物料经相变换热器24的物料加热出口244输出。高温蒸汽与物料相变换热后得到冷凝水，冷凝水再经过水泵23的作用由烟气换热器21的进水口214进入烟气换热器21继续和高温烟气换热，完成一个循环。通过热处理炉本体1产生的烟气放出的热量余热去加入其他物料，起到了余热回收利用的作用。
43.其中，本实用新型中，烟气换热器21、压缩机22、水泵23、相变换热器24、引风机12、送风机4、水泵23、气体开关阀111、气体流量控制阀一、蒸汽流量控制阀一223、蒸汽流量控制阀二226、气体流量控制阀二411、节能装置511分别与控制柜连接，并且通过控制柜对其进行控制；温度传感器一224、压力传感器225、温度传感器二227、温度传感器三412、温度传感器四512分别与控制柜连接，输送检测数据至控制柜。
44.进一步的，经净化器一33、净化器二34氧化转化后的烟气通过烟气分析仪35进行分析检测，烟气分析仪35与控制柜连接，输送检测数据至控制柜，控制柜与三通阀36连接并且控制三通阀36，当烟气达到设定的排放标准时，烟气分析仪35的出口与大气连通；当烟气未达到设定的排放标准时，烟气分析仪35的出口与净化器三37的入口连通，烟气继续在净化器三37、净化器四38进行氧化转化后排出。
45.进一步的，气体流量控制阀三39分别与控制柜连接，并且通过控制柜对其进行控制。本实用新型所述烟气换热器21、压缩机22、水泵23、相变换热器24、引风机12、送风机4、水泵23、气体开关阀111、气体流量控制阀一、蒸汽流量控制阀一223、温度传感器一224、压力传感器225、蒸汽流量控制阀二226、温度传感器二227、气体流量控制阀二411、温度传感器三412、节能装置511、温度传感器四512、烟气分析仪35、三通阀36、气体流量控制阀三39以及控制柜的型号、具体结构以及连接方式均为本领域技术人员知晓的型号、具体结构以
及连接方式，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，不影响本实用新型的技术方案的实现。
46.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
47.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
48.此外，本实用新型的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。