CN102040242A

CN102040242A - 氧化锌窑炉

Info

Publication number: CN102040242A
Application number: CN 201010600481
Authority: CN
Inventors: 张冬霞; 吴竺; 丁哲波; 姚钰锋
Original assignee: SHANGHAI XINAO ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI XINAO ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: CN102040242B

Abstract

本发明涉及一种氧化锌窑炉，包括：设置在窑炉上部的氧化室；设置在氧化室下方的炉膛；设置在炉膛下方并且与炉膛相通的燃烧腔；设置在燃烧腔下方的燃烧器；与炉膛相通的烟道；设置在烟道中的熔锌锅，以及设置在炉膛中的蒸发锅，包括延伸到氧化室的挥发通道，其中：在熔锌锅中受热熔化的锌经由导流管流入到蒸发锅中，且在蒸发锅中被进一步加热的熔化的锌挥发并经由所述挥发通道进入氧化室，在氧化室中的挥发的锌被氧化而生成氧化锌；且所述燃烧腔形成为从燃烧器向炉膛逐渐扩大的扩口形状。

Description

氧化锌窑炉

技术领域

本发明涉及一种氧化锌制备装置，尤其涉及一种氧化锌窑炉。

背景技术

氧化锌窑炉是一种常用的氧化锌制备装置。图1中示出了这种氧化锌窑炉。该氧化锌窑炉包括氧化室1’，氧化室空气进口2’，炉膛3’，内坩埚(蒸发锅)4’，外坩埚(熔锌锅)5’，烟道入口6’，燃烧腔7’，烟道8’，二次空气通道9’，以及自然引风式扩散燃烧器10’。其中二次空气依靠渗透进入炉膛3’，且二次空气量依靠手动调节风口大小来控制。图2中示出了图1中的燃烧器10’的示意图，燃烧器10’中，燃气管道出口处开孔，依靠燃气压力吸入一次空气即该燃烧器10’包括燃气入口11’，一次空气入口12’，燃气-空气混合物出口13’。

上述氧化锌窑炉存在以下问题：

(1)竖井状的燃烧腔燃烧空间小，部分预混空气与二次空气混合的不均匀，导致燃气在炉膛内继续燃烧，对炉顶和内坩埚烧损较大。

(2)配置的自然引风式扩散燃烧器结构简易，一次空气风量难以控制，容易脱火；二次空气量依靠手动调节风口大小控制，导致过剩空气系数α(燃料燃烧过程中，实际供给的空气量V与理论空气需要量V₀之比称为过剩空气系数α，即α＝V/V₀)较大，一般α＞2.5，从而烟气带走的热量很大。

发明内容

为解决现有技术中的技术问题的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的一个方面，提出了一种氧化锌窑炉，其包括：设置在窑炉上部的氧化室；设置在氧化室下方的炉膛；设置在炉膛下方并且与炉膛相通的燃烧腔；设置在燃烧腔下方的燃烧器；与炉膛相通的烟道；设置在烟道中的熔锌锅，以及设置在炉膛中的蒸发锅，包括延伸到氧化室的挥发通道，其中：在熔锌锅中受热熔化的锌经由导流管流入到蒸发锅中，且在蒸发锅中被进一步加热的熔化的锌挥发并经由所述挥发通道进入氧化室，在氧化室中的挥发的锌被氧化而生成氧化锌；且所述燃烧腔形成为从燃烧器向炉膛逐渐扩大的扩口形状。

可选地，所述氧化锌窑炉包括多个蒸发锅和多个对应的熔锌锅，其中所述多个蒸发锅沿所述燃烧腔到炉膛的开口布置。进一步地，炉膛包括炉墙，所述多个熔锌锅沿所述炉墙在炉膛外布置，且所述多个蒸发锅沿炉墙在炉膛内等距离间隔开布置。

可选地，氧化锌窑炉还包括与燃烧腔相通的二次空气风道。所述二次空气风道与烟道相间流通，实现二次空气与烟气之间的间接换热。可选地，氧化锌窑炉还包括二次空气量自动调节装置，用于控制供给到燃烧腔内的二次空气量。进一步地，由二次空气风机提供二次空气，且二次空气量自动调节装置通过调节二次空气风机的转速或通过调节控制风量的二次空气调节挡板实现对二次空气量的调节。

可选地，所述燃烧器为大气式燃烧器，其包括：燃气喷嘴，加压燃气供给到燃气喷嘴；一次空气入口；混合管；在一次空气入口侧与混合管相通的吸气收缩管，所述燃气喷嘴延伸到所述吸气收缩管内；燃烧器头部；以及连通在混合管与燃烧器头部之间的扩压管，其中，从燃气喷嘴排出的燃气将来自一次空气入口的空气吸入到吸气收缩管和混合管中，在混合管中混合的一次空气以及燃气流经扩压管后经由燃烧器头部流出在燃烧腔中燃烧。

可选地，氧化锌窑炉还包括：一次空气风量自动调节装置，用于控制供给到燃烧器内的一次空气风量。进一步地，由一次空气风机提供一次空气，且一次空气风量自动调节装置通过调节一次空气风机的转速或通过调节控制风量的一次空气调节挡板实现对一次空气风量的调节。

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

附图说明

图1为现有技术中氧化锌窑炉的结构示意图；

图2为图1中使用的燃烧器的结构示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的氧化锌窑炉的结构示意图；以及

图4为根据本发明的一个实施例的燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

为了清楚地表述和理解本发明，下面对本文中的技术术语给出解释和说明。

过剩空气系数

燃料燃烧过程中，实际供给的空气量V与理论空气需要量V₀之比称为过剩空气系数α，即α＝V/V₀。

一次空气系数

燃烧时预先混入的那部分助燃空气量与理论空气量之比称为一次空气系数α′，即α′＝V′/V₀。

一次空气

燃烧时预先混入的那部分助燃空气，通常0＜α′＜1。

二次空气

燃烧时后来补充的助燃空气，有助于燃气的充分燃烧。

大气式燃烧

预先混入一部分燃烧所需空气(0＜α′＜1)的燃烧方式称为部分预混式燃烧，习惯上又称大气式燃烧。

大气式燃烧器

根据部分预混燃烧方式设计的燃烧器称为大气式燃烧器，主要由头部及引射器两部风组成，大气式燃烧器通常是利用燃气引射一次空气，故属于引射式燃烧器。

自然引风式扩散燃烧

依靠自然抽力供给助燃空气，且供给的燃气和空气不预先混合，一次空气系数α′＝0。

自然引风式扩散燃烧器

按照自然引风式扩散燃烧方式设计的燃烧器称为自然引风式扩散燃烧器，扩散式燃烧器的一次空气系数α′＝0，助燃空气依靠自然抽力供给。

如图3中所示，根据本发明的一个实施例的氧化锌窑炉100包括：设置在窑炉上部的氧化室1；设置在氧化室1下方的炉膛3；设置在炉膛3下方并且与炉膛3相通的燃烧腔7；设置在燃烧腔7下方的燃烧器10；与炉膛3相通的烟道8；设置在烟道8中的熔锌锅5；以及设置在炉膛3中的蒸发锅4，蒸发锅4包括延伸到氧化室的挥发通道41，其中：在熔锌锅5中受热熔化的锌经由导流管51流入到蒸发锅4中，且在蒸发锅4中被进一步加热的熔化的锌挥发并经由挥发通道41进入氧化室3，在氧化室中的挥发的锌被氧化而生成氧化锌；且燃烧腔7形成为从燃烧器10向炉膛3逐渐扩大的扩口形状。燃烧腔由现有技术中的竖井状改为扩口型，至少可以取得如下技术效果之一：增加二次空气与预混燃气的混合空间，有助于燃气在燃烧腔7内完全燃烧；改善氧化锌窑炉100内气流流动，增强换热效果；完全燃烧的烟气在炉膛中均匀传热，增加炉膛3内温度的均匀度，有效减轻了对炉顶和坩埚的烧损程度。

需要指出的是，图3仅仅是示出了根据本发明的氧化锌窑炉100的一个具体实施例，并非其中所示出的每一个特征都是实施本发明所必须的。

图3中的箭头A示出了物料锌的流程。锌块加入熔锌锅5内，受热熔化，经导流管51进入蒸发锅4，在蒸发锅4内经高温烟气加热后挥发至氧化室1内，和进入氧化室1的空气反应后生成氧化锌。

该氧化锌窑炉100可以包括多个蒸发锅4和多个对应的熔锌锅5，其中多个蒸发锅4沿燃烧腔7到炉膛3的开口布置。如图3中所示，炉膛3包括炉墙31，多个熔锌锅5沿炉墙31在炉膛3外布置，且多个蒸发锅4沿炉墙31在炉膛3内等距离间隔开布置。烟气从蒸发锅4之间的间隙通过后加热熔锌锅5，然后烟气通过烟道入口6通过烟道8排出。图3中的箭头B和B’示出了烟气的流动。尽管没有示出，但是，图3中的两侧烟道8可以在窑炉100背面汇总至总烟道。

氧化锌窑炉100可以包括与燃烧腔7相通的二次空气风道9。有利地，二次空气风道9与烟道8相间流通，以实现二次空气与烟气之间的间接换热。这样，进一步回收利用了烟气中的余热。

虽然没有示出，氧化锌窑炉100可以包括二次空气量自动调节装置，用于控制供给到燃烧腔7内的二次空气量。可选地，由二次空气风机提供二次空气，且二次空气量自动调节装置通过调节二次空气风机的转速或通过调节控制风量的二次空气调节挡板实现对二次空气量的调节。

燃烧器10可以为大气式燃烧器，下面参照附图4描述燃烧器10。燃烧器10包括：燃气喷嘴11，加压燃气供给到燃气喷嘴11；一次空气入口12；混合管15；在一次空气入口12侧与混合管15相通的吸气收缩管14，燃气喷嘴11延伸到吸气收缩管14内；燃烧器头部17；以及连通在混合管15与燃烧器头部17之间的扩压管16，其中，从燃气喷嘴11排出的燃气将来自一次空气入口12的空气吸入到吸气收缩管14和混合管15中，在混合管15中混合的一次空气以及燃气流经扩压管16后经由燃烧器头部17流出在燃烧腔7中燃烧。

根据本发明的燃烧器10可根据压力和流量等参数精确设计，准确的控制一次空气系数；燃气和一次空气在燃烧器内混合均匀且能获得必要的出口流速，能保证燃烧器10的稳定工作。另外，大气式燃烧器比自然引风式扩散燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高、燃烧比较完全、燃烧效率高。

有利地，氧化锌窑炉100可以包括一次空气风量自动调节装置，用于控制供给到燃烧器10内的一次空气风量。可选地，由一次空气风机提供一次空气，且一次空气风量自动调节装置通过调节一次空气风机的转速或通过调节控制风量的一次空气调节挡板实现对一次空气风量的调节。这有利于准确控制一次空气系数α′，增加燃烧器工作的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种氧化锌窑炉，包括：

设置在窑炉上部的氧化室；

设置在氧化室下方的炉膛；

设置在炉膛下方并且与炉膛相通的燃烧腔；

设置在燃烧腔下方的燃烧器；

与炉膛相通的烟道；

设置在烟道中的熔锌锅，以及

设置在炉膛中的蒸发锅，包括延伸到氧化室的挥发通道，

其中：

在熔锌锅中受热熔化的锌经由导流管流入到蒸发锅中，且在蒸发锅中被进一步加热的熔化的锌挥发并经由所述挥发通道进入氧化室，在氧化室中的挥发的锌被氧化而生成氧化锌；且

所述燃烧腔形成为从燃烧器向炉膛逐渐扩大的扩口形状。

2.根据权利要求1所述的氧化锌窑炉，其中：

所述氧化锌窑炉包括多个蒸发锅和多个对应的熔锌锅，其中所述多个蒸发锅沿所述燃烧腔到炉膛的开口布置。

3.根据权利要求2所述的氧化锌窑炉，其中：

炉膛包括炉墙，所述多个熔锌锅沿所述炉墙在炉膛外布置，且所述多个蒸发锅沿炉墙在炉膛内等距离间隔开布置。

4.根据权利要求1所述的氧化锌窑炉，还包括：

与燃烧腔相通的二次空气风道。

5.根据权利要求4所述的氧化锌窑炉，其中：

所述二次空气风道与烟道相间流通，实现二次空气与烟气之间的间接换热。

6.根据权利要求5所述的氧化锌窑炉，还包括：

二次空气量自动调节装置，用于控制供给到燃烧腔内的二次空气量。

7.根据权利要求6所述的氧化锌窑炉，其中：

由二次空气风机提供二次空气，且

二次空气量自动调节装置通过调节二次空气风机的转速或通过调节控制风量的二次空气调节挡板实现对二次空气量的调节。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的氧化锌窑炉，其中：

所述燃烧器为大气式燃烧器，包括：

燃气喷嘴，加压燃气供给到燃气喷嘴；

一次空气入口；

混合管；

在一次空气入口侧与混合管相通的吸气收缩管，所述燃气喷嘴延伸到所述吸气收缩管内；

燃烧器头部；以及

连通在混合管与燃烧器头部之间的扩压管，

其中，从燃气喷嘴排出的燃气将来自一次空气入口的空气吸入到吸气收缩管和混合管中，在混合管中混合的一次空气以及燃气流经扩压管后经由燃烧器头部流出在燃烧腔中燃烧。

9.根据权利要求8所述的氧化锌窑炉，还包括：

一次空气风量自动调节装置，用于控制供给到燃烧器内的一次空气风量。

10.根据权利要求9所述的氧化锌窑炉，其中：

由一次空气风机提供一次空气，且

一次空气风量自动调节装置通过调节一次空气风机的转速或通过调节控制风量的一次空气调节挡板实现对一次空气风量的调节。