天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置及控制方法与流程

1.本发明属于炉料、废钢预热技术领域，尤其涉及一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置及控制方法。

背景技术：

2.目前，工业窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。工业窑炉的主要用途：完成温度曲线要求；完成气氛曲线要求；压力曲线要求，也可以把以上三点称为窑炉的三要素；基本上各种形式的窑炉都是为了完成上面三要素的组合。工业窑炉按煅烧物料品种可分为：陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等；按操作方法可分为：连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑；按热原可分为：火焰窑和电热窑；按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑；按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等；按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。工业窑炉的炉料入炉加热时间长，能耗大，直接入炉的升温时间长，致窑炉设备的使用效率低。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有工业窑炉的采用冷料入窑炉，炉料入炉加热时间长，能耗大，直接入炉的升温时间长，致窑炉设备的使用效率低。

技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置及控制方法。
5.本发明是这样实现的，一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置包括：
6.框架主体和安装在框架主体上的液压动力链板输送车组件、耐高温保温组件、窑炉尾气余热回收组件、天然气裂解加热组件和高温等离子蒸气增效组件；
7.所述液压动力链板输送车组件用于对炉料进行传输，具体包括：液压马达组件、链轮、链条、动力轴、特制链板、链板输送车；
8.所述液压马达组件产生动力，通过链轮、链条传递到链板输送车的动力轴上，动力轴上安装有特制链板，其主要功能是把动力传递到链板输送车上，使其实现向前，向后的动作，从而使特制链板上的炉料往前，或往后输送；
9.所述耐高温保温组件用于对整体装置进行保温，通过耐高温螺栓，固定于框架主体上，通过保温，余热保存在设备内部，降低热能源散发，达到节约能源目的；
10.所述窑炉尾气余热回收组件用于对窑炉排出的尾气中的预热进行回收，在窑炉排放口，通过管道接入到本装置内部，通过接收原本窑炉尾气浪费的余热，在不增加能耗下，对炉料预进行升温功能；
11.所述天然气裂解加热组件用于对炉料进行加热，安装固定于框架主体两侧，接入天然气，通过产出热量，对炉料加热；
12.所述高温等离子蒸气增效组件用于对加热进行增效，安装固定于框架主体两侧，
接入蒸气，通过对蒸气进行裂解，创造出能燃烧高温的环境。
13.进一步，所述液压动力链板输送车组件采用减速电机动力、变速箱动力或重力动力，输送方式采用皮带输送、链条输送、轨道输送或链板输送。
14.进一步，所述窑炉尾气余热回收组件为回收窑炉尾气余热、钢卷余热、钢板余热或钢渣余热。
15.进一步，所述天然气裂解加热组件为电磁感应加热、通电加热、电弧加热或离子轰击加热。
16.进一步，所述天然气裂解加热组件的火嘴出口温度为2200℃。
17.进一步，所述液压动力链板输送车组件的输送速度为0.5米/分钟。
18.进一步，所述液压动力链板输送车组件对废钢/炉料输送量为0.5吨/分钟。
19.本发明的另一目的在于提供一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法，所述天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法包括：
20.步骤一，将废钢/炉料送进入料口；
21.步骤二，废钢/炉料在液压动力链板输送车组件上进入耐高温预热区域，经窑炉尾气余热回收组件进行初步加热；
22.步骤三，废钢/炉料经过天然气裂解加热组件通过对天然气进行裂解后，产生出有助升温的条件，接入蒸汽，高温等离子蒸气增效组件进一步对水蒸气进行裂解，使装置内部温度进一步升高；
23.步骤四，废钢/炉料在出料口送出，送入至窑炉。
24.进一步，所述步骤二中的窑炉尾气余热回收组件连接窑炉的尾气温度达1200℃。
25.进一步，所述步骤三中的高温等离子蒸气增效组件对窑炉内的天然气与水蒸气进行裂解时温度达2200℃。
26.结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
27.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
28.本发明对需要进入窑炉的废钢/炉料进行预加热，进入窑炉的废钢/炉料已经接近窑炉熔炼温度，缩短窑炉加热时间，窑炉缩短了加热时间，利用了窑炉的尾气余热，对废钢/炉料进行预加热，减少了能源消耗，高温等离子裂解天然气与水蒸气，对废钢/炉料加热温度进一步提高。
29.第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
30.本发明针对现有工艺缺陷与减碳目标，充分利用窑炉尾气余热对炉料预热，辅助以等离子对天然气裂解，与水蒸气裂解，产生出预热条件。节约时间，提高工业窑炉的利用率以降低能耗。
31.第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
32.(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
33.预期收益：产能提高10％，商业价值：利用原本浪费了的能源，缩短原本生产所需
的时间，而且环保。
34.(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：
35.1.对进入窑炉的炉料，提前加热，提高窑炉利用率。
36.2.对窑炉排放的尾气，进行回收利用，对生产工艺流程优化。
37.3.预热过程产出升温条件。
附图说明
38.图1是本发明实施例提供的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的结构示意图；
39.图2是本发明实施例提供的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法原理图；
40.图中：1、炉料出口；10、炉料入口；11、液压动力链板输送车组件；12、排气出口。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
42.一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
43.如图1所示，本发明实施例提供的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置包括：
44.框架主体和安装在框架主体上的液压动力链板输送车组件11、耐高温保温组件、窑炉尾气余热回收组件、天然气裂解加热组件和高温等离子蒸气增效组件；
45.所述液压动力链板输送车组件11用于对炉料进行传输，具体包括：液压马达组件、链轮、链条、动力轴、特制链板、链板输送车；
46.所述液压马达组件产生动力，通过链轮、链条传递到链板输送车的动力轴上，动力轴上安装有特制链板，其主要功能是把动力传递到链板输送车上，使其实现向前，向后的动作，从而使特制链板上的炉料往前，或往后输送；
47.所述耐高温保温组件用于对整体装置进行保温，通过耐高温螺栓，固定于框架主体上，通过保温，余热保存在设备内部，降低热能源散发，达到节约能源目的；
48.所述窑炉尾气余热回收组件用于对窑炉排出的尾气中的预热进行回收，在窑炉排放口，通过管道接入到本装置内部，通过接收原本窑炉尾气浪费的余热，在不增加能耗下，对炉料预进行升温功能；
49.所述天然气裂解加热组件用于对炉料进行加热，安装固定于框架主体两侧，接入天然气，通过产出热量，对炉料加热；
50.所述高温等离子蒸气增效组件用于对加热进行增效，安装固定于框架主体两侧，接入蒸气，通过对蒸气进行裂解，创造出能燃烧高温的环境。
51.所述液压动力链板输送车组件11采用减速电机动力、变速箱动力或重力动力，输送方式采用皮带输送、链条输送、轨道输送或链板输送。
52.所述窑炉尾气余热回收组件为回收窑炉尾气余热、钢卷余热、钢板余热或钢渣余热。
53.所述天然气裂解加热组件为电磁感应加热、通电加热、电弧加热或离子轰击加热。
54.所述天然气裂解加热组件的火嘴出口温度为2200℃。
55.所述液压动力链板输送车组件的输送速度为0.5米/分钟。
56.所述液压动力链板输送车组件对废钢/炉料输送量为0.5吨/分钟。
57.本发明实施例提供一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法，所述天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法包括：
58.步骤一，将废钢/炉料送进入料口；
59.步骤二，废钢/炉料在液压动力链板输送车组件上进入耐高温预热区域，经窑炉尾气余热回收组件进行初步加热；
60.步骤三，废钢/炉料经过天然气裂解加热组件通过对天然气进行裂解后，产生出有助升温的条件，接入蒸汽，高温等离子蒸气增效组件进一步对水蒸气进行裂解，使装置内部温度进一步升高；
61.步骤四，废钢/炉料在出料口送出，送入至窑炉。
62.所述步骤二中的窑炉尾气余热回收组件连接窑炉的尾气温度达1200℃。
63.所述步骤三中的高温等离子蒸气增效组件对窑炉内的天然气与水蒸气进行裂解时温度达2200℃。
64.二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
65.能应用于：陶瓷窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑、水泥窑、钢铁窑炉.
66.三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
67.理论上：冷料入窑炉生产过程需要时间约40分钟一炉。如入炉前，炉料已经进行好预加热，炉料需要在窑炉的生产时间应当大大缩短。
68.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置包括：框架主体和安装在框架主体上的液压动力链板输送车组件、耐高温保温组件、窑炉尾气余热回收组件、天然气裂解加热组件和高温等离子蒸气增效组件；所述液压动力链板输送车组件用于对炉料进行传输，具体包括：液压马达组件、链轮、链条、动力轴、特制链板、链板输送车；所述液压马达组件产生动力，通过链轮、链条传递到链板输送车的动力轴上，动力轴上安装有特制链板，其主要功能是把动力传递到链板输送车上，使其实现向前，向后的动作，从而使特制链板上的炉料往前，或往后输送；所述耐高温保温组件用于对整体装置进行保温，通过耐高温螺栓，固定于框架主体上；所述窑炉尾气余热回收组件用于对窑炉排出的尾气中的预热进行回收，在窑炉排放口，通过管道接入到本装置内部；所述天然气裂解加热组件用于对炉料进行加热，安装固定于框架主体两侧，接入天然气；所述高温等离子蒸气增效组件用于对加热进行增效，安装固定于框架主体两侧，接入蒸气。2.如权利要求1所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述液压动力链板输送车组件采用减速电机动力、变速箱动力或重力动力，输送方式采用皮带输送、链条输送、轨道输送或链板输送。3.如权利要求1所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述窑炉尾气余热回收组件为回收窑炉尾气余热、钢卷余热、钢板余热或钢渣余热。4.如权利要求1所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述天然气裂解加热组件为电磁感应加热、通电加热、电弧加热或离子轰击加热。5.如权利要求1所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述天然气裂解加热组件的火嘴出口温度为2200℃。6.如权利要求1所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述液压动力链板输送车组件的输送速度为0.5米/分钟。7.如权利要求1所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置，其特征在于，所述液压动力链板输送车组件对废钢/炉料输送量为0.5吨/分钟。8.一种用于权利要求1～7任意一项所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法，其特征在于，所述天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法包括：步骤一，将废钢/炉料送进入料口；步骤二，废钢/炉料在液压动力链板输送车组件上进入耐高温预热区域，经窑炉尾气余热回收组件进行初步加热；步骤三，废钢/炉料经过天然气裂解加热组件通过对天然气进行裂解后，产生出有助升温的条件，接入蒸汽，高温等离子蒸气增效组件进一步对水蒸气进行裂解，使装置内部温度进一步升高；步骤四，废钢/炉料在出料口送出，送入至窑炉。
9.如权利要求8所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法，其特征在于，所述步骤二中的窑炉尾气余热回收组件连接窑炉的尾气温度达1200℃。10.如权利要求8所述的天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置的控制方法，其特征在于，所述步骤三中的高温等离子蒸气增效组件对窑炉内的天然气与水蒸气进行裂解时温度达2200℃。

技术总结

本发明属于炉料、废钢预热技术领域，公开了一种天然气裂解加热高温等离子增效的预热窑装置及控制方法，包括框架主体和安装在框架主体上的液压动力链板输送车组件、耐高温保温组件、窑炉尾气余热回收组件、天然气裂解加热组件和高温等离子蒸气增效组件。本发明对需要进入窑炉的废钢/炉料进行预加热，进入窑炉的废钢/炉料已经接近窑炉熔炼温度，缩短窑炉加热时间，窑炉缩短了加热时间，利用了窑炉的尾气余热，对废钢/炉料进行预加热，减少了能源消耗，高温等离子裂解天然气与水蒸气，对废钢/炉料加热温度进一步提高。料加热温度进一步提高。料加热温度进一步提高。