用于熔化无机盐的熔炉 |
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| 申请号 | CN201180015368.X | 申请日 | 2011-03-21 | 公开(公告)号 | CN102869945A | 公开(公告)日 | 2013-01-09 |
| 申请人 | 赫尔洛加斯有限公司; | 发明人 | H·洛佩斯略尔卡; A·洛佩斯法纳尔拉格; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于 熔化 无机盐的熔炉，该熔炉包括容器（1）、用于固体无机盐的至少一个入口区域（2）、用于熔化的无机盐的至少一个出口区域（3）和至少一个换 热管 （5）或螺管。每个换热管（5）都包括：连接至容器（1）的外 侧壁 的入口部（5a）；基本沿着容器（1）的内侧壁的长度延伸并且限定了内部空间（6）的螺旋部（5b），所述螺旋部（5b）布置在基本 水 平的平面上；和基本竖直的出口部（5c），该出口部（5c）向着容器（1）的底部区域向下延伸或向着容器（1）的顶部区域向上延伸。该熔炉提供了比先前已知的熔炉更好的安全性和性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于熔化无机盐的熔炉，该熔炉包括容器（1）、用于固体无机盐的至少一个入口区域（2）和用于熔化的无机盐的至少一个出口区域（3），其特征在于，该熔炉包括至少一个换热管（5）或螺管，燃烧气体通过该换热管流通，其中所述换热管（5）包括连接至容器（1）的外侧壁的入口部（5a）、基本沿着容器（1）的内侧壁设置并限定了内部空间（6）的螺旋部（5b）和基本竖直的出口部（5c），所述螺旋部（5b）布置在基本水平的平面上，所述出口部（5c）向着容器（1）的底部区域下降或向着容器（1）的顶部区域上升。 |
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| 说明书全文 | 用于熔化无机盐的熔炉技术领域[0001] 本发明涉及一种用于熔化无机盐的熔炉。 背景技术[0002] 现有技术中已知数种类型的用于熔化无机盐的熔炉。所有的这些熔炉的特征为，它们由借助于加热元件保暖的容器、向熔炉给送固体无机盐的入口、和移除熔化的无机盐的出口（例如，溢流口）形成。 [0004] 用于熔化无机盐的熔炉一般包括在熔化过程期间搅拌无机盐的一些内部装置，以使盐的温度均匀。有时，在固体盐入口和熔化的盐的出口之间还存在物理分离元件，以防止固体盐（具有明显的较低的比重）通过出口漂浮在熔化盐上。 [0005] 用于熔化无机盐的熔炉的一个例子可以参见文献US20050005646，其包括形状相对复杂的容器和熔化它内部所容纳的盐的上部区域的燃烧器。一再循环单元搅拌盐以促使这些盐均质化并通过出口区域被移除。 [0007] 用于熔化无机盐的熔炉的另一个例子可以参见文献US20080233527A1。该熔炉包括大致垂直地布置的容器、来自燃烧器的火焰在其内部循环的一些换热管、固体盐入口区域和移除熔化盐的单元。此外，该熔炉包括在容器内部形成熔化盐的流动的循环单元。该文献记载，该流动形成了两个区域，一个用于固体盐而另一个用于熔化盐，并假定第二区域为移除单元从其抽取熔化盐的区域。所讨论的熔炉的换热管靠近容器壁，并且形状为竖直向上和向下的螺旋，气体放电位于其最高部分处。气体放电导致气体进入位于熔炉的顶部的收集器或歧管中。 [0009] 一方面，由于在熔炉中没有盐水平面，这些竖直换热管可能会过热。因为，为了避免管的劣化，这种类型的炉的加热必须总是在熔炉完全充满盐时进行。然而，实际中，用竖直换热管产生熔化床极其困难，因为当熔化后盐的体积减少大约50%，使得换热管持续地露出。 [0010] 另一方面，必须考虑盐的加热所产生的气体和蒸汽。当生产中并因此充满盐时，如果熔炉遇到计划外的停止（由于故障、停电或燃料不够）并因此导致没有任何加热，熔化的盐将冷却并且开始在顶部或表面上凝固，因为该区域为热消耗最多并和外部连接最多的区域。在这些情况下，重新开始加热将会有非常大的风险，包括爆炸的危险，因为表面上的凝固的盐将阻止重新加热所产生的气体离开，形成堵塞或阻塞。竖直加热管在顶部的盐没有熔化的情况下不允许加入其余的盐，以清除爆炸的风险。 [0011] 本发明的目标是提供一种用于熔化无机盐的熔炉，其消除了上述风险，从而改善了安全性。此外，根据本发明的熔炉旨在增加其产量，以及改善工人的劳动环境。 发明内容[0012] 本发明的目的是提供一种用于熔化无机盐的熔炉，其包括容器、用于固体无机盐的至少一个入口区域和用于熔化的无机盐的至少一个出口区域。根据本发明的熔炉包括至少一个换热管（也称为“螺管（盘管，线圈）”），该换热管的特征在于它设置有连接至容器的外侧壁的入口区域、沿着容器的内壁并限定了内部空间的基本为螺旋状的主体、和基本竖直的出口部，该出口部向下指向容器的底部区域或向上指向容器的顶部区域。该换热管的螺旋状主体布置在基本水平的平面上。换热管的入口区域连接有燃烧器，该燃烧器位于容器的外部并且与本发明不相关。 [0013] 在一特别有利的方式中，熔炉包括所述类型的数个换热管，这些换热管安装在不同的高度处并限定了不同的加热水平面（水平高度）。这使得当熔炉被起动时（在其初始的填料期间），固体盐能够沿上升的高度次序被加热，从加热位于最底部的换热管开始，直至位于最高处的换热管。这将消除熔炉中爆炸的风险，因为不再有固体的盐层位于所产生的气体上，气体可以自由地排出。另一方面，如果熔炉充满了产生的熔化的盐并开始冷却，则沿相反的方向进行加热：从加热位于最高处的换热管开始，然后一旦位于其水平面上的盐被熔化，沿下降次序继续加热第二管等，直到加热位于底部处的最后的管。通过这样的方式，避免了爆炸的风险，因为在加热区域上方没有固体盐，因此加热期间所产生的气体可以通过冒泡穿过熔化的盐排出，然后通过气体出口排放。附图说明 [0014] 附图中能够看出本发明的细节，该附图并不意图限制本发明的范围： [0015] -图1示出了根据本发明的熔炉的优选实施例的透视图。 [0016] -图2示出了图1中的熔炉的正视图。 [0017] -图3示出图1中的熔炉的俯视图。 [0018] -图4示出了根据本发明的换热管的透视图。 [0019] -图5示出了图4中的换热管的正视图。 [0020] -图6示出了图4中的换热管的俯视图。 [0021] -图7示出了根据图2中的截面A-A截取的熔炉的横截面视图。 [0022] -图8示出了根据图2中的截面B-B截取的熔炉的横截面视图。 具体实施方式[0023] 图1示出了根据本发明的熔炉的优选实施例的透视图。该熔炉包括容器（1），该容器在本实施例中为圆柱形状。该容器（1）的顶部区域有固体无机盐入口区域（2），碾碎和混合的固体无机盐添加入该入口区域（2）中。此外，该熔炉包括熔化的无机盐出口区域（3），该出口区域在本实施例中采用溢流口的形式。图2和图3分别示出了图1的熔炉的正视图和俯视图。该熔炉包括一系列换热管或内部螺旋管，该换热管内部传输非常高的温度的燃烧气体，从而使无机盐被加热并熔化。换热管的热量由位于容器的外侧的燃烧器（4）产生，每个换热管（5）有一个燃烧器（4）。图1、2、3和7中示出了这些燃烧器。 [0024] 图4-6示出了根据本发明的换热管（5）中的一个换热管的三个视图。每个换热管（5）包括入口部（5a），螺旋部（5b）和出口部（5c）。入口部（5a）连接至容器（1）的外侧壁，对应的燃烧器（4）安装在外部。燃烧在该入口部（5a）中开始，该入口部用作炉膛。螺旋部（5b）基本沿着容器（1）的内侧壁延伸，限定了内部空间（6），并布置在基本水平的平面上。螺旋形状非常重要，因为它允许沿所有方向膨胀，从而防止换热管（5）经受由这样的膨胀引起的机械应力和应变，因此由于不存在机械疲劳而延长了换热管（5）的寿命。在本实施例中，出口部（5c）向着容器（1）的底部大致竖直地下降，在本例中抵达所述底部。 [0025] 应当注意的是，在其它实施例中，出口部（5c）可以定向为朝向容器（1）的顶部区域（例如，朝向覆盖该容器的盖（14））。此外，出口部（5c）优选地抵达容器（1）的底部或顶部区域，不过也可以考虑其它的选项。 [0026] 在一个特别有利的方式中，如图7和图8所示，熔炉包括数个换热管（5），在本例中总共为八个，所述换热管布置在不同的高度处，这限定了容器（1）的不同的加热水平面。这使得盐能够—在加热开始时—分水平面熔化，由此显著地改善了安全性。每个水平面可以具有或不具有单独的温度控制系统。 [0027] 开始程序如下： [0028] 首先，将固体盐给送到容器（1）中，直到它们覆盖第一加热水平面（与最低的换热管（5）相关联）。点燃对应的燃烧器（4），以使换热管变热并熔化与其接触的盐，直到在容器（1）的底部处形成熔化的盐床。该加热过程不能在具有竖直换热管的熔炉中实现，因为这些竖直换热管的大部分保持在空气中，没有与盐接触，导致了过热的风险。 [0029] 然后添加固体盐，直到到达容器（1）的沿上升次序的对应于第二换热管（5）的第二加热水平面。一旦对应的燃烧器（4）被点燃，就开始熔化位于该第二水平面的盐。 [0030] 对于容器（1）中的连续的加热水平面，重复该过程。一旦所有的燃烧器（4）已经被点燃，并且已经达到熔化和泵送盐所需的温度（比它们的熔点高大约150°C），添加更多的盐以达到出口区域（3）的水平面。此时，熔炉能够供给熔化的盐，从此刻起，添加新的固体盐将致使熔化的盐通过出口区域（3）溢出至图中没有示出的熔化后池中。 [0031] 由盐的熔化产生的气体和烟雾总是通过出口（7）排出，该出口（7）设计为用于此目的并位于容器（1）的顶部区域上。图1和2中示出了该出口（7）。 [0032] 当熔炉处于所描述的状况中时，搅拌器系统（例如，机械式或感应式系统，该实施例中示出为机械的旋转搅拌器（8））开始运行，以在容器（1）的所有水平面中获得一致的温度，并增强了换热管（5）和熔化的盐之间的热传递。搅拌器系统优选地使得熔化的盐沿逆流方向旋转，即沿与换热管（5）的螺旋部（5b）内的燃烧气体的旋转方向相反的方向旋转。这使得能够增强换热管（5）的性能和热传递，从而以较少的能量消耗获得更多产量的熔化盐。 [0033] 对于处在这些状况中的熔炉，如果固体盐被给送至熔化的盐的顶部，那么固体盐立即被熔化，并被搅拌器系统所产生的竖直下降旋流的旋转向下拖动并引导至容器（1）的底部。之后，熔化的盐通过在放热的换热管（5）之间向上旋转而围绕周边返回至表面，该换热管再次使所述盐过热至由用于各个区域的控制和安全系统—如果安装了这些系统的话—预设的温度。该过热允许不断地在顶部处添加的新的固体盐被熔化。 [0034] 根据本发明的熔炉优选地包括气体收集腔（9），该气体收集腔（9）位于容器（1）的底部或顶部区域处，取决于换热管（5）的出口部（5c）从哪里排出。每个换热管（5）的出口部（5c）都将它们的燃烧气体排放或排出至该腔（9）内。 [0035] 图中示出了位于容器（1）的底部处的腔（9）。在该情况下，该腔（9）将燃烧残余的热施加至该容器（1）。此外，如图所示，腔（9）优选地与地下的下导管（10）连通，该下导管（10）用作燃烧气体的出口，如图1和图2所示。该下导管（10）作为与熔炉分开的烟囱（11）延伸。将烟囱与工作区域分开提高了安全性，并改善了熔炉操作人员的工作环境。 [0036] 如果腔（9）位于容器（1）的顶部区域处，气体可以相似地通过结束在烟囱中的导管从腔（9）被抽至外部。 [0037] 图8示出，该熔炉还包括至少一个安全溢流口（12），该安全溢流口用在补充要求的情况中。也可以包括内部分隔元件（13），以将通过入口区域（2）给送并漂浮在熔化的盐的顶部上的固体盐分开，从而防止固体盐通过出口区域（3）流出，并消除了由搅拌器系统引起的可能的水平差异。 |
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