專利名稱：遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘烤方法及其催化焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)冷軋薄鋼帶深加工技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于鋼 帶彩色涂層的固化定型。( 二)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有彩色涂層機組焚燒烘烤工藝主要分為兩種，即全新風(fēng)烘烤鋼 帶高溫焚燒工藝和熱煙氣烘烤鋼帶高溫焚燒工藝。全新風(fēng)烘烤鋼帶高溫焚燒工藝系統(tǒng)主要設(shè)備由系統(tǒng)各類風(fēng)機、高溫焚燒爐、鋼帶 烘烤爐、換熱器、閥門、管道和煙囪等構(gòu)成。全新風(fēng)烘烤鋼帶高溫焚燒工藝簡介將烘烤涂 漆帶鋼時產(chǎn)生的含有毒可燃成分的廢氣導(dǎo)入高溫焚燒爐，通過燃?xì)馊紵髦迹?60°C左 右的高溫下，使有毒可燃成分分解氧化為無毒無臭的二氧化碳、水蒸氣。高溫焚燒后產(chǎn)生 760°C左右的高溫?zé)煔?，通過第一級換熱器加熱冷空氣至550°C左右，再通過第二級換熱器 加熱從鋼帶烘烤爐中抽回的廢氣至350°C左右，此時，煙氣溫度降至300°C左右，通過排煙 風(fēng)機排出。通過第一級換熱器加熱后的熱空氣送入鋼帶烘烤爐用于烘烤涂漆后的鋼帶。烘 烤過程中產(chǎn)生的有機廢氣被風(fēng)機抽入到第二級換熱器中利用煙氣剩余熱量加熱后進入焚 燒爐焚燒，以減少高溫焚燒時的助燃燃料消耗。全新風(fēng)烘烤鋼帶高溫焚燒工藝特點操作安 全，產(chǎn)品表面潔凈，對能源介質(zhì)無要求(天然氣，焦?fàn)t煤氣，發(fā)生爐煤氣均可)，車間操作環(huán) 境好，但由于是換熱器間接加熱，噸鋼能耗高(以天然氣為例，噸鋼能耗在30m3/t左右)，生 產(chǎn)成本高。同時，由于是高溫焚燒，對焚燒爐和與高溫?zé)煔饨佑|的換熱器耐溫要求高，基本 采用0Crl8Ni9，Cr25Ni20等耐高溫不銹鋼材料制作，投資成本較大。熱煙氣烘烤鋼帶高溫焚燒工藝系統(tǒng)主要設(shè)備由系統(tǒng)各類風(fēng)機，高溫焚燒爐，鋼帶 烘烤爐，換熱器，閥門，管道等構(gòu)成。熱煙氣烘烤鋼帶高溫焚燒工藝簡介將烘烤涂漆帶鋼時 產(chǎn)生的含有毒可燃成分的廢氣導(dǎo)入高溫焚燒爐，通過燃?xì)馊紵髦迹?60°C左右的高溫 下，使有毒可燃成分分解氧化為無毒無臭的二氧化碳、水蒸氣。高溫焚燒后產(chǎn)生760°C左右 的高溫?zé)煔?，一部份被引入鋼帶烘烤爐直接用于烘烤涂漆后的鋼帶，另一部份通過換熱器 用于加熱從鋼帶烘烤爐中抽回的廢氣至400°C左右，以減少高溫焚燒時的助燃燃料消耗，然 后通過排煙風(fēng)機排出。熱煙氣烘烤鋼帶高溫焚燒工藝特點由于是利用煙氣直接加熱，噸鋼 能耗較低(以天然氣為例，噸鋼能耗在15m3/t左右)，生產(chǎn)成本低。但其對能源介質(zhì)要求嚴(yán) 格，必須是潔凈的天然氣，否則將會影響鋼帶的表面質(zhì)量。同時，由于是高溫焚燒和高溫?zé)?氣直接烘烤，除了對焚燒爐和與高溫?zé)煔饨佑|的換熱器耐溫要求高外，對管道和閥門的耐 溫要求也很高，基本采用0Crl8Ni9，Cr25Ni20等耐高溫不銹鋼材料制作，投資成本較大。實際上，鋼帶涂漆烘烤的工藝溫度要求僅在350°C左右，之所以高溫焚燒爐要在 760°C左右，完全是為了滿足油漆揮發(fā)物的熱分解氧化反應(yīng)要求，首先由于要維持760°C左 右的高溫，必然帶來較高的燃料消耗(比較低溫焚燒工藝)，其次由于高溫氣體在系統(tǒng)設(shè)備 (焚燒爐，換熱器，管道等)中循環(huán)時散熱較多，因此系統(tǒng)熱損失較大，造成能源浪費，另外 高溫氣體對設(shè)備的使用壽命也有影響，需要定期檢查更換高溫環(huán)境下?lián)p壞的設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有涂漆鋼帶烘干工藝方法采用高溫 焚燒帶來的能源損耗大、設(shè)備投資較大和部分設(shè)備使用壽命較短的問題，提供一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘烤方法及其催化焚燒爐。本發(fā)明的具體方案是一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法及其低溫催化焚燒爐，該方法是將涂漆鋼帶送入鋼帶烘烤爐中進行烘烤，并將烘烤 爐中的廢氣導(dǎo)入低溫催化焚燒爐焚燒，使廢氣中的有毒可燃成份分解氧化為無毒無臭的二 氧化碳和水蒸汽，處理后的廢氣一部份引入烘烤爐中再利用，剩余部份經(jīng)換熱器、排風(fēng)機、 煙囪向外排放。其特征是a.在鋼帶烘烤爐中布置3-4段遠(yuǎn)紅外電熱管加熱段，采用遠(yuǎn)紅 外電熱管主加熱，并且沿鋼帶走向，其中第一段溫度控制較低，第2-3段溫度較高，最后一 段溫度較前一段溫度略低；b.將鋼帶烘烤爐中的廢氣抽出送入低溫催化焚燒爐中焚燒，在 低溫催化焚燒爐中布置有機廢氣凈化催化劑，并輔以遠(yuǎn)紅外電熱管加熱廢氣，使廢氣中的 有毒可燃成份在300-350°C較低的溫度下通過催化劑時發(fā)生分解氧化反應(yīng)，從而使廢氣中 的有毒可燃成份分解凈化，凈化后的廢氣進行余熱利用，一部份引入鋼帶烘烤爐中加熱涂 漆鋼帶，剩余部份引入換熱器生產(chǎn)熱水用于機組其它需要供熱的設(shè)備使用，經(jīng)過換熱器熱 交換后的廢氣再由排風(fēng)機、煙囪排出。本發(fā)明中，在鋼帶烘烤爐上分3-4段設(shè)置相應(yīng)根數(shù)的抽氣管匯集后接入催化焚燒 爐，并在每根抽氣管中安裝調(diào)節(jié)閥，用于分配各控制段抽氣量，各段抽氣量沿鋼帶前進方向 依次減少，并控制鋼帶烘烤爐入出口為微負(fù)壓。本發(fā)明中，在鋼帶烘烤爐中對應(yīng)各段遠(yuǎn)紅外電熱管配置熱電偶檢測各段爐溫，決 定各控制段中遠(yuǎn)紅外電熱管的輸出功率。本發(fā)明中，鋼帶烘烤爐中的溫度沿鋼帶走向，第一段溫度控制在200-250度，第 2-3段溫度控制在250-350度，最后一段溫度控制在240-320度。具體溫度不應(yīng)受上述范圍 限制，可根據(jù)油漆的加熱固化溫度需要確定。本發(fā)明中，鋼帶烘干爐中的各段遠(yuǎn)紅外電熱管均有兩層，分別布置在涂漆鋼帶的 上面和下面，對涂漆鋼帶的正反兩面同時進行烘烤。用于本發(fā)明烘烤工藝方法中的低溫催化焚燒爐，包括有爐體，其特征是在爐體的 前板上部設(shè)有進氣管，頂板中部設(shè)有出氣管，爐體內(nèi)上部設(shè)有換熱器，爐體內(nèi)下部設(shè)有催化 床，放置有機廢氣凈化催化劑，爐體內(nèi)尾部安裝有多層遠(yuǎn)紅外電加熱管。本發(fā)明中所述低溫催化焚燒爐內(nèi)上部所設(shè)的換熱器為管束狀換熱器。本發(fā)明中所述低溫催化焚燒爐在爐體尾部外側(cè)壁正對遠(yuǎn)紅外電加熱管外接頭的 區(qū)域，安裝有防護網(wǎng)。本發(fā)明中，所述爐體內(nèi)設(shè)有2-3層催化床，用于放置有機廢氣凈化催化劑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，以低溫催化焚燒爐取代高溫焚燒爐實現(xiàn)低溫焚燒，以遠(yuǎn) 紅外電熱管取代熱風(fēng)噴箱和熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機，直接對涂漆鋼帶加熱，無污染、效率高，烘烤質(zhì) 量好，并且不再設(shè)置高溫?fù)Q熱器，高溫閥門及大量耐高溫管道，相對節(jié)省了彩色涂層機組的 投資和運行成本。本發(fā)明投資成本降低，不需要高溫焚燒爐和大型高溫空氣換熱器(此兩 設(shè)備體積大，需設(shè)置專門的焚燒區(qū)域放置)，不用專門設(shè)置廠區(qū)焚燒爐區(qū)，管道量大大減少， 風(fēng)機，調(diào)節(jié)閥，檢測元件數(shù)量減少。新增有機廢氣凈化催化劑，遠(yuǎn)紅外電加熱管，設(shè)備相比 后，大約可降低投資約50萬元人民幣。噸鋼能耗降低，工藝用電量折算為天然氣，噸鋼消耗 大約在10m3/t左右，與熱煙氣烘烤鋼帶高溫焚燒工藝相比，噸鋼能耗節(jié)省5m3/t左右，一年 節(jié)省天然氣近50萬m3 (以一條年產(chǎn)10萬噸的機組為例)，直接減少近150萬生產(chǎn)成本。與全新風(fēng)烘烤鋼帶高溫焚燒工藝相比，節(jié)能效果更顯著。有機廢氣凈化率為98 %，完全達(dá)到環(huán) 保要求。


圖1是本發(fā)明工藝方法原理圖；圖2是催化焚燒爐主視(局剖視)圖；圖3是催化焚燒爐俯視(局剖視)圖。圖中1-鋼帶烘烤爐，2-抽氣管，3-調(diào)節(jié)閥，4-遠(yuǎn)紅外電熱管，5-涂漆鋼帶，6-涂 層室，7-催化焚燒爐，8-循環(huán)風(fēng)機，9-換熱器，10-摻冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥，11-排風(fēng)機，12-煙齓 13-進氣管，14-爐體，15-出氣管，16-防護網(wǎng)，17-遠(yuǎn)紅外電熱管，18-催化床，19-有機廢氣 凈化催化劑，20-管束狀換熱器。
具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘烤方 法屬熱工節(jié)能環(huán)保新技術(shù)，主要用于鋼帶彩色涂層機組的涂漆鋼帶烘干，本發(fā)明方法是將 涂漆鋼帶通過涂層室6后送入鋼帶烘烤爐1中進行烘烤，特征是a.在鋼帶烘烤爐1中布置 4段遠(yuǎn)紅外電熱管4加熱段(也可3段)，采用遠(yuǎn)紅外電熱管4主加熱，鋼帶烘干爐1中的 各段遠(yuǎn)紅外電熱管4均有兩層，分別布置在涂漆鋼帶5的上面和下面，對涂漆鋼帶5的正反 兩面同時進行烘烤。并且在鋼帶烘烤爐1中對應(yīng)各段遠(yuǎn)紅外電熱管4配置熱電偶檢測各段 爐溫，決定各控制段中遠(yuǎn)紅外電熱管的輸出功率。并且沿鋼帶走向，其中第一段溫度控制較 低，一般為200-250°C ；第2-3段溫度較高，一般為250-300°C ；最后一段溫度較前一段溫度 略低一般為240-320°C;b.將鋼帶烘烤爐1中的廢氣抽出送入催化焚燒爐7中焚燒，可在鋼 帶烘烤爐1上分四段設(shè)置相應(yīng)根數(shù)的抽氣管2匯集后接入催化焚燒爐7，并在每根抽氣管2 中安裝調(diào)節(jié)閥3，用于分配各控制段抽氣量，各段抽氣量沿鋼帶前進方向依次減少，并控制 鋼帶烘烤爐1入出口為微負(fù)壓。在催化焚燒爐7中布置有機廢氣凈化催化劑19，并輔以遠(yuǎn) 紅外電熱管17加熱廢氣，使廢氣中的有毒可燃成份在300-350°C較低的溫度下通過催化劑 時發(fā)生分解氧化反應(yīng)，從而使廢氣中的有毒可燃成份分解凈化，凈化后的廢氣進行余熱利 用，先通過焚燒爐用換熱器20加熱凈化前的廢氣，之后一部份凈化后的廢氣引入鋼帶烘烤 爐1中加熱涂漆鋼帶，剩余部份引入換熱器9生產(chǎn)熱水用于機組其它需要供熱的設(shè)備使用， 經(jīng)過換熱器9熱交換后的廢氣再由排風(fēng)機11、煙囪12排出。 本發(fā)明工藝中采用的催化焚燒爐參見圖2、圖3，它設(shè)有爐體14、焚燒爐用換熱器 20、有機廢氣凈化催化劑19、遠(yuǎn)紅外加熱管17，特別是爐體14的前板上部設(shè)有進氣管13， 頂板中部設(shè)有出氣管15，爐體14內(nèi)上部設(shè)有焚燒爐用管束狀換熱器20，爐體14內(nèi)下部設(shè) 有3層催化床18 (也可設(shè)2層或更多層)，放置有機廢氣凈化催化劑19，爐體14內(nèi)尾部安 裝有多根遠(yuǎn)紅外電加熱管17，并且在爐體14尾部外側(cè)壁正對遠(yuǎn)紅外電加熱管外接頭的區(qū) 域，安裝有防護網(wǎng)16。
權(quán)利要求
遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘烤方法，是將涂漆鋼帶送入鋼帶烘烤爐中進行烘烤，并將烘烤爐中的廢氣導(dǎo)入催化焚燒爐焚燒，使廢氣中的有毒可燃成份分解氧化為無毒無臭的二氧化碳和水蒸汽，處理后的廢氣一部分引入烘烤爐中再利用，剩余部分經(jīng)換熱器、排風(fēng)機、煙囪向外排放。其特征是a.在鋼帶烘烤爐中布置3 4段遠(yuǎn)紅外電熱管加熱段，采用遠(yuǎn)紅外電熱管主加熱，并且沿鋼帶走向，其中第一段溫度控制較低，第2 3段溫度較高，最后一段溫度較前一段溫度略低；b.將鋼帶烘烤爐中的廢氣抽出送入催化焚燒爐中焚燒，在催化焚燒爐中布置有機廢氣凈化催化劑，并輔以遠(yuǎn)紅外電熱管加熱廢氣，使廢氣中的有毒可燃成份在300 350℃較低的溫度下通過催化劑時發(fā)生分解氧化反應(yīng)，從而使廢氣中的有毒可燃成份分解凈化，凈化后的廢氣進行余熱利用，一部份引入鋼帶烘烤爐中加熱涂漆鋼帶，剩余部份引入換熱器生產(chǎn)熱水用于機組其它需要供熱的設(shè)備使用，經(jīng)過換熱器熱交換后的廢氣再由排風(fēng)機、煙囪排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法，其特征是在鋼帶烘烤爐上分3-4段設(shè)置相應(yīng)根數(shù)的抽氣管匯集后接入催化焚燒 爐，并在每根抽氣管中安裝調(diào)節(jié)閥，用于分配各控制段抽氣量，各段抽氣量沿鋼帶前進方向 依次減少，并控制鋼帶烘烤爐入出口為微負(fù)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法，其特征是在鋼帶烘烤爐中對應(yīng)各段遠(yuǎn)紅外電熱管配置熱電偶檢測各段爐溫，決定 各控制段中遠(yuǎn)紅外電熱管的輸出功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法，其特征是鋼帶烘烤爐中的溫度沿鋼帶走向，第一段溫度控制在200-250度，第2-3 段溫度控制在250-350度，最后一段溫度控制在240-320度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法，其特征是鋼帶烘干爐中的各段遠(yuǎn)紅外電熱管均有兩層，分別布置在涂漆鋼帶的上 面和下面，對涂漆鋼帶的正反兩面同時進行烘烤。
6.用于權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法中的低溫催化焚燒爐，包括有爐體，其特征是爐體的前板上部設(shè)有進氣管，頂板中 部設(shè)有出氣管，爐體內(nèi)上部設(shè)有換熱器，爐體內(nèi)下部設(shè)有催化床，放置有機廢氣凈化催化 劑，爐體內(nèi)尾部安裝有多層遠(yuǎn)紅外電加熱管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法中的催化焚燒爐，其特征是所述爐體內(nèi)設(shè)有2-3層催化床。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法中的催化焚燒爐，其特征是所述爐體內(nèi)所設(shè)的換熱器為管束狀換熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘 烤方法中的催化焚燒爐，其特征是在爐體內(nèi)尾部外側(cè)壁正對遠(yuǎn)紅外電加熱管外接頭的區(qū) 域，安裝有防護網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)冷軋薄鋼帶深加工技術(shù)領(lǐng)域，一種遠(yuǎn)紅外電熱管加熱及低溫催化焚燒廢氣的涂漆鋼帶烘烤方法及其催化焚燒爐，本發(fā)明方法是將涂漆鋼帶送入鋼帶烘烤爐中進行烘烤，并將烘烤爐中的廢氣導(dǎo)入催化焚燒爐焚燒，使廢氣中的有毒可燃成份分解氧化處理后的廢氣一部份引入烘烤爐中再利用，剩余部份經(jīng)換熱器、排風(fēng)機、煙囪向外排放。其特征是a.在鋼帶烘烤爐中布置3-4段遠(yuǎn)紅外電熱管加熱段，采用遠(yuǎn)紅外電熱管主加熱；b.將鋼帶烘烤爐中的廢氣抽出送入低溫催化焚燒爐中焚燒，在催化焚燒爐中布置有機廢氣凈化催化劑，并輔以遠(yuǎn)紅外電熱管加熱廢氣，使廢氣溫度達(dá)到與催化劑發(fā)生催化反應(yīng)的起燃溫度；本發(fā)明解決了現(xiàn)有鋼帶涂漆烘干工藝方法能耗大，設(shè)備投資大，部分設(shè)備使用壽命短的問題，主要應(yīng)用于鋼帶彩色涂層的固化定型。
文檔編號F23G7/07GK101936535SQ201010282520
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者何予, 尉冬 申請人:黃石山力科技發(fā)展有限公司