炉窑反应气为赋能介质的高能粒子热风炉装置
2021-08-20
一、技术原理
本技术以等离子理论为基础，以大功率高效的埋弧电弧炉为设备主体，以炉窑反应气为循环赋能介质的大功率高效绿电加热热风炉装置。由于采用等离子原理对工业炉窑的反应气进行循环赋能，使其温度升高到工业炉窑反应需要的温度，使得常规工业炉窑能继续连续生产，但炉窑本体将不产生二氧化碳，也不产生氮氧化物。
本技术采用了密闭埋弧电弧炉的设备，采用石墨电极或者自赔电极作为产生等离子的放电源，使用空心电极技术将工业炉窑的反应气送入电弧产生的电压和电流的空间内，产生高温的等离子热气流，温度可以达到5500℃以上，具有能量密度高、比热容大、热传导系数高等优点，是工业加热的优质热源。通过电力对工业炉窑的反应气再次赋能，并使用反应气进行调温，达到工业炉窑连续稳定生产的目标。
二、主要技术指标
高效的电弧加热技术使后端工业炉窑的反应气循环到热风炉内等离子化再次赋能，达到工业炉窑反应需要的温度，使工业炉窑的生产能继续连续生产，这个反应气可以是碳酸钙分解的二氧化碳，铁矿石烧结的一氧化碳，硫酸钙分解的二氧化硫+氧，铁合金电石炉窑反应生成的一氧化碳，煤化工炉窑产生的干馏气等，以及工业炉窑的其他反应气，如氢气、氧气、硫化氢、氯化氢，以及反应产物如硫、磷等。这些气体通过等离子技术赋能后，具有类似于气态的性质，良好的流动性和扩散性，具有良好的导电性、导热性。特别的，二氧化碳等离子体的比热容与温度成正比，在1500℃高温下二氧化碳等离子体的比热容是常规热风的50～130倍。
装置具有调温功能，仍然使用工业炉窑反应气为调温气源，调温的范围很大，可以达到100℃～3000℃的热风输出，满足各种炉窑的需要。原有工业炉窑改造简单，只需要改造原有工业炉窑的燃烧系统，工业炉窑的二氧化碳排放和氮氧化物排放为0。产生等离子的电极采用炉外接长技术，可以连续稳定运行。采用埋弧炉的设备结构，交流供电电压可调，不需要整流，设备投资小。
三、应用领域和案例
以炉窑反应气为赋能介质的高能粒子热风炉装置可以应用终端能源消费的高效绿电加热，可以应用于钢铁、有色、水泥、玻璃、煤化工、油化工等工业领域，实现工业炉窑的二氧化碳、氮氧化物的零排放。
