專利名稱：加壓填充床氣體電加熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于適用于電加熱領域，涉及ー種氣體加熱裝置，具體地涉及ー種加壓填充床式氣體電加熱裝置。
背景技術：
高溫氣體在許多領域如冶金煉鋼、エ業干燥及實驗室高溫氣化研究過程中都有廣泛的應用基礎。利用電流通過導體產生的熱效應來加熱氣體是目前提高氣體溫度所普遍采用的方法。在實際使用過程中合金電熱體由于具有加工容易、價格低廉等特點應用較廣，多被加工成電熱絲、電熱線圈等形式，但存在使用溫度低，易燒壞觸電等問題。同時傳統加熱器単位面積換熱效率不高也影響了出口溫度的提高。而在空間一定的條件下增大換熱面積是有限的，特別是氣體在一定流量和氣速條件下，電熱體附近局部高溫氣體通過對流換熱帶動整體氣體溫度升高將需要更多的時間，這些因素都限制了氣體平均加熱溫度的進ー步 提高。目前市場上的氣體電加熱裝置加熱最高溫度在800°C左右。此外電加熱裝置通常加熱的對象只是常壓下的氣體，而且大部分種類的氣體對電熱體等材料的正常使用都有很大的影響，因而使氣體電加熱裝置的應用范圍受到了很大限制。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供ー種結構更為合理的加壓填充床式氣體電加熱裝置。為實現上述目的，本實用新型提供的加壓填充床式氣體電加熱裝置，主要包括—爐膛,其一端為氣體入口，另一端為氣體出口 ；爐膛內安裝有爐管，爐管的一端ロ通過平衡ロ與爐膛相通，該平衡ロ處對應地安裝有一保護氣體入口 ；該爐管的另一端與氣體出口相通；該爐管內裝有耐高溫的小粒徑填充物；該爐膛內安裝有加熱體；該爐膛外側設有保溫村里；保溫村里外側為殼體。本實用新型所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中，進ー步優選的技術方案或技術特征是加熱體的熱端位于爐膛內，冷端埋在保溫襯里內，加熱體是沿爐膛的長度方向間隔地安裝兩根加熱體并水平對稱且垂直布置在爐管兩側，相鄰兩層加熱體之間為控溫區。所述的加熱體優選為電加熱。所述的加熱體優選為硅鑰棒或硅碳棒電熱體。所述的小粒徑填充物的粒徑與爐管直徑比優選為I :13_18。所述的小粒徑填充物優選為剛玉材質。沿爐膛長度方向可間隔地安裝有熱電偶。[0019]本實用新型的效果是，能加熱多種氣體，提高換熱效率，使加熱氣體出口溫度達1000°C以上，同時可加熱加壓氣體，技術方案簡易可行、維護方便、實施成本低。
圖I是本實用新型的加壓填充床氣體電加熱裝置的剖面圖；圖2是本實用新型的加壓填充床氣體電加熱裝置電熱體布置剖面圖。
具體實施方式
以下參照附圖，進一歩描述本實用新型的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進ー步地理解本實用新型，而不構成對其權利的限制。實施例1，參照圖1-2，一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，該裝置包括
·[0024]一爐膛8,其一端為氣體入口 1，另一端為氣體出口 6 ；爐膛8內安裝有爐管4，爐管4的一端ロ通過平衡ロ 11與爐膛8相通，該平衡ロ 8處對應地安裝有一保護氣體入口 3 ;該爐管4的另一端與氣體出ロ 6相通；該爐管4內裝有耐高溫的小粒徑填充物；該爐膛4內安裝有加熱體9 ；該爐膛4外側設有保溫村里2 ；保溫襯里2外側為殼體10。實施例2，實施例I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中加熱體9的熱端位于爐膛內，冷端埋在保溫村里2內，加熱體9是沿爐膛的長度方向間隔地安裝兩根加熱體9并水平對稱且垂直布置在爐管4兩側，相鄰兩層加熱體9之間為控溫區。實施例3，實施例I或2所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中加熱體9為電加熱。實施例4，實施例3所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中加熱體9為硅鑰棒或娃碳棒電熱體。實施例5，實施例1-4任何一項所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物的粒徑與爐管4直徑比為I :13。實施例6，實施例1-4任何一項所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物的粒徑與爐管4直徑比為I :18。實施例7，實施例1-4任何一項所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物的粒徑與爐管4直徑比為I :15。實施例8，實施例1-7任何一項所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中小粒徑填充物為剛玉材質。實施例9，實施例1-8任何一項所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置中沿爐膛8長度方向間隔地安裝有熱電偶5。實施例10，一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，本實用新型的加壓填充床式氣體電加熱裝置如圖I、圖2所示，圖中氣體入口 I、保溫村里2、保護氣體入口 3、爐管4、熱電偶5、氣體出ロ 6、托架7、爐膛8、加熱體9、殼體10、平衡ロ 11、接線端子12。其中，殼體10由鋼板連接而成，截面為圓柱形。殼體10內部為保溫村里2，沿爐管4長度方向隔一定距離安裝兩根加熱體9 ;保溫村里2圍成的通道為方形爐膛8，爐膛8中心為爐管4，管內填充大量可耐高溫的小球(如剛玉質球)，小球平均粒徑同爐管4直徑當量直徑比約為1/13-1/18。采用細長爐管4，爐管4本身不承壓，在爐管4和爐膛8 一端連接處有平衡ロ，使爐管內外氣體保持連通。溫度實行分區控制，本裝置為兩區控溫，通過調整各區加熱體9電壓值控制該區加熱功率，促進爐管4內溫度均勻。加熱方式最好為電加熱,加熱體9為棒形娃碳棒,其熱端位于爐膛8內，冷端埋在保溫村里2內。加熱體9沿爐管4長度方向隔一定距離安裝兩根，兩根加熱體9對稱布置在爐管4兩側。導線一端連接加熱體9冷端，另一端接在接線端子12上，接線端子12為金屬材料，安裝在殼體10管ロ處用來密封。本實用新型采用以上裝置的氣體加熱方法，包括以下步驟(I)首先將爐管4內填充滿耐高溫(如剛玉質)的小球，形成填充床，小球平均粒徑同爐管4直徑當量直徑比約為1/13-1/18。爐管4與爐膛8通過一端開平衡ロ 11連通。通過沿爐管4長度方向安裝多組加熱體9，并實行分區控溫的方式來達到均勻加熱的目的。加熱體9采用棒形硅碳棒，可以提高加熱功率并使用在1400°C高溫下。加熱體9為非金屬材質，需要用導線和金屬接線端子12連接，接線端子12再在殼體10管ロ處進行密封。(2)啟動加熱器，加熱體9緩慢升溫，開始加熱整個爐體。調節各區加熱功率，保持爐體溫度均勻。溫度達到反應要求后，設定裝置出ロ管道背壓閥工作壓カ，將爐氣(惰性氣體)從保護氣體入口 3緩慢通入爐膛8。(3)爐管4內作為被加熱氣體流經的通道。當爐內壓カ達到要求并穩定后，從氣體入口 I往爐管4內緩慢通入需要加熱的氣體。此時由于爐膛8內的壓カ和爐管4內壓カ基本平衡，氣體不會有顯著向爐膛內流動的驅動力，避免了對加熱體9加熱性能的影響。在上述方法中，加熱體9同樣可采用硅鑰棒或硅碳棒電熱體。當硅鑰棒或硅碳棒熱端采用非垂直安裝方式時，還需加工相應的耐火支撐件，最高使用溫度可達1800°C。被加熱氣體在進入填充床后，在管內的停留時間變長，在變相增加流動換熱面積的同時也提聞了對流換熱的強度，換熱高效而緊湊，提高了出口溫度。
權利要求1.一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于，該裝置包括 ー爐膛，其一端為氣體入口，另一端為氣體出口 ； 爐膛內安裝有爐管，爐管的一端ロ通過平衡ロ與爐膛相通，該平衡ロ處對應地安裝有一保護氣體入口 ；該爐管的另一端與氣體出口相通； 該爐管內裝有耐高溫的小粒徑填充物； 該爐膛內安裝有加熱體； 該爐膛外側設有保溫村里； 保溫村里外側為殼體。
2.如權利要求I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于加熱體的熱端位于爐膛內，冷端埋在保溫村里內，加熱體是沿爐膛的長度方向間隔地安裝兩根加熱體并水平對稱且垂直布置在爐管兩側，相鄰兩層加熱體之間為控溫區。
3.如權利要求I或2所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于加熱體為電加熱。
4.如權利要求3所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于加熱體為硅鑰棒或硅碳棒電熱體。
5.如權利要求I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于小粒徑填充物的粒徑與爐管直徑比為I : 13-18。
6.如權利要求I或5所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于小粒徑填充物為剛玉材質。
7.如權利要求I所述的加壓填充床式氣體電加熱裝置，其特征在于沿爐膛長度方向間隔地安裝有熱電偶。
專利摘要一種加壓填充床式氣體電加熱裝置，包括一爐膛，其一端為氣體入口，另一端為氣體出口；爐膛內安裝有爐管，該爐管的一端口通過平衡口與爐膛相通，平衡口處對應地安裝有一保護氣體入口；該爐管的另一端與氣體出口相通；該爐管內裝有耐高溫的小粒徑填充物；該爐膛內安裝有加熱體；該爐膛外側設有保溫襯里；保溫襯里外側為殼體。本實用新型能加熱多種氣體，提高換熱效率，使加熱氣體出口溫度達1000℃以上，同時可加熱加壓氣體，技術方案簡易可行、維護方便、實施成本低。
文檔編號F24H3/00GK202630387SQ201220167568
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者肖云漢, 馬正中, 徐祥, 陽紹軍, 溫雨鑫, 王東方 申請人:江蘇中國科學院能源動力研究中心