电磁加热块孔式石墨加热装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种电磁加热块孔式石墨加热装置，属于石墨换热设备领域。


背景技术：

2.因为特种设备安全、环保或设备投资投入较大等各方面的原因，有些工厂没有燃煤、燃气或电锅炉。导致没有蒸汽、热水、导热油等热源，从而导致传统的石墨热交换器无法使用。所以工厂没有热源介质无法为生产工艺所需的酸、碱等重腐蚀介质提供加热，无法满足工艺工况所需温度要求，导致无法进行生产或生产效率降低、成本增加。尤其在钢铁行业热轧及冷轧酸洗领域，如：碳钢、不锈钢、钛、铜、铝等各种金属或合金的酸洗或碱洗，工艺涉及到用硫酸（h2so4）盐酸 （hl）硝酸 （hno3）氢氟酸（hf） 以及各种混合酸洗液或各种碱洗（naoh，ca（oh）2）等。包括线材、型材、棒材、板材、带材、管材及各种异形金属制品等生产工厂的酸洗等。
3.石墨换热设备，由于人造石墨材料的特性（如耐腐蚀，传热快、导电性能好等）在化工、冶金等防腐蚀领域，热量交换方面得到广泛应用。原料石墨块一般要经过机加工钻孔后，根据不同的工况条件浸渍酚醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂、水玻璃、聚四氟乙烯或其他复合或改性树脂等耐腐蚀树脂，制成块孔式不透性石墨换热块和其他石墨部件（尤其目前在浸渍ptfe不透性石墨产品，国内技术没有突破，产品为国外技术所垄断），再与材质为钢、不锈钢、塑料、玻璃钢或钢衬橡胶塑料等的外壳，组装成石墨设备。工艺侧通过酸、碱等腐蚀性介质物料，服务侧通过蒸汽、水、导热油等介质，冷热介质通过石墨换热块产生热交换，从而使工艺侧介质达到生产所要求的工况温度，满足生产工艺设计要求。
4.而实际在有些工厂，因为特种设备安全、环保或投资投入较大或使用煤、天然气能耗高等各方面的原因，现场无法配备蒸汽（或热水或导热油）锅炉，所以没有蒸汽、水、导热油等热源，从而不具备产生冷热介质热交换的条件，导致传统的石墨热交换器无法使用，因此无法满足生产工艺要求而影响生产。


技术实现要素：

5.为了克服上述不足，本实用新型提供一种电磁加热块孔式石墨加热装置，本产品为通过电磁线圈感应密封壳体内的多晶体人造石墨换热块，使石墨换热块自身发热，从而加热流过石墨块孔内的腐蚀介质；并且本产品可以代替传统的需要蒸汽等介质热源来加热的换热系统及换热设备；可以有效地解决在没有热源介质（蒸汽、热水、导热油等）的情况下，工艺侧腐蚀介质的加热问题。
6.本实用新型提供的一种电磁加热块孔式石墨加热装置，在不改变原生产线工艺、设备的前提下，可以有效地解决工厂腐蚀介质的加热问题，满足生产工艺，提高生产效率，降低生产成本；而且还可以省去用其他热源所需要配备的管道、管件、各种阀门、控制系统等一系列设备、备件投入，并且大大降低了维护运营成本。
7.本实用新型提供了一种电磁加热块孔式石墨加热装置，包括石墨发热块和加热器
外壳结构，石墨发热块为圆柱体结构，其内部沿轴向布设有若干通孔；加热器外壳结构内部设有一块或若干块石墨发热块，加热器外壳结构包括底座、加热器筒体、盖板；加热器筒体外侧设有耐高温电磁线圈，耐高温电磁线圈与机电控制柜连接。
8.所述加热器筒体的底座、顶部盖板与腐蚀介质连接，底部设有介质进口管道，顶部设有介质出口管道；筒体为耐80-240℃温度、耐-0.1-1.6mpa压力、耐腐蚀的非金属材料，并在其表面设置保温隔热层。
9.所述石墨发热块内部通孔的孔径为6-50mm，孔间距为3-50mm。
10.在加热器外壳结构内部设置若干块石墨发热块，相邻石墨发热块的通孔对应设置。
11.所述机电控制柜内设有电磁感应加热装置、空气开关、漏电保护、plc模块控制器、触屏控制器、风扇；所述耐高温电磁线圈与电磁感应加热装置连接，电磁感应加热装置包括电磁加热控制器、温控探头。进一步地，在耐高温电磁线圈外围设有塑料防护罩，起到屏蔽辐射和保护的作用。更进一步地，防护罩内设有风扇，温度高时启动，对线圈起到降温的作用。
12.加热器外壳结构的顶部设有吊环，底部设有吊耳。便于安装、拆卸设备。
13.电磁加热块孔式石墨加热装置用于酸洗介质时，加热器筒体内设有若干块有序排列的石墨发热块，加热器筒体通过介质进、出口管道与酸洗槽连接，在石墨加热器酸液介质进出口管道内或酸洗槽设有一个或多个温控探头，温控探头连接电磁加热控制器，根据预设的温度进行智能控制。
14.本实用新型提供的电磁加热块孔式石墨加热装置，带来的有益效果：
15.（1）本实用新型提供的电磁石墨加热器主要的突出优点是加热速度块、热效率高、低功率、0排放、0污染、易操作、不受环境及工况的限制；
16.（2）解决了在没有加热介质热源（锅炉产生蒸汽或热水、导热油等）的各类腐蚀行业领域，因无法使用现有的石墨换热器及其他金属或非金属换热设备，导致无法达到或保持各种酸洗工况所要求的工艺温度，以致无法进行生产或生产效率降低；或有加热介质热源但能耗、运营维护等成本高的问题，可以替代以上传统的加热设备及加热控制系统。
17.（3）相对于传统的酸洗加热系统（蒸汽或热水、导热油等为热源，需要管路、热交换器、各种蝶阀、疏水阀、闸阀、截止阀、单向阀、安全阀等各种阀门、气动或电动控制系等），该系统投入成本低、配套附属设备少，不容易损坏，安装简单方便，运营、维护成本低等优势。
18.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为石墨发热块的结构示意图。
21.图中1为机电控制柜，2为耐高温电磁线圈，3为石墨发热块，4为加热器筒体，5为介质进口管道，6为介质出口管道，7为吊环，8为吊耳。
具体实施方式
22.实施例：
23.如图1和2所示，一种电磁加热块孔式石墨加热装置，包括石墨发热块3和加热器外壳结构，石墨发热块3为圆柱体结构，其内部沿轴向布设有若干通孔；加热器外壳结构内部设有一块或若干块石墨发热块3，加热器外壳结构包括底座、加热器筒体4、盖板；加热器筒体4外侧设有耐高温电磁线圈2，耐高温电磁线圈2与机电控制柜1连接。
24.所述加热器筒体4的底座、顶部盖板与腐蚀介质连接，底部设有介质进口管道5，顶部设有介质出口管道6；筒体为耐80-240℃温度、耐-0.1-1.6mpa压力、耐腐蚀的非金属材料（氟塑等），并在其表面设置保温隔热层。
25.所述石墨发热块3内部通孔的孔径为6-50mm，孔间距为3-50mm。
26.所述机电控制柜1内设有电磁感应加热装置、空气开关、漏电保护、plc模块控制器、触屏控制器、风扇；所述耐高温电磁线圈2与电磁感应加热装置连接，电磁感应加热装置包括电磁加热控制器、温控探头。进一步地，在耐高温电磁线圈外围设有塑料防护罩，起到屏蔽辐射和保护的作用。更进一步地，防护罩内设有风扇，温度高时启动，对线圈起到降温的作用。
27.加热器外壳结构的顶部设有吊环7，底部设有吊耳8。便于吊装设备。
28.具体制作方式如下：
29.首先需加工制作一套加热器外壳结构，其由底座接酸口、加热器筒体4、盖板接酸口等组成，加热器外壳结构使用的是耐一定温度、一定压力、耐腐蚀的非金属材料。如塑料或氟塑料或功能性复合材料等，如聚四氟乙烯ptfe等氟塑料、聚丙烯pp玻璃钢等。外壳用1-3cm厚玻璃纤维毯或硅酸铝或矿棉等防火保温材料、缠绕耐高温布做保温隔热处理。
30.其次制作至少一块或若干块圆块孔式石墨发热块。将石墨发热块置于上述的加热器外壳结构内。石墨发热块的工艺孔孔径大小及排列，以及石墨块直径、高度和石墨块数量，根据换热面积的大小确定。电加热块孔式石墨换热装置的换热面积及选型根据各生产现场的工艺工况要求来计算选型设计确定。
31.再次根据换热功率大小，配套一套或多套机电控制柜，并配套相应一组或多组的适当电流的耐高温电磁线圈2，及触屏控制显示器，温控探头、防屏蔽磁条等，组成一套或多套电磁加热系统。
32.最后将至少一块或若干块石墨发热块装入加热器外壳结构内。组装完毕后在壳体保温隔热层外按要求缠绕耐高温电磁线圈。并连接机电控制柜内部的电磁感应加热装置，包括：电磁加热控制器、温控探头，高温线圈等组成一整套完整的电磁加热石墨加热器系统。现场安装完成后可以在线圈或设备主体外套一件塑料防护罩（如需要）可以防止电磁辐射及现场环境因滴酸漏酸等对线圈或设备造成的腐蚀损坏。
33.电磁加热块孔式石墨加热装置用于酸洗介质时，加热器筒体4内设有若干块有序排列的石墨发热块，加热器筒体通过介质进、出口管道与酸洗槽连接，在石墨加热器酸液介质进出口管道内或酸洗槽设有一个或多个温控探头，温控探头连接电磁加热控制器，根据预设的温度进行智能控制。
34.本实用新型是利用电磁感应原理将电能转换成热能，是将220v或380v，50/60hz的交流电整流变成直流电，再将直流电转换成频率为0.5-100khz的高频电流，通过线圈产生交变磁场，当磁力线通过在密封壳体内的石墨换热块时，在石墨材料内形成无数小涡流，使石墨材料本身自行发热，而石墨碳材料又耐重腐蚀，从而达到加热石墨块孔内流过的腐蚀
介质的目的。而石墨发热块设计成类似于传统块孔式石墨换热器内“蜂窝煤”状的石墨换热单元块，加大了介质接触面积，增大了热交换面积，从而提高了电磁转化热能的效率以及热能的使用效率。
35.以上所述为本实用新型的优选方案，但其保护范围不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案及思路，以及对其进行的改造和变化都在本实用新型的保护范围之内。