CN108007223A - 履带式电石余热回收装置及回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带式电石余热回收装置及回收方法，包括履带式换热装置，包括循环转动的环形履带、设置在环形履带外表面且等距间隔设置的条形电石模具，所述电石炉的电石液出料口位于环形履带一侧端部的电石模具上方，所述环形履带由设置在两侧的支架支撑，环形履带的上下履带之间设置有储液槽，所述储液槽内盛装有液态金属且包括第一介质进口和第一介质出口，所述环形履带能够随着电石磨具内电石液的重力作用而下降至储液槽中；余热锅炉，具有与第一介质出口连通的第二介质进口和与第一介质进口连通的第二介质出口。本发明具有结构简单、成本低、性能高、工艺简明、操作难度低等优点，能较大程度上提升企业生产效率。
Description
技术领域
本发明属于电石余热回收技术领域，特别是涉及一种履带式电石余热回收装置及回收方法。
背景技术
随着我国电石行业的发展，截止到2016年底，据不完全统计，国内电石生产企业有220加，产生达到4500万吨/年，中国成了世界上电石产量和消费量最大的国家。众所周知，电石炉气具有本身的潜热和显热特性。对于单台4.5万吨/年电石炉回收利用炉气热能，相当于节约标准煤7000吨；如果以我国电石生产能力2200万吨年推算，全国每年可以节约标准煤330～350万吨。
出炉的熔融电石温度高达2000-2300度，其热焓高，热量大；现有的电石生产厂中，通常是待熔融状态电石排出炉后，放置在空气中靠长时间自然冷却或鼓风强制冷却固化，这种让大量热能任意散失的工艺是不合理的。其主要缺点是：一、熔融电石固化时放出的溶解热(潜热)和固化后降温过程放出的热量(显热)均未被回收利用，造成了大量热能的浪费；二、自然放置冷却所需时间较长，生产效率低，又因固化冷却过程是在室内进行的，需要较大的建筑面积，采用鼓风机强制冷却又需要消耗大量电能；三、在自然冷却过程中由于电石本身热量过高在散热过程中电石会部分挥发，从而造成极大的材料损失；四，为了便于运输和存放，冷却后的电石需要经过粉碎机粉碎后进行保存。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种履带式电石余热回收装置及回收方法，以解决电石液物料热量回收难的问题。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种履带式电石余热回收装置，包括：
电石炉，设有电石液出料口；
履带式换热装置，包括循环转动的环形履带、设置在环形履带外表面且等距间隔设置的条形电石模具，所述电石炉的电石液出料口位于环形履带一侧端部的电石模具上方，所述环形履带由设置在两侧的支架支撑，环形履带的上下履带之间设置有储液槽，所述储液槽内盛装有液态金属且包括第一介质进口和第一介质出口，所述环形履带能够随着电石磨具内电石液的重力作用而下降至储液槽中，；
余热锅炉，具有与第一介质出口连通的第二介质进口和与第一介质进口连通的第二介质出口。
进一步地，所述环形履带上还罩设有电石液辐射回收罩，所述电石液辐射回收罩的顶部内设置有蛇形的换热流道，所述换热流道的进口和出口与所述余热锅炉的第二介质进口和第二介质出口连通形成闭合的循环回路，所述换热管道内盛装有液态金属。
进一步地，所述履带式换热器另一侧端部的下方设置有输送机，所述输送机末端的下方设置有粉碎机。
进一步地，所述粉碎机的出料口连接有电石风冷***，所述电石风冷***包括滚筒、位于滚筒内的螺旋转轴、以及位于滚筒两侧的冷风进口和热风出口。
进一步地，所述储液槽内的深度自两侧向中间逐渐加深。
进一步地，所述环形履带的上履带上方还设置有弧形压板，所述压板与电石模具的顶面接触，所述弧形压板的高度为可调节的。
进一步地，相邻两个电石模具之间的间距为50-300mm。
本发明还提供一种包括上述的履带式电石余热回收装置的回收方法，其包括以下步骤：
S1)经过电石炉熔融后的电石液通过电石液出料口分别流入至履带式换热器上的电石模具中，电石模具在环形履带的转动下而进入至储液槽中，电石模具在电石液重力作用下而与储液槽内的液体相接触；
S2)储液槽中的液态金属液体在电石模具的间隙中流动以与高温电石液进行热交换；
S3)通过控制储液槽内液态金属液体的流速来控制电石模具中电石液的冷却温度；
S4)流经储液槽后的电石液凝固成电石块，凝固的电石块温度为200-800℃。进一步地，还包括以下步骤：
S5)凝固的电石块通过输送机输送至粉碎机中进行粉碎操作；
S6)经过粉碎机处理后的电石块还可通入至电石风冷***中以进行最后的冷却操作；
S7)将经过电石风冷***处理后的电石块运输或存储。
进一步地，在所述S3中电石液的流速为1.5-5m/s。
本发明的履带式输送换热器是一种利用电机驱动履带运行，带动液态物料实现相变输送，粉碎同时使液态金属或其他换热介质与物料对流换热，已达到换热目的的机械。
此外，本发明的履带输送换热器能水平输送，具有结构简单、横截面积小、操作方便、维修容易、便于封闭运输等优点；同时解决电石液物料热量难以回收的问题。
现对于现有技术，本发明还具有如下有益效果：
1.本发明相对于现有技术的电石余热回收装置，大大提高了电石余热回收的安全性能，且该装置的制造成本低。
2.履带式输送换热器打破了传统换热器只能通过气液换热的局限性，可直接吸收物料辐射热，换热效率更高，热量利用更加充分，更大程度的利用余热为企业带来利益。
3.履带式输送换热器由于其先进的换热技术，很大程度的缩短物料冷却时间。
4.履带式输送换热器具有结构简单、成本低、性能高、工艺简明、操作难度低的特点，能较大程度上提高企业生产效率。
5.履带式输送换热器改善工人工作环境，避免热污染以及热量的浪费。消除了生产中的安全隐患，避免了因人工破碎物料的粉料形成，节省了车间人力物力及场地的占用等优点。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的储液槽的结构示意图；
图3为本发明优选实施例的结构示意图；以及
图4为本发明另一实施例的结构示意图。
附图标记
电石炉10；电石液出料口11；履带式换热装置20；环形履带21；电石模具22；支架23；储液槽24；第一介质进口25；第一介质出口26；弧形压板27；预热锅炉30；第二介质进口31；第二介质出口32；电石液辐射回收罩40；输送机50；粉碎机60；电石风冷***70；滚筒71；螺旋转轴72；冷风进口73；冷风出口74。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施例进行详细地描述。
参考附图，本发明提供一种履带式电石余热回收装置，其包括电石炉10、履带式换热装置20以及余热锅炉30。其中，电石炉设有电石液出料口11，履带式换热装置包括循环转动的环形履带21、设置在环形履带外表面且等距间隔设置的条形电石磨具22(如在附图中所示出的，该电石磨具均平行等间距地设置在环形履带上)，电石炉的电石液出料口11位于环形履带一侧端部的电石磨具上方，通过电石液出料口以将电石炉内的电石液流入至电石磨具中。环形履带支撑设置在位于两侧的支架23上，环形履带的上下履带(上履带是指转动至上方的水平的环形履带部分，下履带是指转动至下方的水平的环形履带部分)之间设置有储液槽24，储液槽内盛装有液态金属且包括第一介质进口25和第一介质出口26，余热锅炉30具有与第一介质出口26连通的第二介质进口31和与第一介质进口25连通的第二介质出口32以形成闭合的循环回路，使得储液槽内的液态金属作为中间换热介质循环使用。
本发明的环形履带设置为能够随着电石磨具内电石液的重力作用而下降至储液槽中以电石磨具中的电石液与储液槽中的液体进行热交换，具体地在实际使用中，环形履带可根据实际的需要来调节环形履带的松紧从而调节环形履带在电石液重力作用下而下降至储液槽中的深度。优选地，储液槽中液体的深度小于电石磨具的高度从而避免电石磨具在下降时储液槽中的液体没过电石磨具。
在优选实施例中，如在图3中所示出的，环形履带上还罩设有电石液辐射回收罩40，电石液辐射回收罩40的顶部内设置有蛇形的换热流道，换热流道的进口和出口与余热锅炉的第二介质进口和第二介质出口连通形成闭合的循环回路以回收高温电石液的辐射热量，换热管道内盛装有液态金属。
在本实施例中通过电石液辐射回收罩的设置，可以辅助履带式换热装置进行辐射热的余热回收，避免电石液暴露在空气中造成的热量损失，提高了热量回收率，有限地，电石液辐射回收罩内的液态金属流向与环形履带的运行方向相反。
为了便于收集冷却的电石块，履带式换热器另一侧端部(即，与电石炉的电石液进料口相对的一侧)的设置有输送机50，输送机末端的下方设置有粉碎机60，通过粉碎机将冷却后的电石块粉碎成要求大小的物料。优选地，由于经过粉碎机粉碎的物料中含有余热(温度大约为700-800℃)时，此时的温度未达到运输和回收的温度时，粉碎机的出料口还连接有电石风冷***70，该电石风冷***包括滚筒71、位于滚筒内的螺旋转轴72、以及位于滚筒两侧的冷风进口73和热风出口74。冷风的运行方向与滚筒内物料的运行方向相反以充分地吸收热量，此时经过电石风冷***处理后的电石块温度可达150-200℃，可用于存储或运输。
在再一优选实施例中，如在图2中所示出的，储液槽内的深度为自两侧向中间逐渐加深，通过这种结构，环形履带上的电石模具可自一侧逐步进入至储液槽中并逐步向上运行，最后运行至下方后电石磨具内的电石块自动落下。优选地，为了确保环形履带的电石模具能够充分地与储液槽中的液体接触换热，环形履带的上履带上方还设置有弧形压板27，该压板与电石磨具的顶面接触以将电石模具压入至储液槽的预定位置中，优选地，压板的高度为可调节的，从而调节电石模具进入储液槽的深度。该压板可为设置在中间的圆弧形，或者与储液槽的相近似的形状，亦可为其他任意合适的形状，在此并不对压板的形状进行限定。
为了确保液态金属能够在电石模具的间隙中顺畅的流动同时能够实现换热，两个电石模具之间的间距为50-300mm。
本发明还提供了一种包含上述的履带式电石余热回收装置的回收方法，其包括以下步骤：
S1)经过电石炉10熔融后的电石液通过电石液出料口11分别流入至履带式换热器20上的电石模具22中，电石模具在环形履带21的转动下而进入至储液槽中，电石模具在电石液重力作用下下降从而与储液槽内的液体相接触；
S2)储液槽中的液态金属液体在电石模具的间隙中流动以与高温电石液进行热交换；
S3)通过控制储液槽内液态金属液体的流速来控制电石模具中电石液的冷却温度，具体地，电石液的流速可为1.5-5m/s；
S4)流经储液槽后的电石液凝固成电石块，凝固的电石块温度为200-800℃；
S5)凝固的电石块通过输送机50输送至粉碎机60中进行粉碎操作；
S6)当S4)中的电石块温度大于200℃时，则将经过粉碎机处理后的电石块通入至电石风冷***70中以进行最后的冷却操作；
S7)将经过电石风冷***处理后的电石块运输或存储。
现对本发明的利用液态金属作为中间介质的回收***与常规换热介质进行对比：
液态金属常温下呈现液态，具有极高的导热与导电能力，相变潜热大，且物化性质稳定，无毒无害，由于物化性质稳定，与大多数物质不产生反应，安全环保。散热过程是没有任何的运动部件，寿命长。
传统流动传热介质为工业软水及导热油，由于其自身属性，其挥发点为140℃-600℃，且温度达到其挥发点后，随温度提升，其内部压力相应提高，换热性能下降。导致承载管道压力增高，换热效率骤减。且由于生产工艺等因素，导致工艺核心设备温差过大，使之管理难度加大，设备极易损害，生产成本增加。
结合以上传热介质理化指标分析，液态金属换热器对比传统换热介质在高温领域拥有绝对性优势，可完美应用于工艺温度700℃以上及有温度精控需求的工业企业内。
Claims (10)
1.一种履带式电石余热回收装置，其特征在于，包括：
电石炉(10)，设有电石液出料口(11)；
履带式换热装置(20)，包括循环转动的环形履带(21)、设置在环形履带外表面且等距间隔设置的条形电石模具(22)，所述电石炉的电石液出料口(11)位于环形履带一侧端部的电石模具上方，所述环形履带由设置在两侧的支架(23)支撑，环形履带的上下履带之间设置有储液槽(24)，所述储液槽内盛装有液态金属且包括第一介质进口(25)和第一介质出口(26)，所述环形履带能够随着电石磨具内电石液的重力作用而下降至储液槽中；
余热锅炉(30)，具有与第一介质出口(26)连通的第二介质进口(31)和与第一介质进口(25)连通的第二介质出口(32)。
2.根据权利要求1所述的履带式电石余热回收装置，其特征在于：所述环形履带上还罩设有电石液辐射回收罩(40)，所述电石液辐射回收罩的顶部内设置有蛇形的换热流道，所述换热流道的进口和出口与所述余热锅炉的第二介质进口和第二介质出口连通形成闭合的循环回路，所述换热管道内盛装有液态金属。
3.根据权利要求1所述的履带式电石余热回收装置，其特征在于：所述履带式换热器另一侧端部的下方设置有输送机(50)，所述输送机末端的下方设置有粉碎机(60)。
4.根据权利要求3所述的履带式电石余热回收装置，其特征在于：所述粉碎机的出料口连接有电石风冷***(70)，所述电石风冷***包括滚筒(71)、位于滚筒内的螺旋转轴(72)、以及位于滚筒两侧的冷风进口(73)和热风出口(74)。
5.根据权利要求1所述的履带式电石余热回收装置，其特征在于：所述储液槽内的深度自两侧向中间逐渐加深。
6.根据权利要求1或5所述的履带式电石余热回收装置，其特征在于：所述环形履带的上履带上方还设置有弧形压板(27)，所述压板与电石模具的顶面接触，所述弧形压板的高度为可调节的。
7.根据权利要求1所述的履带式电石余热回收装置，其特征在于：相邻两个电石模具之间的间距为50-300mm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的履带式电石余热回收装置的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1)经过电石炉(10)熔融后的电石液通过电石液出料口(11)分别流入至履带式换热器(20)上的电石模具(22)中，电石模具在环形履带(21)的转动下而进入至储液槽中，电石模具在电石液重力作用下而与储液槽内的液体相接触；
S2)储液槽中的液态金属液体在电石模具的间隙中流动以与高温电石液进行热交换；
S3)通过控制储液槽内液态金属液体的流速来控制电石模具中电石液的冷却温度；
S4)流经储液槽后的电石液凝固成电石块，凝固的电石块温度为200-800℃。
9.根据权利要求8所述的履带式电石余热回收方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S5)凝固的电石块通过输送机(50)输送至粉碎机(60)中进行粉碎操作；
S6)经过粉碎机处理后的电石块还可通入至电石风冷***(70)中以进行最后的冷却操作；
S7)将经过电石风冷***处理后的电石块运输或存储。
10.根据权利要求8所述的履带式电石余热回收方法，其特征在于：在所述S3中电石液的流速为1.5-5m/s。
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