CN101298963B - 石墨化炉烟道式余热换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及余热利用技术领域，特别是指一种石墨化炉烟道式余热换热装置。包括烟气收集系统、换热系统、以及烟气排放系统；其中烟气收集系统包括包覆于石墨化炉排气口外侧的集气罩，集气罩的排气口连通换热系统中烟道的进气入口；换热系统包括与进气端与烟气收集系统中集气罩排气口连通的烟道，烟道排气端连通烟气排放系统，烟道内设置有换热管，换热管内盛装有液态工质，换热管的入口接高压泵，换热管的出口接能量转换装置；烟气排放系统包括烟囱、设置于换热系统的烟道排气端与烟囱之间的除尘装置以及引风机。本发明解决了现有技术存在的能源浪费、污染环境等问题，具有能有效减轻环境污染，余热利用率高等优点。

Description

石墨化炉烟道式余热换热装置

技术领域

本发明涉及余热利用技术领域，特别是指一种石墨化炉烟道式余热换热装置。

背景技术

目前，国内生产石墨电极的石墨化炉常用的是艾奇逊炉。靠大电流对以石油焦为主要原料的碳棒进行高温石墨化，石墨化炉内部温度高达2000℃以上，石墨电极生产行业是高能耗产业，在生产石墨电极的高温石墨化过程中，耗能非常巨大，据统计，生产一炉石墨电极，需消耗30-50万度电，在高温石墨化过程中，产生大量的高温烟气以及大量的粉尘，烟气温度高达600℃-800℃，高温烟气中蕴含着大量的热能，目前都是直接排放，不仅造成极大的能源浪费，而且污染环境。

发明内容

本发明的目的是针对石墨电极生产行业存在的能源浪费以及环境污染问题而设计的石墨化炉烟道式余热换热装置。

本发明的整体技术构思是：

石墨化炉烟道式余热换热装置，包括烟气收集系统、换热系统、以及烟气排放系统；

A、烟气收集系统包括包覆于石墨化炉排气口外侧的集气罩，集气罩的排气口连通换热系统中烟道的进气入口；

B、换热系统包括进气端与烟气收集系统中集气罩排气口连通的烟道，烟道排气端连通烟气排放系统，烟道内设置有换热管，换热管内盛装有液态工质，换热管的入口接高压泵，换热管的出口接能量转换装置；

C、烟气排放系统包括烟囱、设置于换热系统的烟道排气端与烟囱之间的除尘装置以及引风机。

本发明的具体技术措施有：

为便于对多台石墨化炉所排放的烟气进行收集，集气罩的排气口在烟道上间隔分布，集气罩可根据连接于一台(可移动式)或多台(固定式)石墨化炉上，当石墨化炉温度升高到一定温度时，将集气罩移动到石墨化炉上(可移动式)或打开与烟道进气口之间的阀门(固定式)，当石墨化炉温度降低，可将集气罩与烟道进气口连接处的阀门关掉，并将符合烟气温度要求的石墨化炉上的集气罩与烟道进气口连接处的阀门打开继续收集高温烟气。

显而易见的是，换热管优选的设置方案是在烟道径向上间隔设置、并沿其轴向延伸；其中更为优选的技术方案是换热管在烟道径向上等角度间隔设置、并沿其轴向延伸。

换热管的出口经集气装置、管道接能量转换装置。

能量转换装置包括但不局限于汽轮机、锅炉或换热装置中的一种或其结合，其中换热管内的高压水吸热变为高温、高压蒸汽，进入集汽装置，通过管道进入可进入汽轮机发电，如果温度、压力达不到要求，则进入工业锅炉，与工业锅炉中的高温、高压水混合后，进一步加热，然后入汽轮机发电，或者通过换热器换热生产低温热水供取暖或洗浴使用。

为保证更为良好的换热效果，换热管内的液态工质的流动方向优选采用与烟道内烟气的流动方向相反。

引风机优选设于除尘装置的烟气出口与烟囱之间。

换热系统中的换热结构包括但不局限于采用换热管、换热板、换热腔结构等，均不脱离本发明的实质。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

该装置可广泛配套应用于石墨电极生产行业，作为其高温烟气余热换热利用装置，可以节约能源10％左右，并且能有效减轻环境污染，达到余热利用及节能减排的目的。

附图说明

本发明的附图有：

图1是本发明的整体结构示意图。

图中，1烟道排气端，2烟囱，3引风机，4除尘装置，5高压泵，6烟道，7烟气收集口，8石墨化炉，9集气罩，10集汽装置，11管道，12换热管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步描述，但不作为对本发明的限定。

本实施例的整体结构如图示，其中，包括烟气收集系统、换热系统、以及烟气排放系统；

A、烟气收集系统包括包覆于石墨化炉8排气口外侧的集气罩9，集气罩9的排气口连通换热系统中烟道6的进气入口；

B、换热系统包括进气端与烟气收集系统中集气罩9排气口连通的烟道6，烟道排气端1连通烟气排放系统，烟道6内设置有换热管12，换热管12内盛装有液态工质，换热管12的入口接高压泵5，换热管12的出口接能量转换装置；

C、烟气排放系统包括烟囱2、设置于换热系统的烟道排气端1与烟囱2之间的除尘装置4以及引风机3。

为便于对多台石墨化炉8所排放的烟气进行收集，集气罩9的排气口在烟道6上间隔分布，集气罩9可根据需要连接于多台石墨化炉8上，当石墨化炉8温度升高到一定温度时，将打开集气罩9与烟道6进气口之间的阀门，当石墨化炉8温度降低，可将集气罩9与烟道6进气口连接处的阀门关掉，并将符合烟气温度要求的石墨化炉8上的集气罩9与烟道6进气口连接处的阀门打开继续收集高温烟气。

换热管12设置方案是在烟道6径向上间隔设置、并沿其轴向延伸。

换热管12的出口经集气装置10、管道11接能量转换装置。

能量转换装置包括但不局限于汽轮机、锅炉或换热装置中的一种或其结合，其中换热管12内的高压水吸热变为高温、高压蒸汽，进入集汽装置10，通过管道11进入可进入汽轮机发电，如果温度、压力达不到要求，则进入工业锅炉，与工业锅炉中的高温、高压水混合后，进一步加热，然后入汽轮机发电，或者通过换热器换热生产低温热水供取暖或洗浴使用。

为保证更为良好的换热效果，换热管12内的液态工质的流动方向采用与烟道6内烟气的流动方向相反。

引风机3设于除尘装置4的烟气出口与烟囱2之间。

Claims (5)

1.石墨化炉烟道式余热换热装置，包括烟气收集系统、换热系统、以及烟气排放系统；其特征在于：

A、烟气收集系统包括包覆于石墨化炉(8)排气口外侧的集气罩(9)，集气罩(9)的排气口连通换热系统中烟道(6)的进气入口，集气罩(9)的排气口在烟道(6)上间隔分布；

B、换热系统包括进气端与烟气收集系统中集气罩(9)排气口连通的烟道(6)，烟道排气端(1)连通烟气排放系统，烟道(6)内设置有换热管(12)，换热管(12)内盛装有液态工质，换热管(12)的入口接高压泵(5)，换热管(12)的出口接能量转换装置，换热管(12)在烟道(6)径向上间隔设置、并沿其轴向延伸；

C、烟气排放系统包括烟囱(2)、设置于换热系统的烟道排气端(1)与烟囱(2)之间的除尘装置(4)以及引风机(3)。

2.根据权利要求1所述的石墨化炉烟道式余热换热装置，其特征在于所述的换热管(12)的出口经集气装置(10)、管道(11)接能量转换装置。

3.根据权利要求2所述的石墨化炉烟道式余热换热装置，其特征在于所述的能量转换装置包括汽轮机、锅炉或换热装置中的一种或其结合。

4.根据权利要求1所述的石墨化炉烟道式余热换热装置，其特征在于所述的换热管(12)内的液态工质的流动方向与烟道(6)内烟气的流动方向相反。

5.根据权利要求1所述的石墨化炉烟道式余热换热装置，其特征在于所述的引风机(3)设置于除尘装置(4)的烟气出口与烟囱(2)之间。

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