CN102353273A - 一种石灰窑低温热能利用的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石灰窑低温热能利用的方法和装置，装置包括工质预热器、蒸汽发生器、活塞式液压泵、压力调节装置、蒸汽调节装置和液压动力设备。用石灰窑生产的低温气体预热工质，用冷却石灰窑燃烧梁和下抽吸梁的循环导热油将预热后的工质加热汽化，用气化后的工质驱动活塞式液压泵为传动液体加压，用加压后的传动液体驱动石灰窑的动力设备。本发明通过换热器和蒸汽发生器，把石灰生产中的低温热能转化为蒸汽，再利用活塞式液压泵将热能转化为动能，驱动石灰窑的动力设备，使低温热能得到充分利用，同时减少温室气体排放。本发明用于石灰窑低温热能回收利用，也可用于其它有低温热源系统的能量回收利用。

Description

一种石灰窑低温热能利用的方法和装置

技术领域

本发明属于热能回收利用技术领域，具体涉及一种石灰窑低温热能回收利用的方法和装置。

背景技术

石灰是重要的建筑材料，也是冶金、化工领域的重要原料。采用梁式石灰窑是石灰生产的新技术。窑体内分预热带、煅烧带和冷却带，煅烧带设有燃烧梁，燃烧梁设有烧嘴，喷出燃料和助燃空气燃烧煅烧物料。预热带设有上抽吸梁抽出烟气，冷却带设有下抽吸梁抽出冷却石灰产品后的热空气，燃烧梁和下抽吸梁的梁体都设有冷却梁体的冷却通道。为利用余热和降低能量消耗，上抽吸梁抽出烟气和下抽吸梁抽出的高温气体通过换热器换热方法预热燃料气或/助燃空气后到排放系统排放。但是预热燃料气或/和助燃空气后排出的气体仍有100～200℃，排放到大气，造成能源浪费。燃烧梁和下抽吸梁在工作过程中需要导热油循环冷却梁体，带走一部分热量，不仅浪费热能，还增加了设备成本和操作费用。

目前低温余热回收利用技术主要有换热器、水蒸气循环动力技术和卡林纳技术。这些技术不适合石灰窑废热的回收利用。公开号为CN101333946A的中国发明专利申请公开了“一种用于低温热能回收的动力循环装置”，该装置包括热源管道、循环装置和循环工质。循环装置包含发电机，与发电机传动连接的透平，以及与透平排气口依次连接的空气凝结器，冷凝箱、循环泵和蒸汽发生器。所述蒸汽发生器与透平进气口连接，组成循环回路。所述热源管道与蒸汽发生器连接提供热能，循环工质为R123和R124a。该专利申请的设备复杂，并且不能直接用于驱动石灰窑装置的动力设备。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种石灰窑低温热能利用的方法，使石灰窑的低温热能转化为动能，驱动石灰窑的动力设备。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的低温热能利用的装置。

本发明提供的石灰窑低温热能利用的方法，用石灰窑产生的低温气体预热工质，用冷却石灰窑燃烧梁和下抽吸梁的循环导热油将预热后的工质加热汽化，用汽化后的工质驱动活塞式液压泵为传动液体加压，再用加压后的传动液体驱动石灰窑的动力设备。

低温气体包括石灰窑预热燃料或/和助燃空气后的烟气、预热燃料或/和助燃空气后的下抽吸梁抽出气体。下抽吸梁抽出气体为冷却石灰产品后的气体。动力设备包括导热油循环泵、窑顶料钟开闭装置、窑下出灰装置、助燃风机、冷却风机和废气排放引风机，不排除其它液压动力设备。工质为水、氟利昂、甲醇或乙醇，优选工质为水，使用其它工质也是本发明的保护范围。

本发明使用的低温气体的温度为50～250℃，汽化后工质的压力为0.3～10.0MPa。

本发明提供一种石灰窑低温热能利用的装置，包括工质储罐、工质预热器、蒸汽发生器、蒸汽调节装置和动力设备。工质预热器的一路入口与废烟气管路连接，出口与排放系统连接，蒸汽发生器的一路入口与高温导热油管路连接，出口与导热油返回管路连接。装置还设有活塞式液压泵和压力调节装置，所述活塞式液压泵包括驱动部分和液压部分。工质储罐通过管路连接到工质预热器的入口，工质预热器的出口连接到蒸汽发生器的入口，蒸汽发生器出口通过蒸汽调节装置连接到活塞式液压泵的驱动气体入口，活塞式液压泵液压部分通过压力调节装置连接到动力设备。

工质预热器为管壳式、列管式或蛇管式换热器，蒸汽发生器为管壳式、蛇管式或锅炉式蒸发器。蒸汽调节装置包括蒸汽储罐、压力调节器和疏水器。压力调节装置包括压力调节器、传动液体储罐和管路。根据不同热源的温度差异可以设置2～4台工质预热器，阶段升温预热工质。

本发明通过换热器和蒸汽发生器，把石灰生产中的低温热能转化为蒸汽，再利用塞式液压泵将热能转化为动能，驱动石灰窑的动力设备，使低温热能得到充分利用，同时减少温室气体排放。由于低温热能的利用，降低了石灰生产能耗。本发明用于石灰窑低温热能回收利用，也可用于其它有低温热源系统的能量回收利用。

附图说明

图1为本发明石灰窑低温热能利用的流程示意图。

其中

1-工质预热器、2-盘管、3-蒸汽发生器、4-蒸汽调节装置、5-活塞式液压泵、6-压力调节装置、7-动力设备、8-壳程、9-管程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明低温热能利用的装置，包括工质储罐、工质预热器1、蒸汽发生器3、蒸汽调节装置4和动力设备7，动力设备为液压式动力设备。动力设备包括导热油循环泵、窑顶料钟开闭装置、窑下出灰装置、助燃风机、冷却风机和废气排放引风机。蒸汽调节装置4包括蒸汽储罐、压力调节器和疏水器。装置还设有活塞式液压泵5和压力调节装置6，活塞式液压泵包括驱动部分和液压部分，压力调节装置包括压力调节器、传动液体储罐和管路。工质预热器为管壳式换热器，工质走壳程8，低温废热气体走管程9。工质预热器管程9的入口与废烟气管路连接，出口与排放系统连接。蒸汽发生器为盘管式蒸发器，蒸汽发生器的盘管2入口与导热油燃烧梁和下抽吸梁导热油出口连接，出口通过循环泵连接到燃烧梁和下抽吸梁的导热油入口。所用的工质为水，液压传动液体为润滑油。工质储罐通过管路连接到工质预热器壳程的入口，工质预热器的出口连接到蒸汽发生器的入口，蒸汽发生器出口通过蒸汽调节装置连接到与活塞式液压泵的驱动气体入口，活塞式液压泵液压系统通过压力调节装置连接到液压动力设备。

本发明低温热能利用的过程是：水由工质储罐用泵送入工质预热器1的壳程，石灰窑顶上抽吸梁抽出的烟气，预热燃料后的温度为150℃。下抽吸梁抽出冷却带冷却石灰产品后的高温气体，预热助燃空气后温度降为180℃。将两股气体汇合，通过管路送入工质预热器1的的管程入口。气体经过工质预热器中的管程，放出热量将水预热至80～90℃，然后经管程出口到排放系统排放。升温后的水进入蒸汽发生器3，用高温循环导热油加热汽化，进入蒸汽发生器的循环导热油温度为250～300℃。放出热量的循三环导热油返回石灰窑冷却燃烧梁和下抽吸梁，水蒸气从蒸汽发生器上部出去进入蒸汽储罐，由压力调节器调节蒸汽的压力，控制压力0.4～0.6KPa。用蒸汽驱动活塞式液压泵5为密闭的压力系统加压，压力系统包括压力调节装置6、传动管路。通过传动管路将压力传送到液压动力设备，驱动动力设备动作。液压动力设备由控制系统根据工艺要求自动调节运行。

Claims (10)

1.一种石灰窑低温热能利用的方法，其特征是：用石灰窑生产的低温气体预热工质，用冷却石灰窑燃烧梁和下抽吸梁后的循环导热油将预热后的工质加热汽化，用汽化后的工质驱动活塞式液压泵为传动液体加压，再用加压后的传动液体驱动石灰窑的动力设备。

2.根据权利要求1所述石灰窑低温热能利用的方法，其特征是：所述低温气体包括石灰窑预热燃料或/和助燃空气后的废烟气、预热燃料或/和助燃空气后的下抽吸梁抽出气体。

3.根据权利要求1所述石灰窑低温热能利用的方法，其特征是：所述动力设备包括：导热油循环泵、窑顶料钟开闭装置、窑下出灰装置、助燃风机、冷却风机和废气排放引风机。

4.根据权利要求1所述石灰窑低温热能利用的方法，其特征是：所述工质为水、氟利昂、甲醇或乙醇。

5.根据权利要求1或2所述石灰窑低温热能利用的方法，其特征是：所述低温气体的温度为50～250℃。

6.根据权利要求1所述石灰窑低温热能利用的方法，其特征是：所述汽化后工质的压力为0.3～10.0MPa。

7.一种石灰窑低温热能利用的装置，包括工质储罐、工质预热器(1)、蒸汽发生器(3)、蒸汽调节装置(4)和动力设备(7)，所述工质预热器的一路入口与废烟气管路连接，出口与排放系统连接，所述蒸汽发生器的一路入口与高温导热油管路连接，出口与导热油返回管路连接，其特征是：所述装置还设有活塞式液压泵(5)和压力调节装置(6)，所述活塞式液压泵包括驱动部分和液压部分；工质储罐通过管路连接到工质预热器的入口，工质预热器的出口连接到蒸汽发生器的入口，蒸汽发生器出口通过蒸汽调节装置连接到活塞式液压泵的驱动部分气体入口，活塞式液压泵的液压部分通过压力调节装置连接到动力设备(7)。

8.根据权利要求7所述石灰窑低温热能利用的装置，其特征是：所述工质预热器(1)为管壳式、列管式或蛇管式换热器，所述蒸汽发生器为管壳式、蛇管式或锅炉式蒸发器。

9.根据权利要求7所述石灰窑低温热能利用的装置，其特征是：所述蒸汽调节装置(4)包括蒸汽储罐、压力调节器和疏水器，所述压力调节装置包括压力调节器、传动液体储罐和管路。

10.根据权利要求7所述石灰窑低温热能利用的装置，其特征是：所述工质预热器为2～4台。