CN103383206B - 高温固体散料余热热管回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温固体散料余热热管回收系统，它由散料输送装置(1)、左内热管(2)、右内热管(3)、左外热管(4)、右外热管(5)、传动装置(6)、送风装置(7)、真空组件(8)、电控柜(9)、真空泵(10)组成。由传动装置(6)带动绞龙螺旋片(1-2)旋转，将进入的高温渣料翻转推动前行，同时加热内外热管工质，蒸发吸热，使渣料降温，工质蒸汽在内外热管翅片管内被吹过的空气冷凝，放出冷凝热，加热空气。其优点：1、渣料闭式干法降温，利用余热预热空气，节水、减排、节能、节地；2、采用绞龙翻转推进和内、外径向热管换热技术，换热快，效率高；3、采用两段内外热管、两种工质，解决了无法同时达到渣料温度降到较低、空气预热温度升到较高的难题。

Description

高温固体散料余热热管回收系统

技术领域

本发明所述的技术方案属于热交换设备领域，具体的讲，是属于在通入或穿过通道壁的封闭管道里有中间传热介质的凝结和蒸发的热交换设备领域，依据国际专利分类法，属于F28D 15/02。

背景技术

我国燃煤炉渣余热一般并不回收。其热量比例不大，仅占燃煤发热量的1％～2％，但燃煤总量巨大，也是不可忽视的宝贵资源。另外，燃煤炉渣大多为湿法处理，浪费了宝贵的水资源，并污染了环境。除了燃煤炉渣余热以外，炼钢、炼铁、水泥等工业也有大量固体炉渣、或其他固体散料余热，没有得到回收利用。

现有的技术，如我国专利号为200920076306.X，名称为《固体调味料干燥系统中的低温废气余热回收系统》，它包括除尘器、引风机、加热器和热管换热器，热管换热器包括第一进口、第一出口和第二进口、第二出口，热管换热器通过第一进口与除尘器连接，热管换热器通过第一出口与引风机连接，热管换热器通过第二出口与加热器连接，第二进口与外界空气连通。它把固体散料上方的低温废气利用热管回收，再加热新鲜空气，以降低燃料消耗。此固体余热是通过表层与空气对流换热。其不足之处：换热接触面小，换热量小，换热速度慢。

发明内容

本发明提出了一种高温固体散料余热热管回收系统，其工作原理如下：高温炉渣或其他固体散料，落入进料斗，自动进入一个平置的长环形筒内，此环行筒内筒焊接一绞龙螺旋片，它旋转时渣料不断被翻转并向前行。此内筒内还有一套筒，组成一个内径向热管。此套筒直径方向焊有多棑不同角向位置的翅片管，翅片管两端与内径向热管相通。高温渣料不断翻转前行时，内筒与套筒间的工质蒸发吸热，使渣料降温，蒸发的蒸汽通向翅片管，被套筒内吹过的空气冷却，冷凝后放出冷凝热加热空气，液体又回到内筒下部。此环行筒外筒，又是一个外径向热管的内筒，其外壁面基本全被工质包围。当高温渣料不断被翻转前行时，同时加热外径向热管的工质，工质沸腾蒸发吸热，使渣料不断降温，工质蒸汽进入上部多棑翅片管，同样被吹过的空气冷却，凝结成液体，放出冷凝热，加热空气，液体又落入外径向热管的下部。渣料前行到终端下部有一个出料口，落入储渣罐，可以打开出料底盖，定期回收。为了回收更多的渣料余热，使渣料温度降到最低，同时使被加热的空气充分吸收余热，使温度更高，本系统内外热管均分成两段，采用两种工质。空气进入段，也是渣料运行末端段，采用低蒸发温度的工质，使渣料温度降到较低；空气进入后半段，也是渣料进入前半段，采用较高蒸发温度的工质，使预热的空气达到较高的温度。

本发明的目的是这样实现的：本高温固体散料余热热管回收系统由散料输送装置、左内热管、右内热管、左外热管、右外热管、传动装置、送风装置、真空组件、电控柜、真空泵组成。散料输送装置的进料斗与左外热管联接，出料口与右外热管联接。左内热管外筒与右内热管外筒联接，一起与绞龙螺旋片联接，并通过绞龙螺旋片支承在左外热管、右外热管的内筒内。传动装置与左内热管外筒联接，并带动绞龙螺旋片转动。左外热管与右外热管联接，左外热管与送风装置的集气箱联接。右外热管与送风装置的稳压箱联接。左内热管、右内热管、左外热管、右外热管均与真空组件联接。电控柜通过电缆与传动装置、送风装置、真空泵相联，并通过导线和真空组件、本系统重要运行参数、重要安全监控参数传感器相联。抽真空时，真空泵通过导管与各真空组件联接。

散料输送装置由进料斗、绞龙螺旋片、出料口、储料罐和出料底盖组成。进料斗与左外热管联接，绞龙螺旋片与左内热管外筒、右内热管外筒联接，出料口与右外热管联接，出料口与储料罐联接，出料底盖与储料罐联接。

左内热管由左内热管外筒、内热管内筒、左内热管环形盖板、内热管翅片管、左内热管A工质、左内热管右环形隔板、真空组件组成。左内热管A工质通过真空组件注入左内热管外筒下部，其余各部件之间均相互联接。

右内热管由右内热管外筒、内热管内筒、右内热管右环形盖板、内热管翅片管、右内热管B工质、真空组件组成。右内热管B工质通过真空组件注入右内热管外筒下部，其余各部件之间均相互联接。

左外热管由左外热管外筒、外热管内筒、外热管下盖板、外热管上盖板、外热管翅片管、左外热管左盖板、左外热管右隔板、左外热管A工质和真空组件组成。左外热管A工质通过真空组件注入左外热管外筒下部，其余各部件之间均为焊接联接。

右外热管由右外热管外筒、外热管内筒、外热管下盖板、外热管上盖板、外热管翅片管、右外热管右盖板、右外热管B工质、右外热管出料口、真空组件组成。右外热管B工质通过真空组件注入右外热管外筒下部，其余各部件之间均相互联接。

传动装置由减速器、连轴器、绞龙传动联接装置组成。减速器与连轴器联接，连轴器与绞龙传动联接装置联接，绞龙传动联接装置由转接法兰、肋片、传动轴、联轴轮组成，它们之间均相互联接。

送风装置由风机、稳压箱、集气箱、集气箱出口组成。风机与稳压箱联接，集气箱与集气箱出口联接。

真空组件由真空阀、抽真空接嘴、真空度传感器组成。真空阀与抽真空接嘴联接，抽真空接嘴与真空度传感器联接。

本系统的优点：

1、渣料闭式干法降温，利用余热预热空气，节水、减排、节能，简化了渣料降温处理流程，节省了占用场地。

2、采用绞龙螺旋片翻转推进和内、外径向热管换热技术，大大加快了换热速度，提高了换热效率。

3、采用两段内、外径向热管，采用两种工质，解决了无法同时达到渣料温度降到较低、空气预热温度升到较高的难题。

附图说明

图1高温固体散料余热热管回收系统结构示意图。

图2 A-A剖视图。

图3真空组件放大示意图。

图4 B-B剖视图。

图5 C向视图。

零部件编号：散料输送装置1、左内热管2、右内热管3、左外热管4、右外热管5、传动装置6、送风装置7、真空组件8、电控柜9、真空泵10、进料斗1-1、绞龙螺旋片1-2、出料口1-3、储料罐1-4、出料底盖1-5、左内热管外筒2-1、内热管内筒2-2、左内热管环形盖板2-3、内热管翅片管2-4、左内热管A工质2-5、左内热管右环形隔板2-6、右内热管外筒3-1、内热管内筒2-2、右内热管右环形盖板3-2、内热管翅片管2-4、右内热管B工质3-3、左外热管外筒4-1、外热管内筒4-2、外热管下盖板4-3、外热管上盖板4-4、外热管翅片管4-5、左外热管左盖板4-6、左外热管右隔板4-7、左外热管A工质2-5、右外热管外筒5-1、外热管内筒4-2、外热管下盖板4-3、外热管上盖板4-4、外热管翅片管4-5、右外热管右盖板5-2、右外热管B工质3-3、右外热管出料口5-3、减速器6-1、连轴器6-2、绞龙传动联接装置6-3、转接法兰6-3-1、肋片6-3-2、传动轴6-3-3、联轴轮6-3-4、风机7-1、稳压箱7-2、集气箱7-3、集气箱出口7-4、真空阀8-1、抽真空接嘴8-2、真空度传感器8-3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步描述。

从图1、图2、图3、图4、图5可以看出，本高温固体散料余热热管回收系统由散料输送装置1、左内热管2、右内热管3、左外热管4、右外热管5、传动装置6、送风装置7、真空组件8、电控柜9、真空泵10组成。散料输送装置1的进料斗1-1与左外热管4焊接联接，出料口1-3与右外热管5法兰螺栓联接。左内热管2与真空组件8焊接联接，与传动装置6法兰螺栓联接，左内热管外筒2-1与右内热管外筒3-1焊接联接，并一起与绞龙螺旋片1-2焊接联接，通过绞龙螺旋片1-2支承在左外热管4、右外热管5内筒4-2内，由传动装置6带动旋转。右内热管3与真空组件8焊接联接。左外热管外筒4-1、右外热管外筒5-1之间为焊接联接，左外热管4与送风装置7的集气箱7-3法兰螺栓联接，与真空组件8为焊接联接。右外热管5与送风装置7的稳压箱7-2法兰螺栓联接，与真空组件8为焊接联接。电控柜9通过电缆与传动装置6、送风装置7、真空泵10相联，通过导线和真空组件8、本系统重要运行参数、重要安全监控参数传感器相联。抽真空时，真空泵10通过导管与各真空组件8法兰螺栓联接。

散料输送装置1由进料斗1-1、绞龙螺旋片1-2、出料口1-3、储料罐1-4、出料底盖1-5组成。进料斗1-1与左外热管4焊接联接，绞龙螺旋片1-2与左内热管外筒2-1、右内热管外筒3-1焊接联接，出料口1-3与右外热管5法兰螺栓联接，出料口1-3与储料罐1-4焊接联接，出料底盖1-5与储料罐1-4通过铰链、锁片联接。

左内热管2由左内热管外筒2-1、内热管内筒2-2、左内热管环形盖板2-3、内热管翅片管2-4、左内热管A工质2-5、左内热管右环形隔板2-6、真空组件8组成。左内热管外筒2-1左端与绞龙传动联接装置6-3由法兰螺栓联接。左内热管A工质2-5通过真空组件8注入左内热管外筒2-1下部，其余各部件之间均为焊接联接。

右内热管3由右内热管外筒3-1、内热管内筒2-2、右内热管右环形盖板3-2、内热管翅片管2-4、右内热管B工质3-3、真空组件8组成。右内热管B工质3-3通过真空组件8注入右内热管外筒3-1下部，其余各部件之间均为焊接联接。

左外热管4由左外热管外筒4-1、外热管内筒4-2、外热管下盖板4-3、外热管上盖板4-4、外热管翅片管4-5、左外热管左盖板4-6、左外热管右隔板4-7、左外热管A工质2-5、真空组件8组成。左外热管A工质2-5通过真空组件8注入左外热管外筒4-1下部，其余各部件之间均为焊接联接。

右外热管5由右外热管外筒5-1、外热管内筒4-2、外热管下盖板4-3、外热管上盖板4-4、外热管翅片管4-5、右外热管右盖板5-2、右外热管B工质3-3、右外热管出料口5-3、真空组件8组成。右外热管B工质3-3通过真空组件8注入右外热管外筒5-1下部，其余各部件之间均为焊接联接。

传动装置6由减速器6-1、连轴器6-2、绞龙传动联接装置6-3组成。减速器6-1与连轴器6-2焊接联接，连轴器6-2与绞龙传动联接装置6-3由螺栓、螺母联接。绞龙传动联接装置6-3由转接法兰6-3-1、肋片6-3-2、传动轴6-3-3、联轴轮6-3-4组成。它们之间均为焊接联接。

送风装置7由风机7-1、稳压箱7-2、集气箱7-3、集气箱出口7-4组成。风机7-1、稳压箱7-2之间法兰螺栓联接，集气箱7-3与集气箱出口7-4为焊接联接。

真空组件8由真空阀8-1、抽真空接嘴8-2、真空度传感器8-3组成。真空阀8-1与抽真空接嘴8-2之间为法兰螺栓联接，抽真空接嘴8-2与真空度传感器8-3之间为螺纹联接。

本高温固体散料余热热管回收系统工作过程如下：

通过真空组件8向左内热管2、左外热管4内注入适量A工质2-5，右内热管3、右外热管5内注入适量B工质3-3，逐个抽真空达到规定的真空度，关闭真空阀8-1、真空泵10，启动减速器6-1，使绞龙螺旋片1-2旋转，进料斗1-1开始进料，被绞龙螺旋片1-2翻转推动前行，开始加热左内热管2、左外热管4的A工质2-5和右内热管3、右外热管5的B工质3-3，A工质2-5和B工质3-3开始蒸发，分别进入内热管翅片管2-4、外热管翅片管4-5，此时启动风机7-1，空气流过内热管翅片管2-4、外热管翅片管4-5，使管内的蒸汽冷凝成液体，放出冷凝热，加热空气。冷凝的液体集成滴，A工质2-5回到左内热管外筒2-1、左外热管外筒4-1的下部，B工质3-3回到右内热管外筒3-1、右外热管外筒5-1的下部，又被渣料加热蒸发，吸收大量蒸发热，使渣料降温。这样不断反复循环，就将渣料的余热转移到预热空气中。

Claims (9)

1.一种高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：它包括散料输送装置(1)、左内热管(2)、右内热管(3)、左外热管(4)、右外热管(5)、传动装置(6)、送风装置(7)、真空组件(8)、电控柜(9)、真空泵(10)；散料输送装置(1)的进料斗(1-1)与左外热管(4)焊接联接，出料口(1-3)与右外热管(5)法兰螺栓联接；左内热管外筒(2-1)与右内热管外筒(3-1)焊接联接，与传动装置(6)法兰螺栓联接，左内热管外筒(2-1)与右内热管外筒(3-1)一起与绞龙螺旋片(1-2)焊接联接，并通过绞龙螺旋片(1-2)支承在左外热管(4)、右外热管(5)的内筒(4-2)内；左外热管外筒(4-1)、右外热管外筒(5-1)之间为焊接联接，左外热管(4)与送风装置(7)的集气箱(7-3)法兰螺栓联接；右外热管(5)与送风装置(7)的稳压箱(7-2)法兰螺栓联接；左内热管(2)、右内热管(3)、左外热管(4)、右外热管(5)均与真空组件(8)为焊接联接；电控柜(9)通过电缆与传动装置(6)、送风装置(7)、真空泵(10)相联，通过导线和真空组件(8)、本系统重要运行参数、重要安全监控参数传感器相联；抽真空时，真空泵(10)通过导管与各真空组件(8)法兰螺栓联接。

2.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的散料输送装置(1)包括进料斗(1-1)、绞龙螺旋片(1-2)、出料口(1-3)、储料罐(1-4)、出料底盖(1-5)；进料斗(1-1)与左外热管(4)焊接联接，绞龙螺旋片(1-2)与左内热管外筒(2-1)、右内热管外筒(3-1)焊接联接，出料口(1-3)与右外热管(5)法兰螺栓联接，出料口(1-3)与储料罐(1-4)焊接联接，出料底盖(1-5)与储料罐(1-4)通过铰链、锁片联接。

3.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的左内热管(2)包括左内热管外筒(2-1)、内热管内筒(2-2)、左内热管环形盖板(2-3)、内热管翅片管(2-4)、左内热管A工质(2-5)、左内热管右环形隔板(2-6)、真空组件(8)；左内热管外筒(2-1)左端与绞龙传动联接装置(6-3)由法兰螺栓联接，左内热管A工质(2-5)通过真空组件(8)注入左内热管外筒(2-1)下部，其余各部件之间均为焊接联接。

4.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的右内热管(3)包括右内热管外筒(3-1)、内热管内筒(2-2)、右内热管右环形盖板(3-2)、内热管翅片管(2-4)、右内热管B工质(3-4)、真空组件(8)；右内热管外筒(3-1)和左内热管外筒(2-1)焊接联接成一体，外面焊有绞龙螺旋片(1-2)，装在外热管内筒(4-2)内，由传动装置(6)带动旋转；右内热管B工质(3-4)通过真空组件(8)注入右内热管外筒(3-1)下部，其余各部件之间均为焊接联接。

5.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的左外热管(4)包括左外热管外筒(4-1)、外热管内筒(4-2)、外热管下盖板(4-3)、外热管上盖板(4-4)、外热管翅片管(4-5)、左外热管左盖板(4-6)、左外热管右隔板(4-7)、左外热管A工质(2-5)、真空组件(8)；左外热管A工质(2-5)通过真空组件(8)注入左外热管外筒(4-1)下部，其余各部件之间均为焊接联接。

6.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的右外热管(5)包括右外热管外筒(5-1)、外热管内筒(4-2)、外热管下盖板(4-3)、外热管上盖板(4-4)、外热管翅片管(4-5)、右外热管右盖板(5-2)、右外热管B工质(3-3)、右外热管出料口(5-3)、真空组件(8)；右外热管B工质(3-3)通过真空组件(8)注入右外热管外筒(5-1)下部，其余各部件之间均为焊接联接。

7.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的传动装置(6)包括减速器(6-1)、连轴器(6-2)、绞龙传动联接装置(6-3)；减速器(6-1)与连轴器(6-2)焊接联接；连轴器(6-2)与绞龙传动联接装置(6-3)由螺栓、螺母联接；绞龙传动联接装置(6-3)包括转接法兰(6-3-1)、肋片(6-3-2)、传动轴(6-3-3)、联轴轮(6-3-4)，它们之间均为焊接联接。

8.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的送风装置(7)包括风机(7-1)、稳压箱(7-2)、集气箱(7-3)、集气箱出口(7-4)；风机(7-1)、稳压箱(7-2)之间法兰螺栓联接；集气箱(7-3)与集气箱出口(7-4)为焊接联接。

9.按照权利要求1所述的高温固体散料余热热管回收系统，其特征在于：所述的真空组件(8)包括真空阀(8-1)、抽真空接嘴(8-2)、真空度传感器(8-3)；真空阀(8-1)与抽真空接嘴(8-2)之间为法兰螺栓联接；抽真空接嘴(8-2)与真空度传感器(8-3)之间为螺纹联接。