CN103776270A - 一种电石炉电石显热回收设备及回收方法 - Google Patents

一种电石炉电石显热回收设备及回收方法 Download PDF

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CN103776270A CN201410040367.6A CN201410040367A CN103776270A CN 103776270 A CN103776270 A CN 103776270A CN 201410040367 A CN201410040367 A CN 201410040367A CN 103776270 A CN103776270 A CN 103776270A
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王昀睿
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Xian University of Science and Technology
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    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

本发明公开了一种电石炉电石显热回收设备及回收方法,包括电石炉,及设在电石炉上的电石流槽,电石炉下部通过电石炉车设在环形轨道上,电石炉上部与鼓风机相连通过电石流槽经抽烟罩连通热风隧道窑,炉顶烟管道连通高温旋风式除尘器,高温旋风式除尘器与余热锅炉相连通,余热锅炉分别连通用户和袋式除尘器;设在环形轨道上的电石炉经倾翻机连接至鄂式破碎机,经鄂式破碎机连接斗式提升机至储料斗,再经溜管送至链板输送机,经链板输送机连接至库房;还包括PLC控制台,PLC控制台通过工业机连接至库房。本发明使电石生产中大量散发的热量得到了合理、有效的充分利用,达到了节能降耗,减少污染,改善环境,降低成本的综合效果,提高了经济效益。

Description

一种电石炉电石显热回收设备及回收方法
技术领域
本发明涉及一种电石生产中热能利用的设备,特别涉及一种电石炉生产的电石显热回收设备。
背景技术
电石工业诞生于上个世纪,当时电石炉容量较小,一般都小于300KVA,炉子生产非常落后,通常采用单相供电和间隙作业,劳动强度十分笨重,后来发展为自动烧结电极和半密闭电炉。随着有机合成工业蓬勃发展,电石工业也更加兴旺起来,生产电石的设备逐步由密闭电石炉代替开放式或半密闭式的电石炉。尽管如此,这种密闭电石炉,仍是能耗较大的设备,这电石生产过程中不仅产生大量的烟尘带走热量,并造成环境污染,特别是电石出炉时所带出的能量更是惊人,约占电石炉总能耗的20%左右。
传统的电石生产设备多采用半密闭式电石炉或开放式电石炉,又称矿热炉。电石熔炼时需耗费巨大的能源,同时又向环境中散发出大量有害的热量、粉尘等,如:生产中产生的大量烟尘释放到大气中,既带走了大量热能,又造成了环境污染;又如,电石出炉时温度在2000℃左右,向环境中散发出大量热能,其热能损失和对环境的危害十分严重。这些有害热量约占电石炉总能耗的20%。
随着全球气气候变暖和环境污染的加剧,减轻二氧化碳、工业污水、烟尘的排放,节能降耗已成发达国家和发展中国家义不容辞的责任。
我国不仅是世界最大发展中的国家,也是能源消耗最大国家之一,优化环境、清除工业污染、节能降耗已提到议事日程。在改造大型耗电设备,节能降耗、清烟除尘,特别是大型的矿热炉,能源消耗较大,在电石的生产中不仅产生大量的烟尘施放到空气中污染环境,且带走大量的热量散失到周围环境中造成浪费。针对上述问题消除电石生产中烟尘和所带走的能量已取得一定成效,但电石出炉时所散发的能量回收工作,国内还未开发,是一片空白。
发明内容
鉴于上述原因,本发明的目的在于提供一种电石炉电石显热的回收设备及回收方法,本发明使电石生产中大量散发的热量得到了合理、有效的充分利用,达到了节能降耗,减少污染,改善环境,降低成本的综合效果,提高了经济效益。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种电石炉电石显热回收设备,包括电石炉,及设置在电石炉上的电石流槽,所述电石炉下部通过电石炉车架设在环形轨道上,电石炉上部与鼓风机相连通,电石炉分别通过电石流槽经抽烟罩连通热风隧道窑,并通过炉顶烟管道连通高温旋风式除尘器,所述高温旋风式除尘器与余热锅炉相连通,余热锅炉分别连通用户和袋式除尘器;所述架设在环形轨道上的电石炉经倾翻机连接至鄂式破碎机,经鄂式破碎机连接斗式提升机至储料斗,再经溜管送至链板输送机,经链板输送机连接至库房;
还进一步包括与热风遂道窖、高温旋风除尘器、余热锅炉、取暖终端、袋式除尘器、烟囱、倾翻机、破碎机、斗式提升机和储料斗相连的PLC控制台,PLC控制台通过工业机连接至库房。
优选地,所述电石流槽位于电石炉的出口处,抽烟罩位于电石流槽的上方。
优选地,所述电石炉连通热风隧道窑为砂封全密封结构,热风隧道窑的前、后端头采用错位密封合缝并与升降炉门相配合密封。
优选地,所述电石炉容量设计为300~350Kg。
优选地,所述每个电石炉两侧各设置二个喷管,鼓风机所鼓出空气经主管、分管及喷管进入炉内;所述鼓风机送风采用电动蝶阀控制。
优选地,所述高温旋风除尘器与余热锅炉相连通,余热锅炉中装有循环水管路,该管路的一端进入冷水,另一端为通向用户的取暖终端。
优选地,所述高温旋风除尘器采用涡壳式高温旋风除尘器,在除尘器内部具有高铝质耐火浇注料层和硅酸铝压块保温绝热层,并在除尘器下端设置有用于排放粉尘的除尘电动蝶阀。
优选地,所述余热锅炉连通袋式除尘器,袋式除尘器分别与烟囱和链板输送机相连通;所述烟囱上设有引风机。
优选地,所述余热锅炉采用水平通道式强制循环锅炉回收高温烟气余热,所述余热锅炉上安装有压力表及安全阀。
优选地,所述热风隧道窑其炉衬分别设有高铝质钢纤维浇注料层和由硅酸铝压块构成的绝热保温层,在热风隧道窑炉顶设置有通过连通PLC进行控制的测温热电偶,热风隧道窑设有液晶仪表显示屏;在热风隧道窑两侧炉墙靠近地坪位置设置若干通风口。
相应地,本发明还给出了一种电石炉电石显热回收方法,包括下述步骤:
1)在PLC控制台、工业机控制下,当电石炉熔炼好电石后,采用出口操作烧穿器将堵孔泥芯击穿,电石从炉内流出,沿电石流槽流出电石炉;同时,还有500~600℃的烟尘从炉孔泄漏,设置在电石流槽上方的抽烟罩在高温引风机的驱动下将烟尘抽走并送入热风隧道窑;
2)电石放置于电石炉车上,在电动索引车的托动下进入热风隧道窑,热风隧道窑为全密封状态;
3)鼓风机将自然空气吹入热风隧道窑内进行热交换,生成温度达600℃以上的高温烟气;随后,高温烟气通过炉顶烟管输送到高温旋风除尘器;
4)高温烟气在高温旋风除尘器中,被除去烟气中的大、中颗粒后,进入余热锅炉,余热锅炉管路中的冷水与高温烟气进行热交换后生成工业蒸汽,输送给用户;
5)在余热锅炉中完成热交换后的烟气,排入袋式除尘器中,除去烟气中的细颗粒粉尘后,烟气经引风机进入烟囱排到大气中;
6)经过热交换后的电石炉内的电石,由电石炉车运载,在电动索引车拖动下,沿环形轨道运到倾翻机处,将电石倒入鄂式破碎机将电石破碎,再通过斗式提升机将电石提升并倒入储料斗,经溜管送到链板输送机,传送到库房。
本发明的特点在于:
1、除尘器
本发明具有专门设计的新型涡壳式高温旋风除尘器,在除尘器内部具有高铝质耐火浇注料层和硅酸铝压块保温绝热层,除尘效果设计在最佳K值范围内,除尘效率达90%~95%左右,并在除尘器下端设置有除尘电动蝶阀排放粉尘。
2、热风隧道窑炉
1)炉衬设计为高强度,高铝质钢纤维浇注料,用吊挂炉顶整体打结的炉衬最新材料,绝热保温层用进口或国产最新硅酸铝压块技术保温,确保铝壳温度小于40℃。
2)电石锅设计考虑密封并与热风炉配合结构,两侧增设砂封刀密封,前后端头错位密封合缝并与炉门相配合,电石锅还根据热风炉的设计要求,容量设计为300~350Kg,充分进行热交换。
3)运送电石小车增加电动牵引平车带动,将装好电石小车推入热风炉中,确保电石车定位准确。
4)热风隧道窑炉顶设置热电偶测温,用液晶仪表显示并和PLC控制台连通进行控制。
5)鼓风机送风用电动蝶阀控制,控制风量和风压,使热风炉调至最佳状态,鼓风机所鼓出空气经主管、分管及喷管进入热风隧道窑炉内。每个电石锅两侧各设置1~2个喷管,向电石喷射冷空气进行热交换,提高热效率。
6)在热风隧道窑炉两侧炉墙靠近地坪位置设置若干通风口,减小小车过热变形,保护车轮轴承及滑线通道。
3、余热锅炉
用水平通道式强制循环锅炉回收高温烟气余热,高温烟气进入锅炉作水平方向流动先在烟尘降室内扩散均流降速除尘,除尘量在30%左右,炉气依次通过蒸发器管道系统,使各受热面均受气流冲刷,充分进行热交换。
4、袋式除尘器
电石炉烟气含尘量一般约为80~100g/m3,未净化烟气用新型布袋材料,使带有粉尘烟气进入袋除尘器,其除尘粒径约一微米左右,收尘率为95%~98%,烟尘排放达到国家规定标准。
5、高温引风机
设计调频调速电机,并用PLC控制调解风量、压力大小。
本发明使电石生产中散发出的大量热量得到了合理利用,达到了节能降耗,减少污染,改善环境,降低成本的综合效果,提高了企业的经济效益、社会效益和环境保护效益。
附图说明
图1为本发明结构示意方框图。
图中:1.电石炉、2.电石流槽、3.抽烟罩、4.电石炉车、5.热风遂道窖、6.环形轨道、7.高温旋风除尘器、8.余热锅炉、9.压力表及安全阀、10.用户、11.袋式除尘器、12.引风机、13.烟囱、14.高温引风机、15.倾翻机、16.破碎机、17.斗式提升机、18.储料斗、19.链板输送机、20.库房、21.工业机、22.PLC控制台、23.鼓风机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
参照图1所示,本发明一种电石炉电石显热回收设备,包括电石炉1,及设置在电石炉1上的电石流槽2,电石炉1下部通过电石炉车4架设在环形轨道6上,电石炉1上部与鼓风机23相连通,电石炉1分别通过电石流槽2经抽烟罩3连通热风隧道窑5,并通过炉顶烟管道连通高温旋风式除尘器7,高温旋风式除尘器7与余热锅炉8相连通,余热锅炉8分别连通用户10和袋式除尘器11;架设在环形轨道6上的电石炉1经倾翻机15连接至鄂式破碎机16,经鄂式破碎机16连接斗式提升机17至储料斗18,再经溜管送至链板输送机19,经链板输送机19连接至库房20。
本发明电石炉电石显热回收设备还包括与热风遂道窖5、高温旋风除尘器7、余热锅炉8、取暖终端10、袋式除尘器11、烟囱13、倾翻机15、鄂式破碎机16、斗式提升机17和储料斗18相连的PLC控制台22,PLC控制台22通过工业机21连接至库房20。
在本发明设备中,电石炉1是高温材料铸成,能承受2000℃以上高温,出炉的电石通过电石槽流入电石炉内。电石炉1连通热风隧道窑5为砂封全密封结构,热风隧道窑5的前、后端头采用错位密封合缝并与升降炉门相配合密封。电石炉1容量设计为300~350Kg,可充分进行热交换。每个电石炉1两侧各设置二个喷管,鼓风机23所鼓出空气经主管、分管及喷管进入炉内;鼓风机23送风采用电动蝶阀控制。
电石流槽2位于电石炉1的出口处,抽烟罩3位于电石流槽2的上方,一方面保温,并使电石生产过程中所产生的烟尘不能自由施放于周围空间而污染环境。其烟尘由高温引风机抽走经抽烟管道送入热风隧道窑炉。
电石炉车4(输送电石用电石锅车)在电动索引车托带下,可自由在环形轨道上来回行驶,将装好电石车推入热风隧道窑炉中,确保电石车定位准确。
鼓风机23送风采用电动蝶阀控制,控制风量和风压,使热风隧道窑炉调至最佳状态,鼓风机所鼓出空气经主管、分管及喷管进入炉内。鼓风机23将自然泠空气吹入热风隧道窑5内。该自然泠空气与出炉电石在热风隧道窑5内进行热交换后,进入高温旋风除尘器7,经除尘后进入余热锅炉8,热交换后的工业蒸气,为用户10取暖、洗澡等使用;
热风隧道窑5,电石炉1在电动机索引下可在热风隧道窑5内来回运行。热风隧道窑5是使电石炉车4上电石炉1内电石所散发的热量与鼓风机23吹入的自然冷空气进行热交换的装置。热交换后的气流被输送到高温旋风除尘器7,除尘后进入余热锅炉8。
高温旋风除尘器7与余热锅炉8相连通,余热锅炉8中装有循环水管路,该管路的一端进入冷水,另一端为通向用户10的取暖终端。高温旋风除尘器是专门设计的新型涡壳式高温旋风除尘器,在除尘器内部具有高铝质耐火浇注料层和硅酸铝压块保温绝热层,并在除尘器下端设置有用于排放粉尘的除尘电动蝶阀。除去热风中烟尘的大、中型烟尘颗粒,其除尘效果达90%~95%左右。
余热锅炉8,是将锅炉内的冷水加热成工业蒸气的装置,其利用从热风隧道窑5进来的高温烟气,经高温旋风除尘器7除尘后,高温烟气在该余热锅炉8内与平行管道进行热交换,将锅炉内的冷水加热,继而输送给用户使用。
余热锅炉8连通袋式除尘器11,袋式除尘器11分别与烟囱13和链板输送机19相连通;所述烟囱13上设有引风机12。
余热锅炉8采用水平通道式强制循环锅炉回收高温烟气余热,高温烟气进入余热锅炉作水平方向流动先在烟尘降室内扩散均流降速除尘,除尘量在30%左右,炉气依次通过蒸发器管道系统,使各受热面均受气流冲刷。余热锅炉8上安装有压力表及安全阀9。压力表是检测余热锅炉蒸汽压力的安全测试仪表;是检测余热锅炉的蒸汽压力并实施监控和安全要求。
热风隧道窑5其炉衬分别设有高铝质钢纤维浇注料层和由硅酸铝压块构成的绝热保温层,用吊挂炉顶整体打结的炉衬最新材料,确保铝壳温度小于40℃。在热风隧道窑炉5顶设置有通过连通PLC控制台进行控制的测温热电偶,热风隧道窑5设有液晶仪表显示屏;在热风隧道窑5两侧炉墙靠近地坪位置设置若干通风口,避免小车过热变形,保护车轮轴承及滑线通道。
倾翻机15、鄂式破碎机16、斗式提升机17、链板输送机19,系倾翻机将电石车上装有电石的电石锅倾翻,继而破碎机将电石破碎,然后由斗式提升机和链板机送到库房的终端设备。
工业机21实为监控器,用于直观监控电石炉电石显热高效回收的工艺流程全部运行情况。
PLC控制台22是电石炉电石显热高效回收的工艺流程的核心,实现对电石炉电石显热高效回收的工艺流程各设备运行的操控平台。PLC控制台22通过管理软件实现电石炉电石显热高效回收自动化要求。
本发明的工作过程如下:
电石从电石槽流出流入电石炉1,其烟气是利用在电石流槽2上端设置的抽烟罩3将烟尘抽走引入到热风隧道窑5。电石炉1置于专门电石炉车4上,在电动索引车的托动下进入全密封热风隧道窑5,热风隧道窑5的前、后端头设置有升降炉门密封,使热风隧道窑5形成全密封状态。在鼓风机23作用下,将自然空气鼓入热风隧道窑5与高温电石进行热交换,使炉内形成高温烟气,高温烟气通过炉顶烟管道输送到高温旋风式除尘器7除去烟气中的大、中颗粒粉尘后进入余热锅炉8;在与余热锅炉8进行热交换后,使余热锅炉8生成工业蒸汽,输送到用户10使用。而余热锅炉8排出的烟气进入袋式除尘器11,除去细粉尘后经烟囱排到大气中。经过热交换后的电石炉1内的电石,由电石炉车4装载,进入环形轨道6,经倾翻机15倾动将电石倒入鄂式破碎机16,经鄂式破碎机16将大块电石破碎后,再经斗式提升机17提升将电石倒入储料斗18经溜管送至链板机,经链板输送机19输送到库房20库存形成一个完整工艺流程。整套电石炉电石显热高效回收工艺流程,利用PLC控制台23,工业机22监控,通过管理软件实现自动化控制。
本发明的电石炉电石显热回收方法,包括下述步骤:
1)当电石炉1熔炼好电石后,采用出口操作烧穿器将堵孔泥芯击穿,电石从炉内流出。沿电石槽流2流出电石炉1。同时,还有500~600℃的烟尘从炉孔泄漏,设置在电石流槽2上方的抽烟罩3在高温引风机14的驱动下将烟尘抽走并送入热风隧道窑5。
2)电石放置于专门电石炉车4上,在电动索引车的托动下进入热风隧道窑5,由于热风隧道窑5的前、后端头设置有升降炉门密封,电石炉1的两侧又用砂封密封,使热风隧道窑5形成全密封状态。
3)鼓风机23将自然空气吹入热风隧道窑5,自然空气与高温电石在该热风隧道窑5内进行热交换,生成温度达600℃以上的高温烟气。随后,高温烟气通过炉顶烟管输送到高温旋风除尘器7。
4)高温烟气在高温旋风除尘器7中,被除去烟气中的大、中颗粒后,进入余热锅炉8,余热锅炉8管路中的冷水与高温烟气进行热交换后,余热锅炉8中生成工业蒸汽,输送给用户10使用。
5)在余热锅炉8中完成热交换后的烟气,排入袋式除尘器11中,除去烟气中的细颗粒粉尘后,烟气经引风机12进入烟囱13,排到大气中。
6)经过热交换后的电石炉1内的电石,由电石锅车运载,在电动索引车拖动下,沿环形轨道6运到倾翻机15处。倾翻机倾侄动,将电石倒入鄂式破碎机16。鄂式破碎机将电石破碎后,再通过斗式提升机17将电石提升并倒入储料斗18,经溜管送到链板输送机19,传送到库房20。
整套电石炉电石显热高效回收工艺流程,利用PLC控制台22、参数输入、工业机21和管理软件,可对整个电石显热回收工艺流程,实现自动化控制,使电石炉电石显热高效回收系统安全、可靠、持续、稳定地运行,达到热能高效回收和利用,节能降耗、消烟除尘、美化环境要求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:包括电石炉(1),及设置在电石炉(1)上的电石流槽(2),所述电石炉(1)下部通过电石炉车(4)架设在环形轨道(6)上,电石炉(1)上部与鼓风机(23)相连通,电石炉(1)分别通过电石流槽(2)经抽烟罩(3)连通热风隧道窑(5),并通过炉顶烟管道连通高温旋风式除尘器(7),所述高温旋风式除尘器(7)与余热锅炉(8)相连通,余热锅炉(8)分别连通用户(10)和袋式除尘器(11);所述架设在环形轨道(6)上的电石炉(1)经倾翻机(15)连接至鄂式破碎机(16),经鄂式破碎机(16)连接斗式提升机(17)至储料斗(18),再经溜管送至链板输送机(19),经链板输送机(19)连接至库房(20);
还进一步包括与热风遂道窖(5)、高温旋风除尘器(7)、余热锅炉(8)、取暖终端(10)、袋式除尘器(11)、烟囱(13)、倾翻机(15)、破碎机(16)、斗式提升机(17)和储料斗(18)相连的PLC控制台(22),PLC控制台(22)通过工业机(21)连接至库房(20)。
2.根据权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述电石炉(1)连通热风隧道窑(5)为砂封全密封结构,热风隧道窑(5)的前、后端头采用错位密封合缝并与升降炉门相配合密封。
3.根据权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述电石炉(1)容量设计为300~350Kg。
4.根据权利要求2或3所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述每个电石炉(1)两侧各设置二个喷管,鼓风机(23)所鼓出空气经主管、分管及喷管进入炉内;所述鼓风机(23)送风采用电动蝶阀控制。
5.根据权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述高温旋风除尘器(7)与余热锅炉(8)相连通,余热锅炉(8)中装有循环水管路,该管路的一端进入冷水,另一端为通向用户(10)的取暖终端。
6.如权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述高温旋风除尘器(7)采用涡壳式高温旋风除尘器,在除尘器内部具有高铝质耐火浇注料层和硅酸铝压块保温绝热层,并在除尘器下端设置有用于排放粉尘的除尘电动蝶阀。
7.根据权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述余热锅炉(8)连通袋式除尘器(11),袋式除尘器(11)分别与烟囱(13)和链板输送机(19)相连通;所述烟囱(13)上设有引风机(12)。
8.根据权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述余热锅炉(8)采用水平通道式强制循环锅炉回收高温烟气余热,所述余热锅炉(8)上安装有压力表及安全阀(9)。
9.如权利要求1所述的一种电石炉电石显热回收设备,其特征在于:所述热风隧道窑(5)其炉衬分别设有高铝质钢纤维浇注料层和由硅酸铝压块构成的绝热保温层,在热风隧道窑炉(5)顶设置有通过连通PLC进行控制的测温热电偶,热风隧道窑(5)设有液晶仪表显示屏;在热风隧道窑(5)两侧炉墙靠近地坪位置设置若干通风口。
10.一种电石炉电石显热回收方法,其特征在于:该方法包括下述步骤:
1)在PLC控制台(22)、工业机(21)控制下,当电石炉(1)熔炼好电石后,采用出口操作烧穿器将堵孔泥芯击穿,电石从炉内流出,沿电石流槽(2)流出电石炉(1);同时,还有500~600℃的烟尘从炉孔泄漏,设置在电石流槽(2)上方的抽烟罩(3)在高温引风机(14)的驱动下将烟尘抽走并送入热风隧道窑(5);
2)电石放置于电石炉车(4)上,在电动索引车的托动下进入热风隧道窑(5),热风隧道窑(5)为全密封状态;
3)鼓风机(23)将自然空气吹入热风隧道窑(5)内进行热交换,生成温度达600℃以上的高温烟气;随后,高温烟气通过炉顶烟管输送到高温旋风除尘器(7);
4)高温烟气在高温旋风除尘器(7)中,被除去烟气中的大、中颗粒后,进入余热锅炉(8),余热锅炉(8)管路中的冷水与高温烟气进行热交换后生成工业蒸汽,输送给用户(10);
5)在余热锅炉(8)中完成热交换后的烟气,排入袋式除尘器(11)中,除去烟气中的细颗粒粉尘后,烟气经引风机(12)进入烟囱(13)排到大气中;
6)经过热交换后的电石炉(1)内的电石,由电石炉车(4)运载,在电动索引车拖动下,沿环形轨道(6)运到倾翻机(15)处,将电石倒入鄂式破碎机(16)将电石破碎,再通过斗式提升机(17)将电石提升并倒入储料斗(18),经溜管送到链板输送机(19),传送到库房(20)。
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