CN104006669B - 电石显热收集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电石显热收集系统，主要解决了现有技术中存在的电石生产企业没有对电石产品出炉的显热进行有效利用，造成了严重的资源浪费的问题。该电石显热收集系统包括电石液收集储存装置，与电石液收集储存装置顶部开口相匹配的耐高温隔热板，一端与电石液收集储存装置相连、另一端连接有蒸发器的超导换热装置，位于蒸发器顶部、用于排出汽水混合物的出口，所述电石液收集储存装置的腔体由内壁和与内壁间存在空隙并构成密封结构的外壁构成，该电石液收集储存装置的内外壁空隙内布置有无缝钢管，无缝钢管内部填充有导热介质。通过上述方案，本发明达到了减少人工操作、对电石显热进行有效收集的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

电石显热收集系统

技术领域

本发明涉及一种电石显热收集系统。

背景技术

电石的生产过程是一种高耗能工艺，每吨电石综合能耗约1100kg标煤，3400千瓦时电。其中，随着电石出炉带出的显热占到综合能耗的21%左右，即每生产1吨电石，有约231kg标煤热量浪费掉。我国目前是世界上最大的电石生产和消费国，2013年电石产能达到2700万吨，在电石生产中，热能在产品出炉到冷却装车这个过程被大量浪费，而目前我国没有一家电石生产企业对电石产品出炉的显热进行了有效利用，造成了严重的资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电石显热收集系统，主要解决现有技术中存在的电石生产企业没有对电石产品出炉的显热进行有效利用，造成了严重的资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

电石显热收集系统，包括设置为顶部开口的空腔结构的电石液收集储存装置，与电石液收集储存装置顶部开口相匹配的耐高温隔热板，一端与电石液收集储存装置相连、另一端连接有蒸发器的超导换热装置，位于蒸发器顶部、用于排出汽水混合物的出口，所述电石液收集储存装置的腔体由内壁和与内壁间存在空隙并构成密封结构的外壁构成，该电石液收集储存装置的内外壁空隙内布置有无缝钢管，无缝钢管内部填充有导热介质。

进一步地，所述无缝钢管外壁与电石液收集储存装置的内壁、外壁间填充有金属铅。

作为优选，所述电石液收集储存装置的内壁和外壁均采用铸钢铸造而成，且内壁和外壁的厚度均大于100mm。

基于上述系统，本发明公开了一种电石显热收集系统的实现方法，包括以下步骤：

（1）将融化的液体碳化钙导入电石液收集储存装置内并盖上耐高温隔热板；

（2）超导换热装置将无缝钢管热交换得到的热量送入蒸发器中；

（3）蒸发器通过接收到的热量产生热水及蒸汽，蒸汽由蒸发器顶部的出口排入蒸汽收集装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明通过对系统地巧妙设置，有效降低了环境温度，使人工操作的环节大量减少，提高了操作的智能化，有效降低了工人作业的危险，结构简单、实施方便，符合实际需求，适合大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-外壁，2-无缝钢管，3-内外壁空隙，4-内壁，5-电石液，6-超导换热装置，7-蒸发器，8-出口，9-翅片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

本发明主要包括电石液收集储存装置、自动电石起吊装置、蒸发器、高温超导换热装置等，加以自动化设备等辅助设备构成一套电石显热收集系统，取代传统的电石自然冷却方式，有效回收电石显热。

目前的电石生产工艺是通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃至2200℃左右，形成电石液体，熔化了的碳化钙从电石炉出料口流出，装入铸钢制作的容器中，在自然通风条件下冷却3小时左右，破碎成一定规格的粒径，然后装车运走。整个过程自动化程度低，工人工作环境差，污染大。

为了解决上述问题，本发明设计了电石液收集储存装置，在设定的出料时间将熔化的液态碳化钙流入该电石液收集储存装置，整个过程可实现完全自动化控制，免去传统的人工操作潜在的危险，如根据工业控制系统，在控制主机上进行出料时间设定，在该设定的时间自动控制相应设备将液态碳化钙流入电石液收集储存装置。

电石液收集储存装置（容器）的设计配合了整套电石显热发电工艺，容器材料为铸钢，可根据电石炉的装机容量选择容器的数量，以保证容器的总容积为每次出料电石液的120%以上。在每个容器之间连接处及底部的铸钢材料内部镶嵌换热器，容器上方设置吊装的容器盖和起吊电石的设备。容器内壁做特殊设计，便于电石液体在相变为固态时脱模的进行。

液态电石出料流入电石液收集储存装置后，位于上方的容器盖即自动扣下，以保证热量以最少的量散发，容器中的电石液与内嵌的换热器进行换热，换热后的热量通过超导换热装置6被快速送入蒸发器7用于产生热水及蒸汽，汽水混合物从蒸发7出口8排出后便可送入需要蒸汽的环节中进行利用，从而实现电石显热的收集与转换，本发明中，优选具有翅片9的超导换热装置6。

本发明中，考虑到电石液进入特制的电石液收集储存装置后降温迅速，并且电石液在与空气接触且降温迅速的情况下易粉化，会影响电石的品质，因此设计中优选在电石液收集储存装置上部设置耐高温自动开关挡板，在电石液进入装置后迅速关闭挡板，以减少电石液与空气的接触，从而减少散热，同时也能降低电石的粉化。通过电石液收集储存装置的热量收集，并通过特制的超导换热装置6的热量传输，可以使电石冷却更迅速，可以冷却到200℃以下，使电石液体比传统工艺的破碎温度更低。

如图1所示，本发明中的电石液收集储存装置为空腔结构，空腔内壁4和外壁1之间布置大量连通的无缝钢管2，无缝钢管2内部填充有导热介质，如金属钠，考虑到电石液5进入装置后换热很剧烈，无缝钢管2外壁与电石液收集储存装置内外壁空隙3之间充填金属铅。考虑铅渗透性很强，将电石液收集储存装置内外壁都采用铸钢铸造而成，并将电石液收集储存装置内外壁厚度设置在100毫米以上。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。

Claims (3)

1.电石显热收集系统，其特征在于，包括设置为顶部开口的空腔结构的电石液收集储存装置，与电石液收集储存装置顶部开口相匹配的耐高温隔热板，一端与电石液收集储存装置相连、另一端连接有蒸发器（7）的超导换热装置（6），位于蒸发器（7）顶部、用于排出汽水混合物的出口（8），所述电石液收集储存装置的腔体由内壁（4）和与内壁（4）间存在空隙并构成密封结构的外壁（1）构成，该电石液收集储存装置的内外壁空隙（3）内布置有无缝钢管（2），无缝钢管（2）内部填充有导热介质；所述无缝钢管（2）外壁与电石液收集储存装置的内壁（4）、外壁（1）间填充有金属铅。

2.根据权利要求1所述的电石显热收集系统，其特征在于，所述电石液收集储存装置的内壁（4）和外壁（1）均采用铸钢铸造而成，且内壁（4）和外壁（1）的厚度均大于100mm。

3.权利要求1~2任意一项所述的电石显热收集系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将融化的液体碳化钙导入电石液收集储存装置内并盖上耐高温隔热板；

（2）超导换热装置将无缝钢管热交换得到的热量送入蒸发器中；

（3）蒸发器通过接收到的热量产生热水及蒸汽，蒸汽由蒸发器顶部的出口排入蒸汽收集装置。