CN104654809B - 一种热管式窑炉排出物余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热管式窑炉排出物余热利用系统，包括至少一个窑炉以及一个容器，窑炉排出物口外部设置有一个容器，该容器设置在排出物的流道或运输容器上；容器内至少设置有至少两个腔体，一个为流体腔体，另一个为热管腔体，在流体腔体上设置有流体的进口与出口，热管的一端设置在流体腔体，另一端设置在热管腔体，热管腔体布置在排出物流道周围或运输容器上，将排出物的热能吸收，然后通过热管将热能传输到流体腔室，并通过流体腔室与流体换热。本发明采用将窑炉排出物与热管进行换热，通过热管回收高温排出物的热能，将流体换热实现热能的回收以及利用，实现高温、大规模、低成本、高效率的回收窑炉的高温余热。

Description

一种热管式窑炉排出物余热利用系统

技术领域

本发明涉及热能利用，特别是利用蓄热体回收窑炉高温余热的方法。

背景技术

工业窑炉有很多排出物，如炼钢厂的钢渣，其存在大量的余热，但是现有技术无法对其余热进行回收利用。

目前仅可以利用水来实现对钢渣的降温，然后再回收冲渣水的热能，但是冲渣水的温度仅为60-90度，无法实现高温的利用。

事实上排出物钢渣温度可以达到300-800度，如何将余热进行回收将，存在技术问题。

工业窑炉的排出物钢渣等，以及各种矿山开发所形成的尾矿，已经堆积如上，并且存在危险隐患，如何有效经济利用，将是一个非常的需要解决的问题。

现有的两类排出物处理办法，一种是将排出物设置在窑炉口上的槽道进行流动，同时向流动的排出物内喷洒水，将其降温与分解，另外一种是将排出物放入到一个容器内，如闷罐车内，通过汽车或有轨车将闷罐容器运送到其他区域，但是仅是实现了降温和运输，没有高温热能的回收。

同样的可以针对线材、轧钢、钢坯等生产线，只要是窑炉排出物的高温热能回收都是本发明的范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用热管技术实现窑炉排出物高温回收利用，可以实现高温、大规模、低成本、高效率的回收窑炉的高温余热，并适合于10-1500度的温度的蓄热。本发明采用将窑炉排出物与热管进行换热，通过热管回收高温排出物的热能，后将流体换热实现热能的回收以及利用。

具体发明内容如下：

一种热管式窑炉排出物固体粒块热能换热蓄热利用系统，包括窑炉，排出物，容器，流体，热管，保温材料，其特征是：

至少一个窑炉以及一个容器，窑炉排出物口外部设置有一个容器，该容器设置在排出物的流道或运输容器上；

容器内至少设置有两个腔体，一个为流体腔体，另一个为热管腔体，在流体腔体上设置有流体的进口与出口，热管的一端设置在流体腔体，另一端设置在热管腔体，热管腔体布置在排出物流道周围或运输容器上，将排出物的热能吸收，然后通过热管将热能传输到流体腔体，并通过流体腔体与流体换热，实现热能的回收利用。

还设置有一个蓄热器，蓄热器与容器进行换热，实现将热能进行储存。

热管为重力热管、循环热管、振荡热管中的一种或多种；

根据窑炉的排出物的温度，选择热管的工作介质在30-1200摄氏度之间进行工作。

流体为液体、熔融盐、液态金属、纳米流体、等离子体、超临界流体中的一种或多种。

所述的窑炉为锅炉、中或高频炉、钢铁厂以及化工厂的窑炉，其排出物为煤渣、钢渣、铁渣、化工排出物的一种或多种。

在容器上设置有加工装置，可以将排出物加工成为颗粒或者粉末，然后再将排出物放入到容器内。

排出物流道设计成为“Z”子型、螺旋形、阿基米德曲线、螺旋线、抛物线形之一或其组合。

热管腔体布置在排出物流道周围时热管回收热能选择自下列一种或多种：

A、将热管设置在冲渣槽的底部，热管的蒸发端设置在冲渣槽上并与排出物进行接触，排出物在冲渣槽内进行流动；

B、将热管设置在冲渣槽的顶部，热管的蒸发端设置在冲渣槽上方，排出物在热管的蒸发端外壳底部流动，热管通过辐射换热实现与排出物的热能交换；

C、将热管设置在冲渣槽的侧面，热管的蒸发端设置在冲渣槽侧面，排出物在热管的蒸发端外壳侧面流动，热管通过辐射以及热传导换热实现与排出物的热能交换。

热管腔体布置在排出物运输容器上时热管回收热能选择自下列一种或多种：

A、将热管设置在运输容器的底部，热管的蒸发端设置在运输容器底部并与排出物进行接触；

B、将热管设置在运输容器的顶部，热管的蒸发端设置在运输容器上方，热管通过辐射换热实现与排出物的热能交换；

C、将热管设置在运输容器的侧面，热管的蒸发端设置在运输容器侧面，热管通过辐射以及热传导换热实现与排出物的热能交换。

采用本发明的技术方案可产生如下的有益效果:

1、本发明采用蓄热体实现了对高温窑炉排出物的高温余热进行回收。

2、本发明可以有效的利用尾矿及钢渣实现蓄热材料的生产，使得资源可以被有效的利用。

3、本发明可以应用于移动蓄热，可以将余热进行回收后运输到需要的区域后进行利用。

附图说明

图1是排出物流道上的热管余热利用系统示意图。

图2是运输闷罐的热管余热余热利用系统示意图。

图中标号含义：

1：窑炉，2：排出物出口，3：排出物，4：排出物流道，5：容器出口，6：容器进口，7：热管蒸发端，8：容器，9：热管冷凝端，10：排出物运输闷罐。

具体实施方式

实施例1、排出物流道上的热管余热利用系统

图1的窑炉1上的排出物出口2将排出物3排出到流道4上，在流道周围、底部设置热管的蒸发端7，多个热管的冷凝端9设置在容器8中，容器上设置有进口6以及出口5，热管将排出物的热能通过热管的蒸发端进行吸收后传热到热管的冷凝端9，冷凝端设置在容器内，流体从容器的进口进入到容器内，再从出口流出到外部，热管冷凝端与流体进行换热，实现排出物的热能的应用。

实施例2、运输闷罐的热管余热余热利用系统

图2中的窑炉1上的排出物出口2将排出物3排出到运输闷罐10内，在运输闷罐内部底部及周围设置热管的蒸发端7，多个热管的冷凝端9设置在运输闷罐8中，运输闷罐上设置有进口6以及出口5，热管将排出物的热能通过热管的蒸发端进行吸收后传热到热管的冷凝端9，冷凝端设置在容器内，流体从运输闷罐的进口进入到运输闷罐内，再从出口流出到外部，热管冷凝端与流体进行换热，实现排出物的热能的应用。

根据本发明的原理及结构，可以设计其他的实施案例，只要符合本发明的原理及结构，都属于本发明的实施。

Claims (4)

1.一种热管式窑炉排出物余热利用系统，包括窑炉，排出物，容器，流体，热管，保温材料，其特征是：

至少一个窑炉以及一个容器，窑炉排出物口外部设置有一个容器，该容器设置在排出物的流道；

容器内至少设置有两个腔体，一个为流体腔体，另一个为热管腔体，在流体腔体上设置有流体的进口与出口，热管的一端设置在流体腔体，另一端设置在热管腔体，热管腔体布置在排出物流道周围，将排出物的热能吸收，然后通过热管将热能传输到流体腔体，并通过流体腔体与流体换热，实现热能的回收利用；

排出物流道设计成为“Z”子型、螺旋形、阿基米德曲线、螺旋线、抛物线形之一或其组合；

根据窑炉的排出物的温度，选择热管的工作介质在30-1200摄氏度之间进行工作；

流体为液体、熔融盐、液态金属、纳米流体、等离子体、超临界流体中的一种或多种；

热管为重力热管、循环热管、振荡热管中的一种或多种；

热管腔体布置在排出物流道周围时，所述流道的一部分为冲渣槽，热管回收热能选择自下列一种或多种：

A、将热管设置在冲渣槽的底部，热管的蒸发端设置在冲渣槽上并与排出物进行接触，排出物在冲渣槽内进行流动；

B、将热管设置在冲渣槽的顶部，热管的蒸发端设置在冲渣槽上方，排出物在热管的蒸发端外壳底部流动，热管通过辐射换热实现与排出物的热能交换；

C、将热管设置在冲渣槽的侧面，热管的蒸发端设置在冲渣槽侧面，排出物在热管的蒸发端外壳侧面流动，热管通过辐射以及热传导换热实现与排出物的热能交换。

2.根据权利要求1所述的一种热管式窑炉排出物余热利用系统，其特征是：还设置有一个蓄热器，蓄热器与容器进行换热，实现将热能进行储存。

3.根据权利要求1所述的一种热管式窑炉排出物余热利用系统，其特征是：所述的窑炉为锅炉、中或高频炉、钢铁厂以及化工厂的窑炉，其排出物为煤渣、钢渣、铁渣、化工排出物的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种热管式窑炉排出物余热利用系统，其特征是：在容器上设置有加工装置，可以将排出物加工成为颗粒或者粉末，然后再将排出物放入到容器内。