CN105066715A - 一种电石冷却过程余热回收用的集热装置 - Google Patents

一种电石冷却过程余热回收用的集热装置 Download PDF

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Abstract

一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，包括集热模，集热模块包括主体构架、换热管束组件和循环风机组件，循环风机组件安装在主体构架的顶部，主体构架固定在安装面上且其截面为倒U型结构，主体构架包围的空腔构成供运输车通过的通道。本发明的电石冷却余热回收隧道式集热设备，具有不改变原生产工艺流程和生产场地布局，且设备结构紧凑、合理，便于安装、检修、更换，节省设备维修费用等特点，减少了现场维修工作量，缩短设备维修停机时间，降低了生产成本。

Description

一种电石冷却过程余热回收用的集热装置
技术领域
本发明涉及一种余热回收装置，尤其是涉及一种电石冷却过程余热回收用的集热装置。
背景技术
迄今电石工业生产仍沿用电热法工艺，是生石灰CaO和焦炭C在埋弧式电炉电石炉内，通过电阻电弧热在1800～2200℃的高温下反应制得，同时生成副产品一氧化碳CO。电石行业是一个高耗能、高污染的行业。在原材料的运输、准备过程及生产的过程中都有污染物生成。冶炼好的电石，每隔一小时左右从炉口出炉一次，熔融电石流入牵引小车上的电石锅内，由卷扬机将小车拉到冷破厂房进行冷却破碎。由桥式起重机将电石锅用吊具从小车上吊出，放置在“热锅预冷区”。冷却两小时后，将电石砣从锅内吊出放置在冷却区继续冷却，当冷却到80℃以下时，用汽车运往聚氯乙烯装置。在这个冷却过程中，电石的温度将由2000℃冷却到80℃。将有巨大的热能浪费，同时这部分热能散发到车间，污染了生产环境、提高了工作环境温度，给生产工人的身体造成了巨大的伤害。
近年来，随着能源短缺、环境污染排放标准的提高和科技进步，国内外对低温余热的回收利用日益重视并取得了新的进展。该发明电石冷却工艺中的余热回收隧道式集热设备就是一种针对该工艺而设计的一种隧道式换热设备。该发明的目的是将原电石冷却工艺的自然冷却过程转变为强制对流冷却，将电石锅通过运输小车沿轨道进入电石冷却余热回收隧道式集热设备中，通过风机使热风在设备内强制循环，使电石冷却的热能在集热设备的换热管束表面进行辐射和对流换热，管束内的冷却水系统将其热量回收，转换成循环水的热能，可用于加热工艺流体，为供暖系统提供热源，还可以作为余热发电的热源，达到节约能源，同时避免了热气流与车间空气的热交换、降低环境热污染的目的。
发明内容
本发明的目的是为解决电石冷却工艺过程的热能浪费和环境热污染技术问题，提供一种电石冷却过程余热回收用的集热装置
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，包括集热模，集热模块包括主体构架、换热管束组件和循环风机组件，循环风机组件安装在主体构架的顶部，主体构架固定在安装面上且其截面为倒U型结构，主体构架包围的空腔构成供运输车通过的通道，即为主体构架恰好罩设在运输车的轨道上方构成供运输车通过的通道，安装在运输车上的电石锅位于所述通道内换热管束组件包括两个复合换热组件，两个复合换热组件对应设置在位于运输车两侧的主体构架内表面上，所述的复合换热组件为膜式壁换热管组和翅片式换热管组平行设置且通过连接管连成一体结构，所述的翅片式换热管组设置在膜式壁换热管组和主体构架内表面之间，且翅片式换热管组通过支撑板固定在主体构架上。
所述的集热模块设置有多个，且各个集热模块相互串联或者相互并联。
所述的两个复合换热组件通过水管串联并联为一体。
所述的主体构架，包括由型钢焊接而成的主架、内封板和外封板，内封板和外封板分别固定在主架的内表面和外表面上，内封板、外封板和主架构成内部有密封空间的空心支架，空心支架内部填充有保温材料。
所述的循环风机组件包括循环风机、导流罩、导流板和端头挡板，端头挡板固定在主体构架顶部的内表面上，导流板与端头挡板间隔设置且导流板的两端密封固定在膜式壁换热管组上，导流板和膜式壁换热管组与主体构架的内表面之间形成截面为U型的风道，风道的两端与主体构架内部空间连通，循环风机的输出端穿过主体构件和端头挡板，循环风机的风叶位于风道内，导流罩套设在风叶外侧，导流罩穿过导流板将风道顶部与主体构架内部空间连通，以便于循环风机将电石锅的热量由主体构架内的上部吹送到下部，热风沿布置在主体构架两侧的膜式壁换热管组向下流动，后从风道两端进入到循环风机的叶片上部，再经循环风机的叶片向下流动从而形成热风内循环系统。
本发明的有益效果是：本发明的电石冷却余热回收隧道式集热设备，具有不改变原生产工艺流程和生产场地布局，且设备结构紧凑、合理，便于安装、检修、更换，节省设备维修费用等特点，减少了现场维修工作量，缩短设备维修停机时间，降低了生产成本。同时，该发明的电石冷却余热回收隧道式集热设备在电石工业减少了大量的能源浪费，并为企业创造了一个低温、舒适的良好工作环境，保证了生产一线工人的健康安全，在电石工业系统中更好地应用和推广，前景十分可观，本发明中设置有独特的循环风道，电石在冷却过程中释放的余热在风机的循环过程中保证了热风完全经过复合换热管束表面与管内介质进行了充分的热交换，同时保证电石在冷却过程中释放的余热最大限度的被换热管内低温介质充分吸收，达到余热回收最大化。。
附图说明
图1为本发明的安装示意图。
图2为本发明中一个集热模块的安装示意图。
图3为本发明中主体构架的具体结构局部放大示意图。
图4为本发明中换热管束组件的具体结构示意图。
图5为本发明中换热管束组件的侧视图。
图示标记：1、换热管束组件；101、支撑板；102、膜式壁换热管组；103、翅片式换热管组；104、连接管；2、主体构架；201、外封板；202、保温材料；203、内封板；204、主架；3、循环风机组件；301、循环风机；302、端头挡板；303、导流罩；304、导流板；4、集热模块；5、冷却水管进水口；6、冷却水管出水口；7、电石锅；8、运输车。
具体实施方式
图1-图5所示，具体实施方式如下：
一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，包括集热模4，集热模块包括主体构架2、换热管束组件1和循环风机组件3，循环风机组件3安装在主体构架2的顶部，主体构架2固定在安装面上且其截面为倒U型结构，主体构架2包围的空腔构成供运输车8通过的通道，即为主体构架2恰好罩设在运输车8的轨道上方构成供运输车8通过的通道，安装在运输车8上的电石锅7位于所述通道内换热管束组件1包括两个复合换热组件，两个复合换热组件对应设置在位于运输车两侧的主体构架内表面上，所述的复合换热组件为膜式壁换热管组102和翅片式换热管组103平行设置且通过连接管104连成一体结构，所述的翅片式换热管组103设置在膜式壁换热管组102和主体构架2内表面之间，且翅片式换热管组103通过支撑板101固定在主体构架2上。
所述的集热模块4设置有多个，且各个集热模块4相互串联或者相互并联，也可以部分串联，部分并联再混合串联并联，但是这种结构比较复杂。
所述的两个复合换热组件通过水管串联或者并联为一体。
所述的主体构架2，包括由型钢焊接而成的主架204、内封板203和外封板201，内封板203和外封板201分别固定在主架204的内表面和外表面上，内封板203、外封板201和主架204构成内部有密封空间的空心支架，空心支架内部填充有保温材料202。
所述的循环风机组件3包括循环风机301、导流罩303、导流板304和端头挡板302，端头挡板302固定在主体构架2顶部的内表面上，导流板304与端头挡板302间隔设置且导流板304的两端密封固定在膜式壁换热管组102上，导流板304和膜式壁换热管组102与主体构架2的内表面之间形成截面为U型的风道，风道的两端与主体构架2内部空间连通，循环风机12的输出端穿过主体构件2和端头挡板302，循环风机12的风叶位于风道内，导流罩303套设在风叶外侧，导流罩303穿过导流板304将风道顶部与主体构架2内部空间连通，以便于循环风机301将电石锅7的热量由主体构架2内的上部吹送到下部，热风沿布置在主体构架2两侧的膜式壁换热管组102的内部向下流动，后从风道下部两端经翅片式换热管束表面进入到循环风机301的叶片上部，再经循环风机301的叶片向下流动从而形成热风内循环系统。
该结构设计的优点在于：电石在冷却过程中释放的余热在风机的循环过程中保证了热风完全经过复合换热管束表面与管内介质进行了充分的热交换，同时保证电石在冷却过程中释放的余热最大限度的被换热管内低温介质充分吸收，达到余热回收最大化。
如图1所示：为本发明它有由N个集热模块组成，每个集热模块包括主体构架、换热管束组件、循环风机组件；主体构架（1）由外护板、保温材料内封板和主架组成；换热管束组件由一组膜式壁换热管组和一组翅片式换热管组通过连接管连接，连接成的管束组件通过支撑板连接在主体构架的两侧；循环风机组件由循环风机、导流罩、导流板、端头挡板组成。
所述的主体构架根据电石锅及运输小车外形尺寸设计的，由型钢制作的主体构架焊接而成，主体构架的上面及两侧内表面用内封板封闭焊接，内封板的外面填充保温材料、保温材料外表面用外护板与主构架连接。主体构架的作用就是隔绝隧道内电石所散出的热能与外界空气交换，其二是固定换热管组和循环风机组件。
所述的换热管束组件由一组膜式壁换热管组和一组翅片式换热管组通过连接管连接，连接成的管束组件通过支撑板连接在主体构架的两侧。换热管组的基管规格及长度根据电石产量以及换热量确定。
所述的循环风机组件由循环风机、导流罩、导流板、端头挡板组成。循环风机组件的功能是由循环风机将电石锅的热量有上部吹下，热风沿布置在主体构架两侧内面的膜式壁换热管组向下流动，自换热管束组件的下部进入膜式壁换热管组与内封板之间的风道进入到循环风机的叶片上部、形成热风内循环系统，同时热风在换热管壁表面进行对流和辐射换热，达到对电石强制冷却的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，其特征在于：包括集热模块（4），集热模块包括主体构架（2）、换热管束组件（1）和循环风机组件（3），循环风机组件（3）安装在主体构架（2）的顶部，主体构架（2）固定在安装面上且其截面为倒U型结构，主体构架（2）包围的空腔构成供运输车（8）通过的通道，换热管束组件（1）包括两个复合换热组件，两个复合换热组件对应设置在位于运输车两侧的主体构架内表面上，所述的复合换热组件为膜式壁换热管组（102）和翅片式换热管组（103）平行设置且通过连接管（104）连成一体结构，所述的翅片式换热管组（103）设置在膜式壁换热管组（102）和主体构架（2）内表面之间，且翅片式换热管组（103）通过支撑板（101）固定在主体构架（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，其特征在于：所述的集热模块（4）设置有多个，且各个集热模块（4）相互串联或者相互并联。
3.根据权利要求1所述的一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，其特征在于：所述的两个复合换热组件通过水管串联或者并联为一体。
4.根据权利要求1所述的一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，其特征在于：所述的主体构架（2），包括由型钢焊接而成的主架（204）、内封板（203）和外封板（201），内封板（203）和外封板（201）分别固定在主架（204）的内表面和外表面上，内封板（203）、外封板（201）和主架（204）构成内部有密封空间的空心支架，空心支架内部填充有保温材料（202）。
5.根据权利要求1所述的一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，其特征在于：所述的循环风机组件（3）包括循环风机（301）、导流罩（303）、导流板（304）和端头挡板（302），端头挡板（302）固定在主体构架（2）顶部的内表面上，导流板（304）与端头挡板（302）间隔设置且导流板（304）的两端密封固定在膜式壁换热管组（102）上，导流板（304）和膜式壁换热管组（102）与主体构架（2）的内表面之间形成截面为U型的风道，风道的两端与主体构架（2）内部空间连通，循环风机（12）的输出端穿过主体构件（2）和端头挡板（302），循环风机（12）的风叶位于风道内，导流罩（303）套设在风叶外侧，导流罩（303）穿过导流板（304）将风道顶部与主体构架（2）内部空间连通，以便于循环风机（301）将电石锅（7）的热量由主体构架（2）内的上部吹送到下部，热风沿布置在主体构架（2）两侧的膜式壁换热管组（102）向下流动，后从风道两端进入到循环风机（301）的叶片上部，再经循环风机（301）的叶片向下流动从而形成热风内循环系统。
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Denomination of invention: Heat collection device for recycling waste heat in calcium carbide cooling process

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Denomination of invention: Heat collection device for recycling waste heat in calcium carbide cooling process

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Pledgor: Longhua Science and Technology Group (Luoyang) Co., Ltd.

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Pledgor: LONGHUA TECHNOLOGY GROUP (LUOYANG) Co.,Ltd.

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