CN105571339A - 出炉液态电石显热流动回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了出炉液态电石显热流动回收系统及方法，该系统包括电石炉、流槽及电石锅，流槽一端连接电石炉出液口，一端伸到电石锅上方；电石锅上方设有风罩，风罩上端连接风管入口，风管出口连接用热设备，用热设备连接引风机，风管上装回收阀。本发明利用引风与流动电石换热、吸收液态电石流热量，用升温后的引风加热其他物质。本发明不改变现生产工艺，不增加电石锅数量，不增大厂房面积，不增加生产设备或装置，即可回收电石1000℃以上部分的显热，占电石全部显热热量的50％左右，实现大幅度的节能减排。与自然冷却相比，本发明大大缩短电石冷却时间，提高电石生产效率。

Description

出炉液态电石显热流动回收系统及方法

技术领域

本发明涉及电石余热利用的系统及方法，更为具体来说，是出炉液态电石显热流动回收系统及方法。

背景技术

在电石的生产过程中，液态电石出炉温度约为2000摄氏度，其流入电石锅后由表及里地逐渐冷却凝固，在凝固前，其温度高于1000摄氏度；凝固温度约1000摄氏度，电石外壳凝固芯部仍是液态时从电石锅取出，自然冷却到常温后再运到破碎场破碎。

上述自然冷却的传统工艺，电石的显热全部散失到大气中。但是2000摄氏度的液态电石带有大量的热能。为此，专利201410494945.3提出了用循环风和热风窑回收电石显热的方法；专利CN202329241.U提出了把现电石锅改造成双层锅并设锅盖用冷却风回收电石显热的方法；专利201520156102.X提出把液态电石装在预存罐，用电石成型链和电石冷却链的方法回收电石显热；专利201510063246.8提出了用电石液造粒装置、保温罐、牵引车、提升装置和惰性气体回收电石显热等等。上述第一个方法和第二方法需要增加场地、厂房、电石锅和电石车数量。第二个方法更需要改造电石锅，增加约十倍的电石锅和电石车数量及厂房面积。第三、第四种方法是全新的工艺，采用全新的设备，风险大投资大，因而都难以实现。因此，获得一种可高效率回收电石显热的设备或者方法又简单易行、成本低成为本领域技术人员研究的重点和追求的目标。

发明内容

为克服现有方法回收电石显热要增加厂房面积、改变现生产工艺、改造或使用新的生产设备以及回收效果差而难以实现的缺点，本发明了提出了出炉液态电石显热流动回收系统及方法，能够高效、迅速地回收电石显热，最大优点是丝毫不改变电石现生产工艺、不改造电石锅等大生产设备、也不使用新设备，不增加厂房面积，只需把回收系统与现生产系统并联，投资少效率高，因而容易实现。

本发明提供了出炉液态电石显热流动回收系统，该系统包括电石炉、流槽、电石锅、风罩、风管、用热设备、阀门、引风机，流槽一端连接电石炉出液口、另一端伸向电石锅上方；电石锅上方设有风罩，风罩上开有操作洞，操作洞上安装有风罩门，风罩门上设有观察窗；风罩下端距电石锅上缘40到600mm；风罩上端连接风管入口，风管出口依次连接用热设备、阀门、回收引风机。

本发明通过引风机的引风与流动中的液态电石流换热，回收电石凝固前的显热，引风温度被加热至500-1000摄氏度左右，可作为热源直接加热、干燥其他物料，或者用气-气换热器、气-液换热器得到其他高温流体，或进汽化冷却烟道、余热锅炉生产蒸汽供热或发电，达到节能减排、消除污染的效果。

进一步地，流槽出口底面是平面/弧面。

进一步地，风罩包括上、下设置的固定风罩和活动风罩，活动风罩上开有操作洞，操作洞上安装有风罩门，风罩门上开有观察窗，固定风罩上端连接风管入口，活动风罩与升降机构连接；活动风罩上端伸入至固定风罩内。

为改变引风流量和温度，风罩包括上、下设置的固定风罩和活动风罩，固定风罩上端连接风管入口，活动风罩与升降机构连接、上端伸入至固定风罩内，活动风罩与固定风罩优选迷宫密封/沙土密封。

进一步地，风罩和风管内侧砌、敷耐火材料；固定风罩和活动风罩之间设有密封结构，风罩上安装有冷却风管/水管。

进一步地，用热设备与回收引风机之间安装有回收除尘器，三者用风管道连接；用热设备前的风管是汽化冷却烟道。

进一步地，与固定风罩上端连接的风管有并行的回收管路和排放管路，回收管路依次连接回收阀、汽化冷却烟道、用热设备、回收除尘器、回收引风机，排放管路依次连接排放阀、回收除尘器、回收引风机。

通过开启回收阀和关闭排放阀，电石炉出液时回收液态电石显热供用热设备；通过关闭回收阀和开启排放阀，出液前和出液末期对炉口烟尘收集、净化后排入大气。

进一步地，与固定风罩上端连接的风管有并行的回收管路和排放管路，回收管路依次连接回收阀、用热设备、回收除尘器、回收引风机，排放管路依次连接排放阀、排放除尘器、排放引风机。

进一步地，用热设备为干燥装置、气体-气体换热器、气体-液体换热器或气体-水换热的汽化冷却烟道、余热锅炉。

进一步地，二个以上的回收系统并联，实现连续对用热设备供热。

本发明的另一个发明目的在于提供出炉液态电石显热流动回收方法，包括如下步骤,

S1：使用引风与流动中的液态电石流换热、吸收液态电石流的热量，引风升温；

S2：利用升温后的引风加热其他流体或者固体；

S3:调节回收阀开度/或回收引风机转速/或改变风罩与电石锅的距离改变引风通流面积、流量、升温值；

S4：二个以上的回收系统并联，实现连续供热。

本发明的有益效果为：采用回收引风机的引风与流动中的液态电石流换热的方法回收电石显热，再将热引风的热量传给用热设备，丝毫不改变电石现生产工艺，不需要增加电石锅的数量和厂房面积，不对现有生产设备做任何改造，也不使用任何新的生产装置，只需把本回收系统与现生产系统并联，即可回收电石显热热量的50％左右，实现大幅度的节能减排。另外，与自然冷却相比，本发明可大大缩短电石冷却的时间，提高电石生产效率。

本发明中，1千克电石可回收热量260大卡，相当于37克标煤的发热量，年产20万吨的车间，可回收相当于标煤8250吨的热量，可见，相对于传统的电石生产工艺，本发明具有非常大的能源价值。

附图说明

图1为实施例一中出炉液态电石显热流动回收系统组成图。

图2为实施例二中出炉液态电石显热流动回收系统组成图。

图3为实施例三中出炉液态电石显热流动回收系统组成图。

图中，

1、电石炉；2、流槽；3、电石锅；4、风罩；40、固定风罩；41、活动风罩；42、升降机构；43、密封结构；44、冷却风管/水管；45、风罩门；5、风管；6、用热设备；61、汽化冷却烟道；7、引风机；70、回收引风机；71、排放引风机；80、回收除尘器；81、排放除尘器；9、阀门；90、回收阀；91、排放阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构和回收方法进行详细解释说明。

实施例一：

如图1所示，为解决电石显热回收问题，本发明提供了出炉液态电石显热流动回收系统，该系统包括电石炉1、流槽2及电石锅3，流槽2一端连接电石炉1出液口，另一端伸向电石锅3；本发明的创新点在于：该系统还包括风罩4、风管5、用热设备6及回收引风机70，电石锅3上方设有风罩4，风罩4上端连接风管5入口，风管5出口安装有回收引风机70，风管5依次连接风罩4、用热设备6、回收引风机70；通过回收引风机70引风与出炉的液态电石进入电石锅流动过程中进行对流换热、传热，可将液态电石流的温度从2000摄氏度降至1000摄氏度，引风升至高温，使用高温的引风加热用热设备6内的流体或固体，改变其温度、状态，实现电石显热回收的目的。调节阀门9的开度或引风机70转速，可改变引风流量控制引风温度，阀门9可设置在用热设备出口处，也可以设置在用热设备进口处。

本发明的引风机7包括回收引风机70、排放引风机71，阀门9包括回收阀90、排放阀91。

本发明中，用热设备6可选为气体-固体换热的干燥设备或者气体-气体换热器或者气体-液体换热器或者气体-水换热的汽化冷却烟道、余热锅炉等可被加热的换热设备。由于回收引风机70引风的温度较高，约为500至1000摄氏度，因此风罩4、风管5选用碳钢或者耐热钢等材料。

实施例二：

如图2所示，实施例二的结构与实施例一基本相同，其区别在于：本实施例中，风罩4包括上、下设置的固定风罩40和活动风罩41，固定风罩40上端连接风管5入口，活动风罩41与升降机构42连接、上端伸入至固定风罩40内，固定风罩40下端与活动风罩41上端之间密封，本实施例中，升降机构42为卷扬机，固定风罩40和活动风罩41之间设有密封结构43，密封的作用是防止外界冷风进入和热风外泄；升降机构42为卷扬机，活动风罩41与卷扬机连接，通过卷扬机控制活动风罩41与电石锅3之间的距离，从而改变引风量，控制引风温度，以适用于不同的用途。

本发明中的回收引风机70可变频调速，以及通过调整活动风罩41与电石锅3的距离以及调整回收阀90的开度调整风量使加热后的引风流量、温度保持在设定值。为了去除引风中的灰尘，用热设备6与回收引风机70之间安装有回收除尘器80，三者用风管5连接。

与固定风罩40上端连接的风管5使用三通形成并行的回收管路和排放管路，用热设备前的风管是汽化冷却烟道61，回收管路依次连接回收阀90、汽化冷却烟道61、用热设备6、回收除尘器80、回收引风机70，排放管路依次连接排放阀91、回收除尘器80、回收引风机70。汽化冷却烟道61和用热设备6与回收阀90串联、与排放阀91并联。排放阀91开启时回收阀90关闭，此位置用于在电石炉1开炉口和堵炉口时对粉尘的排放和处理。出电石时，排放阀91关闭、回收阀90开启，活动风罩41下降到一定高度或调整引风机转速保持风温。

在引风机的抽吸下，引风自下而上进入风罩4，与电石流进行对流换热和辐射传热，引风与电石流进行强烈的热交换，电石降温至约1000摄氏度，引风升温至设定温度，进入风管5后与汽化冷却烟道61和用热设备6内流体或固体热交换，降温至约100摄氏度，经引风机排出，可根据引风温度变化，改变引风机转速改变风量，也可调节活动风罩与电石锅的距离或调节回收阀的开度，从而控制引风终温。

电石炉1出液态电石结束后，回收阀90关闭，排放阀91打开，在堵炉口过程中，继续引风，堵炉口完毕，引风机停止，排放阀91关闭。本发明如果同时应用于多座电石炉1，可达到热风不断的效果。

本发明不增加电石锅3数量和占地面积，丝毫不改变电石现生产工艺，不增加任何生产设备，也不对现生产设备做任何改造。

实施例三：

实施例三的结构与实施例二基本相同，其区别在于：如图1、3所示，本实施例中，与固定风罩40上端连接的风管5经过三通形成并行的回收管路和排放管路，回收管路依次连接回收阀90、用热设备6、回收除尘器80、回收引风机70，排放管路依次连接排放阀91、排放除尘器81、排放引风机71。本实施例的回收引风机70和排放引风机71分别为两个独立的系统，回收引风机70用于液态电石显热回收，排放引风机71用于排放开炉口和堵炉口时的灰尘，而这两个系统可通过自动或者手动的方式相互切换。更为具体地，本发明活动风罩41上开有操作洞，操作洞上安装有风罩门45，风罩门45上开有观察窗，风罩4下端距电石锅3上缘40到600mm；风罩4上端连接风管5入口，风管出口依次连接用热设备6、阀门9、回收引风机70；活动风罩41内侧固定有冷却风管44；开炉口、堵炉口及扩口时，活动风罩41在适当高度，开口、堵口时打开风罩门45进行；正常出液态电石时，关闭风罩门45，通过观察窗监视电石流出情况。由于本发明的特殊的应用场合，风罩4和风管5内壁砌或覆设耐火材料层。如果没有采用耐火材料层，为延长风罩4的寿命，本发明可采用在风罩4表面安装冷却风管/冷却水管44，回收期内向冷却风管/冷却水管44内通入冷却风或冷却水，非回收期停止通入冷却风/冷却水。

本实施例是为了适应某些厂的改造需要，回收系统和非回收系统相互独立，回收系统使用回收除尘器80和回收引风机70，排放系统使用排放除尘器81和排放引风机71。

如图1、2、3所示，本发明还提供了出炉液态电石进入电石锅流动过程中显热回收方法，包括如下步骤,

S1：使用引风与液态电石进入电石锅流动过程中换热、吸收液态电石流的热量，引风升温；通过回收引风机70抽吸升温后的引风，通过调节引风机转速和/或改变风罩4与电石锅3的距离/或改变回收阀90的开度调整引风量，进而改变引风通流面积、流量、升温值。本发明使用回收引风机70抽吸空气,空气与液态电石流逆流换热吸收液态电石流的热量成为高温空气。

S2：把高温空气作为用热设备6的热源，加热其他流体或者固体。

S3:调节回收阀开度/或回收引风机转速/或改变风罩与电石锅的距离改变引风通流面积、流量、升温值；

S4：二个以上的回收系统并联，实现连续供热。

本发明通过电石炉1、流槽2、电石锅3、风罩4、风管5、用热设备6等组成的出炉液态电石显热流动回收系统，通过引风机引风与出炉的液态电石进入电石锅流动过程中进行对流换热和传热、液态电石将热量传给引风，电石温度可由2000摄氏度降至1000摄氏度凝固。引风由常温升到约500至1000摄氏度作为热源使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.出炉液态电石显热流动回收系统，该系统包括电石炉(1)、流槽(2)、电石锅(3)、风罩(4)、风管(5)、用热设备(6)、阀门(9)、引风机(7)，其特征在于：流槽一端连接电石炉出液口、另一端伸向电石锅上方；电石锅上方设有风罩，风罩上开有操作洞，操作洞上安装有风罩门(45)，风罩门上设有观察窗；风罩下端距电石锅上缘40到600mm；风罩上端连接风管入口，风管出口依次连接用热设备、阀门、回收引风机(70)。

2.根据权利要求1所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：流槽出口底面是平面/弧面。

3.根据权利要求1或2所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：风罩包括上、下设置的固定风罩(40)和活动风罩(41)，活动风罩上开有操作洞，操作洞上安装有风罩门，风罩门上开有观察窗，固定风罩上端连接风管入口，活动风罩与升降机构(42)连接；活动风罩上端伸入至固定风罩内。

4.根据权利要求3所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：风罩及风管内侧砌、敷耐火材料；固定风罩和活动风罩之间设有密封结构(43)，风罩上安装有冷却风管/水管(44)。

5.根据权利要求4所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：用热设备与回收引风机之间安装有回收除尘器(80)，三者用风管道连接；用热设备前的风管是汽化冷却烟道(61)。

6.根据权利要求5所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：与固定风罩上端连接的风管有并行的回收管路和排放管路，回收管路依次连接回收阀(90)、汽化冷却烟道、用热设备、回收除尘器、回收引风机，排放管路依次连接排放阀(91)、回收除尘器、回收引风机。

7.根据权利要求5所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：与固定风罩上端连接的风管有并行的回收管路和排放管路，回收管路依次连接回收阀、用热设备、回收除尘器、回收引风机，排放管路依次连接排放阀、排放除尘器(81)、排放引风机(71)。

8.根据权利要求6或7所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：用热设备为干燥装置、气体-气体换热器、气体-液体换热器或气体-水换热的汽化冷却烟道、余热锅炉。

9.根据权利要求6或7所述的出炉液态电石显热流动回收系统，其特征在于：二个以上的回收系统并联。

10.出炉液态电石显热流动回收方法，其特征在于：包括如下步骤,

S1：使用引风与流动中的液态电石流换热、吸收液态电石流的热量，引风升温；

S2：利用升温后的引风加热其他流体或者固体；

S3:调节回收阀开度/或回收引风机转速/或改变风罩与电石锅的距离改变引风通流面积、流量、升温值；

S4：二个以上的回收系统并联，实现连续供热。