CN105841505A - 焙烧物料余热回收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种焙烧物料余热回收装置及方法，所述装置包括：沸腾废热锅炉和设置在沸腾废热锅炉下方的沸腾冷却器，二者均向下倾斜设置，沸腾废热锅炉向下倾斜一端设置有第一出料管，其另一端开设有第一进料口，其内部设置有第一换热单元，沸腾冷却器向下倾斜一端设置有第二出料管，其另一端设置有第二进料口，其内部设置有第二换热单元，第一换热单元和第二换热单元通过第二水管连通，第一换热单元还连接有蒸汽管，第二换热单元通过第一水管与水槽连通，第一水管上设置有水泵。物料进行二次换热降温的同时，对换热单元中水进行二次加热，余热得到再利用，节能环保；设置的调节阀可调节第一水管中水流量的大小，进而满足各种温度物料的换热需求。
Description
技术领域：
本发明涉及新型能源技术领域，具体涉及一种焙烧物料余热回收装置及方法。
背景技术：
物料在经过高温焙烧后，具有大量热能，目前传统的作法是：直接对焙烧后物料进行冷却降温，并没有对这部分物料的余热进行再利用，具体举例来说，活性氧化镁是耐火材料的重要原料，到目前为止，我国的活性氧化镁产量在1000万吨以上，菱镁矿石是活性氧化镁的原料，在悬浮焙烧过程中，焙烧后的高温氧化镁虽然经过冷却回收余热，但从悬浮焙烧炉最后一级旋风冷却器中排出的氧化镁温度仍达300℃以上，需要将氧化镁冷却至80℃以下，传统的做法是直接将这些氧化镁直接与循环水进行间接换热，使氧化镁冷却到80℃以下，换热后的循环水经冷却后再循环使用，并没有对氧化镁冷却过程中的这部分热能进行有效的回收利用，导致在冷却的过程中，不仅损失了大量的热能，还增加动力的消耗及蒸发了大量的循环水。
因此有必要设计一种更好的更适用的焙烧物料余热回收装置及方法，以解决上述问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种焙烧物料余热回收装置及方法，对焙烧后高温粉体及小颗粒物料的余热进行回收利用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种焙烧物料余热回收装置，包括：沸腾废热锅炉和沸腾冷却器，所述沸腾冷却器设置在沸腾废热锅炉下方，且所述沸腾废热锅炉和沸腾冷却器均向下倾斜设置，所述沸腾废热锅炉向下倾斜一端的端部设置有第一出料管，其向上倾斜一端的上部开设有第一进料口，物料通过所述第一进料口进入所述沸腾废热锅炉中，所述沸腾废热锅炉内部设置有第一换热单元，所述沸腾冷却器向下倾斜一端的端部设置有第二出料管，其向上倾斜一端的上部对应第一出料管处设置有第二进料口，物料通过所述第一出料管和第二进料口进入所述沸腾冷却器中，所述沸腾冷却器内设置有第二换热单元，所述第一换热单元的一端和第二换热单元的一端通过第二水管连通，第一换热单元的另一端与蒸汽管连接，第二换热单元的另一端通过第一水管与水槽连通，第一水管上设置有水泵。
所述水泵和水槽之间的第一水管上设置有阀一，在水泵和沸腾冷却器之间的第一水管上设置有阀二，且在所述第一水管上并联设置有第三水管，所述第三水管上设置有调节阀，用以调节第一水管中水流量的大小。
所述沸腾废热锅炉中设置有透风板，且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管，在所述沸腾废热锅炉上端设置有第一排气管。
所述沸腾冷却器中设置有透风板，且在沸腾冷却器下端设置有第二风管，在所述沸腾冷却器上端设置有第二排气管。
所述第二出料管上还设置有温度传感器。
所述水槽中盛装有软水。
所述沸腾废热锅炉和所述沸腾冷却器的倾斜角度均为7～12°。
采用上述的焙烧物料余热回收装置进行余热回收的方法，具体步骤如下：
第一步：打开水泵，水槽中水通过第一水管供入沸腾冷却器的第二换热单元中，然后通过第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中；
第二步：将焙烧后物料通过第一进料口投入至沸腾废热锅炉中，物料与第一换热单元接触，进行一次换热，物料温度降低，同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾废热锅炉内运动，并由第一出料管排出，同时，第一换热单元中水温度升高，变为水蒸汽，由蒸汽管送往用户；
第三步：物料通过与第一出料管对应设置的第二进料口掉落至沸腾冷却器中，物料与第二换热单元接触，进行二次换热，物料温度再次降低，同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾冷却器内运动，并由第二出料管排出，同时，第二换热单元中水温度升高，由第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中。
在第二步和第三步中，在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中均设置透风板，且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管，在沸腾冷却器下端设置有第二风管，分别向沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中鼓入空气，使得物料呈松散状态，与第一换热单元和第二换热单元进行充分接触。
在第三步中，在第二出料管上设置有温度传感器，检测最终得到的物料的温度，且在第一水管上并联设置第三水管，在第三水管上设置有调节阀，当检测得到的物料温度高于预设值时，通过调节阀调节第一水管中水流量的大小，得到满足温度要求的物料。
本发明焙烧物料余热回收装置及方法的有益效果：物料在沸腾废热锅炉中进行一次换热降温，在沸腾冷却器中二次换热降温，最终得到满足温度要求的物料，与此同时，对换热单元中水进行二次加热，对物料余热进行再利用，节能环保；且在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器下方设置的风管作用下，物料在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中被空气托起，与换热单元进行充分接触，充分进行换热；调节阀的设置，可调节第一水管中水流量的大小，进而实现各种温度物料的换热需求。
附图说明：
图1为本发明焙烧物料余热回收装置的结构示意图；
1-沸腾废热锅炉，2-第一出料管，3-第一进料口，4-第一换热单元，5-蒸汽管，6-沸腾冷却器，7-第二水管，8-第二出料管，9-第二进料口，10-第二换热单元，11-第一水管，12-水泵，13-阀一，14-阀二，15-调节阀，16-水槽，17-透风板，18-第一风管，19-第一排气管，20-第二风管，21-第二排气管，22-第三水管。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
根据图1所示，一种焙烧物料余热回收装置，用于对焙烧后高温粉体及小颗粒物料(粒径为1～2mm)的余热进行回收利用，包括：沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6，所述沸腾冷却器6设置在沸腾废热锅炉1下方，且所述沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6均横向向下倾斜设置，倾斜角度均为7～12°，在本实施例中，将沸腾冷却器6设置在沸腾废热锅炉1的下方，即沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6的中心线延长线交于一点，使得装置在空间上的设计更加紧凑，所述沸腾废热锅炉1向下倾斜一端的端部设置有第一出料管2，其向上倾斜一端的上部开设有第一进料口3，物料通过所述第一进料口3进入所述沸腾废热锅炉1中，所述沸腾废热锅炉1内部设置有第一换热单元4，所述沸腾冷却器6向下倾斜一端的端部设置有第二出料管8，其向上倾斜一端的上部对应第一出料管处设置有第二进料口9，物料通过所述第一出料管2和第二进料口9进入所述沸腾冷却器6中，在第二出料管8上还设置有温度传感器(未图示)，用以检测最终得到的物料的温度，所述沸腾冷却器6内设置有第二换热单元10，所述第一换热单元4的一端和第二换热单元10的一端通过第二水管7连通，第一换热单元4的另一端与蒸汽管5连接，第二换热单元10的另一端通过第一水管11与水槽16连通，水槽16中盛装有软水，在本实施例中，所述第一、第二换热单元可以采用换热管，且换热管在沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6中波形设置，或者在其他实施例中，第一、第二换热单元可以为多条金属管并列竖向设置，用以增大换热管在沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6中的面积，使得换热管中水与物料进行充分接触，第一水管11上设置有水泵12，水泵12和水槽16之间的第一水管11上设置有阀一13，在水泵12和沸腾冷却器6之间的第一水管11上设置有阀二14，且在所述第一水管11上并联设置有第三水管22，所述第三水管22上设置有调节阀15，用以调节第一水管11中水流量的大小，图中箭头表示物料或水或气体的运动方向。
在所述沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6中设置有透风板17，且在沸腾废热锅炉1下端设置有第一风管18，在所述沸腾废热锅炉1上端设置有第一排气管19，在沸腾冷却器6下端设置有第二风管20，在所述沸腾冷却器6上端设置有第二排气管21，空气分别通过第一风管18和第二风管20进入沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6下部，沸腾空气托起物料向前运动，物料在运动过程中，与第一、第二换热单元充分接触，进行换热，当运动到出料管处，沸腾空气分别通过沸腾废热锅炉1和沸腾冷却器6上部设置的第一排气管19、第二排气管21排出。
采用上述的焙烧物料余热回收装置进行余热回收的方法，具体步骤如下：
第一步：打开水泵12，水槽16中水通过第一水管11供入沸腾冷却器6的第二换热单元10中，然后通过第二水管7供入沸腾废热锅炉1的第一换热单元4中；
第二步：将焙烧后物料通过第一进料口3投入至沸腾废热锅炉1中，物料掉落在沸腾废热锅炉1内设置的透风板17上，空气通过沸腾废热锅炉1下端设置的第一风管18进入沸腾废热锅炉1下部，在沸腾废热锅炉内受热膨胀上升，沸腾空气托起物料向前运动，物料在运动过程中，与第一换热单元4接触，进行一次换热，物料温度降低，物料在自身重力及沸腾空气的推动作用下，在倾斜设置的沸腾废热锅炉1内运动，运动到第一出料管2处排出，沸腾空气则通过沸腾废热锅炉1上部设置的第一排气管19排出，同时，第一换热单元4中水温度升高，变为水蒸汽，由蒸汽管5送往用户；
第三步：物料通过与第一出料管2对应设置的第二进料口9投入至沸腾冷却器6中，掉落在沸腾冷却器6中设置的透风板17上，空气通过沸腾冷却器6下端设置的第二风管20进入沸腾冷却器6下部，在沸腾冷却器内受热膨胀上升，沸腾空气托起物料向前运动，物料在运动过程中，与第二换热单元10接触，进行二次换热，物料温度再次降低，物料在自身重力及沸腾空气的推动作用下，在倾斜设置的沸腾冷却器6内运动，运动到第二出料管8处排出，沸腾空气则通过沸腾冷却器6上部设置的第二排气管21排出，同时，第二换热单元10中水温度升高，由第二水管7供入沸腾废热锅炉1的第一换热单元4中；
通过第二出料管8上设置的温度传感器，检测最终得到的物料的温度，当检测得到的物料温度高于预设值时，通过调节设置在第三水管22上的调节阀15，调节阀15关小，调节第一水管11中水流量增大，当检测得到的物料温度低于预设值时，则将调节阀15开大，调节第一水管11中水流量减小，实现各种温度物料的换热需求，最终得到满足温度要求的物料。
下面结合附图说明本发明焙烧物料余热回收装置及方法的一次具体作业过程：
以高温焙烧后的氧化镁为例，从悬浮焙烧炉最后一级旋风冷却器中排出的氧化镁温度达300℃以上，需要将氧化镁冷却至80℃以下。
打开阀一13，启动水泵12，当水泵12正常出水后，再打开阀二14，此时，温度为20℃的软水通过第一水管11进入沸腾冷却器6内的第二换热单元10，由第二水管7供入沸腾废热锅炉1的第一换热单元4中；焙烧后的氧化镁通过第一进料口3投入沸腾废热锅炉1，高温的氧化镁被沸腾废热锅炉1下部的沸腾空气托起使物料呈松散状态，由于沸腾废热锅炉1带有倾斜角度，使得物料向低的一侧移动，在此过程中高温氧化镁与沸腾废热锅炉1的第一换热单元4中的60～70℃的热水进行一次换热后，降温至130℃，从沸腾废热锅炉第一出料管2排出。
排出的130℃氧化镁从沸腾冷却器第二进料口9进入沸腾冷却器6内部，在沸腾冷却器6下部被来自第二风管20的沸腾空气托起，并由于沸腾冷却器6倾斜的作用使得氧化镁向低的一侧运动，在此过程中氧化镁与沸腾冷却器6内的第二换热单元10二次换热，换热后氧化镁被降温冷却至80℃以下，冷却后的氧化镁通过沸腾冷却器第二出料管8排出送往用户。
且在上述过程中，软水则是在沸腾冷却器6中与来自沸腾废热锅炉1的130℃的氧化镁一次换热，由20℃被加热至温度为60～70℃，通过第二水管7供入沸腾废热锅炉1中，与来自冷却器的300℃的氧化镁进行二次换热，产生压力为0.2MPa、温度为120℃的饱和蒸汽，通过蒸汽管5送往用户。
最后，通过温度传感器测得第二出料管8处排出氧化镁的温度，来调节调节阀15的开度大小，当沸腾冷却器第二出料管8排出的氧化镁温度高于80℃时，调节阀15关小，反之开大。
采用本发明进一步回收氧化镁余热与传统方式相比，可回收热量为172107.32KJ/t氧化镁，一台年产30万吨的氧化镁焙烧炉可回收热量51632×GJ，折标准煤1765吨/年，同时可节约因冷却时蒸发、排污损失的水的量为：32600吨/年，节约水冷却时所需的动力电35000KW·h，社会效益和经济效益显著。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：包括：沸腾废热锅炉和沸腾冷却器，所述沸腾冷却器设置在沸腾废热锅炉下方，且所述沸腾废热锅炉和沸腾冷却器均向下倾斜设置，所述沸腾废热锅炉向下倾斜一端的端部设置有第一出料管，其向上倾斜一端的上部开设有第一进料口，物料通过所述第一进料口进入所述沸腾废热锅炉中，所述沸腾废热锅炉内部设置有第一换热单元，所述沸腾冷却器向下倾斜一端的端部设置有第二出料管，其向上倾斜一端的上部对应第一出料管处设置有第二进料口，物料通过所述第一出料管和第二进料口进入所述沸腾冷却器中，所述沸腾冷却器内设置有第二换热单元，所述第一换热单元的一端和第二换热单元的一端通过第二水管连通，第一换热单元的另一端与蒸汽管连接，第二换热单元的另一端通过第一水管与水槽连通，第一水管上设置有水泵。
2.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：所述水泵和水槽之间的第一水管上设置有阀一，在水泵和沸腾冷却器之间的第一水管上设置有阀二，且在所述第一水管上并联设置有第三水管，所述第三水管上设置有调节阀，用以调节第一水管中水流量的大小。
3.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：所述沸腾废热锅炉中设置有透风板，且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管，在所述沸腾废热锅炉上端设置有第一排气管。
4.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：所述沸腾冷却器中设置有透风板，且在沸腾冷却器下端设置有第二风管，在所述沸腾冷却器上端设置有第二排气管。
5.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：所述第二出料管上还设置有温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：所述水槽中盛装有软水。
7.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置，其特征在于：所述沸腾废热锅炉和所述沸腾冷却器的倾斜角度均为7～12°。
8.采用权利要求1所述的焙烧物料余热回收装置进行余热回收的方法，其特征在于：具体步骤如下：
第一步：打开水泵，水槽中水通过第一水管供入沸腾冷却器的第二换热单元中，然后通过第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中；
第二步：将焙烧后物料通过第一进料口投入至沸腾废热锅炉中，物料与第一换热单元接触，进行一次换热，物料温度降低，同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾废热锅炉内运动，并由第一出料管排出，同时，第一换热单元中水温度升高，变为水蒸汽，由蒸汽管送往用户；
第三步：物料通过与第一出料管对应设置的第二进料口掉落至沸腾冷却器中，物料与第二换热单元接触，进行二次换热，物料温度再次降低，同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾冷却器内运动，并由第二出料管排出，同时，第二换热单元中水温度升高，由第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在第二步和第三步中，在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中均设置透风板，且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管，在沸腾冷却器下端设置有第二风管，分别向沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中鼓入空气，使得物料呈松散状态，与第一换热单元和第二换热单元进行充分接触。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在第三步中，在第二出料管上设置有温度传感器，检测最终得到的物料的温度，且在第一水管上并联设置第三水管，在第三水管上设置有调节阀，当检测得到的物料温度高于预设值时，通过调节阀调节第一水管中水流量的大小，得到满足温度要求的物料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Burning material waste heat recovery device and method Effective date of registration: 20220815 Granted publication date: 20171229 Pledgee: China Construction Bank Corporation Shenyang Free Trade Zone Sub-branch Pledgor: SHENYANG XINBO INDUSTRIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022210000112 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230915 Granted publication date: 20171229 Pledgee: China Construction Bank Corporation Shenyang Free Trade Zone Sub-branch Pledgor: SHENYANG XINBO INDUSTRIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022210000112 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |