CN107445166A - 一种电石液冷却成型造粒和余热利用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电石液冷却成型造粒和余热利用系统及方法。所述系统中，热超导体双辊成型机具有电石液入口、电石成型球团出口，并设置有电石液储仓和球窝双辊，电石液入口位于电石液储仓上，球窝球窝双辊内设有热超导体，热超导体与蒸汽锅炉连接；气体换热装置具有电石成型球团入口、冷空气入口、冷却电石球团出口、热空气出口，电石成型球团入口与电石成型球团出口连接，旋风除尘器具有热空气入口、除尘后空气出口、电石粉尘出口，热空气入口与热空气出口连接，余热锅炉具有除尘后空气入口、冷空气出口，除尘后空气入口与除尘后空气出口连接，冷空气出口与冷空气入口连接。本发明可利用电石液余热，得到的电石球团形状均匀，节省了破碎工序。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种将电石液冷却成型造粒，同时有效利用电石液余热的系统和方法。
背景技术
目前，电石炉冶炼电石的过程，会产生温度为1700～2100℃的高温电石液。该高温电石液从电石炉流至铸钢电石锅后，首先用轨道车将其送至冷却厂房，自然通风冷至500～600℃，然后用大吊钩将约1吨重的电石锭吊出，继续自然通风冷至100℃以下，再送至破碎车间进行粗破碎、细破碎，制成符合尺寸的电石粒备用。在该电石液造粒过程中，大块电石锭的冷却速度较慢，冷却时间较长，且需占用大面积的场地。同时，电石锭破碎过程会产生大量的电石粉尘，导致生产环境变差。由于电石粉尘的浪费，会造成经济损失。并且，电石液所携带的大量显热在冷却过程中被直接浪费，没有得到有效利用，造成能量的损失。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种将电石液冷却成型造粒，同时有效利用电石液余热的系统和方法，本发明中电石液的冷却造粒速度较快，电石液的余热也可以得到有效利用。
本发明首先提供了一种电石液冷却成型造粒和余热利用系统，包括电石液冷却成型单元和气体换热单元。
所述电石液冷却成型单元包括热超导体双辊成型机、蒸汽锅炉。
所述热超导体双辊成型机具有电石液入口、电石成型球团出口，并且，所述热超导体双辊成型机上设置有电石液储仓和球窝双辊，其中，所述电石液入口位于所述电石液储仓上，所述球窝双辊内部设置有热超导体，所述热超导体与所述蒸汽锅炉连接。
所述气体换热单元包括气体换热装置、旋风除尘器、余热锅炉。
所述气体换热装置具有电石成型球团入口、冷空气入口、冷却电石球团出口、热空气出口，所述电石成型球团入口与所述热超导体双辊成型机的电石成型球团出口连接。
所述旋风除尘器具有热空气入口、除尘后空气出口、电石粉尘出口，所述热空气入口与所述气体换热装置的热空气出口连接。
所述余热锅炉具有除尘后空气入口、冷空气出口，所述除尘后空气入口与所述旋风除尘器的除尘后空气出口连接，所述冷空气出口与所述气体换热装置的冷空气入口连接。
进一步地，所述气体换热装置的腔体内，在横向宽度的1/8～1/4处设置有气体分布板，且靠近设置有所述冷空气入口的侧壁。所述气体分布板竖直贯穿于所述腔体内，并连接固定在所述腔体内壁上。
进一步地，所述系统还包括电石炉和电石液储罐。所述电石炉具有电石制备原料入口、出气口、电石液出口。所述电石液储罐具有电石液入口、电石液出口。所述电石炉的电石液出口与所述电石液储罐的电石液入口连接，所述电石液储罐的电石液出口与所述热超导体双辊成型机的电石液入口连接。
本发明的一些实施例中，所述系统还包括密闭保温储罐和牵引机。所述密闭保温储罐设置在所述热超导体双辊成型机与所述气体换热装置之间，储存电石成型球团。所述牵引机与所述密闭保温储罐连接，控制所述密闭保温储罐的放置方式。
本发明的一些实施例中，所述系统还包括风机，所述风机具有进气口和出气口，所述风机的进气口与所述旋风除尘器的除尘后空气出口连接，所述出气口与所述余热锅炉的除尘后空气入口连接。
本发明还提出了一种利用上述系统进行电石液冷却成型造粒和余热利用的方法，包括步骤：
A、将高温电石液送入所述热超导体双辊成型机中，与热超导体进行换热冷却，并经所述球窝双辊挤压成型，得到电石成型球团和升温后的热超导体。
B、将所述升温后的热超导体送入所述蒸汽锅炉中进行加热，获得蒸汽。
C、将所述电石成型球团送入所述气体换热装置中，与通入的冷空气换热，得到冷却电石球团和升温后的热空气。
D、将所述升温后的热空气送入所述旋风除尘器进行除尘，得到除尘后空气和电石粉尘，将所述除尘后空气送入所述余热锅炉中用作加热介质，除尘后空气降温后得到冷空气，将所述冷空气送入所述气体换热装置中。
进一步地，在步骤A之前还包括制备电石液的步骤：将制备电石的原料送入所述电石炉中进行冶炼，得到高温电石液和电石炉气，并将所述高温电石液送入所述电石液储罐中使所述高温电石液呈液态。
进一步地，步骤C中还包括：将所述电石成型球团送入所述密闭保温储罐中，当所述密闭保温储罐中装满所述电石成型球团后进行密封，所述牵引机将所述密闭保温储罐倒置并置于所述气体换热装置的电石成型球团入口上，使得所述电石成型球团倒入所述气体换热装置中。
进一步地，步骤A中，所述高温电石液的温度为2000～2200℃，所述电石成型球团的温度为800～1000℃。
进一步地，步骤C中，所述升温后的热空气的温度为600～700℃。
本发明采用热超导体双辊成型机对电石液进行冷却成型造粒，热超导体双辊成型机中设置的热超导体能够与高温电石液换热，在实现高温电石液快速冷却造粒的同时，热超导体换热后升温，并利用其余热产生蒸汽或发电。成型后的电石球团进一步与冷空气进行换热冷却，换热后，冷空气升温得到的热空气用于产生蒸汽或发电。因此，本发明能够实现高温电石液余热的完全回收及综合利用。
并且，本发明可直接制备得到规格符合要求的电石球团，与传统电石冶炼工艺相比，节省了电石的破碎步骤，从而避免破碎过程导致的原料损失和粉尘污染，所获得的电石球团形状均匀、性能优异。
附图说明
图1为本发明实施例中电石液冷却成型造粒和余热利用的系统示意图。
图2为利用图1所示的系统进行电石液冷却成型造粒和余热利用的方法流程示意图。
附图中的附图标记如下：
1-电石炉；2-电石液储罐；3-热超导体双辊成型机；4-蒸汽锅炉；5-密闭保温储罐；6-牵引机；7-气体换热装置；8-旋风除尘器；9-风机；10-余热锅炉。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明提出的系统和方法，能够使得高温电石液快速冷却成型进行造粒，并可同时实现电石液余热的有效利用。
如图1所示，为本发明实施例提出的一种电石液冷却成型造粒和余热利用的系统示意图。本发明所示的系统主要包括电石液冷却成型单元和气体换热单元。
①电石液冷却成型单元包括热超导体双辊成型机3和蒸汽锅炉4。
热超导体双辊成型机3上设置有电石液储仓31和球窝双辊32。球窝双辊32的内部填充有热超导体(图中未示出)，用于快速地与高温电石液进行换热，使得高温电石液降温成型，同时，热超导体经换热后温度升高。优选的，球窝双辊32的辊皮由耐高温、耐磨的材料制成，辊皮上设置有凹状球窝，使得电石液在球窝双辊32的作用下冷却成型时，生成具有一定规格的电石成型球团，且电石成型球团的形状、大小均匀。优选的，辊皮上设置的凹状球窝的规格为20mm×25mm。
本发明中，热超导体以无机盐溶液为冷却介质。热超导体的内部为真空状态。优选的，热超导体外接蒸汽锅炉4，利用换热后热超导体的热量在蒸汽锅炉4中产生蒸汽。
热超导体双辊成型机3具有电石液入口、电石成型球团出口33。其中，电石液入口位于电石液储仓31的上端。
②气体换热单元包括气体换热装置7、旋风除尘器8、余热锅炉10。
气体换热装置7用于将热态的电石成型球团与冷空气进行换热降温，其具有电石成型球团入口71、冷空气入口73、冷却电石球团出口72、热空气出口74。其中，电石成型球团入口71与热超导体双辊成型机3的电石成型球团出口33连接。优选的，冷却电石球团出口72位于气体换热装置7的底部。
优选的，气体换热装置7的腔体内，在竖直方向上设置有气体分布板75。气体分布板75设置在气体换热装置7横向宽度的1/8～1/4处，并且靠近设置有冷空气入口73的侧壁。气体分布板75竖直的贯穿于气体换热装置7的腔体内，其两端分别固定连接在腔体的顶端内壁和底端内壁上。
气体分布板75上设置有通孔，使得冷空气能够通过气体分布板75从不同高度进入到气体换热装置7中，实现冷空气与电石成型球团在不同高度充分接触，具有冷空气分布均匀和电石成型球团冷却充分的优势。
旋风除尘器8用于净化热空气，除去热空气中的粉尘，其具有热空气入口81、除尘后空气出口82、电石粉尘出口83。其中，热空气入口81与气体换热装置7的热空气出口74连接。优选的，除尘后空气出口82位于旋风除尘器8的顶部，电石粉尘出口83位于底部。
余热锅炉10能够利用除尘后空气的余热进行加热，其具有除尘后空气入口101、冷空气出口102。其中，除尘后空气入口101与旋风除尘器8的除尘后空气出口82连接，冷空气出口102与气体换热装置7的冷空气入口73连接。
作为本发明优选的实施例，在旋风除尘器8和余热锅炉10之间还设置有风机9。风机9设置有进气口和出气口，进气口与旋风除尘器8的除尘后空气出口连接，出气口与余热锅炉10的除尘后空气入口101连接，用于将除尘后空气由旋风除尘器8抽送至余热锅炉10中。
作为本发明优选的实施例，本发明的系统还包括密闭保温储罐5、牵引机6。其中，密闭保温储罐5设置在热超导体双辊成型机3与气体换热装置7之间，用于储存电石成型球团，使得从热超导体双辊成型机3排出的电石成型球团维持高温状态。牵引机6与密闭保温储罐5连接，控制密闭保温储罐5的放置方式。当密闭保温储罐5中装满电石成型球团后进行密封，利用牵引机6将其运送至气体换热装置7上方，密闭保温储罐5倒置并与电石成型球团入口71对接，将电石成型球团倒入气体换热装置7中，避免热量的损失以及热烧损。
进一步地，本发明的系统还包括电石炉1和电石液储罐2。
电石炉1用于制备电石，其具有电石制备原料入口11、出气口12、电石液出口13。电石液储罐2用于存储高温电石液，其具有电石液入口21、电石液出口22。优选的，电石液储罐2选用保温储罐。
其中，电石炉1的电石液出口13与电石液储罐2的电石液入口21连接，电石液储罐2的电石液出口22与热超导体双辊成型机3的电石液入口连接。
如图2所示，为本发明实施例提出的进行电石液冷却成型造粒和余热利用的方法，包括步骤：
A、将高温电石液送入热超导体双辊成型机3中，与其中的热超导体进行换热，高温电石液快速冷却，并经球窝双辊32挤压成型，得到电石成型球团和换热升温后的热超导体。
其中，高温电石液的温度为2000～2200℃。电石成型球团的温度为800～1000℃。并且，本发明不限制电石成型球团的粒度，可根据生产需求进行调节。优选的，电石成型球团的规格为20mm×25mm。
在该步骤之前还包括制备电石液的步骤：将用于制备电石的原料送入电石炉1中进行冶炼，制备得到高温电石液和电石炉气。产生的高温电石液自电石炉1的炉嘴直接流入电石液储罐2中储存，电石液储罐2能够保持高温电石液的高温度，不会凝结为固体。
B、将步骤A获得的换热升温后的热超导体送入蒸汽锅炉4中进行加热，从而获得蒸汽。
C、将步骤A得到的电石成型球团送入气体换热装置7中，并向气体换热装置7中通入冷空气，冷空气吸收电石成型球团的热量，从而得到冷却电石球团和升温后的热空气。其中，得到的升温后的热空气的温度为600～700℃。
作为本发明优选的实施例，首先将电石成型球团送入密闭保温储罐5中，维持电石成型球团的温度。当密闭保温储罐5装满电石成型球团后，将其密封，利用牵引机6将其输送至气体换热装置7上方，密闭保温储罐5倒置并与电石成型球团入口71对接，将电石成型球团倒入气体换热装置7中。
D、将步骤C得到的升温后的热空气送入旋风除尘器8进行除尘净化处理，得到除尘后空气和电石粉尘。
其中，电石粉尘自旋风除尘器8底部的电石粉尘出口83排出，避免了物料的浪费。
除尘后空气自旋风除尘器8顶部的除尘后空气出口82排出，并送入余热锅炉10中加热，进行余热利用。余热利用过程得到的降温后的冷空气，经由冷空气入口73送入气体换热装置7中，用于冷却电石成型球团。
实施例1
将电石炉产生的温度为2000～2200℃的高温电石液从炉嘴直接流入电石液储罐中，保持电石液呈液体状态。然后，高温电石液自电石液储罐送入热超导体双辊成型机中快速换热冷却至800～900℃，并在球窝双辊的作用下挤压成型，得到规格为20mm×25mm的电石成型球团。
同时，热超导体双辊成型机中的热超导体与高温电石液换热后升温，用于加热热水锅炉，获取高压热水及蒸汽。其中，热超导体的导热效率＞95％，热超导体的导热系数为水导热系数的103倍。所得到的高压热水的蒸汽压为24～30bar，蒸汽的温度为180～220℃。
将电石成型球团置于密闭保温储罐中，经牵引机输送至气体换热装置中。电石成型球团与输入的冷空气在气体换热装置进行换热继续冷却，经进一步冷却换热的冷却电石球团自气体换热装置的底部出口输出。冷空气与电石成型球团换热后升温，得到温度为600℃～700℃的热空气。热空气经旋风分离除尘后，由风机抽送至余热锅炉中加热，进行余热利用，并将降温后的冷空气送入气体换热装置中作为冷却介质。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种电石液冷却成型造粒和余热利用系统，包括电石液冷却成型单元和气体换热单元，其特征在于，
所述电石液冷却成型单元包括热超导体双辊成型机、蒸汽锅炉；
所述热超导体双辊成型机具有电石液入口、电石成型球团出口，并且，所述热超导体双辊成型机上设置有电石液储仓和球窝双辊，其中，所述电石液入口位于所述电石液储仓上，所述球窝双辊内部设置有热超导体，所述热超导体与所述蒸汽锅炉连接；
所述气体换热单元包括气体换热装置、旋风除尘器、余热锅炉；
所述气体换热装置具有电石成型球团入口、冷空气入口、冷却电石球团出口、热空气出口，所述电石成型球团入口与所述热超导体双辊成型机的电石成型球团出口连接；
所述旋风除尘器具有热空气入口、除尘后空气出口、电石粉尘出口，所述热空气入口与所述气体换热装置的热空气出口连接；
所述余热锅炉具有除尘后空气入口、冷空气出口，所述除尘后空气入口与所述旋风除尘器的除尘后空气出口连接，所述冷空气出口与所述气体换热装置的冷空气入口连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体换热装置的腔体内，在横向宽度的1/8～1/4处设置有气体分布板，且靠近设置有所述冷空气入口的侧壁；所述气体分布板竖直贯穿于所述腔体内，并连接固定在所述腔体内壁上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括电石炉和电石液储罐；所述电石炉具有电石制备原料入口、出气口、电石液出口；所述电石液储罐具有电石液入口、电石液出口；
所述电石炉的电石液出口与所述电石液储罐的电石液入口连接，所述电石液储罐的电石液出口与所述热超导体双辊成型机的电石液入口连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括密闭保温储罐和牵引机；所述密闭保温储罐设置在所述热超导体双辊成型机与所述气体换热装置之间，储存电石成型球团；所述牵引机与所述密闭保温储罐连接，控制所述密闭保温储罐的放置方式。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括风机，所述风机具有进气口和出气口，所述风机的进气口与所述旋风除尘器的除尘后空气出口连接，所述出气口与所述余热锅炉的除尘后空气入口连接。
6.一种利用权利要求1至5任一所述的系统进行电石液冷却成型造粒和余热利用的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
A、将高温电石液送入所述热超导体双辊成型机中，与热超导体进行换热冷却，并经所述球窝双辊挤压成型，得到电石成型球团和升温后的热超导体；
B、将所述升温后的热超导体送入所述蒸汽锅炉中进行加热，获得蒸汽；
C、将所述电石成型球团送入所述气体换热装置中，与通入的冷空气换热，得到冷却电石球团和升温后的热空气；
D、将所述升温后的热空气送入所述旋风除尘器进行除尘，得到除尘后空气和电石粉尘，将所述除尘后空气送入所述余热锅炉中用作加热介质，除尘后空气降温后得到冷空气，将所述冷空气送入所述气体换热装置中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A之前还包括制备电石液的步骤：将制备电石的原料送入所述电石炉中进行冶炼，得到高温电石液和电石炉气，并将所述高温电石液送入所述电石液储罐中使所述高温电石液呈液态。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C中还包括：将所述电石成型球团送入所述密闭保温储罐中，当所述密闭保温储罐中装满所述电石成型球团后进行密封，所述牵引机将所述密闭保温储罐倒置并置于所述气体换热装置的电石成型球团入口上，使得所述电石成型球团倒入所述气体换热装置中。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述高温电石液的温度为2000～2200℃，所述电石成型球团的温度为800～1000℃。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C中，所述升温后的热空气的温度为600～700℃。
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