CN109340787A - 一种利用氯气燃烧金属的发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用氯气燃烧金属的发电设备，废旧金属再利用设备技术领域，其包括反应炉，反应炉内设置有燃烧腔，燃烧腔内设置有燃烧床，燃烧床的下部通过氯气供应装置通入氯气，燃烧床的上部通过金属输送装置输入金属原料，在燃烧床上设置有点火装置；燃烧腔中设置有热交换器，热交换器连接于热发电机上。反应炉的顶部连接有分级冷凝器。解决了现有技术中氯气资源和金属资源浪费的问题，并变废为宝，将产生的氯化物收集起来成为新的化工原料。

Description

一种利用氯气燃烧金属的发电设备
技术领域
本发明涉及废旧金属再利用设备技术领域，特别是涉及一种利用氯气燃烧金属的发电设备。
背景技术
随着近年来人们生活水平的不断提高，汽车工业进入了一段爆发式发展阶段。汽车工业的快速发展加速汽车产品的更新换代，同时伴随国家环保政策法规的要求，越来越多的报废汽车被推向汽车拆解厂。受钢铁行业不景气影响，废铁价格下跌，大量报废汽车被堆积存储起来等待价格回涨。这不仅导致了周边区域的环境污染问题，更是对有限金属资源的浪费。
镁合金是目前工业上可应用的最轻的金属材料，在航天、航空、新能源车辆及电子通讯等行业具有广阔的市场应用前景。基于节能、产品质量、规模化生产、生产成本、碳排放低及环保要求等多方面的考虑，用电解法炼镁将成为未来金属镁提炼的主要方式。然而，氯盐电解生成金属镁过程将产生三倍于金属质量的氯气，丰富的氯气产量在满足化工行业的需求外，还有大量的剩余，而如何安全、合理化的利用剩余这些氯气资源成为金属电解厂的首要难题。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种利用氯气燃烧金属的发电设备，解决了现有技术中氯气资源和金属资源的浪费问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
提供一种利用氯气燃烧金属的发电设备，其包括反应炉，反应炉内设置有燃烧腔，燃烧腔内设置有燃烧床，燃烧床的下部通过氯气供应装置通入氯气，燃烧床的上部通过金属输送装置输入金属原料，在燃烧床上设置有点火装置；燃烧腔中设置有热交换器，热交换器连接于热发电机上。
进一步地，反应炉的顶部连接有分级冷凝器，分级冷凝器的出口连接有收集盒。分级冷凝器能够将氯气与金属燃烧后产生的不同沸点的产物冷却后收集起来，防止燃烧产物进入空气中对环境造成污染。
进一步地，位于燃烧腔中的热交换器上设置有产物收集装置。在燃烧腔中热交换器上的温度最低，将产物收集装置固定在热交换器上，可以收集部分在该范围内温差下即冷凝为固体的产物，可以对产物进行废物利用，避免资源的浪费。
进一步地，氯气供应装置包括依次通过输气管道连接的储气罐、增压泵和布气管，布气管包括一端与输气管道连接、另一端相互独立且密集分布于燃烧床下方的若干分气管。将炼镁产生的氯气储存在储气罐中，经过增压泵的增压后，高压氯气经过布气管均匀喷向处在燃烧床上方的金属上，使金属充分燃烧，尽可能多地产热，达到资源的最大利用。
进一步地，金属输送装置包括原料箱，及将原料箱中的物料输送到反应炉内的传输带。通过传输带的方式使金属物料匀速均匀地进入到反应炉中，并且还能够通过控制传输带的传输速度来控制金属进入反应炉内的速度，增加本设备的可控性，以及能够防止过多的金属堆砌后燃烧不充分，造成资源的浪费和产生过多的有害气体。
进一步地，传输带邻近反应炉的一端设置有加热器。加热器可以对金属预加热，使金属与氯气的反应更加充分。
进一步地，反应炉邻近传输带的侧壁上设置有联动开关门。联动开关门为常闭门，只有在接收到传输带工作的信号后才会打开，供传输带上的金属物料进入到反应炉内，能够一定程度上防止燃烧腔内的热量散失，以及防止燃烧产物从联动开关门处进入到空气中造成污染。
进一步地，燃烧床为耐高温材料制成的网状结构。结构简单，加工容易，还能够方便氯气与金属物料的充分接触。
进一步地，热交换器上连接有余热利用装置。热交换器内的介质在排出热交换器后还会带有余热，通过余热利用装置将该余热利用起来，增加资源的利用率。
本发明的有益效果为：能够将炼镁产生的氯气与废旧金属燃烧产生的热量用于发电，既可以解决炼镁产生的过多氯气无法处理的问题，又可以解决现有废旧钢铁没有回收价值造成资源浪费的问题，并且反应产物经过收集以后还能够再次利用，增加资源的利用率，并且还可以缓解现有的用电紧张的社会现象。
附图说明
图1为利用氯气燃烧金属的发电设备的结构示意图。
其中，1、反应炉；11、燃烧腔；12、燃烧床；13、点火装置；2、氯气供应装置；21、储气罐；22、增压泵；23、布气管；24、输气管道；3、金属输送装置；31、原料箱；32、传输带；33、加热器；34、联动开关门；4、热交换器；5、热发电机；6、分级冷凝器；61、收集盒；7、产物收集装置；8、余热利用装置。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，本方案中的的利用氯气燃烧金属的发电设备，其包括反应炉1，反应炉1内设置有燃烧腔11，燃烧腔11内设置有燃烧床12，燃烧床12为耐高温陶瓷材料制成的网状结构，并固定在反应炉的内壁上，网格的尺寸需小于金属物料的最小尺寸，能够有效承托物料的同时还便于与氯气的充分接触。燃烧床12的下部通过氯气供应装置2通入氯气，燃烧床12的上部通过金属输送装置3输入金属原料。
氯气供应装置2包括依次通过输气管道24连接的储气罐21、增压泵22和布气管23，布气管23包括一端与输气管道24连接、另一端相互独立且密集分布于燃烧床12下方的若干分气管。储气罐21为密封的气体存储罐，出口处设置有阀门。增压泵22为气体增压泵，其型号不定，只需能够对氯气增压即可。
布气管23位于燃烧床12与反应炉1底板之间，输气管道24密封穿过反应炉1的底板，将氯气送入到布气管23的每个分气管中，分气管的出口垂直于燃烧床12所在平面，将氯气均匀地喷射到位于燃烧床12上的金属原料上。
点火装置13采用捷锐100QF-B点火器，该型号的点火器上设置有安装板，将安装板通过螺纹紧固件安装于反应炉1的内壁上，使点火器的点火口平行于燃烧床12所在平面，且尽可能靠近燃烧床12。
金属输送装置3包括原料箱31，及将原料箱31中的物料输送到反应炉1内的传输带32。原料箱31位于传输带32一端的上方。为了保证金属物料在反应炉1中与氯气充分燃烧反应，在传输带32邻近反应炉1的一端设置有加热器33，将物料加热到400-800℃。加热器33包括壳体，壳体上留有供传输带32穿过的通孔，壳体顶板的内侧安装有加热管道，加热管道的进出口均置于燃烧腔11中，通过燃烧腔11中带有热量的混合气体在加热管道里循环来对金属进行预加热。传输带32需采用耐高温材质制成，可采用超强力阻燃橡胶输送带。
传输带32邻近反应炉1的一端的下方设置有一斜板将传输带32上的物料导入到反应炉1中。反应炉1邻近传输带32的侧壁上设置有联动开关门34。联动开关门34为常闭门。联动开关门34的门锁的插销通过电磁铁吸附，电磁铁是否通电通过控制芯片控制，而控制芯片需要检测到驱动传输带32的电机通电以后则控制电磁铁吸附门锁的插销，插销打开后，门通过弹簧力弹开，从而打开联动开关门34，让传输带32上输送的物料进入到反应炉1中。
燃烧腔11中设置有热交换器4，热交换器4连接于热发电机5上。热交换器4和热发电机5可采用火力发电设备中的换热管路系统以及蒸汽轮发电机。热交换器4为陶瓷管道，内部循环流通自来水，通过燃烧腔11中氯气与金属反应产生的热加热陶瓷管道内的水，使水变成蒸汽，蒸汽进入到蒸汽轮发电机中发电。换热管路系统里带有余热的水可以与室内供暖设备或者洗浴设备连接，使余热不浪费，得到充分利用。
位于燃烧腔11中的热交换器4上连接有产物收集装置7，利用热交换器与燃烧腔中的温差对氯化物(比如氯化铁等产物)进行收集，并作为新的化工原料。产物收集装置7为陶瓷材料制成的悬挂在热交换器4位于燃烧腔11中的陶瓷管道上的容器，该容器的形状和结构不作限制，能存放氯化物即可。
反应炉1的顶部连接有分级冷凝器6。分级冷凝器为多个冷凝器竖直间隔连接在反应炉1的上端，通过氯气与金属燃烧后的产物的沸点不同来达到分级冷却收集的目的。在每个冷凝器的出口连接有收集盒61，用于收集冷却后的燃烧产物，方便集中处理。

Claims (9)

1.一种利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，包括反应炉(1)，所述反应炉(1)内设置有燃烧腔(11)，所述燃烧腔(11)内设置有燃烧床(12)，所述燃烧床(12)的下部通过氯气供应装置(2)通入氯气，所述燃烧床(12)的上部通过金属输送装置(3)输入金属原料，在所述燃烧床(12)上设置有点火装置(13)；所述燃烧腔(11)中设置有热交换器(4)，所述热交换器(4)连接于热发电机(5)上。
2.根据权利要求1所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述反应炉(1)的顶部连接有分级冷凝器(6)，所述分级冷凝器(6)的出口端连接有收集盒(61)。
3.根据权利要求1所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，位于所述燃烧腔(11)中的所述热交换器(4)上设置有产物收集装置(7)。
4.根据权利要求1所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述氯气供应装置(2)包括依次通过输气管道(24)连接的储气罐(21)、增压泵(22)和布气管(23)，所述布气管(23)包括一端与所述输气管道(24)连接、另一端相互独立且密集分布于所述燃烧床(12)下方的若干分气管。
5.根据权利要求1所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述金属输送装置(3)包括原料箱(31)，及将所述原料箱(31)中的物料输送到所述反应炉(1)内的传输带(32)。
6.根据权利要求5所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述传输带(32)邻近所述反应炉(1)的一端设置有加热器(33)。
7.根据权利要求5所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述反应炉(1)邻近所述传输带(32)的侧壁上设置有联动开关门(34)。
8.根据权利要求1所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述燃烧床(12)为耐高温材料制成的网状结构。
9.根据权利要求1所述的利用氯气燃烧金属的发电设备，其特征在于，所述热交换器(4)上连接有余热利用装置(8)。
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