CN109631602A - 一种贵金属加工用余热回收装置及工艺 - Google Patents

一种贵金属加工用余热回收装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，包括熔炼炉，所述热管换热器的出气口连接有开山螺杆气体膨胀机，所述第一联轴器远离开山螺杆气体膨胀机的一端连接有第一发电机，所述第二联轴器远离ORC螺杆膨胀机的一端连接有第二发电机，所述导流管的外侧设置有水箱，所述水泵的输出端连接有保温水箱。本发明通过设置的热管换热器吸收熔炼炉烟气中的余热，进行热交换后被保温水箱中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱中，通过设置的开山螺杆气体膨胀机和ORC螺杆膨胀机的联合应用，将热能转换为电能，有效的利用了低品质气流的潜热，采用多级余热回收和对加工过程不同位置产生的余热进行回收，提高了能源的利用率。

Description

一种贵金属加工用余热回收装置及工艺
技术领域
本发明涉及贵金属加工用余热回收技术领域，具体为一种贵金属加工用余热回收装置及工艺。
背景技术
能源是人类赖以生存和发展的基础，也是经济发展的原动力，目前，中国能源利用率仅为约30％。大量余热以各种形式被排放到大气中，可再生能源在能源结构中所占比例不足8％。因此，回收利用余热在提高能源利用率方面具有举足轻重的作用。
现有的贵金属加工过程中会产生大量热量，余热利用率低，且对于温度介于100至300C的低温余热，除去少量可直接热利用之外，大部分很难得到有效的利用，造成能源的大量浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，以解决上述背景技术中提出的现有的贵金属加工过程中会产生大量热量，余热利用率低，且对于温度介于100至300C的低温余热，除去少量可直接热利用之外，大部分很难得到有效的利用，造成能源的大量浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，包括熔炼炉，所述熔炼炉的烟气出口通过管道连接有热管换热器，所述热管换热器的出气口连接有开山螺杆气体膨胀机，所述开山螺杆气体膨胀机的输出端连接有第一联轴器，所述第一联轴器远离开山螺杆气体膨胀机的一端连接有第一发电机，所述开山螺杆气体膨胀机的出气口连接有蒸发器，所述蒸发器的出气口连接有ORC螺杆膨胀机，所述ORC螺杆膨胀机的输出端连接有第二联轴器，所述第二联轴器远离ORC螺杆膨胀机的一端连接有第二发电机，所述ORC螺杆膨胀机的出气口连接有冷凝器，所述冷凝器的一个出气口连接有热泵，所述热泵的输出端与蒸发器相连接，所述熔炼炉的出料口连接有导流管，所述导流管的外侧设置有水箱，所述水箱的出水口连接有水泵，所述水泵的输出端连接有保温水箱。
优选地，所述热管换热器与保温水箱相连接。
优选地，所述导流管呈蛇形结构，且导流管的材质为不锈钢。
优选地，所述热管换热器的烟气排出口设置有温度传感器和电磁阀，且余热回收装置包括中央控制器。
优选地，所述具体操作步骤如下：
步骤一：将贵金属放入熔炼炉加工溶解；
步骤二：贵金属在熔炼炉内加工时产生的烟气通过管道进入热管换热器内，热管换热器进行热交换后被保温水箱中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱中；
步骤三：经过步骤二降温后的烟气进入开山螺杆气体膨胀机内，将热能转换为机械能，通过第一联轴器带动第一发电机运动发电，烟气继续经过蒸发器换热后进入ORC螺杆膨胀机内，将热能转换为机械能，通过第二联轴器带动第二发电机运动发电，最后烟气通过冷凝器冷凝降温后排出，冷凝器转化吸收的热量通过热泵通入到蒸发器中进行循环利用；
步骤四：熔炼炉内融化的物料通过导流管流出，水箱内的水吸收物料的余热，经过水泵流入保温水箱中储存。
优选地，所述步骤三中，排出的烟气经过烟气过滤装置过滤后排出。
优选地，所述步骤三中第一发电机和第二发电机产生的电一部分用于热泵、水泵和蒸发器的使用，另一部分被储存或对其他用电器供电。
优选地，所述温度传感器和中央控制器电性连接，且中央控制器和电磁阀电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置的热管换热器吸收熔炼炉烟气中的余热，进行热交换后被保温水箱中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱中，通过设置的开山螺杆气体膨胀机和ORC螺杆膨胀机的联合应用，将热能转换为电能，有效的利用了低品质气流的潜热，通过设置的水箱吸收导流管内物料散发的热量，通过设置的水泵将水箱内的低温水抽入到保温水箱内进行储存，采用多级余热回收和对加工过程不同位置产生的余热进行回收，使得余热大幅度的被利用，提高了能源的利用率，节约了大量资源。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的工作原理流程图。
图中：1、熔炼炉；2、热管换热器；3、开山螺杆气体膨胀机；4、第一联轴器；5、第一发电机；6、蒸发器；7、ORC螺杆膨胀机；8、第二联轴器；9、第二发电机；10、冷凝器；11、热泵；12、导流管；13、水箱；14、水泵；15、保温水箱；16、温度传感器；17、电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-2，一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，包括熔炼炉1，熔炼炉1的烟气出口通过管道连接有热管换热器2，热管换热器2的出气口连接有开山螺杆气体膨胀机3，开山螺杆气体膨胀机3的输出端连接有第一联轴器4，第一联轴器4远离开山螺杆气体膨胀机3的一端连接有第一发电机5，开山螺杆气体膨胀机3的出气口连接有蒸发器6，蒸发器6的出气口连接有ORC螺杆膨胀机7，ORC螺杆膨胀机7的输出端连接有第二联轴器8，第二联轴器8远离ORC螺杆膨胀机7的一端连接有第二发电机9，ORC螺杆膨胀机7的出气口连接有冷凝器10，冷凝器10的一个出气口连接有热泵11，热泵11的输出端与蒸发器6相连接，熔炼炉1的出料口连接有导流管12，导流管12的外侧设置有水箱13，水箱13的出水口连接有水泵14，水泵14的输出端连接有保温水箱15。
在本实施中：通过设置的热管换热器2吸收熔炼炉1产生的烟气中的余热，进行热交换后被保温水箱15中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱15中，通过设置的开山螺杆气体膨胀机3和ORC螺杆膨胀机7的联合应用，将热能转换为机械能，通过第一发电机5和第二发电机9将机械能转换为电能，有效的利用了低品质气流的潜热，通过设置的水箱13吸收导流管12内物料散发的热量，通过设置的水泵14将水箱13内的低温水抽入到保温水箱15内进行储存，采用多级余热回收和对加工过程不同位置产生的余热进行回收，使得余热大幅度的被利用，提高了能源的利用率，节约了大量资源。
实施例2
请参阅图1，热管换热器2与保温水箱15相连接。
在本实施中：通过设置的热管换热器2吸收熔炼炉1产生的烟气中的余热，进行热交换后被保温水箱15中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱15中，有效的利用了大量余热。
实施例3
请参阅图1，导流管12呈蛇形结构，且导流管12的材质为不锈钢。
在本实施中：蛇形结构的导流管12增加了物料与水的接触面积和接触时间，提高了余热的吸收速率，使得余热充分的被水吸收，不锈钢材质的导流管12发热效果好，提高了余热的吸收效果。
实施例4
请参阅图1，热管换热器2的烟气排出口设置有温度传感器16和电磁阀17，且余热回收装置包括中央控制器。
在本实施中：通过设置的温度传感器16检测从热管换热器2排出的烟气温度，通过中央控制器控制电磁阀17的打开和关闭。
实施例5
请参阅图1-2，具体操作步骤如下：
步骤一：将贵金属放入熔炼炉1加工溶解；
步骤二：贵金属在熔炼炉1内加工时产生的烟气通过管道进入热管换热器2内，热管换热器2进行热交换后被保温水箱15中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱15中；
步骤三：经过步骤二降温后的烟气进入开山螺杆气体膨胀机3内，将热能转换为机械能，通过第一联轴器4带动第一发电机5运动发电，烟气继续经过蒸发器6换热后进入ORC螺杆膨胀机7内，将热能转换为机械能，通过第二联轴器8带动第二发电机9运动发电，最后烟气通过冷凝器10冷凝降温后排出，冷凝器10转化吸收的热量通过热泵11通入到蒸发器中进行循环利用；
步骤四：熔炼炉1内融化的物料通过导流管12流出，水箱13内的水吸收物料的余热，经过水泵14流入保温水箱15中储存。
在本实施中：通过设置的热管换热器2吸收熔炼炉1产生的烟气中的余热，进行热交换后被保温水箱15中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱15中，通过设置的开山螺杆气体膨胀机3和ORC螺杆膨胀机7的联合应用，将热能转换为机械能，通过第一发电机5和第二发电机9将机械能转换为电能，有效的利用了低品质气流的潜热，采用多级余热回收和对加工过程不同位置产生的余热进行回收，使得余热大幅度的被利用，提高了能源的利用率，节约了大量资源。
实施例6
步骤三中，排出的烟气经过烟气过滤装置过滤后排出。
在本实施中：通过将烟气过滤净化后再排出，通过烟气过滤装置吸收烟气中的污染物，防止烟气中的有毒有害物质污染环境。
实施例7
步骤三中第一发电机5和第二发电机9产生的电一部分用于热泵11、水泵14和蒸发器6的使用，另一部分被储存或对其他用电器供电。
在本实施中：通过设置的开山螺杆气体膨胀机3和ORC螺杆膨胀机7的联合应用，将热能转换为机械能，通过第一发电机5和第二发电机9将机械能转换为电能，有效的利用了低品质气流的潜热，电能被储存或对其他用电器供电，有效的降低了生产成本。
实施例8
温度传感器16和中央控制器电性连接，且中央控制器和电磁阀17电性连接。
在本实施中：温度传感器16检测从热管换热器2排出的烟气温度，并产生信号传递给中央控制器，中央控制器对信号进行处理分析，当温度超过额定温度时，中央控制器控制电磁阀17开启，使烟气继续降温回收余热。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，包括熔炼炉(1)，其特征在于：所述熔炼炉(1)的烟气出口通过管道连接有热管换热器(2)，所述热管换热器(2)的出气口连接有开山螺杆气体膨胀机(3)，所述开山螺杆气体膨胀机(3)的输出端连接有第一联轴器(4)，所述第一联轴器(4)远离开山螺杆气体膨胀机(3)的一端连接有第一发电机(5)，所述开山螺杆气体膨胀机(3)的出气口连接有蒸发器(6)，所述蒸发器(6)的出气口连接有ORC螺杆膨胀机(7)，所述ORC螺杆膨胀机(7)的输出端连接有第二联轴器(8)，所述第二联轴器(8)远离ORC螺杆膨胀机(7)的一端连接有第二发电机(9)，所述ORC螺杆膨胀机(7)的出气口连接有冷凝器(10)，所述冷凝器(10)的一个出气口连接有热泵(11)，所述热泵(11)的输出端与蒸发器(6)相连接，所述熔炼炉(1)的出料口连接有导流管(12)，所述导流管(12)的外侧设置有水箱(13)，所述水箱(13)的出水口连接有水泵(14)，所述水泵(14)的输出端连接有保温水箱(15)。
2.根据权利要求1所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：所述热管换热器(2)与保温水箱(15)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：所述导流管(12)呈蛇形结构，且导流管(12)的材质为不锈钢。
4.根据权利要求4所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：所述热管换热器(2)的烟气排出口设置有温度传感器(16)和电磁阀(17)，且余热回收装置包括中央控制器。
5.根据权利要求1所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：具体操作步骤如下：
步骤一：将贵金属放入熔炼炉(1)加工溶解；
步骤二：贵金属在熔炼炉(1)内加工时产生的烟气通过管道进入热管换热器(2)内，热管换热器(2)进行热交换后被保温水箱(15)中的水吸收，从而变为高温供水储存于保温水箱(15)中；
步骤三：经过步骤二降温后的烟气进入开山螺杆气体膨胀机(3)内，将热能转换为机械能，通过第一联轴器(4)带动第一发电机(5)运动发电，烟气继续经过蒸发器(6)换热后进入ORC螺杆膨胀机(7)内，将热能转换为机械能，通过第二联轴器(8)带动第二发电机(9)运动发电，最后烟气通过冷凝器(10)冷凝降温后排出，冷凝器(10)转化吸收的热量通过热泵(11)通入到蒸发器中进行循环利用；
步骤四：熔炼炉(1)内融化的物料通过导流管(12)流出，水箱(13)内的水吸收物料的余热，经过水泵(14)流入保温水箱(15)中储存。
6.根据权利要求4所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：所述步骤三中，排出的烟气经过烟气过滤装置过滤后排出。
7.根据权利要求4所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：所述步骤三中第一发电机(5)和第二发电机(9)产生的电一部分用于热泵(11)、水泵(14)和蒸发器(6)的使用，另一部分被储存或对其他用电器供电。
8.根据权利要求7所述的一种贵金属加工用余热回收装置及工艺，其特征在于：所述温度传感器(16)和中央控制器电性连接，且中央控制器和电磁阀(17)电性连接。
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