CN110160349A - 一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑 - Google Patents

Abstract

一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，包括呈隧道状的换热窑，换热窑内壁设有一盘型油管；所述换热窑下侧内壁设有一电石料车轨道；所述电石料车轨道上设有与其相匹配的电石输送装置；所述盘型油管两端分别设有盘管进口、盘管出口；所述盘管出口通过第一高温油管连接有一高温导热油储罐；所述高温导热油储罐通过第二高温油管与第一油泵相连接；所述第一油泵通过第三高温油管与一炭材干燥窑相连接；所述炭材干燥窑通过第一低温油管连接有一低温导热油储罐。本发明的环保型废气换热综合利用炭材烘干窑能够在烘干炭材的同时，无需通过外界空气来控制温度，有效避免氮氧化物排放指标超标的情况。

Description

一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑

技术领域

本发明涉及一种炭材烘干窑，特别是一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑。

背景技术

炭材烘干窑是一种用于干燥炭材的大型烘干设备，目前全国各大高耗能企业炭材烘干热源采用沸腾炉，利用沸腾炉进行烘干工作，而一般沸腾炉采用煤粉或焦粉进行燃烧获得热量，因此沸腾炉内温度在800℃以上，如果采用800℃以上的沸腾炉热源烘干炭材，需要把800℃以上温度降至220-280℃左右对炭材进行烘干，沸腾炉热源从800℃降至220-280℃需要大量常温空气进行控制温度，导致烘干后的尾气排放氧过高，造成氮氧化物排放指标超标400mg/L以上，根本无法达到国家环保部门新标准要求的150-200mg/L排放要求，而超标的氮氧化物则会对空气造成严重污染，若是被人吸入体内，更是会对人身健康造成危害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环保性废气换热综合利用炭材烘干窑，它能够在烘干炭材的同时，无需通过外界空气来控制温度，有效避免氮氧化物排放指标超标的情况。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

本发明公开一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：包括呈隧道状的换热窑，换热窑内壁设有一盘型油管；所述换热窑下侧内壁设有一电石料车轨道；所述电石料车轨道上设有与其相匹配的电石输送装置；所述盘型油管两端分别设有盘管进口、盘管出口；所述盘管出口通过第一高温油管连接有一高温导热油储罐；所述高温导热油储罐通过第二高温油管与第一油泵相连接；所述第一油泵通过第三高温油管与一炭材干燥窑相连接；所述炭材干燥窑通过第一低温油管连接有一低温导热油储罐；所述低温导热油储罐通过第二低温油管连接有第二油泵；所述第二油泵通过第三低温油管与盘管进口相连接；所述炭材干燥窑顶部设有一炭材进料口，底部设有若干均匀分布的干炭材出料口。

所述电石输送装置包括若干均匀分布于电石料车轨道上的电石料车，电石料车底部设有与电石料车轨道相匹配的滑轮；所述盘型油管横截面呈冂字型，盘型油管将电石料车围合在内；所述电石料车一侧设有一卡钩，相邻的电石料车之间通过卡钩相连接；所述电石料车上表面设有若干均匀分布的电石置放仓；所述电石料车轨道左右两端向外延伸出至换热窑的左右两侧窑口外，电石料车轨道左右两端设有互为对称的第一卷扬机。

所述卡钩设于电石料车的右侧侧壁上；所述电石料车左侧侧壁上设有一与卡钩相匹配的卡环；位于换热窑左侧的第一卷扬机连接有左牵引绳；所述左牵引绳一端设有一与卡环相匹配的拉钩；位于换热窑右侧的第一卷扬机连接有右牵引绳；所述右牵引绳一端设有与卡钩相匹配的拉环。

所述炭材干燥窑包括烘干仓，炭材进料口与烘干仓上端相贯通，干炭材出料口与烘干仓下端相贯通；所述烘干仓上部内设有一低温油输出管，烘干仓下部内设有一高温油输入管；所述低温油输出管与高温油输入管通过一呈鳍片状的换热器相贯通；所述换热器自身形成若干均匀分布的烘干间隙，炭材进料口与干炭材出料口之间通过烘干间隙相贯通；所述高温油输入管一端管口穿出至烘干仓下部外壁并与第三高温油管相连接；所述低温油输出管一端管口穿出至烘干仓上部外壁并与第一低温油管相连接。

所述烘干仓底部边沿设有若干均匀分布的烘干仓支架。

所述高温导热油储罐通过第一辅助油管连接有第三油泵；所述第三油泵通过第二辅助油管连接有第一事故检修导热油储罐；所述第一事故检修导热油储罐与高温导热油储罐之间通过第三辅助油管相连接。

所述低温导热油储罐通过第四辅助油管与第四油泵相连接；所述第四油泵通过第五辅助油管与第二事故检修导热油储罐相连接；所述第二事故检修导热油储罐与低温导热油储罐之间通过第六辅助油管相连接。

所述换热窑左右两侧窑口皆设有与其相贯通的插板孔；所述插板孔内设有一与其相匹配的窑门；所述换热窑上侧外壁设有一与窑门相匹配的起降装置。

所述起降装置包括设于换热窑上侧外壁的起降支架；所述起降支架上端固定有一气缸；所述气缸的活塞杆连接于窑门上。

所述起降装置包括设于换热窑上侧外壁的起降支架；所述起降支架上端固定有第二卷扬机；所述第二卷扬机通过拉绳与窑门相连接。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，采用本发明结构的环保型废气换热综合利用炭材烘干窑能够利用电石或铁水产生的高温废气热量与导热油进行热交换，刚出矿热炉的电石或铁水的热量能达到1500℃以上，把高温的电石或铁水通过电石料车轨道送入换热窑进行热量交换利用，使换热窑内的盘型油管内的导热油温度换热至300-350左右，然后将高温导热油送入高温导热油储罐内，通过第一油泵送入烘干仓内跟炭材进行热交换，实现炭材的烘干，由于热油最高温度300℃左右，因此根本不需要外界其它气体来控制温度，有效避免了煤粉与焦粉的参与，有效避免在温度调控时产生大量氮氧化物，从而达到国家环保部发布150-200mg/L的氮氧化物排放标准，同时无需设置脱硫脱砷装置，有效节约了环保成本，同时利用原本被浪费的电石或铁水的热量，能够使资源得到有效利用，最大程度上降低能耗和运行成本，同时导热油能够循环利用，实现了能源再利用以及节能减排的效果。

附图说明

图1是本发明环保型废气换热综合利用炭材烘干窑的结构示意图；

图2是换热窑的一个角度的结构示意图；

图3是换热窑的另一个角度的结构示意图；

图4是起降装置为气缸时的结构示意图；

图5是起降装置为第二卷扬机时的结构示意图；

图6是炭材干燥窑的结构示意图；

图7是电石料车的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

请参阅图1至图7，本发明提供一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，包括呈隧道状的换热窑1，换热窑1内壁设有一盘型油管2；所述换热窑1下侧内壁设有一电石料车轨道3；所述电石料车轨道3上设有与其相匹配的电石输送装置；所述盘型油管2两端分别设有盘管进口4、盘管出口5；所述盘管出口5通过第一高温油管6连接有一高温导热油储罐7；所述高温导热油储罐7通过第二高温油管8与第一油泵9相连接；所述第一油泵9通过第三高温油管10与一炭材干燥窑11相连接；所述炭材干燥窑11通过第一低温油管12连接有一低温导热油储罐13；所述低温导热油储罐13通过第二低温油管14连接有第二油泵15；所述第二油泵15通过第三低温油管16与盘管进口4相连接；所述炭材干燥窑11顶部设有一炭材进料口17，底部设有若干均匀分布的干炭材出料口18。

所述电石输送装置包括若干均匀分布于电石料车轨道3上的电石料车19，电石料车19底部设有与电石料车轨道3相匹配的滑轮20；所述盘型油管2横截面呈冂字型，盘型油管2将电石料车19围合在内；所述电石料车19一侧设有一卡钩21，相邻的电石料车19之间通过卡钩21相连接；所述电石料车19上表面设有若干均匀分布的电石置放仓22；所述电石料车轨道3左右两端向外延伸出至换热窑1的左右两侧窑口外，电石料车轨道3左右两端设有互为对称的第一卷扬机23。

所述卡钩21设于电石料车19的右侧侧壁上；所述电石料车19左侧侧壁上设有一与卡钩21相匹配的卡环24；位于换热窑1左侧的第一卷扬机23连接有左牵引绳25；所述左牵引绳25一端设有一与卡环24相匹配的拉钩26；位于换热窑1右侧的第一卷扬机23连接有右牵引绳27；所述右牵引绳27一端设有与卡钩21相匹配的拉环28。

所述炭材干燥窑11包括烘干仓29，炭材进料口17与烘干仓29上端相贯通，干炭材出料口18与烘干仓29下端相贯通；所述烘干仓29上部内设有一低温油输出管30，烘干仓29下部内设有一高温油输入管31；所述低温油输出管30与高温油输入管31通过一呈鳍片状的换热器32相贯通；所述换热器32自身形成若干均匀分布的烘干间隙33，炭材进料口17与干炭材出料口18之间通过烘干间隙33相贯通；所述高温油输入管31一端管口穿出至烘干仓29下部外壁并与第三高温油管10相连接；所述低温油输出管30一端管口穿出至烘干仓29上部外壁并与第一低温油管12相连接。

所述烘干仓29底部边沿设有若干均匀分布的烘干仓支架34。

所述高温导热油储罐7通过第一辅助油管35连接有第三油泵36；所述第三油泵36通过第二辅助油管37连接有第一事故检修导热油储罐38；所述第一事故检修导热油储罐38与高温导热油储罐7之间通过第三辅助油管39相连接。

所述低温导热油储罐13通过第四辅助油管40与第四油泵41相连接；所述第四油泵41通过第五辅助油管42与第二事故检修导热油储罐43相连接；所述第二事故检修导热油储罐43与低温导热油储罐13之间通过第六辅助油管44相连接。

所述换热窑1左右两侧窑口皆设有与其相贯通的插板孔45；所述插板孔45内设有一与其相匹配的窑门46；所述换热窑1上侧外壁设有一与窑门46相匹配的起降装置。

所述起降装置包括设于换热窑1上侧外壁的起降支架47；所述起降支架47上端固定有一气缸48；所述气缸48的活塞杆4801连接于窑门46上。

所述起降装置包括设于换热窑1上侧外壁的起降支架47；所述起降支架47上端固定有第二卷扬机49；所述第二卷扬机49通过拉绳4901与窑门46相连接。

本发明的使用方法如下：

电石在矿热炉制成后的几个小时内都会保持高温，若想要对制成的电石包装入库，则需要静待电石恢复至常温，电石几个小时的散热过程产生的热量则会直接被浪费，而本发明的炭材烘干窑则能对电石的高温进行有效利用，当电石制成的第一时间，电石就会直接被投放至电石置放仓22内，而电石置放仓22内不仅仅可以放置电石，还可放置其他高温事物，比如高温铁水，当电石置放仓22内释放出高温后，位于换热窑1右侧的第一卷扬机23便会通过右牵引绳27的拉环28钩住电石料车19的卡钩21对电石料车19进行拉动，使电石料车19顺着电石料车轨道3进入到换热窑1，在热量利用的实际过程中，电石料车19之间可通过卡钩21与卡环24进行连接，当最右侧的电石料车19被拉动时，所有的电石料车19随之发生移动，从而保证高温电石不间断装入新的电石料车19的电石置放仓22内，实现电石料车19不间断的进入至换热窑1内，有效提高效率，而进入换热窑1内的电石料车19越多，能够在换热窑1内产生的热量便越多，当进入换热窑1内的电石料车19满足实际所需后，右侧第一卷扬机23便会停止运行，此时左右两侧的窑门46便会在起降装置的作用下降落，将换热窑1左右两侧的窑口遮蔽密封，使电石产生的热量不会被浪费，全部充斥在换热窑1内。

在炭材烘干前，盘型油管2内充满导热油，当电石的热量在换热窑内形成高温时，这些热量都会被盘型油管2有效吸收，而盘型油管2吸收热量后则会对自身内的导热油进行换热，使常温导热油转变成高温导热油，由于热气由于自身特性则会向上流动，而盘型油管2横截面呈冂字型，盘型油管2将电石料车19围合在内，因此能够最大程度上保证盘型油管2对电石的热量的吸收，保证导热油的高温状态。

此时，第一油泵运行，盘型油管2内的高温导热油便会在第一油泵9的压力作用下进入到第一高温油管6内，紧接着进入到高温导热油储罐7内，然后便会顺着第二高温油管8流经第一油泵9，最后在第一油泵9的压力下，通过第三高温油管10流入至高温油输入管31内，随着后续高温导热油不断进入到高温油输入管31内，高温导热油便会逐渐充满于高温油输入管31相贯通的换热器内，而高温导热油的热量则会导致换热器32表面形成高温，当炭材从炭材进料口17放入时，炭材便会在自身重力的作用下，掉落至换热器32自身形成的烘干间隙33内，进入到烘干间隙33的炭材便会与换热器32外壁充分接触，在接触过程中，换热器32外壁的高温则会带走炭材上的水分，完成炭材的烘干工作，同时炭材上的水分则会中和一部分高温，起到散热的效果，穿过烘干间隙33的炭材则会变成干炭材并直接落入至干炭材出料口18内，而干炭材出料口18正下方可放置集装箱，当干炭材从干炭材出料口出来后，便会直接落入集装箱，便于干炭材的收集。

当高温导热油顺着换热器32向上流动的过程中被炭材的水分带走热量时，导热油进入至上方的低温油输出管30内时便会转变成低温导热油，此时低温导热油便会在第二油泵15的压力作用下从低温油输出管30进入到第一低温油管12内，紧接着进入到低温导热油储罐13内，然后通过第二低温油管14流经第二油泵15，最后在第二油泵15的输送下，通过第三低温油管16流入至盘管进口4，流至盘管进口4的低温导热油便会第一时间进入到盘型油管2内，当高温导热油从盘管出口5流出时，低温导热油便会从盘管进口4流入，如此形成循环，使导热油能够被循环利用。

综上所述可知，本发明能够利用电石或铁水产生的高温废气热量与导热油进行热交换，刚出矿热炉的电石或铁水的热量能达到1500℃以上，把高温的电石或铁水通过电石料车轨道送入换热窑1进行热量交换利用，使换热窑1内的盘型油管内的导热油温度换热至300-350左右，然后将高温导热油送入高温导热油储罐7内，通过第一油泵9送入烘干仓29内跟炭材进行热交换，实现炭材的烘干，由于热油最高温度300℃左右，因此根本不需要外界其它气体来控制温度，有效避免了煤粉与焦粉的参与，有效避免在温度调控时产生大量氮氧化物，从而达到国家环保部发布150-200mg/L的氮氧化物排放标准，同时无需设置脱硫脱砷装置，有效节约了环保成本，同时利用原本被浪费的电石或铁水的热量，能够使资源得到有效利用，最大程度上降低能耗和运行成本，同时导热油能够循环利用，实现了能源再利用以及节能减排的效果。

高温导热油储罐7能够起到平衡换热炭材烘干窑的作用，使用高温导热油储罐7时，则可利用自身储罐内的液位计控制第一油泵9的工作频率来调节导热油进入换热炭材烘干窑内的流量，防止管内缺油降低炭材烘干产量；低温导热油储罐13则能够利用自身储罐内的液位计控制第二油泵15的工作频率来调节导热油进入盘型油管2内的流量，防止盘型油管2内缺油导致高温导热油供应不足的情况。

位于换热窑1左侧的第一卷扬机23通过拉钩26钩于电石料车19的卡环24上，对电石料车19进行拉动，左侧的第一卷扬机23能够对电石料车19向左拉动，使电石料车19从换热窑1的左侧窑口移出，右侧的第一卷扬机23则能够对电石料车19向右拉动，使电石料车19从换热窑1的右侧窑口移出，左侧的第一卷扬机23的存在主要避免所有电石料车19皆从换热窑1的右侧窑口移出，重新移回至左侧生产电石的矿热炉位置需要绕一个大圈，若是从左侧窑口移出，只需直线移动即可，有效缩短了电石料车的复位时间，进一步提高了效率。

烘干仓29底部边沿设有若干呈圆周均匀分布的烘干仓支架34，烘干仓支架34的存在能够有效提高烘干仓29的稳固性，保证烘干仓29运行时的稳定性，而烘干仓29上方的炭材进料口17不仅能够直接将湿炭材送入至烘干仓29内，且能够存放一定数量的湿炭材，用于控制烘干仓29内的温度，而干炭材出料口18则可设置一个排料阀，使炭材被烘干仓29烘干后能够在干炭材出料口18内滞留一段时间，使干炭材能够在干炭材出料口18内完成降温，降温结束后，便可打开排料阀，使干炭材从干炭材出料口18落至外界。

高温导热油储罐7通过第一辅助油管35连接有第三油泵36，第三油泵36通过第二辅助油管37连接有第一事故检修导热油储罐38，第一事故检修导热油储罐38与高温导热油储罐7之间通过第三辅助油管39相连接，当炭材烘干窑出现事故需要检修时，则可启动第三油泵36，通过第三油泵36将高温导热油储罐7内的高温导热油转移至第一事故检修导热油储罐38内，在转移高温导热油时，高温导热油储罐7内的高温导热油依次通过第一辅助油管35、第三油泵36、第二辅助油管37进入到第一事故检修导热油储罐38内，当设备检修完成后，便可通过第三辅助油管39将第一事故检修导热油储罐38内的高温导热油重新输送至高温导热油储罐7内。

低温导热油储罐13通过第四辅助油管40与第四油泵41相连接，第四油泵41通过第五辅助油管42与第二事故检修导热油储罐43相连接，第二事故检修导热油储罐43通过第六辅助油管44相连接，第二事故检修导热油储罐43的存在能够在第四油泵41的压力作用下通过第四辅助油管40、第五辅助油管42接收低温导热油储罐13内的低温导热油，便于低温导热油储罐13的检修，检修完成后，便可通过第六辅助油管44将第二事故检修导热油储罐43内的低温导热油输送回低温导热油储罐13内。

换热窑1左右两侧窑口皆设有与其相贯通的插板孔45，插板孔45内设有与其相匹配的窑门46，换热窑1上侧外壁设有一与窑门46相匹配的起降装置，起降装置包括设于换热窑1上侧外壁的起降支架47，起降支架47上端固定有气缸48，气缸48的活塞杆4801连接于窑门46上，当气缸48控制活塞杆4801上移时，窑门46便会顺着插板孔45的轨迹上移，此时换热窑1窑口打开，当气缸48控制活塞杆4801下移时，窑门46便会顺着插板孔45的轨迹下移，此时换热窑1窑口关闭，从而实现换热窑1窑口的自动启闭，减少了人工启闭带来的麻烦。

起降装置包括设于换热窑1上侧外壁的起降支架47，起降支架47上端固定有第二卷扬机49，第二卷扬机49通过拉绳4901与窑门46相连接，当第二卷扬机49对拉绳4901向上收卷时，窑门46则会在拉绳4901的拉动下向上移动，此时换热窑1窑口打开，当第二卷扬机49放线时，拉绳4901便会下落，窑门46便会在自身重力作用下下移，此时换热窑1窑口关闭，从而实现换热窑1窑口的自动启闭，减少了人工启闭带来的麻烦。

在实际应用过程中，熔盐可以替换导热油，使熔盐充满盘型油管2内，在常温状态下，熔盐呈固态，当电石料车19进入至换热窑1使温度上升至150度以上时，熔盐则会变成液体，此时熔盐便能被第一油泵9与第二油泵15进行输送，保证炭材烘干窑的正常运行。

Claims (10)

1.一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：包括呈隧道状的换热窑，换热窑内壁设有一盘型油管；所述换热窑下侧内壁设有一电石料车轨道；所述电石料车轨道上设有与其相匹配的电石输送装置；所述盘型油管两端分别设有盘管进口、盘管出口；所述盘管出口通过第一高温油管连接有一高温导热油储罐；所述高温导热油储罐通过第二高温油管与第一油泵相连接；所述第一油泵通过第三高温油管与一炭材干燥窑相连接；所述炭材干燥窑通过第一低温油管连接有一低温导热油储罐；所述低温导热油储罐通过第二低温油管连接有第二油泵；所述第二油泵通过第三低温油管与盘管进口相连接；所述炭材干燥窑顶部设有一炭材进料口，底部设有若干均匀分布的干炭材出料口。

2.根据权利要求1所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述电石输送装置包括若干均匀分布于电石料车轨道上的电石料车，电石料车底部设有与电石料车轨道相匹配的滑轮；所述盘型油管横截面呈冂字型，盘型油管将电石料车围合在内；所述电石料车一侧设有一卡钩，相邻的电石料车之间通过卡钩相连接；所述电石料车上表面设有若干均匀分布的电石置放仓；所述电石料车轨道左右两端向外延伸出至换热窑的左右两侧窑口外，电石料车轨道左右两端设有互为对称的第一卷扬机。

3.根据权利要求2所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述卡钩设于电石料车的右侧侧壁上；所述电石料车左侧侧壁上设有一与卡钩相匹配的卡环；位于换热窑左侧的第一卷扬机连接有左牵引绳；所述左牵引绳一端设有一与卡环相匹配的拉钩；位于换热窑右侧的第一卷扬机连接有右牵引绳；所述右牵引绳一端设有与卡钩相匹配的拉环。

4.根据权利要求1所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述炭材干燥窑包括烘干仓，炭材进料口与烘干仓上端相贯通，干炭材出料口与烘干仓下端相贯通；所述烘干仓上部内设有一低温油输出管，烘干仓下部内设有一高温油输入管；所述低温油输出管与高温油输入管通过一呈鳍片状的换热器相贯通；所述换热器自身形成若干均匀分布的烘干间隙，炭材进料口与干炭材出料口之间通过烘干间隙相贯通；所述高温油输入管一端管口穿出至烘干仓下部外壁并与第三高温油管相连接；所述低温油输出管一端管口穿出至烘干仓上部外壁并与第一低温油管相连接。

5.根据权利要求4所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述烘干仓底部边沿设有若干均匀分布的烘干仓支架。

6.根据权利要求1所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述高温导热油储罐通过第一辅助油管连接有第三油泵；所述第三油泵通过第二辅助油管连接有第一事故检修导热油储罐；所述第一事故检修导热油储罐与高温导热油储罐之间通过第三辅助油管相连接。

7.根据权利要求1所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述低温导热油储罐通过第四辅助油管与第四油泵相连接；所述第四油泵通过第五辅助油管与第二事故检修导热油储罐相连接；所述第二事故检修导热油储罐与低温导热油储罐之间通过第六辅助油管相连接。

8.根据权利要求1所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述换热窑左右两侧窑口皆设有与其相贯通的插板孔；所述插板孔内设有一与其相匹配的窑门；所述换热窑上侧外壁设有一与窑门相匹配的起降装置。

9.根据权利要求8所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述起降装置包括设于换热窑上侧外壁的起降支架；所述起降支架上端固定有一气缸；所述气缸的活塞杆连接于窑门上。

10.根据权利要求8所述的一种环保型废气换热综合利用炭材烘干窑，其特征在于：所述起降装置包括设于换热窑上侧外壁的起降支架；所述起降支架上端固定有第二卷扬机；所述第二卷扬机通过拉绳与窑门相连接。