CN110252230A - 一种apt生产过程中的余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种APT生产过程中余热的利用系统，至少包括第一反应釜、第二反应釜和设置在第一反应釜和第二反应釜之间的热量传导系统，其中：所述第一反应釜和第二反应釜均包括反应釜本体、搅拌系统、加热系统、进料系统、排料系统。本发明所述的一种APT生产过程中余热的利用系统，提高能量利用效率的同时可大大提高经济效益，达到节能降耗、减污增效的目的；余热利用过程相当于蒸汽直接加热，传热效率高，升温速度快；在回收高温料浆热量的同时，将自蒸发的水分也一并加以回收，可提高水资源利用效率；改造成本低廉，操作简便见效快，通过冲击力消解装置和控制热量传导系统相应的隔断阀门的数量和启闭大小，反应釜之间的热量传导快稳的进行。

Description

一种APT生产过程中的余热利用系统
技术领域
本发明涉及化工领域，特别涉及一种APT生产过程中余热的利用系统。
背景技术
钨冶炼过程中，经过球磨的钨矿物原料与辅料氢氧化钠(或碳酸钠)和水一起输送至碱分解反应釜中，采用蒸汽加热或者电加热或者导热油加热等方式将料浆加热至140～200℃进行高压分解，反应一段时间后进行固液分离。现有技术均是将料浆减压至常压后再进行固液分离，此时料浆温度也将至 100℃以下，大量的热量向大气中释放，能量浪费非常严重。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种APT生产过程中余热的利用系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种APT生产过程中的余热利用系统,至少包括第一反应釜、第二反应釜和设置在第一反应釜和第二反应釜之间的热量传导系统，其中：
所述第一反应釜和第二反应釜均包括反应釜本体、搅拌系统、加热系统、进料系统、排料系统；
所述热量传导系统包括第一蒸汽导出装置、第二蒸汽导入装置和第一蒸汽出口阀门。
优选的，所述热量传导系统还包括第二蒸汽导出装置、第一蒸汽导入装置、第二蒸汽出口阀门、第一蒸汽入口阀门和第二蒸汽入口阀门。
优选的，还包括第三反应釜，所述热量传导系统还包括第三蒸汽导出装置、第三蒸汽导入装置、第三蒸汽出口阀门和第三蒸汽入口阀门。
优选的，还包括第四或更多个反应釜，所述热量传导系统在所有反应釜上均设有蒸汽导出装置和蒸汽导入装置，并且任意两反应釜之间均设有隔断阀门。
优选的，所述第一蒸汽导入装置、第二蒸汽导入装置和第三蒸汽导入装置的出口设置在各自反应釜的中下部。
优选的，所述热交换系统还包括蒸汽导入冲击力消解装置。
优选的，所述反应釜上设有温度检测设施和/或压力检测设施。
优选的，所述搅拌系统为锚式搅拌系统。
优选的，所述加热系统为蒸汽加热系统和/或导热油加热系统和/或电加热系统。
优选的，所述反应釜和热交换系统由碳钢或不锈钢材料制作，反应釜和热交换系统外设有保温系统。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.提高能量利用效率的同时可大大提高经济效益，达到节能降耗、减污增效的目的；
2.余热利用过程相当于蒸汽直接加热，传热效率高，升温速度快；
3.现有技术待固液分离的料浆在降温时向环境释放大量热量的同时，由于热料浆的自蒸发会带走大量的水，本发明在回收高温料浆热量的同时，将自蒸发的水分也一并加以回收，可提高水资源利用效率；
4.可在现有设备上进行改造，而且改造成本低廉，操作简便见效快。
5.通过本发明的冲击力消解装置和控制热量传导系统上相应的隔断阀门的数量和启闭大小，反应釜之间的热量传导可以又快又平稳的进行。
附图说明
图1是根据本发明的一种钨冶炼过程中余热的利用系统示意图；
图2是根据本发明的另外一种APT生产过程中余热的利用系统的示意图。
其中：
1.反应釜本体
2.搅拌系统
3.加热系统
4.进料口
5.排料口
1-1.第一反应釜
1-2.第二反应釜
6-1-1.第一蒸汽导出装置
6-2-2.第二蒸汽导入装置
6-3-1.第一蒸汽出口阀门
1.反应釜本体
2.搅拌系统
3.加热系统
4.进料口
5.排料口
1-1.第一反应釜
1-2.第二反应釜
1-3.第三反应釜
6-1-1.第一蒸汽导出装置
6-1-2.第二蒸汽导出装置
6-1-3.第三蒸汽导出装置
6-2-1.第一蒸汽导入装置
6-2-2.第二蒸汽导入装置
6-2-3.第三蒸汽导入装置
6-3-1.第一蒸汽出口阀门
6-3-2.第二蒸汽出口阀门
6-3-3.第三蒸汽出口阀门
6-4-1.第一蒸汽入口阀门
6-4-2.第二蒸汽入口阀门
6-4-3.第三蒸汽入口阀门。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种APT生产过程中的余热利用系统，至少包括第一反应釜1-1、第二反应釜1-2和设置在第一反应釜和第二反应釜之间的热量传导系统6，其中：
所述第一反应釜1-1和第二反应釜1-2均包括反应釜本体1、搅拌系统2、加热系统3、进料系统4、排料系统5；
所述热量传导系统6包括第一蒸汽导出装置6-1-1、第二蒸汽导入装置6-2-2和第一蒸汽出口阀门6-3-1。
为实现热量可在第一反应釜1-1和第二反应釜1-2之间双向传导，本发明所述的热量传导系统6还包括第二蒸汽导出装置6-1-2、第一蒸汽导入装置 6-2-1、第二蒸汽出口阀门6-3-2、第一蒸汽入口阀门6-4-1和第二蒸汽入口阀门6-4-2。
为进一步提高能源利用效率，降低能耗，本发明还包括第三反应釜1-3，所述热量传导系统6还包括第三蒸汽导出装置6-1-3、第三蒸汽导入装置6-2-3、第三蒸汽出口阀门6-3-3和第三蒸汽入口阀门6-4-3。
为再进一步提高能源利用效率，降低能耗，本发明还包括第四或更多个反应釜，所述热量传导系统6在所有反应釜上均设有蒸汽导出装置和蒸汽导入装置，并且任意两反应釜之间均设有隔断阀门。
为提高热传导速率，可将上述余热利用系统中的第一蒸汽导入装置6-2-1、第二蒸汽导入装置6-2-2和第三蒸汽导入装置6-2-3的出口设置在各自反应釜的中下部，在热传导过程发生时，蒸汽导入装置的出口在待升温的料浆的液面以下，以便更快的吸收从相对高温的反应釜传导过来的热量。
为进一步提高热传导速率，可以从温度相对较高的反应釜同时向两个或两个以上的温度相对较低的待升温的反应釜同时传热。
当热传导的两个反应釜之间温度和压力相差较大的时候，热传导过程会导致反应釜产生较大振动，为消解热传导过程中导致的反应釜强烈振动，本发明的热量传导系统6还包括蒸汽导入冲击力消解装置7；反应釜上均设有温度检测设施和/或压力检测设施；搅拌系统为锚式搅拌系统；加热系统为蒸汽加热系统和/或导热油加热系统和/或电加热系统；热交换系统由碳钢或不锈钢材料制作。
实施例1
如图1所示，在第一反应釜1-1和第二反应釜1-2中添加有料浆成分一致，质量相近的钨矿物原料料浆，第一反应釜1-1碱分解已经结束，实际温度为 200℃，第二反应釜1-2里为待加热料浆，实际温度为40℃。
第一步：打开第一蒸汽出口阀门6-3-1，热量由第一反应釜1-1通过第一蒸汽导出装置6-1-1、第一蒸汽出口阀门6-3-1和第二蒸汽导入装置6-2-2向第二反应釜1-2中传递，第一反应釜1-1温度降至120℃左右时，第二反应釜1-2 里待加热料浆也被预热至120℃左右，此时热传递基本达到平衡，热交换完成，关闭第一蒸汽出口阀门6-3-1。
第二步：开启第二反应釜1-2的加热系统3，由外部高温热源继续向第二反应釜1-2加热至所需反应温度200℃，第二反应釜1-2升温过程热交换全部完成。
第三步：第一反应釜1-1中已完成碱分解和热交换的料浆通过排料系统排出，再由进料系统加入待升温和碱分解的钨矿物原料料浆，待第二反应釜1-2 碱分解反应结束后，可为第一反应釜1-1待升温的料浆传热。
实施例2
如图2所示，在第一反应釜1-1、第二反应釜1-2和第三反应釜1-3中添加有料浆成分一致，质量相近的钨矿物原料料浆，第一反应釜1-1碱分解已经结束，实际温度为200℃，第二反应釜1-2和第三反应釜1-3里为待加热料浆，实际温度40℃。
第一步：打开第一蒸汽出口阀门6-3-1和第二蒸汽入口阀门6-4-2，热量由第一反应釜1-1通过第一蒸汽导出装置6-1-1、第一蒸汽出口阀门6-3-1、第二蒸汽入口阀门6-4-2和第二蒸汽导入装置6-2-2向第二反应釜1-2中传递，第一反应釜1-1温度降至120℃左右时，第二反应釜1-2里待加热料浆也被预热至120℃左右，此时热传递基本达到平衡，第一反应釜1-1和第二反应釜1-2 之间完成第一次热交换，之后关闭第二蒸汽入口阀门6-4-2。
第二步：打开第三蒸汽入口阀门6-4-3，热量由第一反应釜1-1通过第一蒸汽导出装置6-1-1、第一蒸汽出口阀门6-3-1、第三蒸汽入口阀门6-4-3和第三蒸汽导入装置6-2-3向第三反应釜1-3传递，当第一反应釜1-1温度由120℃降至100℃时，第一反应釜1-1和第三反应釜1-3之间完成第二次热交换，此时，第三反应釜1-3温度升至60℃左右。
第三步：开启第二反应釜1-2和第三反应釜1-3的加热系统，外部高温热源继续向第二反应釜1-2和第三反应釜1-3加热至反应所需温度200℃，完成第二反应釜1-2和第三反应釜1-3升温过程热交换。
实施例3
如图2所示，在第一反应釜1-1、第二反应釜1-2和第三反应釜1-3中添加有料浆成分一致，质量相近的钨矿物原料料浆，第一反应釜1-1碱分解已经结束，实际温度为200℃，第二反应釜1-2和第三反应釜1-3里为待加热料浆，实际温度40℃。
第一步：打开第一蒸汽出口阀门6-3-1和第二蒸汽入口阀门6-4-2，热量由第一反应釜1-1通过第一蒸汽导出装置6-1-1、第一蒸汽出口阀门6-3-1、第二蒸汽入口阀门6-4-2和第二蒸汽导入装置6-2-2向第二反应釜1-2中传递，第一反应釜1-1温度降至120℃左右时，第二反应釜1-2里待加热料浆也被预热至120℃左右，此时热传递基本达到平衡，第一反应釜1-1和第二反应釜1-2 之间完成第一次热交换，之后关闭第二蒸汽入口阀门6-4-2。
第二步：打开第三蒸汽入口阀门6-4-3，热量由第一反应釜1-1通过第一蒸汽导出装置6-1-1、第一蒸汽出口阀门6-3-1、第三蒸汽入口阀门6-4-3和第三蒸汽导入装置6-2-3向第三反应釜1-3传递，当第一反应釜1-1温度由120℃降至100℃时，第一反应釜1-1和第三反应釜1-3之间完成第二次热交换，此时，第三反应釜1-3温度升至60℃左右，关闭第一蒸汽出口阀门6-3-1和第三蒸汽入口阀门6-4-3。
第三步：开启第二反应釜1-2的加热系统，外部高温热源继续向第二反应釜1-2加热至反应所需温度200℃，第二反应釜1-2的碱分解反应结束后，开启第二蒸汽出口阀门6-3-2和第三蒸汽入口阀门6-4-3，热量由第二反应釜1-2 通过第二蒸汽导出装置6-1-2、第二蒸汽出口阀门6-3-2、第三蒸汽入口阀门 6-4-3和第三蒸汽导入装置6-2-3向第三反应釜1-3中传递，第三反应釜1-3中温度可由60℃左右升至130℃，第三反应釜1-3升温过程热交换完成。
第四步：第二反应釜1-2还可继续向第四反应釜等进行供热。
实施例4
如图2所示，在第一反应釜1-1、第二反应釜1-2和第三反应釜1-3中添加有料浆成分一致，质量相近的钨矿物原料料浆，第一反应釜1-1碱分解已经结束，实际温度为200℃，第二反应釜1-2和第三反应釜1-3里为待加热料浆，实际温度40℃。
第一步：按顺序依次打开第一蒸汽出口阀门6-3-1、第二蒸汽入口阀门6-4-2和第三蒸汽入口阀门6-4-3，热量由第一反应釜1-1通过第一蒸汽导出装置6-1-1、第一蒸汽出口阀门6-3-1、同时向第二反应釜1-2和第三反应釜1-3 中传递。
第二步：热量传导结束后，依次关闭第一蒸汽出口阀门6-3-1、第二蒸汽入口阀门6-4-2和第三蒸汽入口阀门6-4-3。
按照此方法，可以通过控制第二蒸汽入口阀门6-4-2和第三蒸汽入口阀门 6-4-3启闭的相对大小，差异化控制传导至第二反应釜1-2和第三反应釜1-3 中的热量多少。因此，可以根据实际需要，通过设置在反应釜上的温度和压力检测设施以及控制第二蒸汽入口阀门6-4-2和第三蒸汽入口阀门6-4-3启闭的相对大小，在一定温度范围内控制第二反应釜1-2和第三反应釜1-3热传导结束后的实际温度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种APT生产过程中的余热利用系统,其特征在于，至少包括第一反应釜(1-1)、第二反应釜(1-2)和设置在第一反应釜和第二反应釜之间的热量传导系统(6)，其中：
所述第一反应釜(1-1)和第二反应釜(1-2)均包括反应釜本体(1)、搅拌系统(2)、加热系统(3)、进料系统(4)、排料系统(5)；
所述热量传导系统(6)包括第一蒸汽导出装置(6-1-1)、第二蒸汽导入装置(6-2-2)和第一蒸汽出口阀门(6-3-1)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热量传导系统(6)还包括第二蒸汽导出装置(6-1-2)、第一蒸汽导入装置(6-2-1)、第二蒸汽出口阀门(6-3-2)、第一蒸汽入口阀门(6-4-1)和第二蒸汽入口阀门(6-4-2)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括第三反应釜(1-3)，所述热量传导系统(6)还包括第三蒸汽导出装置(6-1-3)、第三蒸汽导入装置(6-2-3)、第三蒸汽出口阀门(6-3-3)和第三蒸汽入口阀门(6-4-3)。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括第四或更多个反应釜，所述热量传导系统(6)在所有反应釜上均设有蒸汽导出装置和蒸汽导入装置，并且任意两反应釜之间均设有隔断阀门。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一蒸汽导入装置(6-2-1)、第二蒸汽导入装置(6-2-2)和第三蒸汽导入装置(6-2-3)的出口设置在各自反应釜的中下部。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述热交换系统(6)还包括蒸汽导入冲击力消解装置(7)。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述反应釜上设有温度检测设施和/或压力检测设施。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述搅拌系统为锚式搅拌系统。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述加热系统为蒸汽加热系统和/或导热油加热系统和/或电加热系统。
10.根据权利要求1～6中任一项所述的系统，其特征在于，所述反应釜和热交换系统由碳钢或不锈钢材料制作，反应釜和热交换系统外设有保温系统。
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