CN112624116A - 用于大型电石冶炼的余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及余热回收设备技术领域，具体公开了用于大型电石冶炼的余热回收系统，连接多台电石冶炼炉的出料口，包括机架、吸热组件、渣缸、造粒机、提升输送机、二次换热系统和皮带输送机，吸热组件包括吸热头，吸热头包括中空的辊筒和两个空心轴，两根空心轴转动连接在机架上，渣缸设置在辊筒的下方，机架上还设有多个导流组件，导流组件包括弧形槽和导流槽，弧形槽位于单个电石冶炼炉的多个排料口的下方，导流槽连接弧形槽与渣缸，辊筒上设有若干挡条，在造粒机的顶部还设有接渣斗。本专利摒弃了现有技术中利用小车转运的方式，解决了因电石液凝固速度较快，使小车内的电石液会很快在表面形成一层电石层，从而影响电石液的余热回收的问题。

Description

用于大型电石冶炼的余热回收系统

技术领域

本发明涉及余热回收设备技术领域，特别涉及用于大型电石冶炼的余热回收系统。

背景技术

在电石的生产过程中，熔炼炉排出的熔融电石液需要冷却后，再进行破碎处理，而目前传统的高温电石液冷却方式有自然冷却、风冷等方式，但是上述方式存在以下几点问题：(1)由于高温电石溶液的温度较高，需要的冷却时间较长；(2)高温电石液内蕴含有大量的余热，而上述方式无法对余热进行利用，导致能量的浪费。

基于这样的问题，我司进行了一系列的技术研发，开发了一套适用于高温熔岩、熔浆、溶液类余热回收系统，该系统中的吸热头，包括水平设置的中空辊筒、刮刀片以及断渣刀，辊筒半浸没在装有熔融矿渣的渣缸内，通过驱动辊筒转动，冷却介质(液态金属)在辊筒内部不断循环流动，在刮刀片以及断渣刀的配合下，实现了矿液的余热回收，同时将凝固的矿渣破碎成块或粒状。

上述系统在钢渣、铁渣的余热回收工业应用中取得了企业较高的评价，但对于电石冶炼后熔融的电石液的余热回收效果却不理想，尤其是对于需要余热回收的电石液量较大时，主要问题在于，目前通常是采用小车将冶炼炉中的电石液转运到渣缸内，由于电石液凝固速度较快，这就使小车内的电石液会很快在表面形成一层电石层，从而影响电石液的余热回收，基于此我司研发了专门针对电石冶炼的余热回收系统，以适应电石液的余热回收及破碎处理。

发明内容

本发明提供了用于大型电石冶炼的余热回收系统，以解决现有技术中利用小车转运的方式，会因电石液凝固速度较快，使小车内的电石液会在表面形成一层电石层，从而影响电石液的余热回收的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

用于大型电石冶炼的余热回收系统，连接多台电石冶炼炉的出料口，包括机架、吸热组件、渣缸、造粒机、提升输送机、二次换热系统和皮带输送机，所述吸热组件包括吸热头，吸热头包括中空的辊筒和两个空心轴，两根空心轴分别同轴固定在辊筒的两端，两根空心轴转动连接在机架上，渣缸设置在辊筒的下方，所述机架上还设有多个导流组件，单个导流组件包括弧形槽和导流槽，弧形槽位于单个电石冶炼炉的多个排料口的下方，导流槽连接弧形槽与渣缸，所述辊筒上设有若干挡条，若干挡条沿着辊筒的外壁周向均匀分布，在造粒机的顶部设有接渣斗，接渣斗分别靠近吸热头的辊筒设置。

本技术方案的技术原理和效果在于：

1、本方案中电石冶炼炉中的电石液通过多个排料口排出，进入到弧形槽内，并沿着导流槽进入渣缸内，由于此时从电石熔炼炉排出的电石液温度高达1700～2000℃，因此这个动态的过程中，电石液难以凝聚，会快速流入渣缸内，被余热回收和破碎处理，从而摒弃了现有技术中利用小车转运的方式，解决了因电石液凝固速度较快，使小车内的电石液会很快在表面形成一层电石层，从而影响电石液的余热回收的问题。

另外本方案中通过多个导流组件的设置，使得设计一个余热回收系统，就能够对多台电石冶炼炉中的电石液进行同时余热回收和破碎处理，减少回收系统的占地面积，同时也减少企业对设备的成本投入。

2、本方案中进入渣缸的电石液，通过吸热组件进行余热回收，其具体原理为：电石液进入渣缸内使得辊筒部分浸没在电石溶液中，吸热头中的空心轴与辊筒同步转动，同时冷却介质通过外部循环系统在吸热头内从左至右或从右至左不断流动，辊筒转动时，渣缸内熔融的电石液附在辊筒的表面，并随着辊筒的转动不断远离渣缸，且在冷却介质换热的作用下逐渐凝固成条状电石层，而即使此时电石液已经凝固结块，由于挡条的阻挡，电石层不易从辊筒的外壁剥离并再次掉落到渣缸内，而当移动至靠近接渣斗一侧时，条状电石层在自身重力与辊筒离心力作用下，掉入接渣斗内，从而完成了对熔融电石液的余热回收以及破碎处理。

3、相比于现有技术中的吸热头而言，现有技术中电石溶液会在辊筒外壁形成一层凝固层，因此需要刮刀组件和断渣组件的共同作用，完成凝固层的破碎，而本方案中，若干挡条设置除了能够阻挡电石层掉入渣缸之外，若干挡条还能够使得电石液在辊筒表面凝固时就已经形成若干条状的电石层，而非一整块凝固层，这样条状电石层在落入接渣斗中时就能够破碎，使得吸热头的结构更加简单，同时也防止了大块凝固层剥离掉落的问题发生。

4、本方案中进入接渣斗的电石碎块，在造粒机作用下被破碎为均匀的颗粒，并通过提升输送机传送到二次换热系统中，将颗粒的温度进一步降低到室温或更低的温度，后在皮带输送机的作用下，根据具体需要被运送至粉碎机或者成品仓内。

进一步，所述弧形槽靠近两侧排料口的端部高度超出靠近中间排料口的高度，所述导流槽靠近中间排料口设置。

有益效果：这样从两侧排料口排出的电石液能够快速在自身重力下向导流槽一侧流动，后进入渣缸内。

进一步，所述吸热头设有三个，所述渣缸的横向截面呈凸字形，其中一个吸热头位于渣缸的顶部凸起处，另外两个吸热头则位于渣缸的两侧凸起处。

有益效果：本方案中由于吸热头设有三个，且三个吸热头的排布形式，使得吸热组件的工作区域扩大，能够使得渣缸中熔融的电石液得到快速的余热回收以及破碎处理，同时能够加大吸热组件对电石液的处理量，这样的方式能够减少渣缸内熔融电石液滞留的问题，从而也减少电石液凝固形成的堆积；另外当其中一个吸热头需要检修时，另外两个吸热头不需要停机，即电石液的余热回收及破碎处理不会中断，从而方便了对整个吸热组件的维护检修。

进一步，所述挡条呈弧形，挡条的两端所在平面与其中部所在平面不重合，各挡条的弧形凹面的朝向与辊筒转动方向相同。

有益效果：由于在吸热头工作时，辊筒靠近冷却介质输入一端的温度要低于冷却介质输出一端，因此附着在靠近输入一端的电石溶液冷却速度要稍微高于附着在另一端的，因此电石溶液在输入一端的辊筒外壁上具有更快的凝固速度，相同时间下凝固的电石层厚度大于其它部位，如果凝固的厚度超出挡条的高度，则可能导致挡条起到的阻挡效果有限，因此采用本方案，电石溶液有向挡条中部流动的趋势，减缓其在辊筒的端部凝固成较厚的电石层倾向。

进一步，所述挡条上开设有刮缝，上下相邻挡条上的刮缝位于辊筒的同一圆周线上，接渣斗靠近渣缸一侧设有刮刀，刮刀的顶部靠近辊筒的外壁且能够从刮缝通过。

有益效果：这样设置当辊筒上凝固的条状电石层转动至靠近接渣斗一侧时，条状的电石层在刮刀作用在被切断，从而起到帮助条状电石层破碎的作用。

进一步，所述挡条上刮缝设有多个，且对应的刮刀也设有多个。

有益效果：这样使得刮刀对条状的电石层破碎得更细。

进一步，所述辊筒的外壁沿其周向开设有环形槽，环形槽连通上下相邻的刮缝。

有益效果：这样设置使得刮刀顶部能够在安装时，进入到环形槽内，从而更好将凝固的条状电石层进行破碎。

附图说明

图1为本发明实施例1的工艺流程图；

图2为本发明实施例1中吸热组件的俯视图；

图3为本发明实施例1中位于渣缸顶部凸起处吸热头的正视图；

图4为本发明实施例1中位于渣缸顶部凸起处吸热头的左视图；

图5为本发明实施例2中位于渣缸顶部凸起处吸热头的正视图；

图6为本发明实施例3中位于渣缸顶部凸起处吸热头的正视图；

图7为本发明实施例3中位于渣缸顶部凸起处吸热头的左视图；

图8为本发明实施例4中位于渣缸顶部凸起处吸热头的正视图。

说明书附图中的附图标记包括：炉体1、进料口2、电极3、排料口4、辊筒10、空心轴11、轴承座12、渣缸13、电机14、齿轮传动机构15、挡条16、接渣斗17、刮缝18、刮刀19、弧形槽20、导流槽21。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1：

基本如附图1、图2、图3和图4所示：用于大型电石冶炼的余热回收系统，位于多台电石冶炼炉之间，本实施例中电石冶炼炉设有两台，其中电石冶炼炉包括炉体1、进料口2、电极3和三个排料口4；本实施例中余热回收系统包括机架、导流组件、吸热组件、渣缸13、造粒机、提升输送机、二次换热系统和皮带输送机，其中二次换热系统为回转窑。

导流组件固定在机架上，导流组件设有两个，且对称设置在渣缸13的两侧，导流组件包括弧形槽20和导流槽21，其中弧形槽20位于三个排料口4的下方，三个排料口4排出的电石液进入到弧形槽20内，导流槽21连接弧形槽20与渣缸13，且靠近中间排料口4设置，弧形槽20靠近两侧排料口4的端部高度要超出靠近中间排料口4的高度，这样从两侧排料口4排出的电石液能够快速在自身重力下向导流槽21一侧流动，后进入渣缸13内。

吸热组件包括三个吸热头，其中吸热头包括中空的辊筒10和两根空心轴11，两根空心轴11分别同轴固定在辊筒10的两端，使得空心轴11与辊筒10内部连通，空心轴11与辊筒10内部用于吸热介质的通过，在机架上固定设有轴承座12，轴承座12内设有滚珠轴承，空心轴11水平固定在滚珠轴承内，即空心轴11与辊筒10水平转动连接在机架上；在辊筒10上设有若干挡条16，若干挡条16沿着辊筒10的外壁周向均匀分布。

渣缸13设置在辊筒10的下方，且渣缸13的横向截面呈凸字形，其中一个吸热头位于渣缸13的顶部凸起处，而另外两个吸热头则位于渣缸13的两侧凸起处，电石冶炼的电石液通过导流槽21进入渣缸13内，吸热头中辊筒10部分浸没在渣缸13内的熔融电石液中。

机架上还设有电机14和齿轮传动机构15，其中电机14通过机座固定在机架上，齿轮传动机构15包括主动齿轮和从动齿轮，其中从动齿轮同轴固定在其中一个空心轴11上，而主动齿轮与电机14的输出轴固定，主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮的轮径小于从动齿轮的轮径，这样电机14通过齿轮传动机构15驱动空心轴11慢速转动。

在造粒机的顶部还设有三个接渣斗17，每个接渣斗17分别靠近吸热头的辊筒10设置，本实施例中每个辊筒10的转动方向如图1中箭头所指的方向。

本实施例中，两台电石冶炼炉中的电石液分别通过三个排料口4排出，进入到弧形槽20内，并沿着导流槽21进入渣缸13内，由于此时从电石熔炼炉排出的电石液温度高达1700～2000℃，因此这个过程中，电石液难以凝聚，会快速流入渣缸13内，被余热回收和破碎处理。

进入渣缸13的电石液，通过吸热组件进行余热回收，具体为：电石液进入渣缸13内使得辊筒10部分浸没在电石溶液中，启动电机14，使得三个吸热头中的空心轴11与辊筒10同步转动，同时冷却介质通过外部循环系统在吸热头内从左至右或从右至左不断流动，辊筒10转动时，渣缸13内熔融的电石液附在辊筒10的表面，并随着辊筒10的转动不断远离渣缸13，且在冷却介质换热的作用下逐渐凝固成条状电石层，而即使此时电石液已经凝固结块，由于挡条16的阻挡，电石层不易从辊筒10的外壁剥离并再次掉落到渣缸13内，而当移动至靠近接渣斗17一侧时，条状电石层在自身重力与辊筒10离心力作用下，掉入接渣斗17内，从而完成了对熔融电石液的余热回收以及破碎处理。

本实施例中由于吸热头设有三个，且三个吸热头的排布形式，能够使得渣缸13中熔融电石液得到快速的余热回收以及破碎处理，这样的方式能够减少渣缸13内熔融电石液滞留的问题，从而也减少电石液凝固形成的堆积，另外当其中一个吸热头需要检修时，另外两个吸热头不需要停机，即电石液的余热回收及破碎处理不会中断，从而方便了对整个吸热组件的维护检修。

实施例2：

基本如附图5所示，与实施例1的区别在于：本实施例中挡条16呈弧形，即挡条16的两端所在平面与其中部所在平面不重合，且各挡条16的弧形凹面的朝向与辊筒10转动方向相同；这样设置的原因在于，在吸热头工作时，辊筒10靠近冷却介质输入一端的温度要低于冷却介质输出一端，因此附着在靠近输入一端的电石溶液冷却速度要稍微高于附着在另一端的，因此电石溶液在输入一端的辊筒10外壁上具有更快的凝固速度，相同时间下凝固的电石层厚度大于其它部位，如果凝固的厚度超出挡条16的高度，则可能导致挡条16起到的阻挡效果有限，因此采用本方案，电石溶液有向挡条16中部流动的趋势，减缓其在辊筒10的端部凝固成较厚的电石层倾向。

实施例3：

基本如附图6和图7所示，与实施例1的区别在于：本实施例中在每根挡条16上开设有一个或多个刮缝18，本实施例中刮缝18设有两个，刮缝18的宽度小于10mm，上下相邻挡条16上的相邻刮缝18位于辊筒10的同一圆周线上，另外在接渣斗17靠近渣缸13一侧固定有刮刀19，刮刀19的数量与挡条16上的刮缝18一致，即本实施例中刮刀19设有两个，刮刀19的顶部靠近辊筒10的外壁且能够从刮缝18通过，这样设置当辊筒10上凝固的条状电石层转动至靠近接渣斗17一侧时，条状的电石层在刮刀19作用在被切断，从而起到帮助条状电石层破碎的作用。

实施例4：

基本如附图8所示：与实施例3的区别在于，本实施例中在辊筒10的外壁沿其周向开设有环形槽，环形槽连通上下相邻的刮缝18，这样设置使得刮刀19顶部能够在安装时，进入到环形槽内，从而更好将凝固的条状电石层进行破碎。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.用于大型电石冶炼的余热回收系统，连接多台电石冶炼炉的出料口，包括机架、吸热组件、渣缸、造粒机、提升输送机、二次换热系统和皮带输送机，所述吸热组件包括吸热头，吸热头包括中空的辊筒和两个空心轴，两根空心轴分别同轴固定在辊筒的两端，两根空心轴转动连接在机架上，渣缸设置在辊筒的下方，其特征在于：所述机架上还设有多个导流组件，单个导流组件包括弧形槽和导流槽，弧形槽位于单个电石冶炼炉的多个排料口的下方，导流槽连接弧形槽与渣缸，所述辊筒上设有若干挡条，若干挡条沿着辊筒的外壁周向均匀分布，在造粒机的顶部设有接渣斗，接渣斗分别靠近吸热头的辊筒设置。

2.根据权利要求1所述的用于大型电石冶炼的余热回收系统，其特征在于：所述弧形槽靠近两侧排料口的端部高度超出靠近中间排料口的高度，所述导流槽靠近中间排料口设置。

3.根据权利要求1所述的用于大型电石冶炼的余热回收系统，其特征在于：所述吸热头设有三个，所述渣缸的横向截面呈凸字形，其中一个吸热头位于渣缸的顶部凸起处，另外两个吸热头则位于渣缸的两侧凸起处。

4.根据权利要求1所述的用于大型电石冶炼的余热回收系统，其特征在于：所述挡条呈弧形，挡条的两端所在平面与其中部所在平面不重合，各挡条的弧形凹面的朝向与辊筒转动方向相同。

5.根据权利要求1所述的用于大型电石冶炼的余热回收系统，其特征在于：所述挡条上开设有刮缝，上下相邻挡条上的刮缝位于辊筒的同一圆周线上，接渣斗靠近渣缸一侧设有刮刀，刮刀的顶部靠近辊筒的外壁且能够从刮缝通过。

6.根据权利要求5所述的用于大型电石冶炼的余热回收系统，其特征在于：所述挡条上刮缝设有多个，且对应的刮刀也设有多个。

7.根据权利要求6所述的用于大型电石冶炼的余热回收系统，其特征在于：所述辊筒的外壁沿其周向开设有环形槽，环形槽连通上下相邻的刮缝。

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