CN113008045A - 一种金属冶炼炉渣的热回收系统及其热回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属冶炼炉渣的热回收系统及其热回收方法，涉及到冶炼炉渣处理领域，包括冷却外罐和机箱，冷却外罐内部设有冷却内筒，机箱内部上方由隔板分隔有湿气室和干气室，机箱的内部下方为储水室，其中换热气管的上端贯穿至与机箱内部的干气室相连通，蒸汽排管与机箱中的湿气室相连通，有益效果：本发明通过结合液体以及气体换热对炉渣余热进行热回收，能够两组不同介质的热资源，冷却外罐内部冷却水腔顶部产生的水蒸气沿蒸汽排管导入到湿气室中，且由多条冷凝管导流到干气室中，在水蒸气经过呈“S”状的冷凝管时，进行液化冷凝，冷凝水沿冷凝管底端的滴水口滴落至储水室中储存，有利于水资源的回收使用。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼炉渣处理领域，特别涉及一种金属冶炼炉渣的热回收系统及其热回收方法。
背景技术
进行冶炼钢铁时会产生大量的废渣，对冶炼废渣处理时需要先使其冷却后才能进行转运处理，但是钢铁冶炼时排出的废渣具备大量的热能，传统技术大多数都是通过水源进行冷却，若是直接将冷却的废渣和冷却废水进行排出，会浪费大量热能浪费，而且增加水污染以及水资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属冶炼炉渣的热回收系统及其热回收方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属冶炼炉渣的热回收系统，包括冷却外罐和机箱，所述冷却外罐为垂直设置的椭球状结构箱体，冷却外罐内部设有垂直设置的冷却内筒，冷却内筒顶部一侧设有料斗，冷却内筒的底部为料口，所述冷却外罐内部与冷却内筒之间形成椭球状的冷却水腔，冷却外罐的底部一侧设有进水接口，冷却外罐的上部一侧设有排水接口，所述冷却外罐内部设有换热气管，换热气管呈螺旋状盘绕设置在冷却内筒外周围，换热气管的底端沿冷却外罐贯穿出，且换热气管的底端连接有气泵，换热气管与气泵的连接处设有滤箱，换热气管的上端沿冷却外罐贯穿出，且换热气管的上端与机箱连接，冷却外罐的上端一侧设有蒸汽排管，且蒸汽排管延伸至与机箱连接。
优选的，所述冷却内筒的上端设有电机支座，电机支座的顶部通过螺栓固定连接有电机，电机的输出轴通过联轴器连接有导料轴，导料轴垂直向下贯穿于冷却内筒内部，导料轴的外壁设有呈螺旋盘绕状的导料叶片。
优选的，所述冷却内筒的外壁设有多块沿垂直方向均匀排布设置的散热翅片，冷却内筒的内壁贴合有陶瓷衬片。
优选的，所述机箱内部上方由隔板分隔有湿气室和干气室，机箱的内部下方为储水室，其中换热气管的上端贯穿至与机箱内部的干气室相连通，蒸汽排管与机箱中的湿气室相连通。
优选的，所述机箱内部的湿气室和干气室之间连接有多根冷凝管，机箱顶部设有与干气室相连通的排气接口，且排气接口的上端连接有排气扇机。
优选的，所述冷凝管位于储水室内部上方，冷凝管为的“S”状弯曲设置，且冷凝管每个S弯下端设有滴水口。
优选的，所述储水室底部一侧设有补水口，储水室底部设有供水接口，供水接口连接有水泵，且水泵通过导水管与进水接口相连接。
优选的，所述机箱侧壁且对应储水室的位置设有液位观察窗，液位观察窗一侧设有水位刻度线。
优选的，所述滤箱一侧与换热气管的下端连接，滤箱的另一侧连接有气泵，且沿滤箱的顶部穿插有滤板，滤板上端的顶板通过螺栓与顶板固定连接。
一种如上所述的金属冶炼炉渣的热回收系统的热回收方法，包括以下步骤：
步骤一：炉渣液体换热：炉渣沿料斗导入至冷却内筒内部，通过控制水泵工作，将储水室内部的冷却水抽出，沿冷却外罐底部一侧所设的进水接口充入，使冷却水灌充冷却外罐内部与冷却内筒之间形成椭球状的冷却水腔，对冷却内筒内部的炉渣进行冷却，换热后的热水沿排水接口排出；
步骤二：炉渣气体换热：气泵对换热气管进行供气工作，气体经过换热气管位于冷却外罐内部的盘旋部位时，与冷却水腔中的水进行换热，经过加热的气体导入到机箱内部的干气室中，最后由排气扇机导出；
步骤三：辅助换热：炉渣在冷却内筒内部冷却时，通过控制电机对导料轴进行驱动，由导料轴外壁设有的导料叶片对炉渣进行翻搅、导料，冷却内筒的外壁设有散热翅片，提高与冷却水的换热效率；
步骤四：蒸汽水资源回收：冷却外罐内部的冷却水腔顶部由于加热产生大量水蒸气，水蒸气沿蒸汽排管导入到湿气室中，且由多条冷凝管导流到干气室中，在水蒸气经过呈“S”状的冷凝管时，进行液化冷凝，冷凝水沿冷凝管底端的滴水口滴落至储水室中储存。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明发明通过结合液体以及气体换热对炉渣余热进行热回收，能够两组不同介质的热资源；
2、本发明通过控制电机对导料轴进行驱动，由导料轴外壁设有的导料叶片对炉渣进行翻搅、导料，有效提高炉渣的化热效果，以及防止炉渣堵塞，冷却内筒的外壁设有散热翅片，提高与冷却水的换热效率；
3、本发明中，冷却外罐内部冷却水腔顶部产生的水蒸气沿蒸汽排管导入到湿气室中，且由多条冷凝管导流到干气室中，在水蒸气经过呈“S”状的冷凝管时，进行液化冷凝，冷凝水沿冷凝管底端的滴水口滴落至储水室中储存，有利于水资源的回收使用。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图1。
图2为本发明立体结构示意图2。
图3为本发明立体结构的半剖视图。
图4为本发明结构正剖视图。
图5为图4中A处的放大图。
图中：1、冷却外罐；2、机箱；201、湿气室；202、干气室；2021、排气接口；203、储水室；2031、补水口；3、冷却内筒；301、电机支座；302、料斗；303、散热翅片；4、电机；5、导料轴；6、进水接口；601、排水接口；7、换热气管；8、气泵；9、滤箱；901、滤板；902、顶板；10、蒸汽排管；11、冷凝管；1101、滴水口；12、排气扇机；13、水泵；14、液位观察窗。
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。
本发明提供了如图1-5所示的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，包括冷却外罐1和机箱2，冷却外罐1为垂直设置的椭球状结构箱体，冷却外罐1内部设有垂直设置的冷却内筒3，冷却内筒3顶部一侧设有料斗302，冷却内筒3的底部为料口，冷却外罐1内部与冷却内筒3之间形成椭球状的冷却水腔，椭球状的冷却水腔有利于储存更多的冷却水，保证冷却效率，冷却外罐1的底部一侧设有进水接口6，冷却外罐1的上部一侧设有排水接口601，冷却外罐1内部设有换热气管7，换热气管7呈螺旋状盘绕设置在冷却内筒3外周围，换热气管7的底端沿冷却外罐1贯穿出，且换热气管7的底端连接有气泵8，换热气管7与气泵8的连接处设有滤箱9，换热气管7的上端沿冷却外罐1贯穿出，且换热气管7的上端与机箱2连接，冷却外罐1的上端一侧设有蒸汽排管10，且蒸汽排管10延伸至与机箱2连接。
冷却内筒3的上端设有电机支座301，电机支座301的顶部通过螺栓固定连接有电机4，电机4的输出轴通过联轴器连接有导料轴5，导料轴5垂直向下贯穿于冷却内筒3内部，导料轴5的外壁设有呈螺旋盘绕状的导料叶片。
冷却内筒3的外壁设有多块沿垂直方向均匀排布设置的散热翅片303，提高换热效果，冷却内筒3的内壁贴合有陶瓷衬片，避免炉渣对冷却内筒3内壁造成腐蚀的同时，保证对炉渣的冷却效果。
机箱2内部上方由隔板分隔有湿气室201和干气室202，机箱2的内部下方为储水室203，其中换热气管7的上端贯穿至与机箱2内部的干气室202相连通，蒸汽排管10与机箱2中的湿气室201相连通。
机箱2内部的湿气室201和干气室202之间连接有多根冷凝管11，机箱2顶部设有与干气室202相连通的排气接口2021，且排气接口2021的上端连接有排气扇机12。
冷凝管11位于储水室203内部上方，冷凝管11为的“S”状弯曲设置，且冷凝管11每个S弯下端设有滴水口1101，储水室203内部储存的水位低于滴水口1101的位置。
储水室203底部一侧设有补水口2031，储水室203底部设有供水接口，供水接口连接有水泵13，且水泵13通过导水管与进水接口6相连接。
机箱2侧壁且对应储水室203的位置设有液位观察窗14，液位观察窗14一侧设有水位刻度线，通过液位观察窗14观测储水室203内部的水位，方便进行补充水源。
滤箱9一侧与换热气管7的下端连接，滤箱9的另一侧连接有气泵8，且沿滤箱9的顶部穿插有滤板901，滤板901阻隔灰尘杂物进入换热气管7，滤板901上端的顶板902通过螺栓与顶板902固定连接，方便对滤板901进行定期更换。
一种金属冶炼炉渣的热回收系统的热回收方法，包括以下步骤：
步骤一：炉渣液体换热：炉渣沿料斗302导入至冷却内筒3内部，通过控制水泵13工作，将储水室203内部的冷却水抽出，沿冷却外罐1底部一侧所设的进水接口6充入，使冷却水灌充冷却外罐1内部与冷却内筒3之间形成椭球状的冷却水腔，对冷却内筒3内部的炉渣进行冷却，换热后的热水沿排水接口601排出，得到热水资源；
步骤二：炉渣气体换热：气泵8对换热气管7进行供气工作，气体经过换热气管7位于冷却外罐1内部的盘旋部位时，与冷却水腔中的水进行换热，经过加热的气体导入到机箱2内部的干气室202中，最后由排气扇机12导出，得到热气资源；
步骤三：辅助换热：炉渣在冷却内筒3内部冷却时，通过控制电机4对导料轴5进行驱动，由导料轴5外壁设有的导料叶片对炉渣进行翻搅、导料，有效提高炉渣的化热效果，以及防止炉渣堵塞，冷却内筒3的外壁设有散热翅片303，提高与冷却水的换热效率；
步骤四：蒸汽水资源回收：冷却外罐1内部的冷却水腔顶部由于加热产生大量水蒸气，水蒸气沿蒸汽排管10导入到湿气室201中，且由多条冷凝管11导流到干气室202中，在水蒸气经过呈“S”状的冷凝管11时，进行液化冷凝，冷凝水沿冷凝管11底端的滴水口1101滴落至储水室203中储存。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属冶炼炉渣的热回收系统，包括冷却外罐(1)和机箱(2)，其特征在于：所述冷却外罐(1)为垂直设置的椭球状结构箱体，冷却外罐(1)内部设有垂直设置的冷却内筒(3)，冷却内筒(3)顶部一侧设有料斗(302)，冷却内筒(3)的底部为料口，所述冷却外罐(1)内部与冷却内筒(3)之间形成椭球状的冷却水腔，冷却外罐(1)的底部一侧设有进水接口(6)，冷却外罐(1)的上部一侧设有排水接口(601)，所述冷却外罐(1)内部设有换热气管(7)，换热气管(7)呈螺旋状盘绕设置在冷却内筒(3)外周围，换热气管(7)的底端沿冷却外罐(1)贯穿出，且换热气管(7)的底端连接有气泵(8)，换热气管(7)与气泵(8)的连接处设有滤箱(9)，换热气管(7)的上端沿冷却外罐(1)贯穿出，且换热气管(7)的上端与机箱(2)连接，冷却外罐(1)的上端一侧设有蒸汽排管(10)，且蒸汽排管(10)延伸至与机箱(2)连接。
2.根据权利要求1的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述冷却内筒(3)的上端设有电机支座(301)，电机支座(301)的顶部通过螺栓固定连接有电机(4)，电机(4)的输出轴通过联轴器连接有导料轴(5)，导料轴(5)垂直向下贯穿于冷却内筒(3)内部，导料轴(5)的外壁设有呈螺旋盘绕状的导料叶片。
3.根据权利要求1的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述冷却内筒(3)的外壁设有多块沿垂直方向均匀排布设置的散热翅片(303)，冷却内筒(3)的内壁贴合有陶瓷衬片。
4.根据权利要求1的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述机箱(2)内部上方由隔板分隔有湿气室(201)和干气室(202)，机箱(2)的内部下方为储水室(203)，其中换热气管(7)的上端贯穿至与机箱(2)内部的干气室(202)相连通，蒸汽排管(10)与机箱(2)中的湿气室(201)相连通。
5.根据权利要求4的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述机箱(2)内部的湿气室(201)和干气室(202)之间连接有多根冷凝管(11)，机箱(2)顶部设有与干气室(202)相连通的排气接口(2021)，且排气接口(2021)的上端连接有排气扇机(12)。
6.根据权利要求4或5的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述冷凝管(11)位于储水室(203)内部上方，冷凝管(11)为的“S”状弯曲设置，且冷凝管(11)每个S弯下端设有滴水口(1101)。
7.根据权利要求4的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述储水室(203)底部一侧设有补水口(2031)，储水室(203)底部设有供水接口，供水接口连接有水泵(13)，且水泵(13)通过导水管与进水接口(6)相连接。
8.根据权利要求4的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述机箱(2)侧壁且对应储水室(203)的位置设有液位观察窗(14)，液位观察窗(14)一侧设有水位刻度线。
9.根据权利要求1的一种金属冶炼炉渣的热回收系统，其特征在于：所述滤箱(9)一侧与换热气管(7)的下端连接，滤箱(9)的另一侧连接有气泵(8)，且沿滤箱(9)的顶部穿插有滤板(901)，滤板(901)上端的顶板(902)通过螺栓与顶板(902)固定连接。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的金属冶炼炉渣的热回收系统的热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：炉渣液体换热：炉渣沿料斗(302)导入至冷却内筒(3)内部，通过控制水泵(13)工作，将储水室(203)内部的冷却水抽出，沿冷却外罐(1)底部一侧所设的进水接口(6)充入，使冷却水灌充冷却外罐(1)内部与冷却内筒(3)之间形成椭球状的冷却水腔，对冷却内筒(3)内部的炉渣进行冷却，换热后的热水沿排水接口(601)排出；
步骤二：炉渣气体换热：气泵(8)对换热气管(7)进行供气工作，气体经过换热气管(7)位于冷却外罐(1)内部的盘旋部位时，与冷却水腔中的水进行换热，经过加热的气体导入到机箱(2)内部的干气室(202)中，最后由排气扇机(12)导出；
步骤三：辅助换热：炉渣在冷却内筒(3)内部冷却时，通过控制电机(4)对导料轴(5)进行驱动，由导料轴(5)外壁设有的导料叶片对炉渣进行翻搅、导料，冷却内筒(3)的外壁设有散热翅片(303)，提高与冷却水的换热效率；
步骤四：蒸汽水资源回收：冷却外罐(1)内部的冷却水腔顶部由于加热产生大量水蒸气，水蒸气沿蒸汽排管(10)导入到湿气室(201)中，且由多条冷凝管(11)导流到干气室(202)中，在水蒸气经过呈“S”状的冷凝管(11)时，进行液化冷凝，冷凝水沿冷凝管(11)底端的滴水口(1101)滴落至储水室(203)中储存。
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