CN113624024A - 一种回收出炉液态电石热量的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电石热量回收技术领域，特别涉及一种回收出炉液态电石热量的系统，电石液体的扩散热通过强制鼓风，在强制逆流、强制横流、强制切向和垂直向对流和射流换热后，鼓风温度急剧升高，该气流的温度可以被换热装置利用；所述所述吸热排管内的吸热工质吸收电石炉中电石液体的照射热，并且该吸收热被工质换热器吸收转化。实现高温电石液体的照射热、扩散热均能被很好的吸收，实现回收电石余热的效果。

Description

一种回收出炉液态电石热量的系统及方法

技术领域

本发明涉及电石热量回收技术领域，特别涉及一种回收出炉液态电石热量的系统及方法。

背景技术

电石化学名称为碳化钙，分子式为CaC2，是有机合成化学工业的基本原料。因为电石能够导电，纯度越高，导电越易，所以称为电石。

在电石炉熔炼完成的液态电石需要从电石炉排出，流槽一端与电石炉内部连通，流槽另一端倾斜向下；所述液态电石经过流槽进入至电石锅中，并且会伴随有粉尘扩散至空气中；出一次炉用锅15只，因电石流出连续，相邻电石锅有间隙，电石流体有少部分洒落地面，产生电石灰。

电石出炉是液态，温度2000℃，比热容0.264大卡/kg.℃,具有的热量为522.7大卡/kg，占电石生产总用能的约10％；液态电石装入的电石锅，液态电石在锅内表面先凝固成固态，但内部仍是液态，因电石导热系数低只有12.5W/m.℃，难以回收，出锅的电石要堆放在冷却车间二到三天降到常温再行破碎，用作生产乙炔气的原料。

综上所述，电石液体自然冷却至室温，不仅需要的冷却时间长，而且其冷却过程所散发的热量白白浪费了。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种回收出炉液态电石热量的系统及方法，实现回收电石余热的效果。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种回收出炉液态电石热量的系统，包括电石炉、流槽、烟罩、间隙、电石锅、电石液体、烟道、粗除尘器、粗除尘器出口管、换热装置、换热装置热侧出口管、精除尘器、精除尘出口管、引风机、烟囱、流体输送装置进口管、流体输送装置、流体输送装置出口管、吸热排管、排管出口管、工质换热器、鼓风机、气源管、喷嘴；

所述电石炉与流槽一端固定连接并且两者相互连通；所述流槽另一端倾斜至电石锅的正上方；

所述烟罩位于流槽远离电石炉一端的电石锅的正上方，并且所述烟罩下侧与电石锅之间有间隙；

所述鼓风机的出气口与气源管连通，所述气源管一端伸入烟罩内并且气源管该端与多个喷嘴连通；

所述烟道一端与烟罩上侧固定且两者相互连通，所述烟道另一端与粗除尘器的进气口连通；所述粗除尘器的出气口与粗除尘器出口管一端连通，所述除尘器出口管另一端与换热装置热侧入口连通，所述换热装置的热侧出口与换热装置热侧出口管一端连通；所述热侧出口管另一端与精除尘器的进气口连通，所述精除尘器的出气口与精除尘出口管一端连通，所述精除尘出口管另一端与烟囱连通；所述引风机安装于精除尘出口管的管路上，所述引风机用于将烟罩内的空气抽向烟囱；

所述吸热排管固定设置于烟罩内壁，所述吸热排管上端通过排管出口管与工质换热器的热侧进口连通，所述工质换热器的热侧出口通过流体输送装置进口管与流体输送装置进口连通，所述流体输送装置出口通过流体输送装置出口管与吸热排管下端连通，所述流体输送装置用于输送液体或者气体。

根据权利要求1所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

流体输送装置为循环泵或者鼓风机。

进一步，循环泵是叶片式或容积式泵。

进一步，鼓风机是离心、轴流、混流、螺杆或磁悬浮风机中的一种。

进一步，喷嘴有多个喷射方向：有一个方向喷出的气流与流槽上的高温电石液体强制逆向射流、对流换热；有一个方向喷向下落中的电石液体强制射流横流对流换热；有一个方向喷出的气流与落到锅底的高温电石液体强制射流换热；有一个方向喷出的气流与锅内壁切向或垂直向与锅壁射流强制换热。

进一步，吸热工质是烷、烯、炔烃类及烃类同分异构体、衍生物、化合物，尤其是卤代物，如戊烷、庚烷、二氯甲烷、四氯乙烯、五氟丙烷；醇类、酮类、酯类、狻类、胺类、萘类及其衍生物尤其是卤代物；灭火剂，制冷剂，导热油，钾、钠、钾钠合金中一种或混合物。

进一步，所述引风机、流体输送装置、鼓风机采用控制组件来调节引风机、流体输送装置频率，所述控制组件为手动或者自动方式，所述控制组件由继电式、PLC和集成电路组合而成，所述控制组件的操作面板是按钮式、键盘式或触摸屏式。

进一步，所述烟罩内吸热排管是一段或多段，每段吸热排管的两端分别与流体输送装置出口管、排管出口管连通；保证排管温度在控制范围内。

进一步，一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，包括电石炉、流槽、烟罩、间隙、电石锅、电石液体、烟道、粗除尘器、粗除尘器出口管、换热装置、换热装置热侧出口管、精除尘器、精除尘出口管、引风机、烟囱、鼓风机、气源管、喷嘴、蒸气上升管、冷凝液下降管、冷凝段、蒸发段；

所述电石炉与流槽一端固定连接并且两者相互连通；所述流槽另一端倾斜至电石锅的正上方；

所述烟罩位于流槽远离电石炉一端的电石锅的正上方，并且所述烟罩下侧与电石锅之间有间隙；

所述鼓风机的出气口与气源管连通，所述气源管一端伸入烟罩内并且气源管该端与多个喷嘴连通；

所述烟道一端与烟罩上侧固定且两者相互连通，所述烟道另一端与粗除尘器的进气口连通；所述粗除尘器的出气口与粗除尘器出口管一端连通，所述除尘器出口管另一端与换热装置热侧入口连通，所述换热装置的热侧出口与换热装置热侧出口管一端连通；所述热侧出口管另一端与精除尘器的进气口连通，所述精除尘器的出气口与精除尘出口管一端连通，所述精除尘出口管另一端与烟囱连通；所述引风机安装于精除尘出口管的管路上，所述引风机用于将烟罩内的空气抽向烟囱；

蒸气上升管、冷凝液下降管、冷凝段、蒸发段组成热管换热器，蒸发段固定于烟罩内部，所述冷凝段位于烟罩外侧，所述蒸发段与冷凝段分别通过蒸气上升管、冷凝液下降管连通，所述热管换热器内填充有工质，工质通过重力差在热管换热器内循环流动。

进一步，回收出炉液态电石热量系统的方法，其特征在于，包括以下步骤

步骤1)、将回收出炉液态电石热量的系统组装完毕；

步骤2)、流体输送装置进口管、流体输送装置、流体输送装置出口管、吸热排管、排管出口管内充填吸热工质；

步骤3)、调试喷嘴的方向，使鼓风喷射的方向是流槽、下落中的电石、落到锅下部的电石和锅内壁，相对方向是逆流和接近逆流、横流、接近横流、切向和垂直方向；

步骤4)、启动引风机、流体输送装置、鼓风机；

步骤5)、手动控制或自动控制鼓风机、流体输送装置和引风机的转速。

本发明的有益效果为：

鼓风与电石液体和电石锅壁射流接触传热和强制对流换热，鼓风吸收电石热量后温度急剧升高，鼓风在换热装置中将热量传递给水等冷料；位于烟罩处的工质吸收电石的辐射热温度升高，在工质换热器中把热量传递给冷料。如此回收了电石的热量用于生产水蒸汽、热风或干燥湿物料，实现节能减排。

附图说明

图1为本申请实施例一的结构示意图；

图2为本申请实施例二的结构示意图；

附图标记对照表：

电石炉1、流槽2、烟罩3、间隙34、电石锅4、电石液体5、烟道6、粗除尘器7、粗除尘器出口管8、换热装置9、换热装置热侧出口管10、精除尘器11、精除尘出口管12、引风机13、烟囱15、流体输送装置进口管16、流体输送装置17、流体输送装置出口管18、吸热排管19、排管出口管20、工质换热器21、鼓风机23、气源管24、喷嘴25、蒸气上升管30、冷凝液下降管40、冷凝段50、蒸发段60。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，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。

实施例一

如图1所示，一种回收出炉液态电石热量的系统，包括电石炉1、流槽2、烟罩3、间隙34、电石锅4、电石液体5、烟道6、粗除尘器7、粗除尘器出口管8、换热装置9、换热装置热侧出口管10、精除尘器11、精除尘出口管12、引风机13、烟囱15、流体输送装置进口管16、流体输送装置17、流体输送装置出口管18、吸热排管19、排管出口管20、工质换热器21、鼓风机23、气源管24、喷嘴25；

所述电石炉1与流槽2一端固定连接并且两者相互连通；所述流槽2另一端倾斜至电石锅4的正上方；当电石液体5经过流槽2即可流入电石锅4内。

所述烟罩3位于流槽2远离电石炉1一端的电石锅4的正上方，并且所述烟罩3下侧与电石锅4之间有间隙34。

所述鼓风机23的出气口与气源管24连通，所述气源管24一端伸入烟罩3内并且气源管24该端与多个喷嘴25连通；多个喷嘴25分别朝向多个方向，有一个喷嘴25喷出的气流与流槽2上的高温电石液体5强制逆向射流、对流换热；有一个喷嘴25喷向下落状态的电石液体5强制横向射流、对流换热；有一个喷嘴25喷出气流与落到电石锅4底的高温电石液体5强制射流换热；有一个喷嘴25喷出气流与锅内壁呈切向以及垂直，进而气流与锅壁强制换热；鼓风机23经过喷嘴25进行鼓风，鼓风吸收热量后进而鼓风温度急剧升高，鼓风作为换热装置9的热源来加热换热装置9中的水等冷料，电石的一部分辐射热被回收。

所述烟道6一端与烟罩3上侧固定且两者相互连通，所述烟道6另一端与粗除尘器7的进气口连通；所述粗除尘器7的出气口与粗除尘器出口管8一端连通，所述除尘器出口管8另一端与换热装置9热侧入口连通，所述换热装置9的热侧出口与换热装置热侧出口管10一端连通；所述热侧出口管10另一端与精除尘器11的进气口连通，所述精除尘器11的出气口与精除尘出口管12一端连通，所述精除尘出口管12另一端与烟囱15连通；所述引风机13安装于精除尘出口管12的管路上，所述引风机13用于将烟罩3内的空气抽向烟囱15。烟罩3内的高温气流被引风机13驱动(吸引)，高温气流经过粗除尘器7进行初步除尘，然后鼓风(高温气流)作为换热装置9的热源，来加热换热装置9中的水等冷料，电石的一部分辐射热被回收，再者经过精除尘器11进行精除尘器，最后依次经过引风机13、烟囱15排除，经过以上方式可以将电石液体扩散至空气中的热量回收。

所述吸热排管19固定设置于烟罩3内壁，所述吸热排管19上端通过排管出口管20与工质换热器21的热侧进口连通，所述工质换热器21的热侧出口通过流体输送装置进口管16与流体输送装置17进口连通，所述流体输送装置17出口通过流体输送装置出口管18与吸热排管19下端连通，所述流体输送装置17用于输送液体或者气体工质；所述流体输送装置进口管16、流体输送装置出口管18、吸热排管19、排管出口管20填充有吸热工质；所述吸热排管19内的吸热工质吸收电石液体5的辐射热，并且吸热工质在工质换热器21中将热量交换给冷物料。

吸热工质是烷、烯、炔烃类及烃类同分异构体、衍生物、化合物，尤其是卤代物，如戊烷、庚烷、二氯甲烷、四氯乙烯、五氟丙烷；醇类、酮类、酯类、狻类、胺类、萘类及其衍生物尤其是卤代物；灭火剂，制冷剂，导热油，钾、钠、钾钠合金中一种或混合物。

流体输送装置17为循环泵或者鼓风机；循环泵是叶片式、容积式或其他型式泵之一种；鼓风机是离心、轴流、混流、螺杆、磁悬浮等各种风机之一种。

进一步，所述烟罩内吸热排管19是一段或多段，每段吸热排管19的两端分别与流体输送装置出口管18、排管出口管20连通；保证排管温度在控制范围内。

实施例二

一种回收出炉液态电石热量的系统，包括电石炉1、流槽2、烟罩3、间隙34、电石锅4、电石液体5、烟道6、粗除尘器7、粗除尘器出口管8、换热装置9、换热装置热侧出口管10、精除尘器11、精除尘出口管12、引风机13、烟囱15、鼓风机23、气源管24、喷嘴25、蒸气上升管30、冷凝液下降管40、冷凝段50、蒸发段60；

所述电石炉1与流槽2一端固定连接并且两者相互连通；所述流槽2另一端倾斜至电石锅4的正上方；当电石电石液体5经过流槽2即可流入电石锅4内。

所述烟罩3位于流槽2远离电石炉1一端的电石锅4的正上方，并且所述烟罩3下侧与电石锅4之间有间隙。

所述鼓风机23的出气口与气源管24连通，所述气源管24一端伸入烟罩3内并且气源管24该端与多个喷嘴25连通；有一个喷嘴25喷出的气流与流槽2上的高温电石液体5强制逆向对流换热；有一个喷嘴25喷向下落中的电石液体5强制横流对流换热；有一个喷嘴25喷出气流与落到锅底的高温电石液体5强制射流换热；有一个喷嘴25喷出气流与锅内壁切向或垂直向与锅壁强制换热；在强制逆流、强制横流、强制切向和垂直向对流和射流换热后，鼓风机23经过喷嘴25进行鼓风，鼓风吸收热量后进而鼓风温度急剧升高，鼓风作为换热装置9的热源来加热换热装置9中的水等冷料，电石的一部分辐射热被回收。

所述烟道6一端与烟罩3上侧固定且两者相互连通，所述烟道6另一端与粗除尘器7的进气口连通；所述粗除尘器7的出气口与粗除尘器出口管8一端连通，所述除尘器出口管8另一端与换热装置9热侧入口连通，所述换热装置9的热侧出口与换热装置热侧出口管10一端连通；所述热侧出口管10另一端与精除尘器11的进气口连通，所述精除尘器11的出气口与精除尘出口管12一端连通，所述精除尘出口管12另一端与烟囱15连通；所述引风机13安装于精除尘出口管12的管路上，所述引风机13用于将烟罩3内的空气抽向烟囱15。烟罩3内的高温气流被引风机13驱动(吸引)，高温气流经过粗除尘器7进行初步除尘，然后经过换热装置9的热侧管路并且进行能量传递，再者经过精除尘器11进行精除尘器，最后依次经过引风机13、烟囱15排除，经过以上方式可以将电石液体扩散至空气中的热量吸收(电石液体5的扩散热被吸收)。

蒸气上升管30、冷凝液下降管40、冷凝段50、蒸发段60组成热管换热器，蒸发段60固定于烟罩3内部，所述冷凝段50位于烟罩3外侧，所述蒸发段60与冷凝段50分别通过蒸气上升管30、冷凝液下降管40连通(热管换热器的为现有技术，详细结构在此不进行赘述)，所述热管换热器内填充有工质；

综上所述，电石液体5的显热通过强制鼓风，在强制逆流、强制横流、强制切向和垂直向对流和射流换热后，鼓风温度急剧升高，该气流的温度可以被换热装置回收利用；热管换热器的蒸发段60内的工质被高温电石辐射蒸发后经过蒸气上升管30输送至冷凝段50进行热量转化，至此电石的辐射热被热管换热器吸收，冷凝段50内的工质冷凝，进而冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸发段再次蒸发。

进一步，多个蒸发段60固定设置于烟罩3内壁，并且蒸发段60的进出口分别与蒸气上升管30、冷凝液下降管40连通，保证排管温度在控制范围内。

进一步，所述引风机13、流体输送装置17、鼓风机23采用控制组件来调节引风机13、流体输送装置17频率，所述控制组件为手动或者自动方式，所述控制组件由继电式、PLC和集成电路组合而成，所述控制组件的操作面板是按钮式、键盘式或触摸屏式。

一种回收出炉液态电石热量的方法，包括以下步骤：

步骤1)、将回收出炉液态电石热量的系统组装完毕；

步骤2)、流体输送装置进口管16、流体输送装置17、流体输送装置出口管18、吸热排管19、排管出口管20内充填吸热工质；

步骤3)、调试喷嘴25的方向，使喷嘴25鼓风喷射的方向是流槽、下落中的电石、落到锅下部的电石和锅内壁，相对方向是逆流和接近逆流、横流和接近横流及切向；

步骤4)、启动引风机13、流体输送装置17、鼓风机23。

步骤5)、手动控制或自动控制鼓风机、流体输送装置和引风机的转速。

根据电石液体出炉量、烟罩与电石锅间隙处粉尘是否溢出以及换热装置处气流温度来手动控制或自动调节鼓风机和引风机转速。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，包括电石炉、流槽、烟罩、间隙、电石锅、电石液体、烟道、粗除尘器、粗除尘器出口管、换热装置、换热装置热侧出口管、精除尘器、精除尘出口管、引风机、烟囱、流体输送装置进口管、流体输送装置、流体输送装置出口管、吸热排管、排管出口管、工质换热器、鼓风机、气源管、喷嘴；

所述电石炉与流槽一端固定连接并且两者相互连通；所述流槽另一端倾斜至电石锅的正上方；

所述烟罩位于流槽远离电石炉一端的电石锅的正上方，并且所述烟罩下侧与电石锅之间有间隙；

所述鼓风机的出气口与气源管连通，所述气源管一端伸入烟罩内并且气源管该端与多个喷嘴连通；

所述烟道一端与烟罩上侧固定且两者相互连通，所述烟道另一端与粗除尘器的进气口连通；所述粗除尘器的出气口与粗除尘器出口管一端连通，所述除尘器出口管另一端与换热装置热侧入口连通，所述换热装置的热侧出口与换热装置热侧出口管一端连通；所述热侧出口管另一端与精除尘器的进气口连通，所述精除尘器的出气口与精除尘出口管一端连通，所述精除尘出口管另一端与烟囱连通；所述引风机安装于精除尘出口管的管路上，所述引风机用于将烟罩内的空气抽向烟囱；

所述吸热排管固定设置于烟罩内壁，所述吸热排管上端通过排管出口管与工质换热器的热侧进口连通，所述工质换热器的热侧出口通过流体输送装置进口管与流体输送装置进口连通，所述流体输送装置出口通过流体输送装置出口管与吸热排管下端连通，所述流体输送装置用于输送液体或者气体。

2.根据权利要求1所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

流体输送装置为循环泵或者鼓风机。

3.根据权利要求2所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

循环泵是叶片式或容积式泵。

4.根据权利要求2所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

鼓风机是离心、轴流、混流、螺杆或磁悬浮风机中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

喷嘴有多个喷射方向：有一个方向喷出的气流与流槽上的高温电石液体强制逆向射流、对流换热；有一个方向喷向下落中的电石液体强制射流横流对流换热；有一个方向喷出的气流与落到锅底的高温电石液体强制射流换热；有一个方向喷出的气流与锅内壁切向或垂直向与锅壁射流强制换热。

6.根据权利要求1所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

吸热工质是烷、烯、炔烃类及烃类同分异构体、衍生物、化合物，尤其是卤代物，如戊烷、庚烷、二氯甲烷、四氯乙烯、五氟丙烷；醇类、酮类、酯类、狻类、胺类、萘类及其衍生物尤其是卤代物；灭火剂，制冷剂，导热油，钾、钠、钾钠合金中一种或混合物。

7.根据权利要求1所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

所述引风机、流体输送装置、鼓风机采用控制组件来调节引风机、流体输送装置频率，所述控制组件为手动或者自动方式，所述控制组件由继电式、PLC和集成电路组合而成，所述控制组件的操作面板是按钮式、键盘式或触摸屏式。

8.根据权利要求1所述的一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，

所述烟罩内吸热排管是一段或多段，每段吸热排管的两端分别与流体输送装置出口管、排管出口管连通；保证排管温度在控制范围内。

9.一种回收出炉液态电石热量的系统，其特征在于，包括电石炉、流槽、烟罩、间隙、电石锅、电石液体、烟道、粗除尘器、粗除尘器出口管、换热装置、换热装置热侧出口管、精除尘器、精除尘出口管、引风机、烟囱、鼓风机、气源管、喷嘴、蒸气上升管、冷凝液下降管、冷凝段、蒸发段；

所述电石炉与流槽一端固定连接并且两者相互连通；所述流槽另一端倾斜至电石锅的正上方；

所述烟罩位于流槽远离电石炉一端的电石锅的正上方，并且所述烟罩下侧与电石锅之间有间隙；

所述鼓风机的出气口与气源管连通，所述气源管一端伸入烟罩内并且气源管该端与多个喷嘴连通；

所述烟道一端与烟罩上侧固定且两者相互连通，所述烟道另一端与粗除尘器的进气口连通；所述粗除尘器的出气口与粗除尘器出口管一端连通，所述除尘器出口管另一端与换热装置热侧入口连通，所述换热装置的热侧出口与换热装置热侧出口管一端连通；所述热侧出口管另一端与精除尘器的进气口连通，所述精除尘器的出气口与精除尘出口管一端连通，所述精除尘出口管另一端与烟囱连通；所述引风机安装于精除尘出口管的管路上，所述引风机用于将烟罩内的空气抽向烟囱；

蒸气上升管、冷凝液下降管、冷凝段、蒸发段组成热管换热器，蒸发段固定于烟罩内部，所述冷凝段位于烟罩外侧，所述蒸发段与冷凝段分别通过蒸气上升管、冷凝液下降管连通，所述热管换热器内填充有工质，工质通过重力差在热管换热器内循环流动。

10.回收出炉液态电石热量系统的方法，其特征在于，包括以下步骤

步骤1)、将回收出炉液态电石热量的系统组装完毕；

步骤2)、流体输送装置进口管、流体输送装置、流体输送装置出口管、吸热排管、排管出口管内充填吸热工质；

步骤3)、调试喷嘴的方向，使鼓风喷射的方向是流槽、下落中的电石、落到锅下部的电石和锅内壁，相对方向是逆流和接近逆流、横流、接近横流、切向和垂直方向；

步骤4)、启动引风机、流体输送装置、鼓风机；

步骤5)、手动控制或自动控制鼓风机、流体输送装置和引风机的转速。

Images