CN215638879U - 预焙阳极生产用高效换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种预焙阳极生产用高效换热装置，包括与焙烧炉上的炉口相对接余热发生器；所述余热发生器包括壳体、换热管道以及出气管道；所述换热管道的一端连接设置有补水机构，换热管道的另一端连接设置有水汽分离器，水汽分离器的出汽端与蒸汽管网相连接，水汽分离器的出水端与集水箱相连接，集水箱连接设置有加热室，加热室的出汽端与蒸汽管网相连接；所述出气管道连接设置有废气净化系统。本实用新型焙烧炉产生的高温废气进入到余热发生器内进行换热，余热发生器内的换热管道内的水经换热后变为蒸汽输入至水汽分离器进行水汽分离，经分离后的蒸汽输送至蒸汽管网进行使用，进而实现了对高温废气中热量的充分利用，避免了热能的浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及预焙阳极生产装置技术领域，更具体涉及一种预焙阳极生产用高效换热装置。
背景技术
预焙阳极是以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂制造而成，用作预焙铝电解槽作阳极材料。这种炭块已经过焙烧，具有稳定的几何形状，所以也称预焙阳极炭块，习惯上又称为铝电解用炭阳极。
预焙阳极在生产过程中需要通过焙烧炉将生坯焙烧成预焙阳极，但是焙烧炉在进行焙烧过程中，排出的废气具有很高的温度，直接排入大气将造成热量的浪费。因此，需要研发一种能够与焙烧炉排出的高温废气进行换热的装置十分重要。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种预焙阳极生产用高效换热装置，以解决背景技术中的问题，以能够与焙烧炉排出的高温废气进行换热，实现对高温废气中热量的充分利用，避免热能的浪费。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
预焙阳极生产用高效换热装置，包括与焙烧炉上的炉口相对接、用于利用焙烧炉内高温废气热能的余热发生器，余热发生器的底端通过支撑钢架设置在地面上；所述余热发生器包括壳体、设置在壳体内部并与壳体互不连通的换热管道以及连通设置在壳体顶端的出气管道；所述换热管道的一端连接设置有补水机构，换热管道的另一端连接设置有水汽分离器，水汽分离器的出汽端与蒸汽管网相连接，水汽分离器的出水端与集水箱相连接，集水箱连接设置有用于将集水箱排出的水加热成蒸汽的加热室，加热室的出汽端与蒸汽管网相连接；所述出气管道连接设置有用于对换热后的高温废气进行净化处理的废气净化系统。
进一步优化技术方案，所述水冷降温处理装置包括设置在支撑钢架底端的若干组降温水冷管。
进一步优化技术方案，所述余热发生器的壳体底端连通设置有进气管道，余热发生器通过进气管道与焙烧炉上的炉口相对接。
进一步优化技术方案，所述进气管道上设置有若干个负压调节阀，焙烧炉上设置有排烟管。
进一步优化技术方案，所述集水箱与加热室之间连接设置有倾斜输送管，倾斜输送管与集水箱的内壁底端之间具有间距。
进一步优化技术方案，所述水汽分离器的出汽端连接设置有水汽分离器出汽管，加热室的出汽端连接设置有加热室出汽管，水汽分离器出汽管与加热室出汽管相交汇并共同连接有与蒸汽管网相连接的热能输出管；所述加热室出汽管上设置有单向阀。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型将余热发生器与焙烧炉上的炉口相对接，焙烧炉产生的高温废气进入到余热发生器内进行换热，余热发生器内的换热管道内的水经换热后变为蒸汽输入至水汽分离器进行水汽分离，经分离后的蒸汽输送至蒸汽管网进行使用，进而实现了对高温废气中热量的充分利用，避免了热能的浪费。并且水汽分离器的出水端与集水箱相连接，集水箱连接设置的加热室能够将集水箱内的水再次加热蒸发，保证了自产蒸汽的需要。
本实用新型为直接利用工业含热废气进行余热回收的装置，无需燃料，产生蒸汽或热水过程不产生任何污染，是一种经济效益可观、无本增效、清洁环保、符合国家清洁热能产业政策的绿色工程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1、焙烧炉，11、炉口，12、排烟管，2、支撑钢架，21、降温水冷管，3、余热发生器，31、进气管道，32、出气管道，33、废气净化系统，34、换热管道，35、负压调节阀，4、补水机构，41、供水管，42、水泵，6、水汽分离器，61、水汽分离器出汽管，62、水汽分离器排水管，7、集水箱，71、倾斜输送管，8、加热室，81、加热室出汽管，82、单向阀，9、蒸汽管网，10、热能输出管。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
预焙阳极生产用高效换热装置，结合图1所示，包括余热发生器3、支撑钢架2、水汽分离器6、集水箱7、加热室8、蒸汽管网9和废气净化系统33。
余热发生器3与焙烧炉1上的炉口11相对接，用于利用焙烧炉1内高温废气热能。余热发生器3包括壳体、进气管道31、换热管道34以及出气管道32。换热管道34设置在壳体内部并与壳体互不连通。出气管道32连通设置在壳体顶端。
余热发生器3的壳体底端连通设置有进气管道31，余热发生器3通过进气管道31与焙烧炉1上的炉口11相对接。
为了防止炉口发成扭曲情况，使得炉口能够与余热发生器3的接口更好地热能转换，采用余热发生器接入口全开式，余热发生器热能转换部分与炉口直接对接。具体地，进气管道31与炉口11之间法兰连接。
余热发生器3的底端通过支撑钢架2设置在地面上。支撑钢架2的底端设置有水冷降温处理装置，用于在高温废气输入余热发生器3时防止支撑钢架2 发生形变。
水冷降温处理装置包括设置在支撑钢架2底端的若干组降温水冷管21。
换热管道34的一端连接设置有补水机构4，换热管道34的另一端连接设置有水汽分离器6。
补水机构4包括与换热管道34通过接头相连接的供水管41、设置在供水管41上的水泵42以及与供水管41相连接的水箱，水泵42设置有多个，能够加大供水速度。水箱内存储有软水。也可将供水管41与输送软水的输送管线相连接。
余热发生器采用20G无缝钢管(耐高压高温)与翅片组成。翅片螺距 A＝10-20mm，焊接采用氩电连焊接模式。余热发生器上必须加装安全阀，可以隐蔽安装。
水汽分离器6的出汽端与蒸汽管网9相连接，水汽分离器6的出水端与集水箱7相连接，具体地，水汽分离器6通过水汽分离器排水管62与集水箱7相连接。集水箱7连接设置有用于将集水箱7排出的水加热成蒸汽的加热室8，加热室8的出汽端与蒸汽管网9相连接。蒸汽管网9中的蒸汽能够驱动汽轮机运作，进而由汽轮机带动发电机发电。
集水箱7与加热室8之间连接设置有倾斜输送管71，倾斜输送管71与集水箱7的内壁底端之间具有一定的间距，进而当集水箱7内的水收集至一定程度后，集水箱7内的水将溢流至加热室8，通过加热室8将水加热成蒸汽输出。
水汽分离器6的出汽端连接设置有水汽分离器出汽管61，加热室8的出汽端连接设置有加热室出汽管81，水汽分离器出汽管61与加热室出汽管81相交汇并共同连接有与蒸汽管网9相连接的热能输出管10。热能输出管10采用耐高压高温钢管，或波纹或鹤管等软管，热能输出管10通过快接头连接于蒸汽管网 9。
加热室出汽管81上设置有单向阀82，使得加热室出汽管81输出的蒸汽只能向上输送，从水汽分离器出汽管61输出的蒸汽无法进入至加热室8内。
出气管道32连接设置有用于对换热后的高温废气进行净化处理的废气净化系统33。废气净化系统33可采用目前市面上已有的废气净化系统。
进气管道31上设置有若干个负压调节阀35，焙烧炉1上设置有排烟管12，负压调节阀35可设置有3-5处。当负压受到影响时，进行敞开闭合的一个负压调节阀动作，热能转换后多余尾气由设备尾部的排烟管排出。
本实用新型在对高温废气进行换热的过程如下。
从焙烧炉1的炉口11排出的高温废气(400-500℃左右)进入到余热发生器 3的壳体内，与换热管道34通入的水进行换热，高温废气走壳程，水从管程。壳体内经换热后的高温废气通过出气管道32进入到废气净化系统33，废气经废气净化系统33除尘后排入至大气。
换热管道34内经过换热的水升温至沸腾汽化产生蒸汽分子和水汽混合物，并输入至水汽分离器6进行水汽分离，分离后的蒸汽通过上方的水汽分离器出汽管61进入至热能输出管10，最后输入至蒸汽管网9内；分离后的水向下流入至集水箱7内，当集水箱7内的水聚集到一定程度(即水位超过倾斜输送管71 时)，集水箱7内的水会溢流至加热室8内，水在加热室8内加热后变为蒸汽通过加热室出汽管81进入至热能输出管10，最后输入至蒸汽管网9内，形成自循环模式，保证了自产蒸汽的需要。蒸汽管网9中的蒸汽能够驱动汽轮机运作，进而由汽轮机带动发电机发电。
Claims (7)
1.预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：包括与焙烧炉(1)上的炉口(11)相对接、用于利用焙烧炉(1)内高温废气热能的余热发生器(3)，余热发生器(3)的底端通过支撑钢架(2)设置在地面上；所述余热发生器(3)包括壳体、设置在壳体内部并与壳体互不连通的换热管道(34)以及连通设置在壳体顶端的出气管道(32)；所述换热管道(34)的一端连接设置有补水机构(4)，换热管道(34)的另一端连接设置有水汽分离器(6)，水汽分离器(6)的出汽端与蒸汽管网(9)相连接，水汽分离器(6)的出水端与集水箱(7)相连接，集水箱(7)连接设置有用于将集水箱(7)排出的水加热成蒸汽的加热室(8)，加热室(8)的出汽端与蒸汽管网(9)相连接；所述出气管道(32)连接设置有用于对换热后的高温废气进行净化处理的废气净化系统(33)。
2.根据权利要求1所述的预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：所述支撑钢架(2)的底端设置有用于在高温废气输入余热发生器(3)时防止支撑钢架(2)发生形变的水冷降温处理装置。
3.根据权利要求2所述的预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：所述水冷降温处理装置包括设置在支撑钢架(2)底端的若干组降温水冷管(21)。
4.根据权利要求1所述的预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：所述余热发生器(3)的壳体底端连通设置有进气管道(31)，余热发生器(3)通过进气管道(31)与焙烧炉(1)上的炉口(11)相对接。
5.根据权利要求4所述的预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：所述进气管道(31)上设置有若干个负压调节阀(35)，焙烧炉(1)上设置有排烟管(12)。
6.根据权利要求1所述的预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：所述集水箱(7)与加热室(8)之间连接设置有倾斜输送管(71)，倾斜输送管(71)与集水箱(7)的内壁底端之间具有间距。
7.根据权利要求1所述的预焙阳极生产用高效换热装置，其特征在于：所述水汽分离器(6)的出汽端连接设置有水汽分离器出汽管(61)，加热室(8)的出汽端连接设置有加热室出汽管(81)，水汽分离器出汽管(61)与加热室出汽管(81)相交汇并共同连接有与蒸汽管网(9)相连接的热能输出管(10)；所述加热室出汽管(81)上设置有单向阀(82)。
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