CN216448631U - 镁渣余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种镁渣余热利用系统，包括水冷集渣槽，其具有第一换热管路；冷渣机，其具有第二换热管路；水冷除尘器，与冷渣机的内部连通，能够对冷渣机流出的第一气流除尘，且其具有第三换热管路；引气装置，能够将第一气流驱动进入水冷集渣槽内并依次经由水冷集渣槽、冷渣机、水冷除尘器后排出至外部环境中；第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路串联形成水换热系统且通过水泵驱动水换热系统中的水。根据本实用新型，一方面所述换热管路中水的冷量能够将所述高温镁渣高效冷却，另一方面所述高温镁渣则能够将所述换热管路中水加热升温，加热后的水能够被用来调节空气温度或者作为生活用水，节能环保。

Description

镁渣余热利用系统

技术领域

本实用新型属于镁冶炼资源及余热利用技术领域，具体涉及一种镁渣余热利用系统。

背景技术

白云石冶炼金属镁的工艺流程硅热法(皮江法)炼镁是中国现行普遍应用的一种方法，其优点是：规模能大能小，原材料可就地取材；成本相对电解法较低；技术不难掌握；镁的等级质量略高于电解镁等。

工艺流程：白云石破碎为2-3公分后在回转窑中煅烧成煅白(MgO CaO)，再将煅白研磨成粉，与硅铁粉萤石粉(含CaF2≥95％)按计量混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及1.33Pa真空度下还原制取粗镁，把粗镁加热熔化，在约710℃高温下，用熔剂精炼后铸成镁锭，再把镁锭用硫酸或硝酸清洗表面处理成为成品镁锭。

这种方法的有以下缺点：生产一吨金属镁锭需要白云石12吨左右，烟煤7吨左右，高能耗的硅铁1.2吨左右，副产镁渣6吨多，这些渣没有用途而污染环境；同时劳动强度大，原料车间粉尘污染严重，还原车间一直在高温作业，刚形成的镁渣带有大量热能(800℃左右的高温)，后续处理中，热能浪费严重。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种镁渣余热利用系统，能够克服相关技术中镁渣余热未得到充分利用、热能浪费严重的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种镁渣余热利用系统，包括：

水冷集渣槽，用于承接皮江炉的出渣口排出的镁渣，且其具有第一换热管路；

冷渣机，用于承接所述水冷集渣槽排出的镁渣，且其具有第二换热管路；

水冷除尘器，与所述冷渣机的内部连通，能够对所述冷渣机流出的第一气流除尘，且其具有第三换热管路；

引气装置，能够将所述第一气流驱动进入所述水冷集渣槽内并依次经由所述水冷集渣槽、冷渣机、水冷除尘器后排出至外部环境中；

所述第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路串联形成水换热系统且通过水泵驱动所述水换热系统中的水。

在一些实施方式中，

所述水冷集渣槽包括槽体，所述槽体呈上大下小的收口结构，所述第一换热管路包括多根侧壁换热管，多根所述侧壁换热管相互平行间隔地设置于所述槽体的侧壁内；所述水换热系统的入水口构造于所述第三换热管路上，所述水换热系统的出水口构造于所述第一换热管路上。

在一些实施方式中，

所述第一换热管路还包括顶部换热管，多根所述顶部换热管相互平行间隔地设置于所述槽体的顶部开口内。

在一些实施方式中，

多根所述顶部换热管分为沿高度间隔的至少两层，相邻两层中的上一层中的顶部换热管与下一层中的顶部换热管中的水流方向相反，且形成串联。

在一些实施方式中，

所述槽体的底部为大口朝上的锥状结构，且所述锥状结构的小口处设置有第一自锁出渣口。

在一些实施方式中，

所述水冷除尘器具有除尘壳体，所述第三换热管路包括多根上下延伸的除尘换热管，多根所述除尘换热管设于所述除尘壳体的侧立壁内，且沿所述除尘壳体的周向间隔设置；所述第一换热管路与所述第二换热管路之间的管路上设有第一水箱，所述第二换热管路与所述第三换热管路之间的管路上设有第二水箱。

在一些实施方式中，

所述水冷除尘器内设有多个除尘挡板，所述第三换热管路包括多根挡板换热管，多根所述挡板换热管设于所述除尘挡板内。

在一些实施方式中，

所述除尘挡板包括多个第一挡板及多个第二挡板，多个所述第一挡板与多个所述第二挡板在高度方向上交替排列，且所述第一挡板的自由端与所述第二挡板的自由端形成交叉。

在一些实施方式中，

所述第一挡板和所述第二挡板的倾斜角为A，A＝40°～50°；所述除尘壳体的底部设置有第二自锁出渣口。

在一些实施方式中，

所述水冷除尘器的出口处设有布袋除尘器。

本实用新型提供的一种镁渣余热利用系统，所述水冷集渣槽、冷渣机及水冷除尘器分别通过相应的换热管路实现水的串联，一方面所述换热管路中水的冷量能够将所述高温镁渣高效冷却，另一方面所述高温镁渣则能够将所述换热管路中水加热升温，加热后的水能够被用来调节空气温度或者作为生活用水，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的镁渣余热利用系统的结构示意图；

图2为图1中的水冷集渣槽在一视角下的内部结构示意图；

图3为图2中A-A的剖视示意图；

图4为图1中的水冷除尘器的内部结构示意图(略去部分结构，例如第三换热管路、第二自锁出渣口等)；

图5为图4的径向断面结构示意图；

图6为图4中的除尘挡板的结构示意图。

附图标记表示为：

1、水冷集渣槽；11、第一换热管路；111、侧壁换热管；112、顶部换热管；12、槽体；13、第一自锁出渣口；2、皮江炉；21、出渣口；3、冷渣机；4、水冷除尘器；41、第三换热管路；411、除尘换热管；412、挡板换热管；42、第一挡板；43、第二挡板；44、第二自锁出渣口；45、除尘壳体；5、引气装置；51、水泵；6、布袋除尘器；71、第一水箱；72、第二水箱；81、入水口；82、出水口。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本实用新型的实施例，提供一种镁渣余热利用系统，包括：水冷集渣槽1，用于承接皮江炉2的出渣口21排出的镁渣，且其具有第一换热管路11；冷渣机3，用于承接所述水冷集渣槽1排出的镁渣，且其具有第二换热管路(图中未示出，未标引)；水冷除尘器4，与所述冷渣机3的内部连通，能够对所述冷渣机3流出的第一气流除尘，且其具有第三换热管路41；引气装置5(具体例如采用引气机)，能够将所述第一气流驱动进入所述水冷集渣槽1内并依次经由所述水冷集渣槽1、冷渣机3、水冷除尘器4后排出至外部环境中；所述第一换热管路11、第二换热管路、第三换热管路41串联形成水换热系统且通过水泵51驱动所述水换热系统中的水。该技术方案中，所述水冷集渣槽1、冷渣机3及水冷除尘器4分别通过相应的换热管路实现水的串联，一方面所述换热管路中水的冷量能够将所述高温镁渣高效冷却，另一方面所述高温镁渣则能够将所述换热管路中水加热升温，加热后的水能够被用来调节空气温度或者作为生活用水(或者高温蒸汽)，节能环保。

所述水换热系统的入水口81构造于所述第三换热管路41上，所述水换热系统的出水口82构造于所述第一换热管路11上，由此，所述水(也可以成为冷却水)由图1所示方位的右侧向左侧流动，而高温镁渣(运送方向)及其所述引气装置5所驱动的第一气流则由左侧向右侧流动，从而使高温流体(第一气流)与低温流体(水)形成逆流，以达到逆流最大温差换热，提升余热利用率。

作为所述水冷集渣槽1的一种具体实现方式，优选地，所述水冷集渣槽1包括槽体12，所述槽体12呈上大下小的收口结构，以能够对处于其上方的所述出渣口21的出渣实现有效承接，所述第一换热管路11包括多根侧壁换热管111，多根所述侧壁换热管111相互平行间隔地设置于所述槽体12的侧壁内，以能够与处于所述槽体12内的高温镁渣高效换热。在一些实施方式中，所述第一换热管路11还包括顶部换热管112，多根所述顶部换热管112相互平行间隔地设置于所述槽体12的顶部开口内，在一个具体的实现方式中，相邻的两根所述顶部换热管112的平行间隔为150mm。进一步地，多根所述顶部换热管112分为沿高度间隔的至少两层，相邻两层中的上一层中的顶部换热管112与下一层中的顶部换热管112中的水流方向相反，且形成串联，如图3所示，多根所述顶部换热管112共有上中下三层，此时的顶部换热管112形成高度方向的S形流路，如此能够增大冷却水的管程，进而保证高温镁渣与其内的冷却水的接触面积，保证换热的充分。

需要说明的是，所述槽体12的侧壁可以由四个壁面共同围设形成，所述侧壁换热管111同时也具备四个，并一一对应四个壁面中的每一个，且四者的进出水之间形成并联，所述顶部换热管112最好的也能够与四个侧面分别具有的侧壁换热管111之间形成并联。所述冷渣机3可以采用市面上的冷渣机即可。

所述第一换热管路11与所述第二换热管路之间的管路上设有第一水箱71，所述第二换热管路与所述第三换热管路41之间的管路上设有第二水箱72，通过在所述水换热系统中增加所述第一水箱71和第二水箱72，能够对上游设备流出的热水进行缓冲存储，具备膨胀水箱的功能，同时，还可以从所述第一水箱71或者第二水箱72中取用不同温度的热水。

所述槽体12的底部为大口朝上的锥状结构，且所述锥状结构的小口处设置有第一自锁出渣口13(具体例如重力自锁出渣口)，如此能够保证其内换热后的镁渣能够顺畅经由所述第一自锁出渣口13排至后续的所述冷渣机3内，能够在所述第二换热管路的作用下对排入其内的镁渣充分冷却，充分冷却后的镁渣通过其上的排渣口排出至下一工序下。

作为一种具体的实现方式，优选地，所述水冷除尘器4具有除尘壳体45，所述第三换热管路41包括多根上下延伸的除尘换热管411，多根所述除尘换热管411设于所述除尘壳体45的侧立壁内，且沿所述除尘壳体45的周向间隔设置，所述水冷除尘器4通过其内部的除尘换热管411与所述第一气流进行进一步的热交换，降低其温度，另一方面则能够通过其内的除尘挡板将所述第一气流中携带的大颗粒粉尘分离沉积。

在一些实施方式中，所述第三换热管路41包括多根挡板换热管412，多根所述挡板换热管412设于所述除尘挡板内，从而能够进一步增加所述第三换热管路41与第一气流的换热面积，进一步提升换热效率。

在一些实施方式中，所述除尘挡板包括多个第一挡板42及多个第二挡板43，多个所述第一挡板42与多个所述第二挡板43在高度方向上交替排列，且所述第一挡板42的自由端与所述第二挡板43的自由端形成交叉，交叉的所述第一挡板42与所述第二挡板43能够对所述第一气流中携带的大量粉尘形成阻碍，从而使其中的大颗粒粉尘分离坠落到所述除尘壳体45的底部，最好的，所述除尘壳体45的底部设置有所述除尘壳体45的底部设置有第二自锁出渣口44(具体例如重力自锁出渣口)，从而能够在所述水冷除尘器4的底部空间积聚足够多的镁渣(或者粉尘)后依靠重力自动将镁渣排出。为了能够有效防止粉尘在所述第一挡板42和所述第二挡板43上的积聚，所述第一挡板42和所述第二挡板43的倾斜角为A，A＝40°～50°。

由于此时所述第一气流的温度已经降低，在一些实施方式中，所述水冷除尘器4的出口处设有布袋除尘器6，能够对所述第一气流中的粉尘进一步过滤。所述引气装置5能够将所述第一气流驱动进入所述水冷集渣槽1内并依次经由所述水冷集渣槽1、冷渣机3、水冷除尘器4及布袋除尘器6后排出至外部环境中。在另一些实施方式中，所述引气装置5可以设置两个，分别设置在所述水冷除尘器4与所述布袋除尘器6之间以及布袋除尘器6的出风口处，以保证引气动力的足够。

所述水泵51亦可以设置两个，其中一个被设置在所述入水口81处，另一个则被设置在所述第一换热管路11与所述第二换热管路之间的管路上，以保证水体流动动力足够。

需要说明的是，所述槽体12的侧壁以及所述除尘壳体45在设置相应的换热管路后使相应的壁体形成为膜式水冷壁结构。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种镁渣余热利用系统，其特征在于，包括：

水冷集渣槽(1)，用于承接皮江炉(2)的出渣口(21)排出的镁渣，且其具有第一换热管路(11)；

冷渣机(3)，用于承接所述水冷集渣槽(1)排出的镁渣，且其具有第二换热管路；

水冷除尘器(4)，与所述冷渣机(3)的内部连通，能够对所述冷渣机(3)流出的第一气流除尘，且其具有第三换热管路(41)；

引气装置(5)，能够将所述第一气流驱动进入所述水冷集渣槽(1)内并依次经由所述水冷集渣槽(1)、冷渣机(3)、水冷除尘器(4)后排出至外部环境中；

所述第一换热管路(11)、第二换热管路、第三换热管路(41)串联形成水换热系统且通过水泵(51)驱动所述水换热系统中的水。

2.根据权利要求1所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述水冷集渣槽(1)包括槽体(12)，所述槽体(12)呈上大下小的收口结构，所述第一换热管路(11)包括多根侧壁换热管(111)，多根所述侧壁换热管(111)相互平行间隔地设置于所述槽体(12)的侧壁内；所述水换热系统的入水口(81)构造于所述第三换热管路(41)上，所述水换热系统的出水口(82)构造于所述第一换热管路(11)上。

3.根据权利要求2所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述第一换热管路(11)还包括顶部换热管(112)，多根所述顶部换热管(112)相互平行间隔地设置于所述槽体(12)的顶部开口内。

4.根据权利要求3所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

多根所述顶部换热管(112)分为沿高度间隔的至少两层，相邻两层中的上一层中的顶部换热管(112)与下一层中的顶部换热管(112)中的水流方向相反，且形成串联。

5.根据权利要求2所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述槽体(12)的底部为大口朝上的锥状结构，且所述锥状结构的小口处设置有第一自锁出渣口(13)。

6.根据权利要求1所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述水冷除尘器(4)具有除尘壳体(45)，所述第三换热管路(41)包括多根上下延伸的除尘换热管(411)，多根所述除尘换热管(411)设于所述除尘壳体(45)的侧立壁内，且沿所述除尘壳体(45)的周向间隔设置；所述第一换热管路(11)与所述第二换热管路之间的管路上设有第一水箱(71)，所述第二换热管路与所述第三换热管路(41)之间的管路上设有第二水箱(72)。

7.根据权利要求6所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述水冷除尘器(4)内设有多个除尘挡板，所述第三换热管路(41)包括多根挡板换热管(412)，多根所述挡板换热管(412)设于所述除尘挡板内。

8.根据权利要求7所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述除尘挡板包括多个第一挡板(42)及多个第二挡板(43)，多个所述第一挡板(42)与多个所述第二挡板(43)在高度方向上交替排列，且所述第一挡板(42)的自由端与所述第二挡板(43)的自由端形成交叉。

9.根据权利要求8所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述第一挡板(42)和所述第二挡板(43)的倾斜角为A，A＝40°～50°；所述除尘壳体(45)的底部设置有第二自锁出渣口(44)。

10.根据权利要求8所述的镁渣余热利用系统，其特征在于，

所述水冷除尘器(4)的出口处设有布袋除尘器(6)。

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