CN218764764U - 一种碱性直接电解热能的回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种碱性直接电解热能的回收设备，包括电解容器、退锡废液反应器以及热能传导结构，所述热能传导结构形成有流通管路，所述流通管路内流通有导热介质，所述流通管路包括吸热管段以及散热管段，所述吸热管段设于所述电解容器，所述散热管段设于所述退锡废液反应器，当所述导热介质流经所述吸热管段时，所述导热介质向内吸收热量；当所述导热介质流经所述散热管段时，所述导热介质向外辐射热量。本实用新型旨在提供一种节能、可对热能进行重复利用的回收设备。

Description

一种碱性直接电解热能的回收设备

技术领域

本实用新型涉及热能回收技术领域，特别涉及一种碱性直接电解热能的回收设备。

背景技术

电解设备降温是许多工业生产中必须考虑的问题，以碱性电解设备为例，碱性直接电解时由于电解液及极板本身存在一定的电阻，必不可少的会产生一定的热量，同时泵浦在循环时也会产生一定的热量，这两部分的热量会使电解液的温度持续上升，过高的温度不仅会使电解槽变形，降低使用寿命，同时也会使阴极析出的铜蓬松不致密，在回收时易出现铜碎，影响售卖价格，因此，对电解设备的降温，成为电解生产的重要一环。

目前市面上常用的方法是在电解槽内增加冷却系统，冷却水经过冷却盘管和高温的电解液进行热交换，冷却水吸收热量后被输送至喷淋塔进行冷却，该方式简单快捷，然而电解产生的热量全部被浪费，不利于成本的节约。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种碱性直接电解热能的回收设备，旨在解决电解热能不能重复利用的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种碱性直接电解热能的回收设备，包括：

电解容器；

退锡废液反应器；以及，

热能传导结构，形成有流通管路，所述流通管路内流通有导热介质，所述流通管路包括吸热管段以及散热管段，所述吸热管段设于所述电解容器，所述散热管段设于所述退锡废液反应器，当所述导热介质流经所述吸热管段时，所述导热介质向内吸收热量；当所述导热介质流经所述散热管段时，所述导热介质向外辐射热量。

优选地，所述吸热管段的材质包括钛、玻璃和不锈钢中的其中一个；和/或，所述散热管段的材质包括钛、玻璃和不锈钢中的其中一个。

优选地，所述流通管路包括设于所述吸热管段以及所述散热管段之间的连接管段，所述连接管段的材质包括聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氯乙烯中的其中一个。

优选地，所述热能传导结构包括设于所述电解容器的第一冷却盘管，所述吸热管段包括所述第一冷却盘管；和/或，

所述热能传导结构包括设于所述退锡废液反应器的第二冷却盘管，所述散热管段包括所述第二冷却盘管。

优选地，在所述流通管路上设有加压泵。

优选地，所述导热介质为水。

优选地，所述流通管路首尾相连，形成一通路，所述导热介质在所述通路中循环流动。

优选地，所述通路包括：

导热介质由所述吸热管段流向所述散热管段的第一通路段；以及，

导热介质由所述散热管段流向所述吸热管段的第二通路段；

其中，所述第二通路段上设有一冷却单元，所述导热介质由所述散热管段流出，流经所述冷却单元后重新汇入所述吸热管段。

优选地，所述第二通路包括与所述散热管段和所述吸热管段相连通的主路段，以及并联在所述主路段上的支路段，所述冷却单元设置在所述支路段上，在所述支路段上设有第一电磁阀，在所述主路段上设置有第二电磁阀；和/或，

所述冷却单元为冷却塔。

优选地，所述碱性直接电解热能的回收设备还包括温度传感器，用以检测电解容器温度；以及，

电路板组件，电连接所述温度传感器、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、以及所述冷却单元。

本实用新型技术方案通过采用在电解容器与退锡废液反应器间设置热能传导结构的方式，以达到使电解容器热量再利用的目的，具体地，热能传导结构形成有流通管路，流通管路内流通有导热介质，流通管路包括吸热管段以及散热管段，吸热管段设于电解容器，散热管段设于退锡废液反应器，设备运行之初，由于电解产生的大量热量，电解容器的温度远远大于导热介质温度，因此，当导热介质流经吸热管段时，温度由电解容器流向导热介质，电解容器温度降低，导热介质温度升高，升高后的导热介质继续沿流通管路流动，当导热介质流动至散热管段时，导热介质向外辐射热量，以提供散热管段外退锡废液反应器工作所需热量，从而达到电解热量二次利用的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种碱性直接电解热能的回收设备一实施例简图；

图2为图1冷却单元未开启时导热介质流向图；

图3为图1冷却单元开启时导热介质流向图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	电解容器	2	退锡废液反应器
3	热能传导结构	31	流通管路
				311	吸热管段	311a	第一冷却盘管
312	散热管段	312a	第二冷却盘管
				313	连接管段	4	加压泵
5	通路	51	第一通路段
				52	第二通路段	521	主路段
522	支路段	6	冷却单元
				6a	冷却塔	7	第一电磁阀
8	第二电磁阀	9	温度传感器

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在工业生产中，电解加工常产生大量热量，过量的热量会损害设备降低产品质量，因此，工业中常采用冷却塔降温的方式，为电解容器降温，然而，这种电解容器与冷却塔直接相连的降温方式，虽可达到降温要求，却也造成了大量的热量流失，不利于成本的节约。

请参照图1，为解决上述问题，本实用新型提出了一种碱性直接电解热能的回收设备，包括电解容器1、退锡废液反应器2以及热能传导结构3，具体地，所述热能传导结构3形成有流通管路31，所述流通管路31设置在电解容器1与所述退锡废液反应器2周围，所述流通管路31包括吸热管段311与散热管段312，所述吸热管段311设置在电解容器1周围，所述吸热管段312设置在退锡废液反应器2周围，所述流通管道31内流通有导热介质，当电解设备开始电解，电解容器1温度不断升高，最终高于导热介质的温度，由热力学定律知，热量的流向总是由高到底，因此，当导热介质流向电解容器1所在的吸热管段311时，导热介质向内吸收热量，电解容器1温度降低，导热介质温度升高，电解容器1被降温；升温后的导热介质温度高于退锡废液反应器2的温度，因此，当导热介质运动至退锡废液反应器2附近的散热管段312时，导热介质将向外辐射热量，以此来提供退锡废液反应器2工作所需热能。本实用新型本质是将电解容器1热量运送至退锡废液反应器2，以提供退锡废液反应器2工作所需热量，来达到电解容器2热量再利用，节约能源和工业成本的目的。

由热力学公式可知，热量的交换应与交换双方的热传导性与接触面积成正比，因此，为提升交换效率，减少不必要的热量损耗，在热量交换管段，本实用新型采用导热性高的材料，以提高导热介质与电解容器1和退锡废液反应器2之间的接触面积，对于非交换管段，则采用导热性较差，且成本更便宜的材料为管段材料。

请参照图2，为提高导热介质与电解容器1和退锡废液反应器2之间的热传递效率，本实用新型采用钛、玻璃或者不锈钢等导热性好的材料，作为所述吸热管段311与散热管段312材料，同时在所述散热管段312与所述吸热管段311之间设置连接管段313，并采用聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氯乙烯等导热性较差的材料，作为连接管段313的管段材料，与此同时，所述连接管段313上还设有保温棉，以进一步降低连接管段313与外界空气间的导热率，降低热量损耗。

进一步地，为增加交换管段与电解容器1以及退锡废液反应器2之间的接触面积，本实用新型采用第一冷却盘管311a作为吸热管段311，采用第二冷却盘管312a作为散热管段312，采用水作为导热介质，所述第一冷却盘管311a盘绕在所述电解容器1上，所述第二冷却盘管312a盘绕在所述退锡废液反应器2上；与此同时，所述流通管路31上设有加压泵4，水在所述加压泵4的驱动下，沿所述第一冷却盘管311a、所述第二冷却盘管312a自下而上运动，延长与电解容器1以及退锡废液反应器2接触时间，以达到充分交换热量的目的。

请参照图2和图3，在本实用新型中，所述流通管路31首尾相连，形成一通路5，导热介质在经过散热管段312散热后，又可重新流回到吸热管段311中，通路5的设置，使得导热介质循环利用成为了可能，进一步减少导热介质损耗，降低成本。

所述导热介质在所述通路5中循环流动，为电解容器1、退锡废液反应器2提供热量交换，但由于导热介质热交换能力存在极限，如果电解容器1温度过高，则很可能导致导热介质温度过高，使得导热介质在散热管段312处来不及完全散热，就又重新流入吸热管段中，而由热力学定律可知，物体温度相差越大，热交换性越好，因此，当未来得及完全散热的导热介质重新流入吸热管段，导热介质对于电解容器1热能的吸收将大打折扣，影响电解容器1降温效果。为解决上述问题，本实用新型在散热管段312与吸热管段311之间的通路5上设置有冷却单元6，具体地，所述通路5按导热介质流向不同，分为第一通路段51和第二通路段52，其中，导热介质由所述吸热管段311流向所述散热管段312的管段被称为第一通路段51，导热介质由所述散热管段312流向所述吸热管段311的管段，被称为第二通路段52，冷却单元6设置在第二通路段52上，导热介质在散热管段312中完成一次散热后，又将经过冷却单元6进行二次散热，从而避免导热介质未经完全散热就流入吸热管段311的问题。

需要解释的，所述冷却单元6为所有可以为物体降温的装置，例如风冷降温装置与水冷降温装置，在本实施例采用冷却塔6a对导热介质进行水冷降温，具体地，所述第二通路段52包括与所述散热管段312和所述吸热管段311相连通的主路段521，以及并联在所述主路段521上的支路段522，所述冷却塔6a设置在所述支路段522上，所述通路5上设有可控制导热介质流向以及冷却塔6a开启的控制系统，所述控制系统包括第一电磁阀7、第二电磁阀8、温度传感器9以及电热板组件，所述第一电磁阀7、第二电磁阀8以及冷却塔6a电连接在所述电热板组件上，并可在所述电热板组件的控制下完成开启与关闭。所述第一电磁阀7设置在所述支路段522上，所述第二电磁阀设置在所述主路段521上，所述温度传感器9设置在所述电解容器1周围，用以检测所述电解容器1温度，所述温度传感器9与所述电热板组件电连接，并可将测量的温度值反馈至电热板组件。

所述电热板组件内存储有一温度阀值，需要解释的，所述温度阀值是指，导热介质可在电解容器1与退锡废液反应器2之间进行正常热交换的温度极限值乘以安全系数后得到的数值，例如导热介质的极限值为80°，安全系数为0.8，则电热板组件存储的阀值为64°。

请参照图2，当所述温度传感器9测得所述电解容器1的温度低于所述预设阀值，即所述导热介质并未达到热交换极限时，所述温度传感器9将温度信号传递至电热板组件中，并使所述电热板组件生成第一信号，在所述第一信号的控制下，所述第一电磁阀7关闭，第二电磁阀8开启，所述冷却塔6a关闭，所述导热介质按图2流动，此时导热介质仅通过散热管段散热降温。

请参照图3，当所述温度传感器9测得所述电解容器1的温度高于所述预设阀值，即所述导热介质已经达到热交换极限时，所述温度传感器9将温度信号传递至电热板组件，并使所述电热板组件生成第二信号，在所述第二信号的控制下，所述第一电磁阀7开启，第二电磁阀8关闭，所述冷却塔6a开启，所述导热介质按图3流动，所述导热介质由散热管段32流出，经由所述主路段521进入所述支路段522，在所述支路段522的冷却塔6a完全散热后，又重新回到主路段521，再经由主路段521重新汇入吸热管段31中。

在本实施例中，设备的冷却塔并非处于常开状态，当设备中的导热介质未达到热交换极限时，冷却塔6a关闭，导热介质仅通过与退锡废液反应器2进行热交换，来达到降温的目的，只有当设备中的导热介质达到热交换极限时，冷却塔才开启，对导热介质进行二次降温，如此以达到节约成本的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，包括：

电解容器；

退锡废液反应器；以及，

热能传导结构，形成有流通管路，所述流通管路内流通有导热介质，所述流通管路包括吸热管段以及散热管段，所述吸热管段设于所述电解容器，所述散热管段设于所述退锡废液反应器，当所述导热介质流经所述吸热管段时，所述导热介质向内吸收热量；当所述导热介质流经所述散热管段时，所述导热介质向外辐射热量。

2.如权利要求1所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述吸热管段的材质包括钛、玻璃和不锈钢中的其中一个；和/或，

所述散热管段的材质包括钛、玻璃和不锈钢中的其中一个。

3.如权利要求1所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述流通管路包括设于所述吸热管段以及所述散热管段之间的连接管段，所述连接管段的材质包括聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氯乙烯中的其中一个。

4.如权利要求1所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述热能传导结构包括设于所述电解容器的第一冷却盘管，所述吸热管段包括所述第一冷却盘管；和/或，

所述热能传导结构包括设于所述退锡废液反应器的第二冷却盘管，所述散热管段包括所述第二冷却盘管。

5.如权利要求1所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，在所述流通管路上设有加压泵。

6.如权利要求1所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述导热介质为水。

7.如权利要求1所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述流通管路首尾相连，形成一通路，所述导热介质在所述通路中循环流动。

8.如权利要求7所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，

所述通路包括：

导热介质由所述吸热管段流向所述散热管段的第一通路段；以及，

导热介质由所述散热管段流向所述吸热管段的第二通路段；

其中，所述第二通路段上设有一冷却单元，所述导热介质由所述散热管段流出，流经所述冷却单元后重新汇入所述吸热管段。

9.如权利要求8所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述第二通路包括与所述散热管段和所述吸热管段相连通的主路段，以及并联在所述主路段上的支路段，所述冷却单元设置在所述支路段上，在所述支路段上设有第一电磁阀，在所述主路段上设置有第二电磁阀；和/或，

所述冷却单元为冷却塔。

10.如权利要求9所述的碱性直接电解热能的回收设备，其特征在于，所述碱性直接电解热能的回收设备还包括：

温度传感器，用以检测电解容器温度；以及，

电路板组件，电连接所述温度传感器、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、以及所述冷却单元。

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