CN220707866U - 一种高温渣料冷却及热能回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温渣料冷却及热能回收利用装置，包括溜槽、水冷圆筒，所述水冷圆筒的一端设有第一进料管，另一端设有第一出料管，水冷圆筒内设有若干冷却水路，所述溜槽与第一进料管密封连接，还包括风冷圆筒，所述风冷圆筒的一端设有第二进料管及出风口，另一端设置有第二出料管及进风口，所述第二进料管与第一出料管连接，所述第二出料管下方设置有皮带输送系统，所述水冷圆筒和风冷圆筒上均设置有旋转组件。本实用新型采用水冷圆筒、风冷圆筒结合的换热方式，换热效率高，同时减少冷却水的消耗量；经过换热后的冷却水和热风进行回收利用，高温渣料热量回收利用率高。

Description

一种高温渣料冷却及热能回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及高温物料冷却及余热回收利用技术领域，尤其涉及一种高温渣料冷却及热能回收利用装置。

背景技术

有色冶金、钢铁、建材等行业存在大量高温炉渣。目前大部分高温渣料冷却的工艺方案为：(1)直接冷水水淬工艺。首先该工艺用冷水与高温渣料直接接触，现场水汽无组织排放，白色污染严重；其次，会产生大量废水，企业污水处理所需环保费用高；最重要的是高温渣料温度多为1000℃以上，大量热量被白白浪费，与国家能源环保政策相悖；另外，高温渣料中含有冰铜，其与水直接接触会发生爆炸迸溅，造成安全事故。(2)采用冷渣器技术。该方法用冷水与渣料间接换热，渣料温度降低，将热量传递给冷水。该方法工质侧压力，温度的参数比较低，能源利用效率低下。

中国实用新型专利CN203963960U公开了一种水冷壁式物料冷却器，该设备包括水冷壁式旋转筒体，旋转筒体前端还安装有进渣装置，后端安装有出渣装置，旋转筒体为水冷壁式结构，水冷壁式上以螺旋状布置有多块导流板；为了增加换热面积，在水冷壁上还装有鳍片，前后两端分别连接前环形集箱和后环形集箱；旋转筒体轴心线上还安装有进水母管和出水母管，进水母管套设在出水母管外，所述进水母管和出水母管连接进出水装置；所述出水母管连通至旋转筒体的前部，并通过出水弯管与前环形集箱连接；后环形集箱通过分水管与进水母管连接。该设备冷却物料同时还对高温物料的热量进行回收利用，减少了热能损失。但是将温度为1000℃左右的高温渣料冷却到100℃以下，需要消耗大量冷却水，造成水资源的浪费。此外，将高温渣料转入冷却器的过程中，高温渣料往往处于熔融态或软化态，容易形成粘斑，粘结在输送通道上。另外，高温渣料中通常含有未充分燃烧的煤或焦炭，对于具有可燃成分的高温渣料，如何防止高温渣料在冷却过程中二次燃烧也是现有技术亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高温渣料冷却及热能回收利用装置，能够减少冷却水消耗量，在高温渣料冷却的同时高效回收利用热能。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种高温渣料冷却及热能回收利用装置，包括溜槽、水冷圆筒，所述水冷圆筒的一端设有第一进料管，另一端设有第一出料管，水冷圆筒内设有若干冷却水路，所述溜槽与第一进料管密封连接，还包括风冷圆筒，所述风冷圆筒的一端设有第二进料管及出风口，另一端设置有第二出料管及进风口，所述第二进料管与第一出料管连接，所述第二出料管下方设置有皮带输送系统，所述水冷圆筒和风冷圆筒上均设置有旋转组件。

如此，高温渣料通过溜槽转入水冷圆筒，旋转组件能够使水冷圆筒旋转，使高温渣料从第一进料管进入水冷圆筒后随着水冷圆筒旋转向第一出料管方向移动，高温渣料在水冷圆筒内移动过程中与冷却水路进行换热，换热过程中产生的热水可以回收利用；然后高温渣料从第一出料管排出，通过第二进料管进入风冷圆筒中，旋转组件能够使风冷圆筒旋转，使高温物料向第二出料管方向移动，同时冷风从进风口进入，对高温物料进行换热，换热过程中产生的热风从出风口排出，进行回收利用；风冷圆筒中冷却后的物料由第二出料管排出，通过皮带输送系统送入渣仓；使用水冷圆筒和风冷圆筒联合的方式，在高温渣料冷却的同时高效回收利用热能，而且大大减少冷却水消耗量。

进一步地，所述溜槽外壁上设有水冷套。如此，高温渣料通过溜槽转入水冷圆筒时，与水冷套的水冷壁面接触后骤然降温，使溜槽内高温渣料进入第一进料管，避免高温料渣挂壁，粘结在输送通道上。

进一步地，所述水冷圆筒上设置有第一旋转组件。所述第一旋转组件为现有技术中的传动装置，第一旋转组件包括第一电机、第一减速机，第一减速机上设置有第一链轮，水冷圆筒筒体中部设置有第二链轮，第一电机与第一减速机连接，通过链传动带动水冷圆筒的筒体转动。此外，所述水冷圆筒筒体两端分别设置有支撑挡圈，所述支撑挡圈通过转动轮与水冷圆筒底座滚动连接。

进一步地，所述水冷圆筒内壁沿水冷圆筒筒体轴线方向螺旋设置有若干第一螺旋片，相邻的第一螺旋片之间设置有若干第一兜渣片，所述第一兜渣片与第一螺旋片垂直设置。第一螺旋片具有导流作用，第一兜渣片具有扬渣功能，通过水冷圆筒的转动和螺旋片的导流，将高温渣料从水冷圆筒第一进料管推送至第一出料管。

进一步地，所述冷却水路包括第一水路和第二水路，所述第一水路为回水水路，沿水冷圆筒轴线方向螺旋状设置在水冷圆筒第一螺旋片上。所述第二水路为进水水路，布置在水冷圆筒的筒体外壁。

进一步地，所述第一水路为螺旋管，所述螺旋管上设置有若干第二螺旋片，相邻的第二螺旋片之间设置有若干第二兜渣片，所述第二兜渣片与第二螺旋片垂直设置。如此，采用螺旋水管作为换热面，能够增大换热面积。

进一步地，所述水冷圆筒远离第一进料管的一端设置有环形水室，所述环形水室上设置有转换接头，所述转换接头上设置有进水口和回水口；所述环形水室内设置有内环水室和外环水室，所述内环水室的一端与第一水路连接，另一端与回水口连接；所述外环水室的一端与第二水路连接，另一端与进水口连接。

进一步地，所述水冷圆筒设有第一进料管的一端内壁上设置有水室，所述水室与第一水路和第二水路连通。如此，冷却水通过第一水路进入水室，在水室中进行分配后进入第二水路。

进一步地，所述水冷圆筒设有第一进料管一端的筒体内壁上设置有第一耐火浇注料层。如此，避免高温渣料从第一进料管进入水冷圆筒后产生的高温对水冷圆筒内壁的损伤。

进一步地，所述水冷圆筒设有第一进料管一端设有送料风接口。通过送料风接口向水冷圆筒内通入惰性气体。如此，当物料出现粘结现象时，通过送料风接口通入送料风，防止堵塞通道。此外，通过向水冷圆筒中通入惰性气体，将水冷圆筒中的空气排出，使水冷圆筒中形成无氧环境，避免高温物料在水冷圆筒中二次燃烧。

进一步地，所述水冷圆筒设有第一进料管的一端设有密封件。如此，将第一进料管与水冷圆筒密封，便于维持水冷圆筒中的无氧环境。

进一步地，所述风冷圆筒内沿风冷圆筒轴线的方向螺旋设置有若干第三螺旋片，相邻的第三螺旋片之间设置若干第三兜渣片，第三兜渣片与第三螺旋片垂直设置。如此，通过第三螺旋片和第三兜渣片扬渣功能，使高温渣料和冷风充分接触，保证足够的换热面积和换热时间，提高换热效率。

进一步地，所述风冷圆筒设有第二进料管的一端设有耐高温层，所述耐高温层沿风冷圆筒径向依次为可塑性浇筑层、第二耐火浇注料层、硅酸铝纤维毡层。如此，避免高温渣料从第二进料管进入风冷圆筒后产生的高温对风冷圆筒内壁的损伤。

进一步地，所述风冷圆筒上设有第二旋转组件，所述第二旋转组件为现有技术中已知的传动装置，包括第二电机、第二减速机、第三链轮、风冷圆筒链轮，所述风冷圆筒链轮设置在风冷圆筒的筒体上，所述第二电机通过皮带带动第二减速机转动，第二减速机输出轴端通过联轴器带动第三链轮转动，第三链轮通过传动链条带动风冷圆筒链轮转动，从而通过链传动带动实现风冷圆筒筒体转动。

进一步地，所述风冷圆筒通过风冷圆筒转动轮与风冷圆筒支撑底座滚动连接。

进一步地，所述皮带输送系统上设置有喷淋装置。如此，通过喷淋装置，进一步冷却渣料，避免渣料由于长期堆积引起自燃反应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型在溜槽上设置水冷套，使高温渣料通过溜槽转入水冷圆筒时，与水冷套的水冷壁面接触，骤然降温，壁面高温渣料脱离粘结条件，从而不会造成挂壁现象。

(2)本实用新型通过密封件和送料风接口，使水冷圆筒中形成无氧环境，能够避免高温渣料二次燃烧，从而避免增加C、N、S氧化物的排放，不增加原工艺中环保设施的负荷。

(3)本实用新型采用水冷圆筒、风冷圆筒结合的换热方式，换热效率高，达到节能减排的目的，同时减少冷却水的消耗量，节约用水。风冷圆筒中的热风通过管道送至主工艺设备回收利用，参与渣料和燃料的燃烧过程，由于空气温度的提高，可以减少主工艺物料发生物化反应时无烟煤或焦炭的用量，渣料和燃料的物化反应会进行的更充分，减少主工艺能源消耗，减少碳排放。

(4)本实用新型经过换热后的冷却水和热风进行回收利用，高温渣料热量回收利用率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1种A处的放大结构示意图；

图3是图1种B处的放大结构示意图；

图4是图1种C处的放大结构示意图；

图5是本实用新型的水冷圆筒的结构示意图；

图6是图5中G-G剖视结构示意图；

图7是图5中H-H剖视结构示意图；

图8是图1中D-D剖视结构示意图；

图9是图1中E-E剖视结构示意图；

图10是图1中F-F剖视结构示意图。

附图标记说明：1水冷套落渣溜槽、101溜槽、102水冷套、2水冷圆筒、201送料风接口、202第一耐火浇注料层、203水冷圆筒外壁、204进水口、205回水口、206第一出料管、207第一旋转组件、208第一水路、209第二水路、210第一兜渣片、211第一螺旋片、212水室、213第一进料管、214第二螺旋片、215第二兜渣片、216转换接头、217环形水室、2171内环水室、2172外环水室、218密封件、3风冷圆筒、301风冷圆筒外壁、302耐高温层、303风冷圆筒链轮、304第二进料管、305出风口、306进风口、307硅酸铝纤维毡层、308第二耐火浇注料层、309可塑性浇筑层、310第二出料管、311第三兜渣片、312第三螺旋片、313第二旋转组件、314风冷圆筒转动轮、315风冷圆筒支撑底座、4喷淋装置、5皮带输送系统；图5中箭头表示冷却水流动的方向。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

参阅图1-图10，一种高温渣料冷却及热能回收利用装置，包括水冷套落渣溜槽1、水冷圆筒2、风冷圆筒3、皮带输送系统5，所述水冷圆筒2一端与水冷套落渣溜槽1连接，另一端与风冷圆筒3通过落渣管连接，所述风冷圆筒3的另一端与皮带输送系统5连接，所述皮带输送系统5上设置有喷淋装置4。

所述水冷套落渣溜槽1包括溜槽101和设置在溜槽101外壁上的水冷套102。

所述水冷圆筒2的一端设置有与水冷套落渣溜槽1的落渣口连接的第一进料管213，水冷圆筒2的另一端设置有与风冷圆筒3连接的第一出料管206，水冷圆筒2的外壁203上设置有第一旋转组件207，第一旋转组件207包括第一电机、第一减速机，第一减速机上设置有第一链轮，水冷圆筒筒体中部设置有第二链轮，第一电机与第一减速机连接，通过链传动带动水冷圆筒的筒体转动。此外，所述水冷圆筒筒体两端分别设置有支撑挡圈，支撑挡圈通过转动轮与水冷圆筒底座滚动连接。

如图5所示，所述水冷圆筒2的筒体内壁上设置有第一兜渣片210和第一螺旋片211。所述水冷圆筒2设有第一出料管206的一端设有环形水室217，所述环形水室217一端连接有转换接头216，另一端连接有若干冷却水路，所述冷却水路设置在水冷圆筒的筒体上。所述转换接头216的另一端设有进水口204、回水口205。所述冷却水路包括设置在水冷圆筒2外壁上的第二水路209和沿水冷圆筒2的轴线螺旋设置的第一水路208。所述第一水路为螺旋水管，螺旋水管上设有第二螺旋片214和第二兜渣片215。

所述水冷圆筒2设有第一进料管213的一端设有水室212，所述水室212与第二水路209连接，冷却水采用水泵加压方式通过进水口204进入环形水室217，并通过第二水路209进入水室212，然后由水室212流入第一水路208，最后冷却水被换热后返回环形水室217，并从回水口205排水。所述环形水室217内设有内环水室2171和外环水室2172；所述内环水室2171的一端与第一水路208连接，另一端与回水口205连接；所述外环水室2172的一端与第二水路209连接，另一端与进水口204连接；所述水冷圆筒2设有第一进料管213的一端设置有水室212，所述水室212与第一水路208和第二水路209连通。

所述水冷圆筒2设有第一进料管213的一端设有密封件218，第一进料管213与水冷套落渣溜槽1密封连接。如此，避免高温物料中可燃物发生二次燃烧。

所述水冷圆筒2上还设置有送料风接口201。当物料出现粘结现象时，通入送料风，防止堵塞通道。所述送料风为氮气。

如图2所示，所述水冷圆筒2的筒体内朝向第一进料管213一端的筒体内壁上设置有第一耐火浇注料层202。

所述风冷圆筒3一端设有第二进料管304和出风口305，另一端设有第二出料管310和进风口306。

如图8、图10所示，风冷圆筒外壁301上设有风冷圆筒链轮303，第二旋转组件313通过传动链条与风冷圆筒链轮303滚动连接，所述第二旋转组件313包括第二电机、第二减速机、第三链轮，所述第二电机通过皮带带动第二减速机转动，第二减速机输出轴端通过联轴器带动第三链轮转动，第三链轮通过传动链条带动风冷圆筒链轮303旋转，通过链传动带动实现风冷圆筒筒体转动。此外，风冷圆筒通过风冷圆筒转动轮314与风冷圆筒支撑底座315滚动连接。

如图3所示，所述风冷圆筒3靠近第二进料管304的一端设置有耐高温层302，所述耐高温层302包括从风冷圆筒外壁301依次往内的硅酸铝纤维毡层307、第二耐火浇注料层308、可塑性浇筑层309。

如图9所示，所述风冷圆筒3内部靠近第二出料管310的一端设有第三兜渣片311和第三螺旋片312。

如图4所示，所述高温渣料冷却及热能回收利用装置还包括喷淋装置4，所述括喷淋装置4设置在皮带输送系统5的上方。所述皮带输送系统5与渣仓连接，将泠却后的渣料转入渣仓内。

一种高温渣料冷却及热能回收利用的方法，采用上述高温渣料冷却及热能回收利用装置进行，包括以下步骤：

S1、通过水冷套落渣溜槽将第一料渣转入水冷圆筒中；

S2、通过水冷圆筒对第一料渣换热，得到第二料渣；

S3、将第二料渣转入风冷圆筒进行换热，得到第三料渣和热风；

S4、将第三料渣转入皮带输送系统，通过喷淋装置对第三料渣降温，将降温后的第三料渣送入渣仓。

其中，步骤S1中，水冷套落渣溜槽中有循环冷却水。步骤S2中水冷圆筒中进水为除盐、除氧水，水温95℃，步骤S2中换热后的出水温度为160℃，通过闪蒸技术得到3公斤压力的饱和蒸汽，第二料渣的温度为650℃。步骤S2中第一料渣是在无氧环境中冷却降温到650℃。步骤S3中，第三料渣温度低于100℃，热风的温度高于200℃，热风通过管道送至主工艺设备回收利用，参与渣料和燃料的燃烧过程，由于空气温度的提高，可以减少主工艺设备物料发生物化反应时无烟煤或焦炭的用量，渣料和燃料的物化反应会进行的更充分。所述高温渣料包括有色金属冶炼渣、钢铁冶炼渣，在本实用新型的一些实施例中，所述高温渣料中含有冰铜。所述主工艺设备包括浸出渣炼锌工艺中的浸出渣挥发窑，所述主工艺物料包括浸出渣物料。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种高温渣料冷却及热能回收利用装置，包括溜槽(101)、水冷圆筒(2)，所述水冷圆筒(2)的一端设有第一进料管(213)，另一端设有第一出料管(206)，水冷圆筒(2)内设有若干冷却水路，其特征在于，所述溜槽(101)与第一进料管(213)密封连接；还包括风冷圆筒(3)，所述风冷圆筒(3)的一端设有第二进料管(304)及出风口(305)，另一端设置有第二出料管(310)及进风口(306)，所述第二进料管(304)与第一出料管(206)连接，所述第二出料管(310)下方设置有皮带输送系统(5)；所述水冷圆筒(2)和风冷圆筒(3)上均设置有旋转组件。

2.根据权利要求1所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述水冷圆筒(2)内壁沿水冷圆筒筒体轴线方向螺旋设置有若干第一螺旋片(211)，相邻第一螺旋片(211)之间设置有若干第一兜渣片(210)，所述第一兜渣片(210)与第一螺旋片(211)垂直设置。

3.根据权利要求2所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述冷却水路包括第一水路(208)和第二水路(209)，所述第一水路(208)沿水冷圆筒轴线方向呈螺旋状布置在第一螺旋片(211)上，所述第二水路(209)设置在水冷圆筒的筒体外壁上；所述第一水路(208)上设置有若干第二螺旋片(214)，相邻的第二螺旋片(214)之间设置有若干第二兜渣片(215)，所述第二兜渣片(215)与第二螺旋片(214)垂直设置。

4.根据权利要求3所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述水冷圆筒(2)远离第一进料管(213)的一端设置有环形水室(217)，所述环形水室(217)上设置有转换接头(216)，所述转换接头(216)上设置有进水口(204)和回水口(205)；所述环形水室(217)内设有内环水室(2171)和外环水室(2172)；所述内环水室(2171)的一端与第一水路(208)连接，另一端与回水口(205)连接；所述外环水室(2172)的一端与第二水路(209)连接，另一端与进水口(204)连接；所述水冷圆筒(2)设有第一进料管(213)的一端设置有水室(212)，所述水室(212)与第一水路(208)和第二水路(209)连通。

5.根据权利要求1所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述水冷圆筒(2)设有第一进料管(213)一端内壁上设置有第一耐火浇注料层(202)。

6.根据权利要求1所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述风冷圆筒(3)内沿风冷圆筒轴线的方向螺旋设置有若干第三螺旋片(312)，相邻的第三螺旋片(312)之间设置若干第三兜渣片(311)，所述第三兜渣片(311)与第三螺旋片(312)垂直设置。

7.根据权利要求1所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述风冷圆筒(3)设有第二进料管(304)的一端设有耐高温层，所述耐高温层沿风冷圆筒径向依次为可塑性浇筑层(309)、第二耐火浇注料层(308)、硅酸铝纤维毡层(307)。

8.根据权利要求1所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述皮带输送系统(5)上设置有喷淋装置(4)。

9.根据权利要求1所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述溜槽(101)外壁上设有水冷套(102)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高温渣料冷却及热能回收利用装置，其特征在于，所述水冷圆筒(2)设有第一进料管(213)的一端设有密封件(218)，水冷圆筒(2)设有第一进料管(213)一端的筒体上设有送料风接口(201)。