一种组合式高温固态物料的余热回收装置及余热回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适合冶金、化工、建材等多种行业的高温固态物料的余热回收领域，特别涉及一种对高温固态物料中的热量进行直接回收的余热回收装置及余热回收方法。
【背景技术】
[0002]目前，高温物料颗粒余热回收大部分是处于不回收状态，通常的余热锅炉是通过冷风作为换热介质，将高温物料中的物理热间接的传递给水，从而产生热水或蒸汽供生产或生活使用，这种方法有两大缺陷，一是传热为间接传热，传热效率很低；二是这种冷却方式冷却速度较慢，容易改变物料物理性能，使得一些能够二次利用的固体废料很难再加以利用，如果冷却风量过大提高了冷却速度，却又使余热回收锅炉结构很大，制造成本加大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一，是提供一种能够使颗粒状或粉状高温固态物料中的物理热得到充分回收的组合式余热回收装置，可以解决常规余热回收装置无法满足直接回收高温固态物理热的问题或高温固态物理热必须借助流体一次换热后再通过被加热的流体进行二次换热才能实现余热回收的问题。
[0004]本发明的另一目的，是提供了使用上述装置进行余热回收的方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0006]一种组合式高温固态物料的余热回收装置，所述高温固态物料为颗粒状或粉状，具有气、固、液三种状态，其特征在于:该装置包括二个单元，第一单元为水平气力输送式固-气-液余热回收单元，第二单元为整体立式余热回收单元；其中:
[0007]所述第一单元通过物料-管壁和物料-压缩空气-管壁之间的热传递产生热水和高参数蒸汽，它包括:压缩空气源1、颗粒物料仓2、与压缩空气源I连通的多根气力输送管道3以及卧式压力罐4 ;所述颗粒物料仓2带有物料进口，通过管道与水平布置的多根多层管状密封气力输送管道3相通；所述多根气力输送管道3布置在装满水的卧式压力罐4中；所述卧式压力罐4的进水口与高参数下降管5连通，出水口与高参数上升管7连通；所述高参数下降管5和高参数上升管7分别与高参数汽包6连通；
[0008]所述第二单元通过气-液和物料-水的热交换产生低参数蒸汽和热水，它包括上方设有排气口 10、下方设有物料出口的立式箱体11，所述立式箱体11内，上部布置有换热管束结构，中部布置有蒸发冷膜式壁结构，下部布置有水冷膜式壁结构。
[0009]所述立式箱体11为筒型密封体。
[0010]所述立式箱体11的进料口与气力输送管道3的出口密封联接，联接部位在筒形密封体的中部。
[0011]所述换热管束结构通过气-液热交换产生低参数蒸汽，它从上到下依次包括低参数省煤换热管束12和低参数蒸发换热管束13，所述换热管束的进水口与低参数下降管14相通，出水口与低参数上升管8相通，所述低参数下降管14和低参数上升管8分别与低参数汽包9连通；
[0012]所述蒸发冷膜式壁结构通过物料-水的热交换产生热水，在每个气力输送管道3的出口处设有蒸发冷导流板16，所述蒸发冷膜式壁与蒸发导流板的进水口与低参数下降管14相通，出水口与低参数上升管8相通，所述低参数下降管14和低参数上升管8分别与低参数汽包9连通。
[0013]所述立式箱体11的物料出口处从上向下依次设有灰斗18和下料阀19。
[0014]所述第一单元输出压力在3.SMpa以上的高参数蒸汽。
[0015]所述第二单元输出压力在0.5MPa以上的低参数蒸汽。
[0016]所述高温固态物料的温度多800°C，颗粒状或粉状物料的颗粒度< 3?4_。
[0017]一种所述组合式高温固态物料的余热回收装置的余热回收方法，所述高温固态物料为颗粒状或粉状，所述装置包括二个单元，第一单元为水平气力输送式固-气-液余热回收单元，第二单元为整体立式余热回收单元:
[0018]第一单元中，通过物料-管壁和物料-压缩空气-管壁之间的热传递产生热水和高参数蒸汽，其中:
[0019]高温物料借助压缩空气源1，通过水平布置的气力输送管道3，进行高温物料输送，高温物料一方面在被输送的同时将物理热传递给气力输送管道3的管壁，另一方面将物理热传递给压缩空气载体，再由载体传递给管壁，通过管壁传给卧式压力罐4中的水并将水加热蒸发汽化，从高参数汽包6输出高参数蒸汽；
[0020]第二单元中，通过气-液和物料-水的热交换产生低参数蒸汽和热水，其中:
[0021]从气力输送管道3输出的较高温度的气、固混合物料，又进入立式箱体11中，固态物料依自重下落或碰到蒸发冷导流板16后下落至立式箱体11的中、下部，气体则上升至立式箱体11的上部，经过换热管束结构后从排气口 10排出，从低参数汽包9输出低参数蒸汽；
[0022]落入下部的固态物料由下部物料出口的下料阀19控制排出，在物料缓慢的下降过程中，继续与立式箱体η的下部的水冷膜式壁进行热交换。
[0023]所述高参数蒸汽为压力在3.SMpa以上的蒸汽。
[0024]所述低参数蒸汽为压力在0.5MPa以上的蒸汽。
[0025]所述高温固态物料的的温度多800°C,固态颗粒状或粉状物料的颗粒度< 3?4mm ο
[0026]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0027]1、本发明在将高温固体物料与气体直接接触混合输送的同时进行固体、气体与液体间高效率的热传递，从而产生高参数蒸汽。
[0028]2、筒型蒸发冷膜式壁与蒸发冷导流板与物料进一步进行热交换，从而进一步产生低参数蒸汽。
[0029]3、本发明很好地将卧式固-气输送管式余热锅炉、立式气-固-水冷管余热锅炉、固-气-液蒸发冷膜式壁余热锅炉及水冷膜式壁加热器联接起来，不仅使物料流动畅通，而且高效率的进行了余热回收，产生的蒸汽压力根据余热质量分为低参数和高参数两种情况。
【附图说明】
[0030]图1是本发明的组合式高温固态物料余热回收装置的流程图；
[0031]图2是图1中的装置的蒸发冷膜式壁及水冷膜式壁的结构示意图；
[0032]图3是图1中的装置的蒸发冷导流板的结构示意图。
[0033]【主要组件符号说明】
[0034]I压缩空气源 2颗粒物料仓
[0035]3气力输送管道4卧式压力罐
[0036]5高参数下降管6高参数汽包
[0037]7 高参数上升管8 低参数上升管
[0038]9 低参数汽包10排气口
[0039]11立式箱体12低参数省煤换热管束
[0040]13低参数蒸发换热管束14低参数下降管
[0041]15膜式壁气箱中部 16蒸发冷导流板
[0042]17膜式壁气箱下部 18灰斗
[0043]19下料阀20膜式壁换热钢管
[0044]21联接钢板22导流板换热钢管
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明，本发明并不局限于以下实施例。
[0046]图1是本发明所述的组合式高温固态物料余热回收装置的流程图；图2是图1中的装置的蒸发冷膜式壁及水冷膜式壁的结构示意图；图3是图1中的装置的蒸发冷导流板的结构示意图。
[0047]本发明的组合式高温固态物料(颗粒状或粉状)的余热回收装置是将高温固态物料中的热量尽可能的充分回收产生蒸汽后并加以利用，它包括二个单元:第一单元为水平气力输送式固-气-液余热回收单元；第二单元是由上、中、下三个不同结构叠加而成的整体立式余热回收单元。
[0048]所述水平气力输送式固-气-液余热回收单元包括:压缩空气源1、颗粒物料仓2、与压缩空气源I连通的多根气力输送管道3、卧式压力罐4。其中，所述颗粒物料仓2带有物料进口，颗粒物料仓2通过管道与水平布置的多根多层管状密封气力输送管道3相通，所述多根气力输送管道3布置在装满一定水容量的卧式压力罐4中，并浸没在水面以下。所述卧式压力罐4的进水口与高参数下降管5连通，出水口与高参数上升管7连通，高参数下降管5和高参数上升管7分别与高参数汽包6连通。
[0049]在输送高温颗粒状或粉状物料的过程中就也进行着直接与间接的热交换过程。高温物料的输送借助压缩空气源1，通过水平布置的气力输送管道3，进行高温物料输送即气力输送，其输送速度可通过调节压缩空气的压力和流量进行控制，分为浓相输送和稀相输送。高温物料在被输送的同时将物理热直接传递给气力输送管道3的管壁，再通过管壁间接传给卧式压力罐4中的水并将水加热蒸发汽化。气力输送管道3中的高温物料同时也将物理热直接传递给压缩空气，被加热的压缩空气同时将部分热量通过管壁加热卧式压力罐4中的软化水。两种传