一种铜矿炉热能回收装置的制作方法

1.本发明属于热能回收领域，特别涉及一种铜矿炉热能回收装置。


背景技术：

2.铜矿炉是将铜矿石进行高温淬炼，并以此得到纯度较高的金属铜的一种冶炼设备。近些年来，我国铜冶炼行业生产集中度大幅提升，逐步向规模化、专业化方向发展，技术装备水平和产品质量有了较大提高。目前铜冶炼行业进入新一轮的产业升级期，铜冶炼行业日趋集团化、专业化、大型化和国际化;行业技术进步加快，铜冶炼工艺设备日益向大型、高速、连续、自动、精密、节能和环保型方向发展;铜冶炼产品的低成本、高精尖、高效化发展趋势日渐明显。
3.铜矿炉在冶炼铜矿石的时候，会产生大量的烟气，这些烟气中含有大量的热能，这些热能如果可以加以利用，不仅会降低企业的运营成本，同时也可以节省能源，所以现如今出现了大量的热能回收装置。
4.现有的热能回收装置是利用铜矿炉排放的烟气中热能，直接将水加热或用于供暖等。现有的热能回收装置在使用完毕后，还会剩余大量的热能，剩余热能会被直接排放，从而导致热能使用效能不高。
5.铜矿炉冶炼后所排出的烟气中含有大量的二氧化硫，二氧化硫对空气的危害相当大，会直接导致温室效应、酸雨等自然现象。传统的热能回收装置在将烟气中的热能回收后，就直接将剩余烟气排放到空气中，严重污染了大气环境。
6.在铜矿炉所排出的烟气中，除了含有热能以外，还有其他可以被加以利用的物质，可传统的热能回收装置只能回收热能，并不具备提取其他物质的功能。


技术实现要素：

7.针对上述问题，本发明提供了一种铜矿炉热能回收装置，所述回收装置包括第一壳体和热能回收组件；所述热能回收组件包括第二壳体、加热机构、储热机构和热传导控制机构；所述第二壳体固定安装在所述第一壳体内；所述储热机构包括第二导热管、集热板外壳、隔热管外壳和储热管；所述第二壳体内开设有储热仓，所述集热板外壳固定安装在所述储热仓内；所述隔热管外壳固定安装在所述集热板外壳内，所述隔热管外壳一端贯穿至所述集热板外壳外部，所述隔热管外壳内固定安装有隔热管，所述储热管安装在所述隔热管内；所述热传导控制机构包括传热箱外壳和吸热铜板；所述传热箱外壳固定安装在所述储热仓内；所述传热箱外壳内开设有第一传热仓和第二传热仓，所述第一传热仓远离第二传热仓的一侧壁上开设有第一进管口，所述第二传热仓远离第一传热仓的一侧壁上开设有第二进管口，所述第二导热管一端通过第一进管口贯穿至所述第一传热仓内，所述隔热管外壳与所述第二进管口连通，所述储热管一端通过第二进管口贯穿至所述第二传热仓内；所述第一传热仓和第二传热仓之间设置有密封阀，所述吸热铜板位于所述第二传热仓内，且
所述吸热铜板固定安装在所述储热管上。
8.优选的，所述加热机构包括加热铜管、第一水位探测器、进水管、出水管和第二水位探测器；所述第一壳体内开设有热水仓，所述加热铜管固定安装在所述热水仓内，所述加热铜管一端贯穿至所述储热机构内；所述第一水位探测器和第二水位探测器均固定安装在所述热水仓的内壁上，且所述第一水位探测器的高度要低于第二水位探测器；所述进水管和出水管均固定安装在所述热水仓的内壁上，且所述进水管和出水管一端均贯穿至所述第一壳体外部。
9.优选的，所述热能回收组件还包括导热机构；所述导热机构包括第一气管和第一导热管；所述第一壳体内开设有导热仓，所述第一气管一端与所述导热仓连通，所述第一导热管固定安装在所述导热仓内，所述第一导热管一端安装在所述第一气管的内壁上，且所述第一导热管另一端贯穿至所述加热机构内；所述加热通管另一端与所述第一导热管连通。
10.优选的，所述回收装置还包括空气压缩机，所述空气压缩机固定安装在所述第一壳体上，所述空气压缩机与所述第一气管另一端连通。
11.优选的，所述回收装置还包括烟道，所述烟道一端与所述空气压缩机连通，且所述烟道另一端连通有铜矿炉本体。
12.优选的，所述回收装置还包括净化组件，所述净化组件包括第三壳体、原料箱、搅拌机构和第二气管；所述第三壳体和原料箱均固定安装在所述第一壳体内；所述原料箱上连通有传料管，所述传料管另一端连通在所述第三壳体上；所述传料管上设置有电动球阀；所述搅拌机构安装在所述第三壳体上；所述第二气管与所述第三壳体连通，且所述第二气管另一端与所述导热仓连通。
13.优选的，所述净化组件还包括压力传感器和过滤筛；所述压力传感器固定安装在所述第三壳体的内壁上；所述第三壳体一侧内壁上设置有第一出料管，所述第一出料管另一端贯穿至所述第一壳体外部；所述过滤筛位于所述搅拌机构、第一出料管和压力传感器下方；所述第三壳体顶部连通有第一净气排气管，所述第一净气排气管另一端贯穿至所述第一壳体外部。
14.优选的，所述搅拌机构包括伺服电机、转杆和搅拌叶；所述伺服电机固定安装在所述第三壳体的一侧外壁上，所述伺服电机的输出端贯穿至所述第三壳体内，且所述伺服电机的输出端通过联轴器与所述转杆一端传动连接；所述转杆另一端通过通过轴承座转动连接在所述第三壳体远离伺服电机的一侧内壁上；所述搅拌叶固定安装在所述转杆上。
15.优选的，所述回收装置还包括分离组件，所述分离组件包括第四壳体、输送管、陶瓷加热器和第二净气排管；所述第四壳体固定安装在所述第一壳体内，所述输送管一端连通在所述第三壳体底部内壁上，且所述输送管另一端与所述第四壳体连通，所述陶瓷加热器固定安装在所述第四壳体内，所述第二净气排管一端与所述第四壳体连通，且所述第二净气排管另一端贯穿至所述第一壳体外部；所述第四壳体外壁上连通有第二出料管，所述第二出料管另一端贯穿至所述第一壳体外部。
16.优选的，所述回收装置还包括电路控制机构，所述电路控制机构固定安装在所述第一壳体上，且所述电路控制机构通过电线分别与所述热能回收组件、净化组件、分离组件和空气压缩机电性连接。
17.本发明具有以下优点：1、通过热能回收组件将烟气中的热能回收，然后将水加热沸腾，实现回收利用的目的，并且将利用后剩余的热能进行保存并进行再次利用，提高了热能的使用效能。
18.2、通过净化组件将回收热能后的烟气进行分离，并将烟气中二氧化硫提取出来并生成液态亚硫酸钙，并将剩余空气排出，减少了污染物排放。
19.3、通过分离组件将液态亚硫酸钙烘干成粉末状，并最终排出加以利用，从而进一步提高了烟气的回收效能。
20.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。
22.图1示出了根据本发明实施例的热能回收装置的结构示意图；图2示出了根据本发明实施例的热能回收组件的结构示意图；图3示出了根据本发明实施例的导热机构的结构示意图；图4示出了根据本发明实施例的加热机构的结构示意图；图5示出了根据本发明实施例的储热机构的结构示意图；图6示出了根据本发明实施例的净化组件的结构示意图；图7示出了根据本发明实施例的分离组件的结构示意图；图8示出了根据本发明实施例的集热板外壳的俯视剖视示意图；图9示出了根据本发明实施例的隔热管外壳的剖视示意图；图10示出了根据本发明实施例的热传导控制机构的剖视示意图。
23.图中：1、第一壳体；2、热能回收组件；201、第二壳体；202、导热机构；2021、导热仓；2022、第一气管；2023、第一导热管；203、加热机构；2031、热水仓；2032、加热铜管；2033、第一水位探测器；2034、进水管；2035、出水管；2036、第二水位探测器；204、储热机构；2041、储热仓；2042、集热板外壳；2043、第二导热管；2044、隔热管外壳；2045、隔热管；2046、储热管；205、热传导控制机构；2051、传热箱外壳；2052、第一传热仓；2053、第二传热仓；2054、第一进管口；2055、第二进管口；2056、密封阀；2057、吸热铜板；3、净化组件；301、第三壳体；302、原料箱；303、压力传感器；304、传料管；305、电动球阀；306、搅拌机构；3061、伺服电机；3062、转杆；3063、搅拌叶；307、第二气管；308、第一出料管；309、过滤筛；310、第一净气排气管；4、分离组件；401、第四壳体；402、输送管；403、陶瓷加热器；404、第二出料管；405、第二净气排管；5、铜矿炉本体；6、空气压缩机；7、烟道；8、电路控制机构。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明实施例提出了一种铜矿炉热能回收装置，所述回收装置包括第一壳体1、热能回收组件2、净化组件3和分离组件4。示例性的，如图1所示，所述热能回收组件2固定安装在所述第一壳体1内。所述热能回收组件2用于对铜矿炉工作时产生的烟气中的热量进行收集和利用。
26.所述净化组件3固定安装在所述第一壳体1内，且所述净化组件3通过一组气管与所述热能回收组件2连通。所述净化组件3用于对烟气中的二氧化硫反应处理，生成液态亚硫酸钙，并进行分离收集处理。
27.所述分离组件4固定安装在所述第一壳体1内，且所述分离组件4通过一组输送管与所述净化组件3连通。分离组件4用于将净化组件3中分离出的液态亚硫酸钙烘干成粉末状，并将不含二氧化硫的干净气体排放出去，以达到降低环境污染的效果。
28.所述回收装置还包括空气压缩机6、烟道7和电路控制机构8。所述空气压缩机6固定安装在所述第一壳体1上，所述空气压缩机6通过一组气管与所述热能回收组件2连通。空气压缩机6可将高温低压的烟气压缩成高温高压的气体，不仅加快了烟气的传输速度，也提高了烟气的能效。
29.所述烟道7一端连通在所述空气压缩机6，且所述烟道7另一端连通有铜矿炉本体5。烟道7用于将铜矿炉本体5在炼制金属铜时产生的烟气传输到空气压缩机6上进行处理。
30.所述电路控制机构8固定安装在所述第一壳体1上，且所述电路控制机构8通过电线分别与所述热能回收组件2、净化组件3、分离组件4和空气压缩机6电性连接。通过电路控制机构8可方便控制热能回收组件2、净化组件3、分离组件4和空气压缩机6的工作状态。
31.通过热能回收组件2将烟气中的热能回收，然后将水加热沸腾，实现回收利用的目的，并且将利用后剩余的热能进行保存并进行再次利用，提高了热能的使用效能。通过净化组件3将回收热能后的烟气进行分离，并将烟气中二氧化硫提取出来并生成液态亚硫酸钙，并将剩余空气排出，减少了污染物排放。通过分离组件4将液态亚硫酸钙烘干成粉末状，并最终排出，从而进一步提高了烟气的回收效能。
32.所述热能回收组件2包括第二壳体201、导热机构202、加热机构203和储热机构204。示例性，如图2所示，所述导热机构202、加热机构203和储热机构204均位于所述第二壳体201内；所述导热机构202通过一组导热管与所述加热机构203连通，所述加热机构203通过一组导热管与所述储热机构204连通。
33.所述导热机构202包括第一气管2022和第一导热管2023。示例性的，如图3所示，所述第一壳体1内开设有导热仓2021，所述第一气管2022一端与所述导热仓2021连通，且所述第一气管2022另一端与所述空气压缩机6连通；所述第一导热管2023固定安装在所述导热仓2021内，所述第一导热管2023一端安装在所述第一气管2022的内壁上，且所述第一导热管2023另一端贯穿至所述加热机构203内。
34.所述加热机构203包括加热铜管2032、第一水位探测器2033、进水管2034、出水管
2035和第二水位探测器2036。示例性的，如图4所示，所述第一壳体1内开设有热水仓2031，所述加热铜管2032固定安装在所述热水仓2031内，所述加热铜管2032一端与所述第一导热管2023连通，且所述加热铜管2032另一端贯穿至所述储热机构204内；所述第一水位探测器2033和第二水位探测器2036均固定安装在所述热水仓2031的内壁上，且所述第一水位探测器2033的高度要低于第二水位探测器2036；所述进水管2034和出水管2035均固定安装在所述热水仓2031的内壁上，且所述进水管2034和出水管2035一端均贯穿至所述第一壳体1外部。所述第一水位探测器2033和第二水位探测器2036均通过电线与所述电路控制机构8电性连接。
35.所述储热机构204包括第二导热管2043、集热板外壳2042、隔热管外壳2044和储热管2046。示例性的，如图5和图8和图9和所示，所述第二壳体201内开设有储热仓2041，所述储热仓2041内固定安装有热传导控制机构205；所述集热板外壳2042固定安装在所述储热仓2041内；所述隔热管外壳2044固定安装在所述集热板外壳2042内，所述隔热管外壳2044一端贯穿至所述集热板外壳2042外部，且所述隔热管外壳2044一端与所述热传导控制机构205连通，所述隔热管外壳2044内固定安装有隔热管2045，所述储热管2046安装在所述隔热管2045内；所述第二导热管2043一端与所述加热铜管2032连通，且所述第二导热管2043另一端贯穿至所述热传导控制机构205内。所述隔热管2045的材质采用但不限于硅酸盐合成板；所述储热管2046的材质采用但不限于碳纳米管。
36.所述热传导控制机构205包括传热箱外壳2051和吸热铜板2057。示例性的，如图10所示，所述传热箱外壳2051固定安装在所述储热仓2041内；所述传热箱外壳2051内开设有第一传热仓2052和第二传热仓2053，所述第一传热仓2052远离第二传热仓2053的一侧壁上开设有第一进管口2054，所述第二传热仓2053远离第一传热仓2052的一侧壁上开设有第二进管口2055，所述第二导热管2043一端通过第一进管口2054贯穿至所述第一传热仓2052内，所述隔热管外壳2044与所述第二进管口2055连通，所述储热管2046一端通过第二进管口2055贯穿至所述第二传热仓2053内；所述第一传热仓2052和第二传热仓2053之间设置有密封阀2056，所述密封阀2056通过电线与所述电路控制机构8电性连接。所述吸热铜板2057位于所述第二传热仓2053内，且所述吸热铜板2057固定安装在所述储热管2046上。
37.高温低压的烟气通过烟道7进入空气压缩机6后，利用空气压缩机6将烟气压缩成高温高压的气体，然后通过第一气管2022进入导热仓2021内，其中第一导热管2023和第二导热管2043的材质均采用且不限于铜，然后第一导热管2023将烟气中热量吸收，并将热量传输到加热铜管2032上，然后通过进水管2034向热水仓2031开始注水，当水位达到第二水位探测器2036的高度时，第二水位探测器2036会给电路控制机构8发送信号，然后电路控制机构8会关闭进水管2034上的电磁阀，停止向热水仓2031中继续注水。加热铜管2032将水加热至沸腾后即可使用。当水位低于第一水位探测器2033后，第一水位探测器2033会给电路控制机构8发送信号，然后通过电路控制机构8重新启动进水管2034的电磁阀，开始注水。
38.当热水仓2031内的水加热至沸腾后，加热铜管2032内剩余的热能会通过第二导热管2043传输到第一传热仓2052内，然后热能会通过密封阀2056进入第二传热仓2053内，并且被吸热铜板2057吸收，然后再通过吸热铜板2057传输到储热管2046上；热量传递完毕后，通过电路控制机构8关闭密封阀2056，密封阀2056的材质采用但不限于硅酸盐隔热板，并且在隔热管2045的保护下，避免储热管2046内热量的散发，以此将多余的热量进行保存。在铜
矿炉本体5闲置无法提供烟气进行导热的时候，开启密封阀2056，使储热管2046内的热量经由吸热铜板2057和第二传热仓2053通过密封阀2056进入第一传热仓2052内，并被第二导热管2043吸附，再利用第二导热管2043将热量传输到加热铜管2032上，可以持续对热水仓2031内的水进行加热，实现了热能的储存功能，提高了热能的使用效能。
39.所述净化组件3包括第三壳体301、原料箱302、搅拌机构306、第二气管307和压力传感器303。示例性的，如图6所示，所述第三壳体301和原料箱302均固定安装在所述第一壳体1内；所述原料箱302上连通有传料管304，所述传料管304另一端连通在所述第三壳体301上；所述传料管304上设置有电动球阀305；所述搅拌机构306安装在所述第三壳体301上；所述第二气管307与所述第三壳体301连通，且所述第二气管307另一端与所述导热仓2021连通；所述压力传感器303固定安装在所述第三壳体301的内壁上；所述第三壳体301一侧内壁上设置有第一出料管308，所述第一出料管308另一端贯穿至所述第一壳体1外部；所述第三壳体301内固定安装有过滤筛309，所述过滤筛309位于所述搅拌机构306、第一出料管308和压力传感器303下方。所述第三壳体301顶部连通有第一净气排气管310，所述第一净气排气管310另一端贯穿至所述第一壳体1外部。
40.所述搅拌机构306包括伺服电机3061、转杆3062和搅拌叶3063。所述伺服电机3061固定安装在所述第三壳体301的一侧外壁上，所述伺服电机3061的输出端贯穿至所述第三壳体301内，且所述伺服电机3061的输出端通过联轴器与所述转杆3062一端传动连接；所述转杆3062另一端通过通过轴承座转动连接在所述第三壳体301远离伺服电机3061的一侧内壁上；所述搅拌叶3063固定安装在所述转杆3062上。
41.烟气中的热能被第一导热管2023吸附后，低温的烟气会通过第二气管307进入第三壳体301中，然后通过电路控制机构8启动电动球阀305，将原料箱302中的石灰浆液通过传料管304排入第三壳体301内。使石灰浆液可以落到过滤筛309上。然后通过伺服电机3061带动转杆3062和搅拌叶3063转动，并利用搅拌叶3063的转动对第三壳体301内的石灰浆液和烟气进行搅拌，使石灰浆液可以和烟气中的二氧化硫进行融合，并生成液态的亚硫酸钙：so2+ca(oh)2=caso3+h2o。然后液态的亚硫酸钙会通过过滤筛309落入第三壳体301内壁底部。被提取二氧化硫后的干净气体会通过第一净气排气管310排出第一壳体1外。
42.所述分离组件4包括第四壳体401、输送管402、陶瓷加热器403和第二净气排管405。示例性的，如图7所示，所述第四壳体401固定安装在所述第一壳体1内，所述输送管402一端连通在所述第三壳体301底部内壁上，且所述输送管402另一端与所述第四壳体401连通，所述陶瓷加热器403固定安装在所述第四壳体401内，所述第二净气排管405一端与所述第四壳体401连通，且所述第二净气排管405另一端贯穿至所述第一壳体1外部；所述第四壳体401外壁上连通有第二出料管404，所述第二出料管404另一端贯穿至所述第一壳体1外部。
43.通过输送管402将液态亚硫酸钙排入第四壳体401内，然后通过电路控制机构8启动陶瓷加热器403，将第四壳体401内的环境温度提升到+105度到+125的范围内，从而对液态亚硫酸钙进行烘烤，使其内部水分蒸发，蒸发出的水汽中将不会包含二氧化硫成分，然后水汽会通过第二净气排管405排放到第一壳体1外。被烘干后的亚硫酸钙会呈现粉末状，并可加以利用。不仅进一步提升了烟气的使用效能，也减少了有害气体的排放，降低了环境污染。
44.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。