一种沸腾焙烧炉外壁余热回收系统的制作方法

1.本发明涉及一种余热回收系统，特别涉及一种沸腾焙烧炉外壁余热回收系统。


背景技术：

2.目前世界上采用湿法炼锌工艺产出的锌金属量已超过85％，我国也达到80％以上。流态化沸腾焙烧炉是湿法炼锌工艺的重要设备。沸腾焙烧炉外壁温度在130～150℃之间，外壁散热量约占沸腾焙烧炉能量支出的7％左右。实际运行中，外壁余热直接散失到大气环境，余热没有得到很好的利用，存在大量浪费，降低了能量的利用率。有效利用沸腾焙烧炉外壁余热是实现锌冶金工业节能的重要措施。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够提高余热回收效率的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统。
4.为达到以上述目的，本发明采用的技术方案是：包括液态金属换热系统以及有机朗肯循环系统；
5.所述的液态金属换热系统由缠绕于沸腾焙烧炉外壁的进行热交换的换热管道及安装在该换热管道上的电磁泵组成闭合循环；
6.所述的有机朗肯循环系统由蒸发器、汽轮机、发电机、冷凝器及循环泵组成；
7.所述的蒸发器的换热端与换热管道相连，蒸发器的输出端依次通过管道与汽轮机、冷凝器及循环泵相连构成闭合循环管路；
8.所述汽轮机的输出端与发电机相连；
9.冷凝器的换热管道上安装有冷却水泵。
10.所述的液态金属换热系统采用的介质为液态金属镓铟锡合金或镓铟合金的混合合金。
11.所述的电磁泵为液态金属循环的动力装置。
12.所述的有机朗肯循环系统蒸发器内工质为有机物r123。
13.所述的循环泵为有机物循环的动力装置。
14.所述的缠绕于沸腾焙烧炉外壁的进行热交换的换热管道上敷设有保温棉。
15.本发明是基于液态金属换热和有机朗肯循环的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，该余热回收系统由液态金属换热系统及有机朗肯循环系统组成。液态金属循环系统中使用的液态金属具有熔点低、沸点高、导热系数高等优点，具有良好的换热能力。有机朗肯循环系统采用有机工质实现热能到高品质电能的转换，从而达到环保节能的目的。
16.本发明的效果在于：
17.1、本发明利用液态金属的特点及优势，提高余热回收的效率。缠绕于沸腾焙烧炉外壁的管道中的工质为液态金属，由于液态金属热导率远高于水、空气及其他液体，因而将其作为传热流体时，可以加快传热速率和提高余热回收的效率。本发明采用的液态金属沸
点高，因此在换热过程中不会发生因相变而导致管道内的高压问题，降低了管道的承压极限。
18.2、本发明利用有机朗肯循环的特点及优势，将原来沸腾焙烧炉外壁浪费的热能转化为高品质电能，从而降低沸腾焙烧炉生产的综合能耗，提高沸腾焙烧炉炉体使用寿命，进一步提高企业的经济效益。
附图说明
19.图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
21.参见图1，本发明包括液态金属换热系统以及有机朗肯循环系统；
22.所述的液态金属换热系统由缠绕于沸腾焙烧炉1外壁的进行热交换的换热管道及安装在该换热管道上的电磁泵8组成闭合循环，缠绕于沸腾焙烧炉1外壁的进行热交换的换热管道上敷设有保温棉，液态金属换热系统采用的介质为液态金属镓铟锡合金或镓铟合金的混合合金，其导热系数远高于水及导热油，具有良好的换热能力，电磁泵8为液态金属循环的动力装置。
23.所述的有机朗肯循环系统由蒸发器2、汽轮机3、发电机4、冷凝器6及循环泵7组成；有机朗肯循环系统蒸发器内工质为有机物r123，
24.所述的蒸发器2的换热端与换热管道相连，蒸发器2的输出端依次通过管道与汽轮机3、冷凝器6及循环泵7相连构成闭合循环管路；循环泵7为有机物循环的动力装置；
25.所述汽轮机3的输出端与发电机4相连；
26.冷凝器6的换热管道上安装有冷却水泵5。
27.余热回收系统通过电磁泵将从沸腾焙烧炉外壁余热吸收后的液态金属送入蒸发器中，与有机物工质进行换热，换热后的液态金属流入电磁泵，开始下一循环，有机物吸热蒸发，产生的蒸汽用于发电，从而实现对沸腾焙烧炉外壁余热的回收利用，换热后的气体进入冷凝器降温开始下一循环。
28.本发明的工作过程：液态金属通过电磁泵8驱动，在缠绕于沸腾焙烧炉外壁的管道中吸收壁面余热而后流入蒸发器中。有机物通过循环泵驱动，在蒸发器中吸收液态金属的热量变成饱和蒸汽，继而在汽轮机内膨胀做工，并带动发电机发电。汽轮机排出的工质蒸汽由冷凝器冷凝为饱和液体，再由循环泵将工质液体送入蒸发器中，在蒸发器中换热后的液态金属由电磁泵将液态金属加压后送入管道，开始新一轮的循环。


技术特征：
1.一种沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，其特征在于：包括液态金属换热系统以及有机朗肯循环系统；所述的液态金属换热系统由缠绕于沸腾焙烧炉(1)外壁的进行热交换的换热管道及安装在该换热管道上的电磁泵(8)组成闭合循环；所述的有机朗肯循环系统由蒸发器(2)、汽轮机(3)、发电机(4)、冷凝器(6)及循环泵(7)组成；所述的蒸发器(2)的换热端与换热管道相连，蒸发器(2)的输出端依次通过管道与汽轮机(3)、冷凝器(6)及循环泵(7)相连构成闭合循环管路；所述汽轮机(3)的输出端与发电机(4)相连；冷凝器(6)的换热管道上安装有冷却水泵(5)。2.根据权利要求1所述的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，其特征在于：所述的液态金属换热系统采用的介质为液态金属镓铟锡合金或镓铟合金的混合合金。3.根据权利要求2所述的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，其特征在于：所述的电磁泵(8)为液态金属循环的动力装置。4.根据权利要求1所述的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，其特征在于：所述的有机朗肯循环系统蒸发器内工质为有机物r123。5.根据权利要求4所述的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，其特征在于：所述的循环泵(7)为有机物循环的动力装置。6.根据权利要求1所述的沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，其特征在于：所述的缠绕于沸腾焙烧炉(1)外壁的进行热交换的换热管道上敷设有保温棉。

技术总结
本发明公开了一种沸腾焙烧炉外壁余热回收系统，包括液态金属循环系统以及有机朗肯循环系统。液态金属循环系统由与沸腾焙烧炉外壁进行热交换的管道和电磁泵组成。所述管道缠绕于沸腾焙烧炉外壁用于换热。所述有机朗肯循环系统由蒸发器、汽轮机、发电机、冷凝器及循环泵组成。所述蒸发器内工质为有机物。所述循环泵为有机物循环的动力装置。所述余热回收系统通过电磁泵将从沸腾焙烧炉外壁余热吸收后的液态金属送入蒸发器中，与有机物工质进行换热，换热后的液态金属流入电磁泵，开始下一循环，有机物吸热蒸发，产生的蒸汽用于发电，从而实现对沸腾焙烧炉外壁余热的回收利用，换热后的气体进入冷凝器降温开始下一循环。气体进入冷凝器降温开始下一循环。气体进入冷凝器降温开始下一循环。


技术研发人员：刘柳 刘卫平 闫红杰 侯成明 蒋文 周萍
受保护的技术使用者：株洲冶炼集团股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/4/12