焙烧物料余热回收装置及方法

文档序号:10486363
焙烧物料余热回收装置及方法
【专利摘要】本发明一种焙烧物料余热回收装置及方法,所述装置包括:沸腾废热锅炉和设置在沸腾废热锅炉下方的沸腾冷却器,二者均向下倾斜设置,沸腾废热锅炉向下倾斜一端设置有第一出料管,其另一端开设有第一进料口,其内部设置有第一换热单元,沸腾冷却器向下倾斜一端设置有第二出料管,其另一端设置有第二进料口,其内部设置有第二换热单元,第一换热单元和第二换热单元通过第二水管连通,第一换热单元还连接有蒸汽管,第二换热单元通过第一水管与水槽连通,第一水管上设置有水泵。物料进行二次换热降温的同时,对换热单元中水进行二次加热,余热得到再利用,节能环保;设置的调节阀可调节第一水管中水流量的大小,进而满足各种温度物料的换热需求。
【专利说明】
焙烧物料余热回收装置及方法
技术领域
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[0001]本发明涉及新型能源技术领域,具体涉及一种焙烧物料余热回收装置及方法。
【背景技术】
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[0002]物料在经过高温焙烧后,具有大量热能,目前传统的作法是:直接对焙烧后物料进行冷却降温,并没有对这部分物料的余热进行再利用,具体举例来说,活性氧化镁是耐火材料的重要原料,到目前为止,我国的活性氧化镁产量在1000万吨以上,菱镁矿石是活性氧化镁的原料,在悬浮焙烧过程中,焙烧后的高温氧化镁虽然经过冷却回收余热,但从悬浮焙烧炉最后一级旋风冷却器中排出的氧化镁温度仍达300°C以上,需要将氧化镁冷却至80°C以下,传统的做法是直接将这些氧化镁直接与循环水进行间接换热,使氧化镁冷却到80°C以下,换热后的循环水经冷却后再循环使用,并没有对氧化镁冷却过程中的这部分热能进行有效的回收利用,导致在冷却的过程中,不仅损失了大量的热能,还增加动力的消耗及蒸发了大量的循环水。
[0003]因此有必要设计一种更好的更适用的焙烧物料余热回收装置及方法,以解决上述问题。

【发明内容】

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[0004]本发明的目的是提供一种焙烧物料余热回收装置及方法,对焙烧后高温粉体及小颗粒物料的余热进行回收利用。
[0005]为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0006]本发明提供的一种焙烧物料余热回收装置,包括:沸腾废热锅炉和沸腾冷却器,所述沸腾冷却器设置在沸腾废热锅炉下方,且所述沸腾废热锅炉和沸腾冷却器均向下倾斜设置,所述沸腾废热锅炉向下倾斜一端的端部设置有第一出料管,其向上倾斜一端的上部开设有第一进料口,物料通过所述第一进料口进入所述沸腾废热锅炉中,所述沸腾废热锅炉内部设置有第一换热单元,所述沸腾冷却器向下倾斜一端的端部设置有第二出料管,其向上倾斜一端的上部对应第一出料管处设置有第二进料口,物料通过所述第一出料管和第二进料口进入所述沸腾冷却器中,所述沸腾冷却器内设置有第二换热单元,所述第一换热单元的一端和第二换热单元的一端通过第二水管连通,第一换热单元的另一端与蒸汽管连接,第二换热单元的另一端通过第一水管与水槽连通,第一水管上设置有水栗。
[0007]所述水栗和水槽之间的第一水管上设置有阀一,在水栗和沸腾冷却器之间的第一水管上设置有阀二,且在所述第一水管上并联设置有第三水管,所述第三水管上设置有调节阀,用以调节第一水管中水流量的大小。
[0008]所述沸腾废热锅炉中设置有透风板,且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管,在所述沸腾废热锅炉上端设置有第一排气管。
[0009]所述沸腾冷却器中设置有透风板,且在沸腾冷却器下端设置有第二风管,在所述沸腾冷却器上端设置有第二排气管。
[0010]所述第二出料管上还设置有温度传感器。
[0011]所述水槽中盛装有软水。
[0012]所述沸腾废热锅炉和所述沸腾冷却器的倾斜角度均为7?12°。
[0013]采用上述的焙烧物料余热回收装置进行余热回收的方法,具体步骤如下:
[0014]第一步:打开水栗,水槽中水通过第一水管供入沸腾冷却器的第二换热单元中,然后通过第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中;
[0015]第二步:将焙烧后物料通过第一进料口投入至沸腾废热锅炉中,物料与第一换热单元接触,进行一次换热,物料温度降低,同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾废热锅炉内运动,并由第一出料管排出,同时,第一换热单元中水温度升高,变为水蒸汽,由蒸汽管送往用户;
[0016]第三步:物料通过与第一出料管对应设置的第二进料口掉落至沸腾冷却器中,物料与第二换热单元接触,进行二次换热,物料温度再次降低,同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾冷却器内运动,并由第二出料管排出,同时,第二换热单元中水温度升高,由第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中。
[0017]在第二步和第三步中,在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中均设置透风板,且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管,在沸腾冷却器下端设置有第二风管,分别向沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中鼓入空气,使得物料呈松散状态,与第一换热单元和第二换热单元进行充分接触。
[0018]在第三步中,在第二出料管上设置有温度传感器,检测最终得到的物料的温度,且在第一水管上并联设置第三水管,在第三水管上设置有调节阀,当检测得到的物料温度高于预设值时,通过调节阀调节第一水管中水流量的大小,得到满足温度要求的物料。
[0019]本发明焙烧物料余热回收装置及方法的有益效果:物料在沸腾废热锅炉中进行一次换热降温,在沸腾冷却器中二次换热降温,最终得到满足温度要求的物料,与此同时,对换热单元中水进行二次加热,对物料余热进行再利用,节能环保;且在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器下方设置的风管作用下,物料在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中被空气托起,与换热单元进行充分接触,充分进行换热;调节阀的设置,可调节第一水管中水流量的大小,进而实现各种温度物料的换热需求。
【附图说明】
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[0020]图1为本发明焙烧物料余热回收装置的结构示意图;
[0021 ] 1-沸腾废热锅炉,2-第一出料管,3-第一进料口,4-第一换热单元,5-蒸汽管,6_沸腾冷却器,7-第二水管,8-第二出料管,9-第二进料口,10-第二换热单元,11-第一水管,12-水栗,13-阀一,14-阀二,15-调节阀,16-水槽,17-透风板,18-第一风管,19-第一排气管,20-第二风管,21-第二排气管,22-第三水管。
【具体实施方式】
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[0022]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0023]根据图1所示,一种焙烧物料余热回收装置,用于对焙烧后高温粉体及小颗粒物料(粒径为I?2mm)的余热进行回收利用,包括:沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6,所述沸腾冷却器6设置在沸腾废热锅炉I下方,且所述沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6均横向向下倾斜设置,倾斜角度均为7?12°,在本实施例中,将沸腾冷却器6设置在沸腾废热锅炉I的下方,SP沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6的中心线延长线交于一点,使得装置在空间上的设计更加紧凑,所述沸腾废热锅炉I向下倾斜一端的端部设置有第一出料管2,其向上倾斜一端的上部开设有第一进料口 3,物料通过所述第一进料口 3进入所述沸腾废热锅炉I中,所述沸腾废热锅炉I内部设置有第一换热单元4,所述沸腾冷却器6向下倾斜一端的端部设置有第二出料管8,其向上倾斜一端的上部对应第一出料管处设置有第二进料口 9,物料通过所述第一出料管2和第二进料口 9进入所述沸腾冷却器6中,在第二出料管8上还设置有温度传感器(未图示),用以检测最终得到的物料的温度,所述沸腾冷却器6内设置有第二换热单元10,所述第一换热单元4的一端和第二换热单元10的一端通过第二水管7连通,第一换热单元4的另一端与蒸汽管5连接,第二换热单元10的另一端通过第一水管11与水槽16连通,水槽16中盛装有软水,在本实施例中,所述第一、第二换热单元可以采用换热管,且换热管在沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6中波形设置,或者在其他实施例中,第一、第二换热单元可以为多条金属管并列竖向设置,用以增大换热管在沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6中的面积,使得换热管中水与物料进行充分接触,第一水管11上设置有水栗12,水栗12和水槽16之间的第一水管11上设置有阀一 13,在水栗12和沸腾冷却器6之间的第一水管11上设置有阀二 14,且在所述第一水管11上并联设置有第三水管22,所述第三水管22上设置有调节阀15,用以调节第一水管11中水流量的大小,图中箭头表示物料或水或气体的运动方向。
[0024]在所述沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6中设置有透风板17,且在沸腾废热锅炉I下端设置有第一风管18,在所述沸腾废热锅炉I上端设置有第一排气管19,在沸腾冷却器6下端设置有第二风管20,在所述沸腾冷却器6上端设置有第二排气管21,空气分别通过第一风管18和第二风管20进入沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6下部,沸腾空气托起物料向前运动,物料在运动过程中,与第一、第二换热单元充分接触,进行换热,当运动到出料管处,沸腾空气分别通过沸腾废热锅炉I和沸腾冷却器6上部设置的第一排气管19、第二排气管21排出。
[0025]采用上述的焙烧物料余热回收装置进行余热回收的方法,具体步骤如下:
[0026]第一步:打开水栗12,水槽16中水通过第一水管11供入沸腾冷却器6的第二换热单元10中,然后通过第二水管7供入沸腾废热锅炉I的第一换热单元4中;
[0027]第二步:将焙烧后物料通过第一进料口3投入至沸腾废热锅炉I中,物料掉落在沸腾废热锅炉I内设置的透风板17上,空气通过沸腾废热锅炉I下端设置的第一风管18进入沸腾废热锅炉I下部,在沸腾废热锅炉内受热膨胀上升,沸腾空气托起物料向前运动,物料在运动过程中,与第一换热单元4接触,进行一次换热,物料温度降低,物料在自身重力及沸腾空气的推动作用下,在倾斜设置的沸腾废热锅炉I内运动,运动到第一出料管2处排出,沸腾空气则通过沸腾废热锅炉I上部设置的第一排气管19排出,同时,第一换热单元4中水温度升高,变为水蒸汽,由蒸汽管5送往用户;
[0028]第三步:物料通过与第一出料管2对应设置的第二进料口9投入至沸腾冷却器6中,掉落在沸腾冷却器6中设置的透风板17上,空气通过沸腾冷却器6下端设置的第二风管20进入沸腾冷却器6下部,在沸腾冷却器内受热膨胀上升,沸腾空气托起物料向前运动,物料在运动过程中,与第二换热单元10接触,进行二次换热,物料温度再次降低,物料在自身重力及沸腾空气的推动作用下,在倾斜设置的沸腾冷却器6内运动,运动到第二出料管8处排出,沸腾空气则通过沸腾冷却器6上部设置的第二排气管21排出,同时,第二换热单元10中水温度升高,由第二水管7供入沸腾废热锅炉I的第一换热单元4中;
[0029]通过第二出料管8上设置的温度传感器,检测最终得到的物料的温度,当检测得到的物料温度高于预设值时,通过调节设置在第三水管22上的调节阀15,调节阀15关小,调节第一水管11中水流量增大,当检测得到的物料温度低于预设值时,则将调节阀15开大,调节第一水管11中水流量减小,实现各种温度物料的换热需求,最终得到满足温度要求的物料。
[0030]下面结合【附图说明】本发明焙烧物料余热回收装置及方法的一次具体作业过程:
[0031]以高温焙烧后的氧化镁为例,从悬浮焙烧炉最后一级旋风冷却器中排出的氧化镁温度达300°C以上,需要将氧化镁冷却至80°C以下。
[0032]打开阀一 13,启动水栗12,当水栗12正常出水后,再打开阀二 14,此时,温度为20 °C的软水通过第一水管11进入沸腾冷却器6内的第二换热单元10,由第二水管7供入沸腾废热锅炉I的第一换热单元4中;焙烧后的氧化镁通过第一进料口3投入沸腾废热锅炉I,高温的氧化镁被沸腾废热锅炉I下部的沸腾空气托起使物料呈松散状态,由于沸腾废热锅炉I带有倾斜角度,使得物料向低的一侧移动,在此过程中高温氧化镁与沸腾废热锅炉I的第一换热单元4中的60?70 °C的热水进行一次换热后,降温至130 °C,从沸腾废热锅炉第一出料管2排出。
[0033]排出的130°(:氧化镁从沸腾冷却器第二进料口 9进入沸腾冷却器6内部,在沸腾冷却器6下部被来自第二风管20的沸腾空气托起,并由于沸腾冷却器6倾斜的作用使得氧化镁向低的一侧运动,在此过程中氧化镁与沸腾冷却器6内的第二换热单元10 二次换热,换热后氧化镁被降温冷却至80°C以下,冷却后的氧化镁通过沸腾冷却器第二出料管8排出送往用户。
[0034]且在上述过程中,软水则是在沸腾冷却器6中与来自沸腾废热锅炉I的130°C的氧化镁一次换热,由20°C被加热至温度为60?70°C,通过第二水管7供入沸腾废热锅炉I中,与来自冷却器的300 0C的氧化镁进行二次换热,产生压力为0.2MPa、温度为120 V的饱和蒸汽,通过蒸汽管5送往用户。
[0035]最后,通过温度传感器测得第二出料管8处排出氧化镁的温度,来调节调节阀15的开度大小,当沸腾冷却器第二出料管8排出的氧化镁温度高于80°C时,调节阀15关小,反之开大。
[0036]采用本发明进一步回收氧化镁余热与传统方式相比,可回收热量为172107.32KJ/t氧化镁,一台年产30万吨的氧化镁焙烧炉可回收热量51632 XGJ,折标准煤1765吨/年,同时可节约因冷却时蒸发、排污损失的水的量为:3 2 6 O O吨/年,节约水冷却时所需的动力电35000KW.h,社会效益和经济效益显著。
[0037]最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:包括:沸腾废热锅炉和沸腾冷却器,所述沸腾冷却器设置在沸腾废热锅炉下方,且所述沸腾废热锅炉和沸腾冷却器均向下倾斜设置,所述沸腾废热锅炉向下倾斜一端的端部设置有第一出料管,其向上倾斜一端的上部开设有第一进料口,物料通过所述第一进料口进入所述沸腾废热锅炉中,所述沸腾废热锅炉内部设置有第一换热单元,所述沸腾冷却器向下倾斜一端的端部设置有第二出料管,其向上倾斜一端的上部对应第一出料管处设置有第二进料口,物料通过所述第一出料管和第二进料口进入所述沸腾冷却器中,所述沸腾冷却器内设置有第二换热单元,所述第一换热单元的一端和第二换热单元的一端通过第二水管连通,第一换热单元的另一端与蒸汽管连接,第二换热单元的另一端通过第一水管与水槽连通,第一水管上设置有水栗。2.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:所述水栗和水槽之间的第一水管上设置有阀一,在水栗和沸腾冷却器之间的第一水管上设置有阀二,且在所述第一水管上并联设置有第三水管,所述第三水管上设置有调节阀,用以调节第一水管中水流量的大小。3.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:所述沸腾废热锅炉中设置有透风板,且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管,在所述沸腾废热锅炉上端设置有第一排气管。4.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:所述沸腾冷却器中设置有透风板,且在沸腾冷却器下端设置有第二风管,在所述沸腾冷却器上端设置有第二排气管。5.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:所述第二出料管上还设置有温度传感器。6.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:所述水槽中盛装有软水。7.根据权利要求1所述的一种焙烧物料余热回收装置,其特征在于:所述沸腾废热锅炉和所述沸腾冷却器的倾斜角度均为7?12°。8.采用权利要求1所述的焙烧物料余热回收装置进行余热回收的方法,其特征在于:具体步骤如下: 第一步:打开水栗,水槽中水通过第一水管供入沸腾冷却器的第二换热单元中,然后通过第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中; 第二步:将焙烧后物料通过第一进料口投入至沸腾废热锅炉中,物料与第一换热单元接触,进行一次换热,物料温度降低,同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾废热锅炉内运动,并由第一出料管排出,同时,第一换热单元中水温度升高,变为水蒸汽,由蒸汽管送往用户; 第三步:物料通过与第一出料管对应设置的第二进料口掉落至沸腾冷却器中,物料与第二换热单元接触,进行二次换热,物料温度再次降低,同时物料在自身重力作用下在倾斜设置的沸腾冷却器内运动,并由第二出料管排出,同时,第二换热单元中水温度升高,由第二水管供入沸腾废热锅炉的第一换热单元中。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:在第二步和第三步中,在沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中均设置透风板,且在沸腾废热锅炉下端设置有第一风管,在沸腾冷却器下端设置有第二风管,分别向沸腾废热锅炉和沸腾冷却器中鼓入空气,使得物料呈松散状态,与第一换热单元和第二换热单元进行充分接触。10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:在第三步中,在第二出料管上设置有温度传感器,检测最终得到的物料的温度,且在第一水管上并联设置第三水管,在第三水管上设置有调节阀,当检测得到的物料温度高于预设值时,通过调节阀调节第一水管中水流量的大小,得到满足温度要求的物料。
【文档编号】F27D17/00GK105841505SQ201610370016
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】马平, 韩伟智, 王新军
【申请人】沈阳鑫博工业技术股份有限公司
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