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
:
[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】
:
[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】
:
[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】
:
[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】
:
[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