一种耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收装置及其工艺的制作方法

本发明涉及高温炉余热回收处理领域，特别涉及一种耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收装置及其工艺。

背景技术：

1、在石墨化炉、碳素炉、焙烧炉、预碳化窑炉、陶瓷窑炉、铝合金熔炉等高温窑炉生产过程中，均存在成品或废渣的高温冷却过程，绝大部分企业采用冷风直接吹入或用水喷淋的方法进行降温冷却，这样既浪费了大量的能源，还影响了产品的成品率。目前行业内已有部分企业开始开展对高温窑炉的余热利用技术研究，载热介质大多使用水，但大部分应用仅停留在利用介质固定工况循环换热阶段，操作工艺较为简单，系统适用范围较窄。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收装置，能够快速回收余热，方便后续对余热进行处理。

2、还提出了一种使用上述装置的耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收工艺。

3、根据本发明第一方面实施例的耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收装置，包括：

4、低温罐，能够熔融并输送循环介质；

5、高温罐，能够储存升温后熔融的循环介质，并能够输送循环介质；

6、第一连接管道，连通所述低温罐与所述高温罐，用于沿所述低温罐至所述高温罐方向输送熔融的循环介质，且所述第一连接管道的管壁用于与窑炉内部导热相连；

7、换热组件，能够换热并释放热量；

8、第二连接管道，连通所述低温罐与所述高温罐，用于沿所述高温罐至所述低温罐方向输送熔融的循环介质，所述第二连接管道的管壁用于与所述换热组件导热相连。

9、根据本发明第一方面实施例的耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收装置，至少具有如下有益效果：

10、1.低温罐通过第一连接管道输送熔融的循环介质，第一连接管道与窑炉内部导热相连，第一连接管道与窑炉进行热交换，窑炉温度会高于第一连接管道内的循环介质的温度，使得第一连接管道内的循环介质升温，但循环介质依然处于熔融状态且不会气化，并以升温后的熔融状态进入高温罐内，此时，窑炉内部的热量转移至高温罐内，实现了对窑炉内部的取热；

11、2.高温罐可以通过第二连接管道输送升温后熔融的循环介质，第二连接管道与换热组件导热相连，第二连接管道将与换热组件进行热交换，使得第二连接管道内熔融的循环介质在经过换热组件后降低一定温度，但仍能够以熔融状态回流至低温罐内，此时高温罐内的热量转移至换热组件内，实现了对窑炉内部热量的释热；

12、3.能够快速对窑炉内部的热量进行收集，并转移至换热组件内，通过换热组件对余热进行集中处理，同时对窑炉进行快速冷却，缩短窑炉的冷却时间。

13、根据本发明的一些实施例，所述低温罐通过低温熔盐泵输送熔融状态的循环介质。

14、根据本发明的一些实施例，所述高温罐通过高温熔盐泵输送熔融状态的循环介质。

15、根据本发明的一些实施例，所述第一连接管道途径窑炉内部。

16、根据本发明的一些实施例，所述第一连接管道用于通过热传导件与窑炉内部导热相连。

17、根据本发明的一些实施例，所述第一连接管道于窑炉内部呈蛇形或曲折分布。

18、根据本发明的一些实施例，所述第二连接管道途径所述换热组件。

19、根据本发明的一些实施例，所述第二连接管道于与所述换热组件相连处设有多个散热鳍片。

20、根据本发明的一些实施例，所述换热组件包括换热管道和换热介质，所述换热介质为液态或气态，所述换热介质流动设置于所述换热管道内，所述换热管道与所述第二连接管道导热相连。

21、根据本发明的一些实施例，所述换热组件还包括热传递介质，所述换热管道通过所述热传递介质与所述第二连接管道导热相连。

22、根据本发明的一些实施例，所述热传递介质为固态或形态受到约束的液态或形态受到约束的气态。

23、根据本发明的一些实施例，所述低温罐内设有第一恒温件，以加热维持循环介质的熔融状态。

24、根据本发明的一些实施例，所述高温罐内有第二恒温件，以加热维持循环介质的熔融状态。

25、根据本发明的一些实施例，所述第一恒温件和所述第二恒温件均为储罐伴热装置。

26、根据本发明的一些实施例，所述低温罐上设有用于补充循环介质的熔化室，所述熔化室能够熔融固态循环介质至熔融状态，并能够添加至所述低温罐内。

27、根据本发明第二方面实施例的耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收工艺，使用本发明第一方面实施例所述的耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收装置。

28、根据本发明第二方面实施例的耦合熔盐取热储热的高温窑炉余热回收工艺，至少具有如下有益效果：能够快速对高温窑炉散热时的余热进行处理，窑炉散热更快，余热资源利用效率更高。

29、根据本发明的一些实施例，根据窑炉储热温度范围，划分多个不同且连续的温度区间，两相邻的温度区间之间存在部分数值重合，每一温度区间均具有一低温罐内温度与之对应；

30、在窑炉处于散热状态时，通过取热系统调节取热状态，通过释热系统调节释热状态，通过储热系统调节储热状态；

31、检测窑炉所处的温度区间，通过取热系统、释热系统和储热系统调节低温罐内温度至与此温度区间相对应；

32、在同一温度区间内，通过取热系统、释热系统和储热系统共同维持低温罐的温度，且低温罐内温度与此温度区间相对应，并通过取热系统、释热系统和储热系统对窑炉散热，直至窑炉内温度下降至此温度区间与下一温度区间重合的范围；

33、进入下一温度区间，通过取热系统、释热系统和储热系统调节低温罐内温度至与此温度区间相对应，并维持此温度，取热系统、释热系统和储热系统继续对窑炉散热；

34、重复温度区间的工步，直至窑炉降温至温度最低的温度区间内。

35、根据本发明的一些实施例，检测窑炉内温度t炉，检测低温罐内温度t低，检测高温罐内温度t高，根据t炉、t低、t高计算系统取热负荷与系统最大释热负荷之比x，每一温度区间均具有一系统取热负荷与系统最大释热负荷之比的比值范围，系统根据x所处的比值范围，判断窑炉所处的温度区间。

36、根据本发明的一些实施例，温度区间的数量为三个，依次为高温区间、中温区间和低温区间；

37、若x位于高温区间对应的比值范围内，通过释热系统调节高温罐加大输入至第二连接管道内的流量，通过储热系统调节换热组件的换热效率至低效率，提高低温罐内温度至与高温区间相对应；

38、若x位于中温区间对应的比值范围内，通过释热系统调节高温罐正常输入至第二连接管道内的流量，通过储热系统调节换热组件的换热效率至正常效率，降低低温罐内温度至与中温区间相对应；

39、若x位于低温区间对应的比值范围内，通过释热系统调节高温罐减小输入至第二连接管道内的流量，通过储热系统调节换热组件的换热效率至高效率，降低低温罐内温度至与低温区间相对应。

40、根据本发明的一些实施例，窑炉内部设有温度热电偶。

41、根据本发明的一些实施例，所述第一连接管道与低温熔盐泵的连接处设有第一流量计、第一压力表和第一温度表，所述第一连接管道位于低温熔盐泵和窑炉之间的部分设有第一阀门；所述第一连接管道穿过窑炉后设有第二流量计、第二压力表和第二温度表，所述第一连接管道位于窑炉和高温熔盐泵之间的部分设有第二阀门。

42、根据本发明的一些实施例，所述第二连接管道与高温熔盐泵的连接处设有第三流量计、第三压力表和第三温度表，所述第二连接管道位于高温熔盐泵和所述换热组件之间的部分设有第三阀门；第二连接管道穿过所述换热组件后设有第四流量计、第四压力表和第四温度表，所述第二连接管道位于所述换热组件和低温熔盐泵之间的部分设有第四阀门。

43、根据本发明的一些实施例，所述换热管道的入口侧设有换热介质入口阀。

44、根据本发明的一些实施例，所述低温罐与每一温度区间的对应温度小于或等于此温度区间的最小温度。

45、根据本发明的一些实施例，若窑炉处于非散热状态，所述低温罐通过取热系统处于保温状态；若所述换热组件无需释热，所述高温罐通过释热系统处于保温状态。

46、根据本发明的一些实施例，在保温状态，所述低温罐、所述高温罐均维持最小输出，以确保所述第一连接管道及所述第二连接管道中的循环介质保持熔融状态。

47、根据本发明的一些实施例，在取热状态，所述低温罐增大输入至所述第一连接管道内的流量，以超过其保温状态的流量；在释热状态，所述高温罐增大输入至所述第二连接管道内的流量，以超过其保温状态的流量，且所述换热组件开始工作换热。

48、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。