一种镁渣余热利用装置的制作方法

1.本技术涉及工业废渣处理技术领域，尤其涉及一种镁渣余热利用装置。


背景技术：

2.随着经济的发展，金属镁的需求也日益增多。研究数据表明，每生产1吨金属镁大约会排出8～10吨的镁渣，其出炉温度很高，一般在1200℃-1400℃。
3.现有的镁渣回收装置无法对高温的镁渣进行降温预处理，生产中常将高温的镁渣置于空气中自然冷却再回收利用，浪费了大量的热能。另外，镁渣的自然冷却耗时很长，一般需要5-7天，镁渣的堆放也需要占用大量的土地资源，其吸湿性强，容易造成土壤板结，严重破坏了自然环境。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种镁渣余热利用装置，解决了现有技术中镁渣余热未利用、镁渣堆放占地和环境污染的技术问题。
5.本实用新型实施例提供了一种镁渣余热利用装置，包括锅炉、换热系统、履带传输系统和汽水分离系统；所述履带传输系统和所述换热系统位于所述锅炉的内部；所述换热系统环绕于所述履带传输系统的上部，且所述换热系统的内部管道构成热系统循环回路，用于吸收高温镁渣的热量；所述锅炉的顶部设置有排烟管，且所述锅炉的侧壁和底部分别设置有进料口和出料口；所述汽水分离系统位于所述换热系统的上方，且所述汽水分离系统与所述换热系统连通，以将所述换热系统传入的汽水混合物分离。
6.在一种可能的实现方式中，所述换热系统包括集水管、锅筒和水冷壁管；所述集水管的上方设置有所述锅筒，多排所述集水管沿着第一方向阵列，且所述锅筒和所述集水管分别环绕连接于所述锅炉的内壁；多个所述水冷壁管沿着所述第一方向阵列，且所述水冷壁管的两端分别与位于底部的所述集水管、所述锅筒连通。
7.在一种可能的实现方式中，所述换热系统还包括折烟墙；所述锅筒的下方设置有多排所述折烟墙，且所述折烟墙环绕安装于所述集水管的内壁；多排所述折烟墙将所述换热系统分成多个热交换室，每个所述热交换室的顶部均设置有出气口，多个所述出气口沿着所述第一方向交错布置，以形成曲折的烟道。
8.在一种可能的实现方式中，所述换热系统还包括冲刷管；所述冲刷管与所述折烟墙连接，且连通于所述集水管；多个所述冲刷管沿第三方向设置，且沿着所述第一方向设置有多排。
9.在一种可能的实现方式中，所述冲刷管嵌入所述折烟墙并交替排列形成密封烟道。
10.在一种可能的实现方式中，还包括风仓；多个所述风仓沿第二方向设置于所述履带传输系统的内部，被配置为所述高温镁渣的热量吹入所述换热系统的内部。
11.在一种可能的实现方式中，还包括支撑架；所述支撑架的顶部与所述履带传输系
统连接，且所述支撑架放置于地面。
12.在一种可能的实现方式中，所述履带传输系统的表面设置有炉排。
13.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
14.本实用新型实施例提供的镁渣余热利用装置包括锅炉、换热系统、履带传输系统和汽水分离系统。运渣小车将高温的镁渣通过进料口传入履带传输系统，履带传输系统将高温的镁渣运入炉内，高温镁渣产生的高温烟气借助自身的浮升力上升至换热系统，将热量传给换热系统，在高温烟气与换热系统换热过程中，换热系统内的水因受热变成汽水混合物进入汽水分离系统，汽水分离系统将换热系统传入的汽水混合物分离，分离出的蒸汽进入被收集利用，分离出的水回落入换热系统，再次进行受热-上浮-分离的循环过程。经过换热的高温烟气在锅炉的顶部流入排烟管中并送往下游烟气净化处理系统处理。经过热量交换的低温镁渣通过履带传输系统排入出料口，由运渣小车运出。因此，本技术实施例通过镁渣余热利用装置可以快速的收集高温镁渣的余热，将高温的镁渣冷却，极大提升了镁渣的利用效率，解决了镁渣的余热未利用、镁渣堆放占地和环境污染的技术问题，能充分、高效地利用热态炉渣的高温热能，达到节能降耗、降低生产成本的目的。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
16.图1为本技术实施例提供的高温镁渣余热处理装置的结构示意图；
17.图2为本技术实施例提供的高温镁渣余热处理装置的折烟墙与冲刷管结构示意图；
18.图3为图1中b-b截面的剖视图；
19.图4为图1中a-a截面的剖视图。
20.附图标记：1-锅炉；2-履带传输系统；3-炉排；4-风仓；5-换热系统；51-出气口；52-锅筒；53-集水管；54-水冷壁管；55-冲刷管；56-折烟墙；-热交换室；6-汽水分离系统；7-蒸汽系统；8-排烟管；9-进料口；10-出料口；11-运渣小车；12-支撑架。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限
制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
23.本技术实施例提供的镁渣余热利用装置如图1至图4所示。图1为本技术实施例提供的高温镁渣余热处理装置的结构示意图，图2为本技术实施例提供的高温镁渣余热处理装置的折烟墙与冲刷管的局部放大视图，图3为图1中b-b截面的剖视图，图4为图1中a-a截面的剖视图。
24.如图1所示，本技术实施例提供的一种镁渣余热利用装置，包括锅炉1、换热系统5、履带传输系统2和汽水分离系统6。履带传输系统2和换热系统5位于锅炉1的内部。
25.具体地，履带传输系统2可以采用金属材质，以能够耐受镁渣的高温为原则。
26.如图1所示，换热系统5环绕于履带传输系统2的上部，且换热系统5的内部管道构成热系统循环回路，用于吸收高温镁渣的热量。
27.继续参照图1所示，锅炉1的顶部设置有排烟管8。高温烟气经过换热系统5换热之后，流入排烟管8，并送往下游烟气净化处理系统处理，避免对大气造成污染，达到节能减排的效果。
28.本技术实施例的一种实现方式中，锅炉1的侧壁和底部分别设置有进料口9和出料口10。高温的镁渣通过进料口9借自重力流入履带传输系统2，完成散热过程的镁渣在履带传输系统2的末端借自重力掉落入出料口10。
29.继续参照图1所示，汽水分离系统位于换热系统5的上方，且汽水分离系统与换热系统5连通，以将换热系统5传入的汽水混合物分离。
30.运渣小车11将高温的镁渣通过锅炉1的进料口9传入履带传输系统2，履带传输系统2将高温的镁渣运入锅炉1内部，高温镁渣产生的高温烟气借助自身的浮升力上升至换热系统5，将热量传给换热系统5，在高温烟气与换热系统5换热过程中，换热系统5内的水因受热变成汽水混合物进入汽水分离系统6，汽水分离系统6将换热系统5传入的汽水混合物分离，分离出的蒸汽被收集利用，分离出的水回落入换热系统5，再次进入受热-上浮-分离的循环过程。经过热量交换的低温镁渣通过履带传输系统2排入出料口10，由运渣小车11运出。高温镁渣一般通过自然冷却需要5-7天时间，通过该镁渣余热利用装置可以将镁渣自然冷却的时间缩短至1-2小时，能充分、高效地利用高温镁渣的余热，达到节能降耗、降低生产成本的目的，有效的释放了被占用的土地资源和加速了镁渣的利用效率。
31.示例性地，如图1中提供了换热系统5的一种具体结构形式。具体地，换热系统5包括集水管53、锅筒52和水冷壁管54。所述集水管53的上方设置有所述锅筒52，多排集水管53沿着第一方向阵列，且锅筒52和集水管53分别环绕连接于锅炉1的内壁，多个水冷壁管54沿着第一方向阵列，且水冷壁管54的两端分别与位于底部的集水管53、锅筒52连通。
32.具体地，水冷壁管54、锅筒52和水冷壁管54共同将炉膛围成方形，水冷壁管54采用密排的布置方式。对水冷壁管54进行密排后，可以有效提高换热系统5的密封性能，减小漏风，降低散热损失，从而达到提高换热效率的目的。在该镁渣余热利用装置运行过程中，水冷壁管54中的水吸收来自高温烟气的辐射热量，由具有一定欠焓的过冷水逐渐变成汽水混
合物，上升进入上锅筒52。
33.该换热系统5的集水管53、锅筒52和水冷壁管54可以采用钢材材质。对集水管53、锅筒52和水冷壁管54进行镀锌处理，提高其耐腐蚀性能。集水管53、锅筒52和水冷壁管54外表面均不应有裂纹、压扁、严重锈蚀等缺陷。
34.水冷壁管54与锅筒52、集水管53的连接采用胀接的方式，采用胀接的方式主要减小水冷壁管54和锅筒52、集水管53相互之间的影响，降低或消除各应力的影响。在水冷壁管54出现故障时，可实现对水冷壁管54的快速更换，对锅筒52及集水管53的影响较小。当然，水冷壁管54与锅筒52、集水管53的连接并不以胀接为局限，也可以水冷壁管54与锅筒52、集水管53的连接采用胀焊的方式，如果采用胀焊并用的方法，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，而且还能消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高其使用寿命。传统的锅炉的水冷壁管54排列较稀疏，水冷壁管54的连接通常采用焊接形式。在该镁渣余热利用装置中，由于水冷壁管54是密排布置，如果采用焊接的方式，会造成水冷壁管54与锅筒52、集水管53相连接的部位产生较大的塑性变形，影响其使用寿命。
35.本技术实施例的一种实现方式中，为了便于安装各个管道。水冷壁管54与锅筒52之间、水冷壁管54与集水管53之间垂直连接。当然，本技术实施例中不局限于垂直连接，水冷壁管54与锅筒52之间、水冷壁管54与集水管53之间非垂直连接也可以。
36.在镁渣余热利用装置换热交换之前，经水处理设备处理并符合锅炉1水质要求的给水由水泵加压，进入锅炉1内部，高温镁渣产生的高温烟气与冷壁管54进行强烈的辐射换热，冷壁管54的水的温度迅速升高，在冷壁管54内形成汽水混合物，向上流入锅筒52，在锅筒52内，借助汽水分离系统6和水本身的重力分离作用，使汽水混合物得到分离，分离出的蒸汽被收集，分离下来的水回落到锅筒52中，流回水冷壁54中，再次进入受热-上浮-分离的循环过程。
37.具体地，锅筒52的主要作用是向汽水分离系统6供应汽水混合物和向循环回路供水。
38.进一步地，换热系统5还包括折烟墙56。锅筒52的下方设置有多排折烟墙56，且折烟墙56环绕安装于集水管53的内壁，多排折烟墙56将换热系统5分成多个热交换室57，每个热交换室57的顶部均设置有出气口51，多个出气口51沿着第一方向交错布置，以形成曲折的烟道。
39.继续参照图1所示，折烟墙56与集水管53组成只有出气口51的密封烟道，多排折烟墙56交错式安装，折烟墙56与集水管53将换热系统5分割成多个热交换室57，从而高温烟气沿着每个出气口51流动形成s形曲线，增加了高温烟气在换热系统5内的停留时间，进一步提高了换热的效率。
40.本技术实施例的一种实现方式中，如图1所示，折烟墙56设置为2排，上下交错式安装，使得烟气呈s型曲折的横向冲刷。
41.如图3所示，在本技术实施例的一种实现方式中，换热系统5还包括冲刷管55。
42.如图1所示，所述冲刷管55与所述折烟墙56连接，且连通于所述集水管53。多个所述冲刷管55沿第三方向设置，且沿着所述第一方向设置有多排。
43.冲刷管55、集水管53、水冷壁管54和锅筒52形成换热系统5循环回路。冲刷管55采用密排的布置方式。对冲刷管55进行密排后，高温烟气与冲刷管55进行对流换热，能够进一
步加大换热系统5的换热面积，降低散热损失，从而进一步提升换热效率。
44.具体地，冲刷管55可以采用钢材材质，对冲刷管55进行镀锌处理，提高其耐腐蚀性能，冲刷管55外表面不应有裂纹、压扁、严重锈蚀等缺陷。冲刷管55与集水管53的连接采用胀接的方式，采用胀接的方式主要是减小冲刷管55和集水管53相互之间的影响，降低或消除各应力的影响。在冲刷管55出现故障时，可实现对冲刷管55的快速更换，对集水管53的影响小。当然，冲刷管55与集水管53之间的连接并不以胀接为局限，也可以采用胀焊的方式。如果采用胀焊并用的方法，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，而且还能消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高其使用寿命。
45.如图2所示，冲刷管55嵌入折烟墙56并交替排列形成密封烟道。具体地，折烟墙56由多片钢板组成，一片钢板连接一根冲刷管55，如此交替排列形成密封烟道。
46.如图1所示，本技术实施例提供的一种镁渣余热利用装置还包括风仓4。多个风仓4沿第二方向设置于履带传输系统2的内部，被配置为高温镁渣的热量吹入换热系统5的内部。在风仓4送风作用下镁渣散热过程中的辐射散热和对流散热进一步得到增强，进一步提升换热的效率。
47.本技术实施例提供的一种镁渣余热利用装置还包括支撑架12。支撑架12的顶部与履带传输系统2连接，且支撑架12放置于地面。
48.继续参照图1所示，履带传输系统2的表面设置有炉排3。炉排3可以耐受镁渣的高温。具体地，炉排3可以采用灰生铁或锰铁的材质，灰生铁或锰铁的受热膨胀系数较小，不容易变形和损坏，使用寿命长。炉排3可拆卸连接于履带传输系统2。炉排3和履带传输系统2的连接方式通过卡接来实现可拆卸，所谓卡接即炉排3的内侧设置有环形凸起，履带传输系统2的外侧设置有与环形凸起配合的环形凹槽，或者履带传输系统2的外侧设置有环形凸起，炉排3的内侧设置有与环形凸起配合的环形凹槽。当然，炉排3的内侧与履带传输系统2的外侧的连接方式不以卡接为限制，也可以采用螺纹连接等其他能够实现可拆卸的连接方式，比如在炉排3的内侧设置有内螺纹，在履带传输系统2的外侧设置有外螺纹，或者在炉排3的内侧设置有外螺纹，在履带传输系统2的外侧设置有内螺纹，本技术对炉排3的内侧和履带传输系统2的外侧之间的可拆卸连接的具体结构形式并不做限制。炉排3的内侧和履带传输系统2的外侧之间采用可拆卸连接，方便炉排3拆卸下来进行维护或者更换。
49.高温镁渣在运渣小车11中借自重力下落到炉排3上，炉排3借助履带传输系统2将高温镁渣带入锅炉内部，镁渣一边换热一边缓慢向后移动，完成散热过程的镁渣在炉排3末端借自重掉落进入出料口10，由运渣小车11运出。本技术实施例提供的一种镁渣余热利用装置极大提升镁渣的利用效率，从根源解决了镁渣的堆放占地问题和环境污染问题。
50.如图1所示，进一步地，本技术实施例提供的一种镁渣余热利用装置还包括蒸汽系统7，蒸汽系统7位于锅炉1上方，汽水分离系统6的两端分别连接于换热系统5的锅筒52和蒸汽系统7，蒸汽系统7用于收集汽水分离系统6分离出的蒸汽。
51.继续参照图1所示，锅炉安装于半地下室或者地面均可以。如果锅炉安装在半地下室，履带传输系统2和支撑架12、进料口9和出料口10均设置于半地下室。
52.本技术实施例提供了一种镁渣余热利用方法，包括高温的镁渣通过进料口9传入履带传输系统2；高温的镁渣通过履带传输系统2运入锅炉1内部；高温的镁渣产生的高温烟气借助自身热浮力上升至换热系统5；高温烟气通过每个热交换室的出气口51曲折地进入
排烟管8；高温烟气与水冷壁管54进行辐射换热，同时与冲刷管55进行对流换热，经过换热的水冷壁管54和冲刷管55内的水温迅速升高，在冷壁管内形成汽水混合物；汽水混合物通过锅筒52进入汽水分离系统，汽水分离系统使汽水混合物分离；经过热量交换的低温的镁渣通过履带传输系统2排入出料口。
53.本技术实施例提供的镁渣余热利用装置做到机械冷却镁渣的同时收集镁渣余热，可利用镁渣由1200℃降低至200℃过程中的废热生产大量蒸汽或热水，用于工艺流程或生活热水，减少了其他形式燃料(如煤、天然气)的使用，降低了生产成本。
54.本技术实施例的镁渣余热利用装置是对传统的链条式燃煤蒸汽锅炉进行了改造，去除了燃烧部分，通过设计气流在锅炉1内部的流动路线，使镁渣的余热与水冷壁管54进行辐射换热，同时与冲刷管55进行对流换热，从而做到机械冷却镁渣的同时收集镁渣余热。本技术实施例的余热收集过程无二次燃烧，为低碳产热过程，大量推广后可有效降低整个行业的碳排放量。
55.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
56.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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技术技术方案的范围。