[发明专利]适于生成高压热蒸汽的高温炉渣热能利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于生成高压热蒸汽的高温炉渣热能利用系统。

背景技术

黄磷生产是高耗能行业，每生产1吨黄磷至少要消耗1.4万千瓦时电和1.6吨碳，中国现有的年产能为80万吨。黄磷的生产原理是将磷矿石和还原剂焦丁在电炉的高温下起还原反应，从而将五氧化二磷中的磷还原成单质磷，同时产生出大量的尾气和高温炉渣，尾气中一氧化碳的含量要占80-90％，目前的尾气基本被放空燃烧掉。而高温炉渣也是随意被丢弃。

同样，炼钢、炼铝、炼铜等行业，也存在类似问题。因此，如何有效利用高温炉渣的热能并生成适于利用的高压热蒸汽(可应用于浴场、集体宿舍、发电厂等)，以大幅降低温室气体排放，是我国急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、热能转换效率较高的适于生成高压热蒸汽的高温炉渣热能利用系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适于生成高压热蒸汽的高温炉渣热能利用系统，其包括换热室，换热室的前、后端分别设有炉渣入口和炉渣出口，换热室内设有前后贯穿整个换热室的用于搅拌高温炉渣并将高温炉渣从炉渣入口送至炉渣出口的一对平行相邻设置的螺杆；换热室的顶部设有多个透气窗口；各透气窗口上设有换热蒸发器，各换热蒸发器内的换热水管依次串联并构成换热蒸发器组，以利用换热室的各透气窗口输出的换热气体与各换热蒸发器内的换热水管换热，并将换热水管中流经的水转换为高压热蒸汽并输出；换热室的底部设有多个与高压风机的出气口相连的换热气体入口，各高压风机的进气口分别与各换热蒸发器的顶部出气口相连。

为利于提高热能利用率，邻近所述换热室后端的换热蒸发器为用于输入外部高压冷水的后端换热蒸发器，后端换热蒸发器的进水口为第一高压冷水入口，邻近所述换热室前端的换热蒸发器为用于输出高压热蒸汽的前端换热蒸发器，前端换热蒸发器的热蒸汽出口为第一高压热蒸汽出口。高压冷水从换热室后端的换热蒸发器进入换热蒸发器组，由于换热室内的炉渣温度从换热室的前端至后端逐渐变低，因此利于将高压冷水逐步加热直至生成高压热蒸汽。

为进一步确保换热室前端的换热蒸发器输出的高压热蒸汽的温度和压力，所述前端换热蒸发器的底部设有燃气燃烧装置，燃气燃烧装置与用于输送由矿物燃烧炉排放的可燃尾气的管路相连。

为防止螺杆的转轴和螺旋叶片在高温下发生软化并进一步提高热能利用率，所述螺杆的中心转轴为空心转轴，该中心转轴上的螺旋叶片为与所述空心转轴相连通的空心叶片；所述空心转轴的后端口为用于输入外部高压冷水的第二高压冷水入口，空中心转轴的前端口为用于输出高压热蒸汽的第二高压热蒸汽出口。

为提高换热气体与高温炉渣换热效果，所述的一对螺杆的正下方设有一对弧形孔板，各弧形孔板的弧形面与螺杆平行，两个弧形孔板的内侧边相连，各弧形孔板的外侧边与换热室的侧壁相连；弧形孔板上的均匀分布的通孔为开口向下的喇叭形通孔，以确保各通孔输出的气流具有较高的流速和压强，防止炉渣堵塞通孔。

本发明具有积极的效果：本发明的适于生成高压热蒸汽的高温炉渣热能利用系统中，换热室内的一对平行相邻设置的螺杆用于搅拌高温炉渣并将高温炉渣从炉渣入口送至炉渣出口，换热空气从换热室的底部进入，并进入换热室顶部的换热蒸发器，该结构可防止炉渣结块和粘连、利于换热空气与炉渣进行充分换热，与炉渣换热后的换热气体适于及时与换热蒸发器内的换热水管换热，各换热蒸发器内的换热水管依次串联并构成适于逐级加热的换热蒸发器组，从而适于生成高压热蒸汽输出，以满足民用或工业生产等场合的需求。因此，本系统具有结构简单、热能转换效率较高的特点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为实施例中适于生成高压热蒸汽的高温炉渣热能利用系统的结构示意图。

图2为图1中的换热室的俯视图。

图3为图1中的高温炉渣热能利用系统的局部剖面结构示意图。

图4为图1中换热室的弧形孔板的局部剖面视图。

图5为生成所述高温炉渣和可燃尾气的矿物燃烧炉的结构示意图。

其中各附图标记为：1--换热室，1-1--炉渣入口，1-2--炉渣出口，1-3--透气窗口，1-4--换热气体入口，2--螺杆，4--弧形孔板，5--换热蒸发器，6--沉淀池，6-1--金属矿，7--燃气燃烧装置，8--高压风机，9--电机及减速机，10--矿物燃烧炉，11--水洗塔，12--沉降池。

具体实施方式