[发明专利]高温物料热能回收系统

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请号 ：201210214338.8 ，申请日 ：2012-6-26 ，发明名称 ：高温物料热能回收系统。

技术领域

本发明涉及高温物料余热回收利用的技术领域，具体是一种高温物料热能回收系统及其工作方法。

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。黄磷生产过程中将产生大量高温炉渣。同样，炼钢、炼铝、炼铜等行业，也存在大量高温炉渣。

因此，如何回收利用高温炉渣的热能，以降低黄磷等资源生产和冶金行业等的耗能，以相应大幅降低温室气体排放，是我国急需解决的问题。

此外，黄磷矿渣是黄磷生产过程中排出的废渣。其主要组成为CasiO₃。磷渣是由磷灰石、石英、焦碳在电弧炉中,以1600℃左右的高温熔炼,发生反应而排出的废渣；磷渣在空气中逐渐冷却结晶呈体积较大的块状物，该块状物整体硬度接近花岗岩，不利于回收利用。

如何提供一种既能较充分地利用磷渣等高温物料在冷却过程中的热能，又能防止高温物料在冷却时结块，并生成颗粒料，以便于作为建筑等领域用的颗粒料，是本领域要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、高温物料余热回收率较高的高温物料热能回收系统及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的高温物料热能回收系统包括：筒体（1），该筒体（1）内设有轴向贯穿该筒体（1）的用于将所述高温物料从该筒体（1）的入料口送至出料口的炉排（2）；所述筒体（1）顶部的多个开口上各设有换热器（5）；所述筒体（1）的入料口设有一对用于进料并冷却凝固所述高温物料的碎料辊（6），该对碎料辊（6）下方设有相邻平行设置的布料板（18）和布料辊（4），用于将落入该布料板（18）和布料辊（4）之间的所述高温物料进一步冷却凝固后粉碎成颗粒状，并将该颗粒物料送至所述炉排（2）上；所述碎料辊（6）的内壁设有沿该碎料辊（6）的轴向分布的、用于加热所述换热介质的螺旋式换热管，该螺旋式换热管为开口焊接在所述碎料辊（6）内壁上的半圆管；进一步，为防止高温物料在冷却时结块，所述筒体的入料口设有一对用于进料并冷却凝固所述高温物料的碎料辊，该对碎料辊下方设有相邻平行设置的布料板和布料辊，用于将落入该布料板和布料辊之间的所述高温物料进一步冷却凝固后粉碎成颗粒状，并将该颗粒物料送至所述炉排上。其中，换热器用于高温物料余热回收；所述的碎料辊、布料板和布料辊构成一冷却碎料装置，用于冷却凝固高温物料并生成颗粒料，防止物料在冷却时结块，同时生成颗粒料后物料的散热面积大幅增加，利于物料的余热充分、快速释放，利于提高热能的回收率。

所述布料板适于透风，布料板的背面分布有多个用于向布料板上的所述高温物料鼓风的鼓风嘴。

所述布料板倾斜分布且其上端面为锯齿面；或该布料板为弧度为45-90°、纵向设置的弧形板，且其用于承载所述高温物料热的凹面上分布有锯齿，弧形板的底部边缘邻近所述布料辊的底部；所述布料辊的柱面上分布有锥形凸起，用于将该布料板上的物料粉碎并送至所述炉排上。

所述布料板上设有锯齿面，利于增大所述高温物料的散热面积，利于其进一步快速冷却、凝固；锥形凸起，可防止所述高温物料粘结在该凸起上。布料辊与布料板的配合使用，利于进一步碎化物料，进一步增加散热面积，利于物料的余热充分、快速释放，利于提高热能的回收率。

作为优化的方案，所述筒体内、在所述布料辊的下游并于所述炉排上方设有刮料板，以使所述炉排上的物料分布均匀，利于物料的余热均匀、充分、快速释放，利于提高热能的回收率。所述刮料板适于透风，依次穿过所述布料板上的高温物料的热风适于通过该刮料板并进入与该刮料板相邻的所述换热器中；该换热器的用于排出换热空气的排气口经风机与所述的各鼓风嘴相连，以形成换热空气的闭路循环，避免热能逃逸至空气中。

作为进一步优化的方案，所述筒体顶部的开口分布有多个，各开口上的换热器中的用于输送换热介质的换热管依次串联，低温态的换热介质从邻近所述筒体的出料口的换热器的换热介质入口输入，由于在所述换热介质的流动方向上的各换热器中的换热管温度逐级升高，从而适于使所述换热介质被逐级加热，并达到较高的温度；换热器的换热介质出口用于连接其他换热设备，用于生产热水、热空气或过热蒸汽等。