[发明专利]高温物料热能回收系统及其工作方法

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）顶部的开口上设有换热器（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；所述碎料辊（6）的两端中央分别设有入液、出液空心转轴；该对空心转轴分别轴承配合于一对轴承座上，且所述的碎料辊（6）中的螺旋式换热管通过该对空心转轴串联在与所述筒体（1）的出料口邻近的一对换热器（5）中的换热管之间；或，所述螺旋式换热管与邻近所述筒体（1）的出料口的一个或多个换热器（5）中的换热管的底部盘管并联；所述螺旋式换热管的入液、出液端分别与所述入液、出液空心转轴的内端口相连；或，所述螺旋式换热管的出液端与所述出液空心转轴的内端口相连，所述螺旋式换热管的入液端在该碎料辊（6）内并延伸至邻近所述出液空心转轴；所述筒体（1）内且于所述上层带下方设有多个相间分布的隔舱板（10），相邻的一对隔舱板（10）之间构成的腔体与一所述换热器（5）上下相对分布；所述的一换热器（5）顶部的排气口输出的空气适于通过所述循环气管（8）送至该换热器（5）正下方的所述腔体中；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。