[发明专利]用于回收内部隔热反应器中产生的废热的系统和方法

说明书

本发明提供了用于回收由内部隔热式回转窑排放的热量的系统和方法。所述系统包括包封所述窑的外壳体(102)的一部分的一个或多个模块(202)。所述模块(202)包括限定所述模块(202)内的空间的内壳体(308)和外壳体(306)。所述模块(202)设置有被配置来将水接收到所述模块(202)中的入口(302)。通过所述入口(302)接收的所述水使用布水器(312)在所述内壳体(308)中更靠近所述外壳体(308)的表面上以膜的形式散开。每个所述模块(202)还包括压力调节装置，其被配置来确保所述模块(202)内的压力接近周围压力；以及出口(304)，其被配置来允许热水从所述模块(202)离开。

相关申请的交叉引用

这个完整的专利申请要求于2013年7月26日提交的印度临时专利申请3349/CHE/2013和2013年10月02日提交的印度临时专利申请4474/CHE/2013的优先权，这些申请以引用的方式整体并入本文。

背景

领域

公开的主题涉及废热管理领域，并且更具体地但非排他地涉及回收内部隔热反应器(诸如回转窑)中产生的废热。

相关领域的讨论

通常，回转窑用于生产水泥、石灰和海绵铁以及其他应用。窑内的温度可为1000℃或更高。因此，窑通过提供内部耐火炉衬来隔热以避免窑的壳体过热。

已观察到，呈补料形式的耐火炉衬有时会从炉衬中脱离。此类补料的形成导致壳体的对应部分的直接加热，从而导致热点。如果早期未检测到此类热点，那么部分壳体会得到直接加热，从而导致壳体变形，并且可能会使窑不起作用。即使在耐火炉衬存在的情况下，也已观察到，窑的壳体的温度处于200℃至300℃或更高的水平，这会导致相对较高的热量因辐射和对流损失而损失到周围环境。

在一段时间内，已经做出努力以避免热量损失到周围环境。所提出的理论技术中的一些包括增加内部隔热体的厚度或质量，利用轻质材料包封壳体并且外壳体提供包围窑的壳体的外部隔热体，而使外壳体与窑壳体之间存在小的空间。

增加内部隔热体的厚度或质量增加了隔热体的成本和/或重量和体积，从而使其难以实施。

利用轻质隔热材料(诸如，矿物棉)包封壳体的方法解决一些上述问题。然而，此类包封体限制了确定热点的可能性，并且在热点发生时会增加损坏，因为输入到壳体的附加的热输入因附加的隔热体而无法散发出来。如前所述，在早期无法确定热点具有严重后果。

相似地，提供在包围但不接触窑的壳体的外侧上隔热的外壳体可减少热量损失到周围环境。然而，这种系统也限制热点的确定，并且大大地增加了热点形成的速度。

前述技术具有如所强调的缺点，因此尚未被广泛采用。

此外，已经做出尝试来利用由窑的壳体排放的热量。已在编号为PCT/US2010/020116的PCT申请和美国专利4238187中公开了尝试利用由窑的壳体排放的热量的几项技术。

PCT/US2010/020116公开了用于通过在窑的壳体上方提供包封体来从窑的壳体回收热量的技术。在本技术中，窑的燃烧空气穿过包封体，从而降低燃料的特定消耗。此项技术的一个严重缺点是，其通过与正加热的空气进行热交换而不可避免地冷却了包封体，并且因此增加正通过壳体传递出去的热量。因此，只要所有空气可被用作燃烧空气，就将对热损失具有积极效果。此外，在石灰厂和水泥厂两者中，在此项技术可使用的情况下，已存在大量的低温热量，可以比建立如所建议的结构低得多的成本将低温热量用于简单的燃烧空气预热器中。因此，所建议的技术可能在经济上不可行。