[发明专利]一种高温物料热能回收系统的工作方法

说明书

本申请是分案申请，原申请的发明创造名称：高温物料热能回收系统 ，申请号： 201210158386.X，申请日：2012-5-21。

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。

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，以便于作为建筑用颗粒料，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且能防止高温物料在冷却时结块的高温物料热能回收系统。

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，该筒体内设有轴向贯穿该筒体的用于将所述高温物料从该筒体的入料口送至出料口的传输带；所述筒体顶部的开口上设有换热器；邻近所述筒体的入料口设有用于将所述高温物料冷却凝固呈颗粒后送至传输带上的冷却碎料装置。其中，换热器用于高温物料余热回收；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。

作为优化的方案，所述筒体内并于所述传输带上方设有刮料板，以使所述传输带上的物料分布均匀，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。

作为优化的方案，各换热器顶部的用于排出换热空气的排气口分别连接有循环气管，各循环气管穿过所述筒体的侧壁并延伸至所述筒体内且于所述传输带的上、下层之间，以在筒体内形成适于向上穿透所述上层带并作用于所述换热器的循环热气流；各循环气管的底部出气口邻近所述上层带的底面并朝上设置。采用循环热气流作用于相应的换热器，避免了热空气的流失，同时补入外部冷空气加热，进一步提高了热能的回收率。

所述冷却碎料装置为对辊破碎机，包括一对相邻平行设置的碎料辊，该碎料辊的内壁设有沿该碎料辊的轴向分布的、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内壁上的半圆管；螺旋式换热管采用半圆管制成，使换热管内的换热介质直接与碎料辊的内壁接触，利于进一步提高热能的转换效率和热能回收率。

进一步，所述的碎料辊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，且所述的一对空心转轴的外端口分别设有转动接头，分别用于连接输入、输出所述换热介质的管体；所述螺旋式换热管的出液端与所述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内并延伸至邻近所述出液空心转轴，以使新进入该碎料辊内的换热介质在该碎料辊内预热后进入所述螺旋式换热管，进行进一步加热，进而延长换热介质的换热行程，提高换热效率。

所述的一对碎料辊的一侧相邻的所述转动接头的外端口相连，以使所述换热介质在该对碎料辊中串联换热，以进一步加热所述换热介质，形成温度更高的换热介质。

进一步，所述的一对碎料辊的另一侧的入液空心转轴经所述转动接头与邻近所述筒体的入料口的换热器的换热介质出口相连。由于碎料辊表面的温度较高，适于进一步加热从所述换热器输出的换热介质，形成温度更高的换热介质。