[实用新型]一种超高温颗粒状物料可移动式快速降温及余热回收装置

说明书

一种超高温颗粒状物料可移动式快速降温及余热回收装置，属于石墨化炉及工业节能技术领域。静态石墨化炉出料时颗粒状物料中心温度高达2400℃以上，需降至100～200℃后出料，现状依靠空气自然冷却分层出料通常约需15天，而其它工艺5天，本专利采用可移动式热管余热回收装置，由取热管簇、释热器、锅筒、移动机构组成，其中取热管簇自上部插入超高温颗粒状物料一定深度，并将热量转移给管内的载热介质，载热介质再进入释热器并将热量转移给用热介质。物料分层降温、分层出料，降温及出料时间缩短为1～5天，主工艺产能增加1～2倍以上，回收的余热可产生发电及供热效益。本专利也适用于煅后焦等高温物料的快速降温并提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及一种超高温颗粒状物料可移动式快速降温及余热回收装置，属于石墨化炉和工业节能技术领域。

背景技术

石墨化炉可用于石墨化产品生产，其产品可进一步加工成坩埚等产品，目前应用领域及需求量均大幅增加，但静态石墨化炉的工作过程存在生产周期过长、生产效率过低、耗电量过大、作业扬尘、生产成本过大等问题。静态石墨化炉的工作过程如下：上料——通电并高温石墨化——冷却——出料。其中石墨化后的物料的中心区温度可达2400～2800℃以上，需要冷却到100～200℃才可出料。此前冷却过程为：在其上部喷淋水，并依靠环境空气自然冷却降温到300～500℃左右，由抓斗将上层降温后的物料移出到地面继续敞口冷却至100℃左右，再打包外运，其中上料+石墨化时间约5天，而降温出料时间长达10～15天以上。同时，该作业方式存在严重的扬尘污染问题，已越来越收到环保、政策限制等问题，已转为全封闭防尘操作，上层高温物料通过环境空气自然降温到例如200℃以下，由可移动式的抽吸风管将最上层少量颗粒状物料吸走、打包，再等待其下一层物料自然降温后再行吸走，如此反复导致生产周期更长、工作效率更低。

清华大学李先庭教授团队和北京清大天工能源技术研究所曾经联合开发了静态石墨化炉的管束式物料降温及余热回收技术系统，在石墨化炉的墙体周边及底部设置冷却管束，可加速高温物料的降温过长，并对余热进行回收利用。但上述技术系统主要着眼于余热回收及节能功能，因石墨化炉内部尺寸较大、物料导热系数相对不高、中心物料温度极高等，总体降温速度不够快速，难以解决石墨化炉最大的工作效率问题。需要在上述专有技术的研究和工程试验的基础上，研制更加快速降低该超高温物料温度的方式方法。

实用新型内容

本实用新型的目的和任务是，针对上述石墨化炉等的超高温颗粒状物料降温过程中存在的主要问题，采用可移动式快速降温及余热回收装置，实现对超高温物料的快速降温，大幅节省降温及出料时间、提高生产作业效率，为石墨化炉的高效清洁化生产提供基础性的技术条件。

本实用新型的具体描述是：一种超高温颗粒状物料可移动式快速降温及余热回收装置，其特征在于，在静态石墨化炉1的内部设置可移动式快速降温及余热回收装置10，该装置由取热管簇4、释热器7、锅筒8、移动机构6及连接管路组成，其中取热管簇4的最下端设置有耐磨椎体5，取热管簇4的上端与释热器7的下端相连通，释热器7设置于锅筒8内，锅筒8还设置有介质进口管3和介质出口管9，锅筒8的外侧设置有移动机构6。

可移动式快速降温及余热回收装置10插入静态石墨化炉1的内部超高温颗粒状物料2的深度为0.0～4.0m，优选地，0.2～1.0m。

取热管簇4和释热器7的内部工作介质为耐高温型热管相变介质，锅筒8的内部工作介质为水。

取热管簇4和耐磨椎体5的材料均采用金属或非金属耐磨耐高温材料。

本专利采用热管换热方式，逐层将超高温颗粒状物料进行快速降温，并回收余热以作发电供热之用，可将降温及出料时间大幅缩短几倍乃至十几倍以上，例如将出料时间压缩档1～5天，则总生产周期可缩短到6～10天，从而生产效率可提高2～3倍以上，主工艺产能增加1～2倍以上，提高生产效率及产品质量。同时，大量热能得以回收，可转变为蒸汽进行发电或供热。本专利可同时实现提高生产效率、节能、环保等多重技术经济效果。

附图说明