一種高溫爐渣熱能利用系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種高溫爐渣熱能利用系統，包括螺旋自轉式的風爐，用于將來自礦物燃燒爐的高溫爐渣與空氣進行換熱；蒸汽蒸發器組，用于利用風爐輸出的高溫空氣將水轉換為過熱蒸汽；汽輪發電機，與蒸汽蒸發器組的過熱蒸汽輸出端相連以發電，然后通過并網控制電路裝置實現并網；所述風爐的內壁上設有耐高溫鋼材制成的螺紋，以在風爐繞其中心軸自轉時，將風爐一端的進料口的高溫爐渣送至風爐另一端的出料口；風爐內的中心軸線上設有水管，水管的末端經所述出料口與高壓水源相連，水管的前端延伸至鄰近所述進料口處，且在水管的前端管壁上分布有多個開口向下的用于定時定量噴水的前端噴水口，水管上鄰近出料口的管壁四周均勻分布有多個的后端噴水口。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種高溫爐渣熱能利用系統。技術背景黃磷是一種非常重要的化工原料，用于生產磷酸、農藥、洗滌劑、磷肥等數百種產品， 廣泛使用在肥料工業，食品工業，醫藥工業、農藥工業，電子工業，紡織工業，飼料工業、 玻璃工業、冶金工業和陶瓷工業等，在國防工業上也有重要地位。黃磷的生產原理是將磷礦 石和還原劑焦丁在電爐的高溫下起還原反應，從而將五氧化二磷中的磷還原成單質磷，同時 產生出大量的尾氣，尾氣中一氧化碳的含量要占80-90%，目前的尾氣基本被放空燃燒掉。黃磷生產是高耗能行業，每生產1噸黃磷至少要消耗1.4萬千瓦時電和1.6噸碳，中國現 有的年產能為80萬噸。同樣，煉鋼、煉鋁、煉銅等行業，也存在類似問題。因此，如何降低 黃磷等資源生產的耗能，以相應大幅降低溫室氣體排放，是我國急需解決的問題。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種能大幅降低資源生產的耗能的高溫爐渣熱能 利用系統。為解決上述技術問題，本技術的高溫爐渣熱能利用系統，包括螺旋自轉式的風爐 ，用于將來自礦物燃燒爐的高溫爐渣與空氣進行換熱;蒸汽蒸發器組，用于利用風爐輸出的高 溫空氣將水轉換為過熱蒸汽；汽輪發電機，與蒸汽蒸發器組的過熱蒸汽輸出端相連以發電， 然后通過并網控制電路裝置實現并網；所述風爐的內壁上設有耐高溫鋼材制成的螺紋，以在 風爐繞其中心軸自轉時，將風爐一端的進料口的高溫爐渣送至風爐另一端的出料口；風爐內 的中心軸線上設有水管，水管的末端經所述出料口與高壓水源相連，水管的前端延伸至鄰近 所述進料口處，且在水管的前端管壁上分布有多個開口向下的用于定時定量噴水的前端噴水 口，水管上鄰近出料口的管壁四周均勻分布有多個的后端噴水口。本技術相對于現有技術具有積極的效果(1)本技術的高溫爐渣熱能利用系 統，利用螺旋自轉式的風爐將來自黃磷爐的高溫爐渣與空氣進行換熱，然后通過蒸汽蒸發器 組將風爐輸出的高溫空氣將水轉換為過熱蒸汽，然后驅動汽輪發電機發電，最后通過并網控制電路裝置實現并網，從而有效利用了高溫爐渣的余熱，能大幅降低磷、鐵、鋁、銅等資源 生產的耗能，節約能源并相應減少大量溫室氣體的排放，具有很好的經濟效益和社會效益。 其中，風爐內的中心軸線上設有水管，以在鄰近進料口和出料口處高壓噴水，從而使液態高 溫爐渣落入進料口后，在高壓噴水的作用下，使爐渣快速固化并產生高溫蒸汽，固化的爐渣 在自轉式風爐內翻轉并逐漸碎化并與爐內空氣成分換熱；在鄰近出料口處噴水口，可進一步 利用爐渣的余熱生成熱蒸汽，該熱蒸汽、經換熱的空氣和所述高溫蒸汽被抽入蒸汽蒸發器組 進行換熱，相對于僅采用普通空氣換熱的方式，采用熱空氣高混合熱蒸汽的方式，其熱容量 更大，利于提高換熱效率。另外，由于落入進料口后的高溫爐渣被高壓噴水迅速降溫，且固 態的爐渣溫度相對較低，同時風爐始終處于繞其水平中心軸自轉的狀態，使風爐內壁與高溫 爐渣的接觸時間控制在一定范圍內，可防止高溫爐渣將爐壁熔化。故而風爐內壁上的螺紋可 采用耐高溫鋼材制成，成本相對低廉，生產維護方便。(2)本技術中，風爐包括空心 錐體段，故而風爐的出料口的高度相對較高，可防止液態的高溫爐渣直接從風爐的出料口流 出；同時利于風爐內的空氣溫度分布均勻。(3)本技術中，在風爐的出風口相對處設 置存風箱，可確保將風爐送出的熱風全部送至蒸汽蒸發器組。風爐內鄰近風爐的出風口處具 有較大空間，可確保有足夠的高溫空氣送入蒸汽蒸發器組。(4)風爐的入風口為空心小柱 體段，其開口相對較小，利于控制進風大小，也可防止熱空氣從所述頂端的開口溢出。(5 )本技術中的燃燒爐還是適于燃燒煤炭和天然氣的氣煤兩用燃燒爐；礦物燃燒爐包括 黃磷爐、金屬提煉爐等一切適于產生高溫爐渣的爐體。過熱蒸汽蒸發器的過熱蒸汽出口與汽 輪發電機之間還可設置一高壓儲氣罐，以確保向汽輪發電機提供穩定壓強的過熱蒸汽。附圖說明圖l為實施例l中高溫爐渣熱能利用系統的結構示意圖； 圖2為圖1的黃磷爐、沉淀池、水洗塔和沉降池的結構示意圖； 圖3為圖1中風爐的剖面結構示意圖；圖4為圖1中風爐的側視圖；圖5為圖1中出渣機和礦物預熱干燥房的結構示意圖； 圖6為圖1中熱水塔的結構示意圖；圖7為實施例1中高溫爐渣熱能利用系統的結構簡圖。其中各附圖標記為l一沉淀池，l-l一金屬礦，2—風爐，2-l—進料口， 2-2—出風板 ，2-2-1--出風口， 2-3--存風箱，2-4--齒條，2-5--齒輪，2-6--同步調速電機，2-7--自動閥門，2-8—承壓輪，2-9—出料口， 2-10—空心柱體段，2-ll—空心錐體段，2-12—水管 ，2-13 — 一前端噴水口， 2-14--支架，2-15 — 一后端噴水口， 3--出渣機，3-1--入渣口， 3-2—出渣口， 3-3—螺旋桿，4一高壓儲氣罐，5—蒸汽蒸發器組，5-l—過熱蒸汽蒸發器， 5-2--次級蒸汽蒸發器，5-3--初級蒸汽蒸發器，5-4--燃燒爐，8--引風機，9--汽輪發電機 ，10--礦物燃燒爐，11--水洗塔，12--沉降池，13--礦物預熱干燥房，14--氣缸，15--高壓 泵，16--操作臺，20--擋風板，21--熱水塔，22--高壓水源。具體實施方式(實施例l)見圖l-9，本實施例的高溫爐渣熱能利用系統包括螺旋自轉式的風爐2，用于將來自礦 物燃燒爐10的高溫爐渣與空氣進行換熱；蒸汽蒸發器組5，用于利用風爐2輸出的高溫空氣將 水轉換為過熱蒸汽；汽輪發電機9，與蒸汽蒸發器組5的過熱蒸汽輸出端相連以發電，然后通 過并網控制電路裝置實現并網；所述風爐2的內壁上設有耐高溫鋼材制成的螺紋，以在風爐 2繞其中心軸自轉時，將風爐2—端的進料口 2-1的高溫爐渣送至風爐2另 一端的出料口 2-9; 風爐2內的中心軸線上設有水管2-12，水管2-12的末端經所述出料口2-9與高壓水源22相連， 水管2-12的前端延伸至鄰近所述進料口2-l處，且在水管2-12的前端管壁上分布有多個開口 向下的用于定時定量(在所述進料口2-l處有爐渣進入時開始噴水，并按實際爐渣的多少相 應控制噴水量，具體是將液態的爐渣基本變成固態即可，這對于本領域的技術人員來講是可 以通過有限次的實驗即可實現)噴水的前端噴水口2-13，水管2-12上鄰近出料口2-9的管壁 四周均勻分布有多個的后端噴水口2-15。所述風爐2包括金屬外殼體、依次設于金屬外殼體內壁上的保溫材料層和由耐高溫鋼 材構成的角度為10-60度的螺旋式螺紋;所述水管2-12為套管，其包括用于在鄰近所述進料口 2-l處噴水的細管和套于該細管上的用于在鄰近所述出料口2-9處噴水的粗管，細管和粗管的 前部端口密封；細管和粗管上設有用于控制其通斷的電磁閥；所述風爐2內還設有與水管 2-12軸承連接的致使2個支架2-14。為使所述風爐實現繞其中心軸自轉，所述風爐2包括設于爐體外壁的至少2個齒條2-4、 由同步調速電機2-6驅動的與各齒條2-4相嚙合以驅動所述風爐2自轉的齒輪2-5、以及對稱設 于爐體下方的用于支撐風爐2的至少兩對承壓輪2-8。所述蒸汽蒸發器組5包括依次相連的過熱蒸汽蒸發器5-l、次級蒸汽蒸發器5-2和初級蒸 汽蒸發器5-3;過熱蒸汽蒸發器5-l的底部設有氣煤兩用的燃燒本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫爐渣熱能利用系統，其特征在于包括：　螺旋自轉式的風爐（２），用于將來自礦物燃燒爐（１０）的高溫爐渣與空氣進行換熱；　蒸汽蒸發器組（５），用于利用風爐（２）輸出的高溫空氣將水轉換為過熱蒸汽；　汽輪發電機（９），與蒸汽 蒸發器組（５）的過熱蒸汽輸出端相連以發電，然后通過并網控制電路裝置實現并網；　所述風爐（２）的內壁上設有耐高溫鋼材制成的螺紋，以在風爐（２）繞其中心軸自轉時，將風爐（２）一端的進料口（２－１）的高溫爐渣送至風爐（２）另一端的出料口（２ －９）；風爐（２）內的中心軸線上設有水管（２－１２），水管（２－１２）的末端經所述出料口（２－９）與高壓水源（２２）相連，水管（２－１２）的前端延伸至鄰近所述進料口（２－１）處，且在水管（２－１２）的前端管壁上分布有多個開口向下的用于定時定量噴水的前端噴水口（２－１３），水管（２－１２）上鄰近出料口（２－９）的管壁四周均勻分布有多個的后端噴水口（２－１５）。

【技術特征摘要】
1、一種高溫爐渣熱能利用系統，其特征在于包括螺旋自轉式的風爐(2)，用于將來自礦物燃燒爐(10)的高溫爐渣與空氣進行換熱；蒸汽蒸發器組(5)，用于利用風爐(2)輸出的高溫空氣將水轉換為過熱蒸汽；汽輪發電機(9)，與蒸汽蒸發器組(5)的過熱蒸汽輸出端相連以發電，然后通過并網控制電路裝置實現并網；所述風爐(2)的內壁上設有耐高溫鋼材制成的螺紋，以在風爐(2)繞其中心軸自轉時，將風爐(2)一端的進料口(2-1)的高溫爐渣送至風爐(2)另一端的出料口(2-9)；風爐(2)內的中心軸線上設有水管(2-12)，水管(2-12)的末端經所述出料口(2-9)與高壓水源(22)相連，水管(2-12)的前端延伸至鄰近所述進料口(2-1)處，且在水管(2-12)的前端管壁上分布有多個開口向下的用于定時定量噴水的前端噴水口(2-13)，水管(2-12)上鄰近出料口(2-9)的管壁四周均勻分布有多個的后端噴水口(2-15)。2、 根據權利要求l所述的高溫爐渣熱能利用系統，其特征在于所述風爐(2)包括設 于爐體外壁的至少2個齒條(2-4)、由同步調速電機(2-6)驅動的與各齒條(2-4)相嚙合 以驅動所述風爐(2)自轉的齒輪(2-5)、以及對稱設于爐體下方的用于支撐風爐(2)的 至少兩對承壓輪(2-8)。3、 根據權利要求2所述的高溫爐渣熱能利用系統，其特征在于所述高溫爐渣從礦物 燃燒爐(10)流出經用于沉淀金屬礦(1-1)的沉淀池(1)后，流至風爐(2)的進料口 ( 2—1)。4、 根據權利要求2或3所述的高溫爐渣熱能利用系統，其特征在于所述風爐(2)的 出料口 (2-9)下方設有螺旋滾筒式的出渣機(3)，出渣機(3)的兩端分別設有與所述出 料口 (2-9)相對的開口向上的入渣口 (3-1)和開口向下的出渣口 (3-2)，出渣機(3)內 設有用于使爐渣向出渣口 (3-2)作翻滾式位移的由電機驅動的螺旋桿(3-3);在鄰近入渣 口 (3-1)的一端所述出渣機(3)與所述蒸汽蒸發器組(5)的換熱氣體出口相連，出渣機(3)的另一端具有用于連接有礦物預熱干燥房(13)的出氣口；在出渣機(3)向礦物預熱 干燥房(13)輸出干燥用的熱氣時，出渣機(3)的入渣口 (3-1)和出渣口 (3-2)閉合。5、 根據權利要求l所述的高溫爐渣熱能利用系統，其特征在于所述蒸汽蒸發器組( 5)包括依次相連的過熱蒸汽蒸發器(5-1)、次級蒸汽蒸發器(5-2)和初級蒸汽蒸發器( 5-3);過熱蒸汽蒸發器(5-1)的底部設有氣煤兩用的燃燒爐(5-4)，燃燒爐(5-4)與用 于輸送由礦物燃燒爐(10)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒岳明，
申請(專利權)人：鄒岳明，
類型：實用新型
國別省市：32[]