[发明专利]基于电石炉的电石显热发电系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电石显热的回收利用，具体的说，是涉及一种基于电石炉的电石显热发电系统及其实现方法。

背景技术

电石的生产过程是一种高耗能工艺，每吨电石综合能耗约1100kg标煤，3400千瓦时电。其中，随着电石出炉带出的显热占到综合能耗的21%左右，即每生产1吨电石，大约有231kg标煤热量浪费掉。

目前的电石生产工艺是将碳素材料、过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃至2200℃左右，形成电石液体，电石液体从电石炉出料口流出，装入铸钢制作的容器中，在自然通风条件下冷却3小时左右，破碎成一定规格的粒径，然后装车运走；在电石生产中，热能在产品出炉到冷却装车这个过程被大量浪费，电石产品出炉的显热未被有效利用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构设计合理、实现方便，且可有效回收电石显热的电石显热发电系统。

为了实现上述目的，本发明采用了技术方案如下：

基于电石炉的电石显热发电系统，包括环绕电石炉一周的环形换热系统，与环形换热系统连通的汽包，通过进汽管道与汽包连接的汽轮机，与汽轮机连接的发电机，以及分别与汽轮机排气口和汽包连接用于将乏汽回收至汽包的回流系统。

具体的说，所述环形换热系统包括环绕电石炉一周的环形上升管和环形下降管，与电石炉出液口对应且上部与环形上升管连通、下部与环形下降管连通的内设有换热器的电石容器，位于环形上升管上方围绕电石炉一周的环形吊装装置，以及设置在环形吊装装置上且可垂直升降并沿环形吊装装置的环形轨迹运动的电石容器罩；所述环形上升管位于环形下降管上方，其中，环形上升管通过第一连接管与汽包连通，环形下降管通过第二连接管与汽包连通。

作为优选，所述电石容器的侧部和底部均设有换热器。

进一步的，所述回流系统包括分别与汽轮机排气口和汽包连接的回流管道，与回流管道连接用于冷却乏汽使其凝结成水的冷却塔，以及设置在回流管道上用于将凝结成水的乏汽抽取至汽包的凝结水泵。

基于电石炉的电石显热发电系统的实现方法，包括以下步骤：

（1）液体电石通过电石炉上的出液口流入电石容器后，电石容器盖扣下；

（2）在电石容器中的液体电石与换热器进行换热，产生由热水和蒸汽构成的汽水混合物；

（3）汽水混合物进入环形上升管中并由第一连接管上升进入汽包；

（4）汽水混合物在汽包内完成汽、水分离；

（5）分离出的蒸汽通过进汽管道进入汽轮机中膨胀做功，驱动发电机运行；分离出的水通过第二连接管进入环形下降管，再通过环形下降管进入电石容器内。

进一步的，在汽轮机中释放了热势能的乏汽进入回流管道，经冷却塔冷凝结成水后，由凝结水泵抽取至汽包，然后再通过第二连接管回流至环形下降管中。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明结构设计合理、实现方便。

（2）本发明与电石生产过程有机地结合为一体，一方面，有效地回收利用了电石生产过程中的显热，降低了电石生产的能耗，另一方面，降低了环境温度，且极大地减少了人工操作的环节，有效地降低了工人作业的危险。

（3）考虑到电石的生产是一个周期过程，并且电石出炉后温度在不断降低，本发明将整个换热设备设计为围绕电石炉一周的环形结构，即环形换热系统，实现低、高温电石的分段利用，低温及部分高温电石作为预热、蒸发热源使用，部分高温电石作为过热热源使用，这样可使电石有效使用温度降低至200摄氏度左右，比传统工艺的破碎温度更低。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

附图中对应的附图标记名称如下：1-进汽管道，2-回流管道，3-发电机，4-汽轮机，5-冷却塔，6-凝结水泵，7-汽包，8-电石炉，9-环形上升管，10-环形下降管，11-电石容器罩，12-环形吊装装置，13-电石炉出液口，14-电石容器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例