[发明专利]一种高效双热阱固体散料余热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温固体散料余热回收装置，特别涉及一种大范围颗粒尺寸和形态的高温固体散料的高效双热阱固体散料余热回收装置。

背景技术

工业生产过程常常会产生大量温度高达数百摄氏度，甚至上千摄氏度的高温固体散料，如干法粒化后的高炉渣颗粒、高温冶金渣粒、焙烧后的分子筛催化剂、出炉后的化学产品等。回收利用这些高温固体散料和伴随产生的高温烟气的余热资源，对工业节能减排，提高能源利用效率，有着至关重要的作用。为此可用的技术理念有三类:(1)直接换热；一般借助空气、水和导热油等作为换热介质，通过介质-固体直接接触实现热量交换。该方法效率高但无法保证换热介质清洁；(2)间接换热；换热介质通过间壁从高温散料取热，避免与固体散料直接接触，确保无污染；(3)辐射传热：利用固体散料向外发射辐射能转化成换热介质的热能以实现传热。

因为直接换热难以得到清洁介质，辐射传热难以利用设备有效实现。目前研究倾向于间接换热，通过强化间壁换热装置实现余热高效回收。但是间壁换热装置在工业应用中也存在一定的局限性——能用于余热回收的颗粒的粒径范围过小、忽略了直接换热的优势、过多的动力装置造成额外能耗、设备的可调控性较差等。此外，过程工业中常涉及具有多级冷却、加热以及能量交换单元，不当的设计会使得过程系统产生大量工业余热，而这些余热往往很少被再利用，从而导致过程能耗高、生产效率低、产品竞争力差。产生这些问题的根本原因在于设计过程往往仅对系统局部的单一设备或单一过程进行优化，缺乏考虑多尺度不同层面整体系统的能量优化集成。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以充分回收余热资源的余热回收装置。本发明通过螺杆输送设备，采用多种介质和去热方式实现多侧快速高效和清洁取热，适合大范围颗粒尺寸和形态的高温固体散料。技术方案如下：

一种高效双热阱固体散料余热回收装置，包括筒体1，带有螺杆空腔5的螺杆3，其中，

筒体1的一端开设有用来承接工业炉或反应器排出的固体高温散料的入料口，并开设有空气出口；另一端下方开设有固体散料出料口，此端上方开设有空气进口；在螺杆空腔5的内壁设置有螺旋膛线6；

在螺杆3转动的同时，螺杆空腔5内流通的换热介质与逆向高温固体散料间接换热，作为换热介质的流体推动螺旋膛线6给予螺杆3同方向转速；

经过工业炉或反应器预热的空气或包含上次循环废气的富氧气体通过空气进口进入筒体后，取热后经空气出口进入工业炉或反应器助燃。

本发明的技术效果如下：

1.多种介质和换热方式实现多侧高效快速和清洁取热：空气经过辐射加热进入筒内与高温固体散料逆向直接接触换热，换热介质(空气、水等)和高温固体散料逆向间接换热。

2.换热效率和装置可控性的提高：旋转的螺杆结构提高了高温固体散料的湍动效果和热量均与性，在直接换热中保证接触充分，在间接换热中保证取热充分；通过螺杆转速和换热介质流速的控制，提高了余热回收装置的可控性。

3.整个换热装置的高封闭性，减少了废气的排放：整个废气的产生和流动只发生在余热回收系统里。

4.螺杆的实用增加了此余热回收装置的适用范围：适合大范围颗粒尺寸和形态的高温固体散料。

5.螺杆空腔内壁设螺旋膛线，可以助推螺杆旋转，节约电能。

附图说明：

图1：本发明的高效双热阱固体散料余热回收装置；

其中：1-筒体，2-螺杆输送装置，3-螺杆，4-螺旋片，5-螺杆空腔，6-螺旋膛线，7-燃料炉(工业炉或反应器)

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：

如图1所示：高温固体散料进入筒体1内，随螺杆3的转动向固体填料出口处移动，在此过程中，通过燃料的燃烧辐射加热后的空气或者富氧气体(包含上次循环废气)通过空气进口进入筒体1，与固体高温散料逆向直接接触换热，取热后的空气通过空气出口进入燃料炉7助燃；在螺杆3转动的同时，螺杆空腔5内流通的换热介质(空气、水等)与逆向高温固体散料间接换热，取热后的换热介质可以用来其他用途；以上过程发生在封闭的系统内，大量减少废气(烟)的排放。螺杆空腔内壁存在的具有一定转向的螺旋膛线6，保证作为换热介质的流体推动螺旋膛线给予螺杆同方向转速，达到助推螺杆3旋转的目的，节约电能。螺杆6的转速以及换热介质(空气、水等)流速可以根据具体换热效果进行人为控制。