高溫爐渣熱能回收及制磚方法

2023-05-04 06:09:01 4

高溫爐渣熱能回收及制磚方法
【專利摘要】本發明提供的高溫爐渣制磚系統包括：筒體，筒體的進料口與黃磷爐的爐渣出料口相鄰設置，該筒體內設有貫穿筒體的進、出料口的履帶式傳輸帶，鄰近所述進、出料口處分別設有與所述傳輸帶同步傳動配合的同步傳動輪；所述傳輸帶上分布有通孔；所述筒體的底部分布有多個送氣口，筒體頂部設有多個開口，以排熱並使高溫爐渣冷卻凝固成塊，或採用空氣換熱器吸收利用熱能；鄰近所述筒體的出料口後端設有用於將凝固成塊的黃磷爐爐渣切割成磚的切割裝置。在所述筒體內、鄰近所述進料口且於所述傳輸帶的上段下方設有由一對同步輪驅動的第二傳送帶，該第二傳送帶上分布有多個向外延伸的戳孔柱；鄰近第二傳送帶的上段中央部的下端面設有導向輥。
【專利說明】高溫爐渣熱能回收及制磚方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高溫熱能回收利用的【技術領域】，具體是一種黃磷爐高溫爐渣熱能回收及制磚的方法。
【背景技術】
[0002]黃磷的生產原理是將磷礦石和還原劑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佔80-90%，目前的尾氣基本被放空燃燒掉。
[0003]黃磷生產是高耗能行業，每生產I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。黃磷生產過程中將產生大量高溫爐渣。同樣，煉鋼、煉鋁、煉銅等行業，也存在大量高溫爐渣。
[0004]因此，如何回收利用高溫爐渣的熱能，以降低黃磷等資源生產和冶金行業等的耗能，以相應大幅降低溫室氣體排放，是我國急需解決的問題。
[0005]此外，黃磷礦渣是黃磷生產過程中排出的廢渣。其主要組成為Casi03。磷渣是由磷灰石、石英、焦碳在電弧爐中，以1600°C左右的高溫熔煉，發生反應而排出的廢渣；磷渣在空氣中徐徐冷卻，結晶狀的塊狀物，該塊狀物整體硬度接近花崗巖。如何將磷渣變廢為寶，是本領域要解決的技術問題。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、將黃磷爐高溫爐渣製成建築用磚的黃磷爐高溫爐渣制磚系統及其工作方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供的黃磷爐高溫爐渣制磚系統包括:筒體，筒體的進料口與黃磷爐的爐渣出料口相鄰設置，該筒體內設有貫穿筒體的進、出料口的履帶式傳輸帶，鄰近所述進、出料口處分別設有與所述傳輸帶同步傳動配合的同步傳動輪；所述傳輸帶上分布有通孔；所述筒體的底部分布有多個送氣口，筒體頂部設有多個開口，以排熱並使高溫爐渣冷卻凝固成塊，或採用空氣換熱器吸收利用熱能；鄰近所述筒體的出料口後端設有用於將凝固成塊的黃磷爐爐渣切割成磚的切割裝置。
[0008]進一步，所述筒體的進料口設有刮板，以限制在所述傳輸帶上凝固的爐渣的厚度。
[0009]進一步，在所述筒體內、鄰近所述進料口且於所述傳輸帶的上段下方設有由一對同步輪驅動的第二傳送帶，該第二傳送帶上分布有多個向外延伸的戳孔柱；鄰近第二傳送帶的上段中央部的下端面設有導向輥，該導向輥的位置適於使第二傳送帶的上段中央部的各戳孔柱適於穿過所述傳輸帶上的通孔並穿出所述傳輸帶上的流體狀爐渣層的頂面。
[0010]為解決上述技術問題，本發明提供的第二種黃磷爐高溫爐渣制磚系統，其包括:筒體，筒體的進料口與黃磷爐的爐渣出料口相鄰設置，該筒體內設有貫穿筒體的進、出料口的履帶式傳輸帶，鄰近所述進、出料口處分別設有與所述傳輸帶同步傳動配合的同步傳動輪；所述筒體的底部分布有多個送氣口，筒體頂部設有多個開口，以直接排放熱空氣，或採用空氣換熱器吸收利用熱能；所述傳輸帶的頂面具有矩形槽，該矩形槽的大小與所需磚塊的尺寸一致；所述矩形槽的底面分布有通孔。
[0011]作為優化的方案，所述矩形槽均勻分布在所述傳輸帶上，所述矩形槽中的通孔與所述高壓送氣管的出氣口一一上下相對設置，以利於高壓氣流在該矩形槽內的爐渣層上吹出均勻的通孔。
[0012]作為優化的方案，所述筒體的兩端設有擋風板，避免熱風外溢。
[0013]作為優化的方案，在所述筒體內，送氣口上連接有延伸至鄰近所述傳輸帶上段的下端面的高壓送氣管；所述高壓送氣管的入口與一高壓送氣風機相連。
[0014]所述第一種黃磷爐高溫爐渣制磚系統的工作方法，其包括:
步驟A、將黃磷爐輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體的進料口並分布在履帶式傳輸帶上，履帶式傳輸帶將該流體狀爐渣送入筒體內；
步驟B、筒體頂部的多個開口送出熱空氣；
同時，第二傳送帶驅動該第二傳送帶上分布的戳孔柱穿過所述傳輸帶上的通孔並穿出所述傳輸帶上的流體狀爐渣層的頂面，然後使戳孔柱退出爐渣層，從而使爐渣層分布有通孔；
或，與高壓送氣風機相連的高壓送氣管延伸至鄰近所述傳輸帶上段的下端，各高壓送氣管輸出的高壓氣流穿過所述傳輸帶上分布的通孔，從使爐渣層分布有通孔；
步驟C、所述筒體內的爐渣層逐漸凝固成塊；
步驟D、凝固成塊的爐渣層經所述筒體的出料口送入切割裝置並切割成磚。
[0015]所述第二種黃磷爐高溫爐渣制磚系統的工作方法，其包括:
步驟a、將黃磷爐輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體的進料口並分布在履帶式傳輸帶上，刮板使爐渣僅存在於所述傳輸帶頂面的矩形槽內，該矩形槽的大小與所需磚塊的尺寸一致；履帶式傳輸帶將該流體狀高溫爐渣送入筒體內；
步驟b、筒體頂部的多個開口送出熱空氣；
同時，第二傳送帶驅動該第二傳送帶上分布的戳孔柱穿過所述傳輸帶上的矩形槽中的各通孔並穿出矩形槽中的爐渣層的頂面，然後使戳孔柱退出爐渣層，從而使爐渣層分布有通孔；
或，與高壓送氣風機相連的高壓送氣管延伸至鄰近所述傳輸帶的上段下端面，各高壓送氣管輸出的高壓氣流穿過所述傳輸帶上的矩形槽中的各通孔，從使爐渣層分布有通孔；步驟C、所述筒體內的爐渣層逐漸凝固成塊；
步驟d、凝固成塊的爐渣層經所述筒體的出料口送出。
[0016]本發明相對於現有技術具有積極的效果:本發明的黃磷爐高溫爐渣制磚系統，利用了黃磷爐爐渣凝固後硬度較高、穩定性較好的特點，將黃磷爐爐渣直接凝固為磚塊，或將爐渣直接凝固為板，然後將板切割成磚塊，實現了變廢為寶的目的，避免了固體垃圾的測試，其具有很好的經濟效益和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1中黃磷爐高溫爐渣制磚系統的結構示意圖；
圖2為圖1中的筒體、傳輸帶機構和空氣換熱器等的放大結構示意圖； 圖3為圖1中的傳輸帶的結構示意圖；
圖4為圖1中的戳孔柱的局部放大結構示意圖；
圖5圖1中的傳輸帶的另一結構示意圖；
圖6為圖1中的筒體、傳輸帶機構和空氣換熱器等的另一种放大結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018](實施例1)
見圖1至4，本實施例的黃磷爐高溫爐渣制磚系統，包括:筒體1，筒體I的進料口 1-1與黃磷爐10的爐渣出料口相鄰設置，該筒體I內設有貫穿筒體I的進、出料口 1-1、1_2的履帶式傳輸帶2，鄰近所述進、出料口 1-1、1-2處分別設有與所述傳輸帶2同步傳動配合的同步傳動輪3。
[0019]所述傳輸帶2上均勻分布有通孔。
[0020]所述傳輸帶2也可以採用鏈式傳輸帶。
[0021]所述筒體I的底部均勻分布有多個送氣口 4，筒體I頂部的多個開口上設有依次串聯的適於對水加熱的空氣換熱器5，該空氣換熱器5頂部的排氣口通過循環送氣管與所述送氣口 4相連，以在筒體I內形成作用於空氣換熱器5上的循環上升熱氣流。
[0022]鄰近所述筒體I的出料口 1-2後端設有用於將凝固成塊的黃磷爐爐渣切割成磚的切割裝置6。
[0023]所述筒體I的進料口 1-1設有刮板7，以限制在所述傳輸帶2上凝固的爐渣的厚度。
[0024]為實現在爐渣層上開設均勻分布的通孔，以減輕磚塊的重量，作為一種方案，在所述筒體I內、鄰近所述進料口 1-1且於所述傳輸帶2的上段下方設有由一對同步輪13驅動的第二傳送帶12，該第二傳送帶12上分布有多個向外延伸的戳孔柱11 ;鄰近第二傳送帶12的上段中央部的下端面設有I至3個導向輥14，該導向輥14的位置適於使第二傳送帶12的上段中央部向上凸起，進而使各戳孔柱11適於穿過所述傳輸帶2上的通孔並穿出所述傳輸帶2上的流體狀爐渣層的頂面，同時適於使戳孔柱11退出即將凝固的爐渣層。
[0025]作為另一種方案，在所述筒體I內，送氣口 4上連接有延伸至鄰近所述傳輸帶2上段的下端面的高壓送氣管41 ;所述循環送氣管15上設有高壓送氣風機16。
[0026]所述的送氣口 4分別與鄰近的空氣換熱器5的頂部排氣口通過循環送氣管15相連，以提高風循環的速度，提高空氣換熱器5的換熱效果。
[0027]所述戳孔柱11的頂端呈圓弧形，以方便戳孔柱11退出即將凝固的爐渣層。所述戳孔柱11為空心柱，以利於通風。
[0028]作為一種應用方案，鄰近筒體I的出料口 1-1的空氣換熱器5的入水口與軟水水源相連，鄰近筒體I的進料口 1-1的空氣換熱器5的出水口輸出熱水或高壓熱蒸汽。
[0029]黃磷爐10輸出的尾氣經水洗塔19後輸出可燃氣體,該可燃氣體送入用於對所述熱水或高壓熱蒸汽進一步加熱的尾氣燃燒爐18，該尾氣燃燒爐18輸出高壓熱蒸汽，以供蒸汽發電機9發電。
[0030](實施例2)
見圖1至3和5，本實施例的黃磷爐高溫爐渣制磚系統，包括:筒體1，筒體I的進料口1-1與黃磷爐10的爐渣出料口相鄰設置，該筒體I內設有貫穿筒體I的進、出料口 1-1、1-2的履帶式傳輸帶2，鄰近所述進、出料口 1-1、1-2處分別設有與所述傳輸帶2同步傳動配合的同步傳動輪3。
[0031]所述筒體I的底部分布有多個送氣口 4，筒體I頂部的多個開口上設有依次串聯的適於對水加熱的空氣換熱器5，該空氣換熱器5頂部的排氣口通過循環送氣管15與所述送氣口 4相連，以在筒體I內形成作用於空氣換熱器5上的循環上升熱氣流。
[0032]所述傳輸帶2的頂面具有矩形槽20，該矩形槽20的大小與所需磚塊的尺寸一致；所述矩形槽20的底面分布有通孔。
[0033]所述筒體I的進料口 1-1設有刮板7，以使爐渣僅存在於所述矩形槽20內，防止相鄰矩形槽20內的爐渣凝固成整體，以直接得到所需尺寸的磚塊。
[0034]為實現在矩形槽20中的爐渣層上開設均勻分布的通孔，以減輕磚塊的重量，作為一種方案，在所述筒體I內、鄰近所述進料口 1-1且於所述傳輸帶2的上段下方設有由一對同步輪13驅動的第二傳送帶12，該第二傳送帶12上分布有多個向外延伸的戳孔柱11 ;鄰近第二傳送帶12的上段中央部的下端面設有導向輥14，該導向輥14的位置適於使第二傳送帶12的上段中央部的各戳孔柱11適於穿過所述矩形槽20內的通孔並穿出所述矩形槽20中的流體狀爐渣層的頂面。
[0035]作為另一種方案，在所述筒體I內，送氣口 4上連接有延伸至鄰近所述傳輸帶2上段的下端面的高壓送氣管41，以利於高壓氣流穿過所述傳輸帶2上分布的通孔，從而在矩形槽20內的爐渣層中吹出多個均勻分布的通孔；所述循環送氣管15上設有高壓送氣風機16，以確保高壓氣流的壓強，提高開孔效率。
[0036]所述的送氣口 4分別與鄰近的空氣換熱器5的頂部排氣口通過循環送氣管15相連，以在筒體I內形成作用於空氣換熱器5上的循環上升熱氣流，提高了熱能回收效率。
[0037](實施例3)
基於上述實施例1的黃磷爐高溫爐渣制磚系統的工作方法，包括:
步驟A、將黃磷爐10輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體I的進料口 1-1並分布在履帶式傳輸帶2上，履帶式傳輸帶2將該流體狀爐渣送入筒體I內；
步驟B、筒體I頂部的串聯的多個空氣換熱器5利用筒體I內的循環上升熱氣流對水逐級加熱；
同時，第二傳送帶12驅動該第二傳送帶12上分布的戳孔柱11穿過所述傳輸帶2上的通孔並穿出所述傳輸帶2上的流體狀爐渣層的頂面，然後使戳孔柱11退出爐渣層，從而使爐渣層分布有通孔；
步驟C、所述筒體I內的循環上升熱氣流快速冷卻分布有通孔的爐渣層並使其凝固成
塊；
步驟D、凝固成塊的爐渣層經所述筒體I的出料口 1-2送入切割裝置6並切割成磚。
[0038](實施例4)
基於上述實施例1的黃磷爐高溫爐渣制磚系統的工作方法，包括:
步驟A、將黃磷爐10輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體I的進料口 1-1並分布在履帶式傳輸帶2上，履帶式傳輸帶2將該流體狀爐渣送入筒體I內；
步驟B、筒體I頂部的串聯的多個空氣換熱器5利用筒體I內的循環上升熱氣流對水逐級加熱；
同時，進入空氣換熱器5內的上升熱氣流依次通過該空氣換熱器5頂部的排氣口、高壓送氣風機16、循環送氣管15、與所述送氣口 4相連且延伸至鄰近所述傳輸帶2上段的下端面的高壓送氣管41，各高壓送氣管41輸出的高壓氣流穿過所述傳輸帶2上分布的通孔，從使爐渣層分布有通孔；
步驟C、所述筒體I內的循環上升熱氣流快速冷卻分布有通孔的爐渣層並使其凝固成
塊；
步驟D、凝固成塊的爐渣層經所述筒體I的出料口 1-2送入切割裝置6並切割成磚。
[0039](實施例5)
基於上述實施例2的黃磷爐高溫爐渣制磚系統的工作方法，包括:
步驟a、將黃磷爐10輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體I的進料口 1-1並分布在履帶式傳輸帶2上，刮板7使爐渣僅存在於所述傳輸帶2頂面的矩形槽20內，該矩形槽20的大小與所需磚塊的尺寸一致；履帶式傳輸帶2將該流體狀高溫爐渣送入筒體I內；
步驟b、筒體I頂部的串聯的多個空氣換熱器5利用筒體I內的循環上升熱氣流對水逐級加熱；
同時，第二傳送帶12驅動該第二傳送帶12上分布的戳孔柱11穿過所述傳輸帶2上的矩形槽20中的各通孔並穿出矩形槽20中的爐渣層的頂面，然後使戳孔柱11退出爐渣層，從而使爐渣層分布有通孔；
或，
進入空氣換熱器5內的上升熱氣流依次通過該空氣換熱器5頂部的排氣口、高壓送氣風機16、循環送氣管15、與所述送氣口 4相連且延伸至鄰近所述傳輸帶2的上段下端面的高壓送氣管41，各高壓送氣管41輸出的高壓氣流穿過所述傳輸帶2上的矩形槽20中的各通孔，從使爐渣層分布有通孔；
步驟C、所述筒體I內的循環上升熱氣流快速冷卻分布有所述通孔的爐渣層並使其凝固成塊；
步驟d、凝固成塊的爐渣層經所述筒體I的出料口 1-2送出。
[0040](實施例6)
基於上述實施例2的黃磷爐高溫爐渣制磚系統的工作方法，其包括:
步驟a、將黃磷爐10輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體I的進料口 1-1並分布在履帶式傳輸帶2上，刮板7使爐渣僅存在於所述傳輸帶2頂面的矩形槽20內，該矩形槽20的大小與所需磚塊的尺寸一致；履帶式傳輸帶2將該流體狀高溫爐渣送入筒體I內；
步驟b、筒體I頂部的串聯的多個空氣換熱器5利用筒體I內的循環上升熱氣流對水逐級加熱；
同時，進入空氣換熱器5內的上升熱氣流依次通過該空氣換熱器5頂部的排氣口、高壓送氣風機16、循環送氣管15、與所述送氣口 4相連且延伸至鄰近所述傳輸帶2的上段下端面的高壓送氣管41，各高壓送氣管41輸出的高壓氣流穿過所述傳輸帶2上的矩形槽20中的各通孔，從使爐渣層分布有通孔；
步驟C、所述筒體I內的循環上升熱氣流快速冷卻分布有所述通孔的爐渣層並使其凝固成塊；步驟d、凝固成塊的爐 渣層經所述筒體I的出料口 1-2送出。
【權利要求】
1.一種高溫爐渣制磚系統，其特徵在於包括:筒體(1)，筒體(I)的進料口(1-1)與黃磷爐(10)的爐渣出料口相鄰設置，該筒體(I)內設有貫穿筒體(I)的進、出料口(1-1、1-2)的履帶式傳輸帶(2)，鄰近所述進、出料口(1-1、1-2)處分別設有與所述傳輸帶(2)同步傳動配合的同步傳動輪(3); 所述傳輸帶(2)上分布有通孔； 所述筒體(I)的底部分布有多個送氣口(4)，筒體(I)頂部設有多個開口 ； 鄰近所述筒體(I)的出料口(1-2)後端設有用於將凝固成塊的黃磷爐爐渣切割成磚的切割裝置(6)； 在所述筒體(I)內、鄰近所述進料口( 1-1)且於所述傳輸帶(2 )的上段下方設有由一對同步輪(13)驅動的第二傳送帶(12)，該第二傳送帶(12)上分布有多個向外延伸的戳孔柱(11);鄰近第二傳送帶(12)的上段中央部的下端面設有導向輥(14)，該導向輥(14)的位置適於使第二傳送帶(12)的上段中央部的各戳孔柱(11)適於穿過所述傳輸帶(2)上的通孔並穿出所述傳輸帶(2)上的流體狀爐渣層的頂面。
2.一種高溫爐渣制磚系統的工作方法，其特徵在於包括: 步驟A、將黃磷爐(10)輸出的流體狀高溫爐渣送至筒體(I)的進料口(1-1)並分布在履帶式傳輸帶(2)上，履帶式傳輸帶(2)將該流體狀爐渣送入筒體(I)內； 步驟B、筒體(I)頂部的多個開口送出熱空氣； 同時，與高壓送氣風機(16)相連的高壓送氣管(41)延伸至鄰近所述傳輸帶(2)上段的下端面，各高壓送氣管(41)輸出的高壓氣流穿過所述傳輸帶(2)上分布的通孔，從使爐渣層分布有通孔； 步驟C、所述筒體(I)內的爐渣層逐漸凝固成塊； 步驟D、凝固成塊的爐渣層經所述筒體(I)的出料口( 1-2)送入切割裝置(6)並切割成磚。
【文檔編號】F27D17/00GK103950087SQ201310493242
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年2月29日 優先權日:2012年2月29日
【發明者】不公告發明人 申請人:丁永新