本實用新型屬于電石領(lǐng)域，具體涉及一種電石顯熱回收的裝置。

背景技術(shù)：

我國電石行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，無論產(chǎn)能還是產(chǎn)量都躍居世界首位，并呈高速上升趨勢。近年來，由于過度投資、盲目發(fā)展，加之受到市場、原料、能源、環(huán)保等多方面的制約，優(yōu)勝劣汰的陣勢越來越明顯。

當前電石生產(chǎn)存在的主要問題是能耗高、污染嚴重、資源浪費、成本高、經(jīng)濟效益差、經(jīng)濟指標落后。傳統(tǒng)電石行業(yè)成為高能耗、高污染、高成本的三高行業(yè)之一。生產(chǎn)模式粗放，不重視環(huán)保、節(jié)能。尤其是出電石爐的液態(tài)電石，溫度高達2000℃，目前沒有一種行之有效的技術(shù)途徑，可以安全有效地把溫度高達2000℃左右的電石顯熱快捷的回收下來，基本上采用自然冷卻成固態(tài)電石的方法，但是該方法的缺點是大量的熱得不到有效利用，熱量損失嚴重。

傳統(tǒng)電石生產(chǎn)過程中，每1h出一次電石。高溫液態(tài)電石由出爐口澆入電石鍋中，在電石小車的牽引下，沿軌道運至冷卻區(qū)域自然空冷，冷卻3～4h后，吊車將結(jié)殼高溫電石吊離電石鍋，運抵空冷區(qū)繼續(xù)冷卻24～36h。軌道冷卻過程需要占用大量時間和空間，致使出爐系統(tǒng)需要至少布置兩個跨列，軌道上布滿電石鍋，廠房面積無法得到有效利用，一次投資巨大，且生產(chǎn)節(jié)奏也無法進一步提升。同時，在這樣的操作模式下，無法對電石顯熱做進一步利用，能量浪費明顯。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種電石爐出爐冷卻系統(tǒng)，包括電石罐、冷卻室、排電石裝置、重力沉降槽、循環(huán)風機、除塵系統(tǒng)和余熱鍋爐，所述電石出爐后經(jīng)預(yù)冷被送入電石罐，并由臺車運送到電石破碎冷卻室，進行破碎的同時通入惰性氣體冷卻電石，冷卻至150℃通過排電石裝置排出電石。所述惰性氣體經(jīng)與熱電石換熱后由冷卻室上部環(huán)形通道進入重力沉降槽，去除顆粒粉塵后進入余熱鍋爐，通過余熱鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽；惰性氣體通過余熱鍋爐后溫度降至170℃左右，再經(jīng)旋風除塵器系統(tǒng)分離粉塵后，由循環(huán)風機送回冷卻室循環(huán)使用。該技術(shù)具有電石顯熱回收率低、電石冷卻后直徑大的缺點。

現(xiàn)有技術(shù)還公開了一種熔融電石發(fā)電系統(tǒng)，包括電石入設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、電石卸出設(shè)備以及發(fā)電設(shè)備，其中，電石裝入設(shè)備、電石卸出設(shè)備以及發(fā)電設(shè)備均與能量轉(zhuǎn)換設(shè)備相連通。該方案提出了用熔融電石余熱發(fā)電的技術(shù)路線和系統(tǒng)，用余熱鍋爐生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，可回收熔融電石的全部顯熱，解決了余熱的出路，生產(chǎn)1噸電石耗電約3400kw，1噸電石顯熱可發(fā)電約340kw，能降低用電量的10％；提出了密封倉的概念以及裝入、卸出電石車的技術(shù)方案，實現(xiàn)了電石車入、出密封倉時循環(huán)風不間斷并且風量風溫穩(wěn)定和循環(huán)風不外泄，冷風不進入的目的。但是該技術(shù)電石顯熱利用率還是不夠高，沒有擺脫傳統(tǒng)的電石余熱利用思路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種電石顯熱回收的裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中電石熔體出料及冷卻過程中浪費大量熱量的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種電石顯熱回收裝置，包括：與電石爐相連通的換熱器、熱量利用單元；

所述換熱器包括殼體、液態(tài)電石造粒器、利用低溫惰氣換熱的換熱部、第一通孔、第二通孔、用于輸進換熱前惰氣的進氣管、用于輸出換熱后惰氣的排氣管；所述殼體內(nèi)部自上而下固定設(shè)置有所述液態(tài)電石造粒器、所述換熱部，所述換熱部出風風向朝向所述液態(tài)電石造粒器；

所述第一通孔、所述第二通孔設(shè)置于所述殼體上，所述進氣管通過所述第一通孔分別與所述換熱部、所述液態(tài)電石造粒器相連通；所述排氣管通過所述第二通孔與利用換熱后惰氣的所述熱量利用單元連通。

進一步地，所述換熱部呈錐形結(jié)構(gòu)，所述換熱部上開有多個用于輸出低溫惰氣的出氣孔。

進一步地，所述換熱部進一步包括一級惰氣分布器、二級惰氣分布器，所述一級惰氣分布器設(shè)置于靠近所述液態(tài)電石造粒器一側(cè)，所述二級惰氣分布器設(shè)置于遠離所述液態(tài)電石造粒器一側(cè)，所述熱量利用單元出口端與所述二級惰氣分布器的所述進氣管相連通。

進一步地，所述液態(tài)電石造粒器包括：液體分布器和具有翻轉(zhuǎn)軸的液態(tài)電石成型板，自上而下固定設(shè)置有所述液體分布器、所述進氣管與所述液態(tài)電石成型板。

進一步地，所述液態(tài)電石成型板通過翻轉(zhuǎn)軸固定在所述殼體上，所述液態(tài)電石成型板通過所述翻轉(zhuǎn)軸進行翻轉(zhuǎn)；

所述液態(tài)電石成型板外表面設(shè)置有多個液態(tài)電石成型臼，每個相鄰的所述液態(tài)電石成型臼之間設(shè)置有連接溝槽，所述連接溝槽用于連通所述液態(tài)電石成型臼，將落入電石成型臼的液態(tài)電石分布均勻。

進一步地，還包括氣體深冷裝置，所述氣體深冷裝置進口端與所述熱量利用單元的出口端相連通，所述氣體深冷裝置出口端與所述進氣管相連通。

進一步地，所述熱量利用單元包括廢熱鍋爐系統(tǒng)。

本實用新型的有益效果在于，電石爐連通的換熱器、熱量利用單元，對高達高溫的電石顯熱得到了有效利用，利用率可達90％，極大的降低了電石生產(chǎn)的工序和能耗。并且利用液態(tài)電石造粒器，將液態(tài)電石先變?yōu)橐簯B(tài)電石滴、再變?yōu)楣虘B(tài)顆粒，將液態(tài)電石造粒成型，省去了高能耗、高污染的電石粉碎工序，節(jié)能環(huán)保。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例中的電石顯熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型一個實施例中的電石顯熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型一個實施例中的液態(tài)電石成型板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例方法的步驟流程圖。

圖中：

100.電石爐；200.換熱器；201.殼體；202.液態(tài)電石造粒器；2021.液體分布器；2022.液態(tài)電石成型板；2023.翻轉(zhuǎn)軸；2024.液態(tài)電石成型臼；2025.連接溝槽；203.換熱部；2031.一級惰氣分布器；2032.二級惰氣分布器；204.進氣管；205.排氣管；300.熱量利用單元；400.氣體深冷裝置。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型的一種電石顯熱回收裝置，具體裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括：與電石爐100相連通的換熱器200、熱量利用單元300。

所述換熱器200包括殼體201、液態(tài)電石造粒器202、利用低溫惰氣換熱的換熱部203、第一通孔、第二通孔、用于輸進換熱前惰氣的進氣管204、用于輸出換熱后惰氣的排氣管205；所述殼體201內(nèi)部自上而下固定設(shè)置有所述液態(tài)電石造粒器202、所述換熱部203，所述換熱部出風風向朝向所述液態(tài)電石造粒器202。

其中，所述進氣管204伸入所述換熱器、用于換熱功能的部分上開有噴嘴。進氣管204進入換熱器200有兩路，一路與換熱部203連通，另一路與液態(tài)電石造粒器202連通。

電石爐連通的換熱器、熱量利用單元，對高達2000℃的電石顯熱得到了有效利用，利用率可達90％，極大的降低了電石生產(chǎn)的工序和能耗。并且利用液態(tài)電石造粒器，將液態(tài)電石先變?yōu)橐簯B(tài)電石滴、再變?yōu)楣虘B(tài)顆粒，將液態(tài)電石造粒成型，省去了高能耗、高污染的電石粉碎工序，節(jié)能環(huán)保。成型的電石可直接運輸至電石造氣(乙炔氣)工段，省去電石粉碎環(huán)節(jié)，極大地簡化了電石工藝。

所述第一通孔、所述第二通孔設(shè)置于所述殼體上201，所述進氣管204通過所述第一通孔分別與所述換熱部203、所述液態(tài)電石造粒器202相連通；所述排氣管205通過所述第二通孔與利用換熱后惰氣的所述熱量利用單元300連通。

在一些說明性實施例中，如圖1所示，所述換熱部203呈錐形結(jié)構(gòu)，所述換熱部203上開有多個用于輸出低溫惰氣的出氣孔。

在一些說明性實施例中，如圖1所示，所述換熱部203進一步包括一級惰氣分布器2031、二級惰氣分布器2032，所述一級惰氣分布器2031設(shè)置于靠近所述液態(tài)電石造粒器202一側(cè)，所述二級惰氣分布器2032設(shè)置于遠離所述液態(tài)電石造粒器202一側(cè)，所述熱量利用單元300出口端與所述二級惰氣分布器2032的所述進氣管204相連通。

其中，所述換熱部203的惰氣分布器可以為多個。由于電石顯熱回收因溫度差近2000℃，從節(jié)能、高效的角度出發(fā)，優(yōu)選地，采用兩段換熱，即換熱部203包括一級惰氣分布器2031、二級惰氣分布器2032。一級惰氣分布器2031換熱量Q1包括液態(tài)電石的潛熱和固相電石的顯熱，二級惰氣分布器2032換熱量Q2只包括固相電石的顯熱，Q₁＞Q₂，進入一級惰氣分布器2031的惰氣的溫度可低于進入二級惰氣分布器2032的溫度，進入一級惰氣分布器2031的惰氣的壓力可低于進入二級惰氣分布器2032的壓力。

如圖2所示，在一些說明性實施例中，所述液態(tài)電石造粒器202包括：液體分布器2021和具有翻轉(zhuǎn)軸的液態(tài)電石成型板2022，自上而下固定設(shè)置有所述液體分布器2021、所述進氣管204與所述液態(tài)電石成型板2022。

其中，上述進氣管伸入換熱器內(nèi)部的部分為盤管，盤管上設(shè)置有多個噴嘴，用于噴出低溫的惰氣，冷卻液態(tài)電石。噴嘴的方向朝向液態(tài)電石成型板2022。

在一些說明性實施例中，如圖3所示，所述液態(tài)電石成型板2022通過翻轉(zhuǎn)軸2023固定在所述殼體201上，所述液態(tài)電石成型板2022通過所述翻轉(zhuǎn)軸2023進行翻轉(zhuǎn)。

其中，所述翻轉(zhuǎn)軸2023由現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)調(diào)速裝置控制旋轉(zhuǎn)頻率、速度等參數(shù)。

所述液態(tài)電石成型板2022外表面設(shè)置有多個液態(tài)電石成型臼2024，每個相鄰的所述液態(tài)電石成型臼2024之間設(shè)置有連接溝槽2025，所述連接溝槽2025用于連通所述液態(tài)電石成型臼2024，將落入電石成型臼2024的液態(tài)電石分布均勻。

其中，連接溝槽2025保證了液態(tài)電石在液態(tài)電石成型臼2024內(nèi)的分布均勻性。

在一些說明性實施例中，如圖1所示，還包括氣體深冷裝置400，所述氣體深冷裝置400進口端與所述熱量利用單元300的出口端相連通，所述氣體深冷裝置400出口端與所述進氣管204相連通。

其中，所述氣體深冷裝置400對惰氣進行深冷，變?yōu)榈蜏氐亩铓?，溫度控制?20℃～-5℃。

在一些說明性實施例中，所述熱量利用單元300包括廢熱鍋爐系統(tǒng)。

其中，經(jīng)過熱量利用單元300的惰氣溫度控制在50℃～100℃。

在一些說明性實施例中，如圖4所示，一種采用上述裝置回收電石顯熱的方法，所述電石顯熱回收方法包括以下步驟：

S101，從電石爐100排出高溫的液態(tài)電石，所述液態(tài)電石進入換熱器200上端，經(jīng)過液態(tài)電石造粒器202，獲得電石滴。

其中，所述高溫的液態(tài)電石溫度1700-2100℃。電石爐100排出2000℃的液態(tài)電石，經(jīng)過液態(tài)電石造粒器202，把液態(tài)電石變成50～80mm的電石滴。

S102，所述電石滴經(jīng)過向起到換熱作用的低溫的惰氣和換熱部203，所述電石滴冷卻為固態(tài)電石塊，所述低溫的惰氣溫度升高，獲得高溫的惰氣，進入排氣管205。

其中，惰氣包括：氖氣、氬氣。低溫的惰氣溫度為-20℃～5℃。低溫的惰氣壓力范圍為0.5～5kg/cm²。壓力可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)。高溫的惰氣溫度范圍為1500℃～1900℃。

電石滴進入換熱部203，經(jīng)低溫的惰氣激冷。低溫的惰氣逆向與電石滴接觸，延緩了電石滴的下降速度，增加了電石滴與低溫的惰氣換熱時間，同時在表面張力作用下，保證電石滴由液態(tài)變?yōu)槭覝毓虘B(tài)電石塊。電石滴經(jīng)過一級惰氣分布器2031，由液態(tài)變?yōu)?00℃～1100℃球狀固態(tài)電石塊。900℃～1100℃球狀固態(tài)電石塊經(jīng)過一級惰氣分布器2031進入二級惰氣分布器2032，繼續(xù)換熱，使900℃～1100℃球狀固態(tài)電石塊溫度降至室溫固態(tài)電石塊，排出換熱器200。球狀固態(tài)電石塊粒度50～80mm。室溫的溫度范圍為16℃-28℃。

S103，換熱后的固態(tài)電石塊沿所述換熱器200底部排出；所述高溫的惰氣進入熱量利用單元300，實現(xiàn)發(fā)電或蒸汽抽凝。

其中，高溫的惰氣進入熱量利用單元300，實現(xiàn)發(fā)電或蒸汽抽凝。

在一些說明性實施例中，所述S103還包括：所述高溫的惰氣向所述熱量利用單元300提供熱能后，所述高溫的惰氣排出所述熱量利用單元300，進入氣體深冷裝置400，進行深冷，獲得深冷后的惰氣，所述深冷后的惰氣進入所述換熱部203。

其中，所述高溫的惰氣排出所述熱量利用單元300經(jīng)過深冷、加壓后，回到換熱部203，作為補充氣體，繼續(xù)進行換熱。

在一些說明性實施例中，所述S103還包括：所述高溫的惰氣向所述熱量利用單元300提供熱能后，一部分進入所述二級惰氣分布器2032。

其中，所述高溫的惰氣向所述熱量利用單元300提供熱能后，溫度范圍為50℃～100℃；壓力范圍為0.5～2kg/cm²；壓力可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)。

實施例1

從電石爐100排出高溫的液態(tài)電石，經(jīng)液體分布器2021均勻分布到液態(tài)電石成型板2022上的液態(tài)電石成型臼2024中。當液態(tài)電石布滿液態(tài)電石成型臼2024后，停止放液。液態(tài)電石成型臼2024內(nèi)的液態(tài)電石在所述進氣管204噴出的低溫的惰氣下冷卻成1500℃電石滴。旋轉(zhuǎn)調(diào)速裝置啟動，通過翻轉(zhuǎn)軸2023控制液態(tài)電石成型板2022進行180度旋轉(zhuǎn)，1500℃電石滴向下拋落，進入換熱部203，進行換熱、降溫。從電石爐100排出高溫的液態(tài)電石，繼續(xù)向液態(tài)電石成型板2022上放料。其中，液態(tài)電石成型板2022正反兩面均設(shè)液態(tài)電石成型臼2024和連接溝槽2025。換熱后的惰氣變?yōu)楦邷氐亩铓猓M入熱量利用單元300，實現(xiàn)發(fā)電或蒸汽抽凝。

實施例2

以年產(chǎn)20萬噸的電石生產(chǎn)線為例，電石爐為密閉電石爐，每小時出電石25噸，電石的出爐溫度2100℃。

常溫電石密度為2.22噸/立方，溫度2000℃的電石密度按2.1計。

從電石爐100排出的2000℃的液態(tài)電石，經(jīng)密封自流到液態(tài)電石造粒器202，經(jīng)液體分布器2021均勻分布到液態(tài)電石成型板2022上的液態(tài)電石成型臼2024內(nèi)，液態(tài)電石成型臼2024的連接溝槽2025使液態(tài)電石成型臼2024兩兩連通，便于液態(tài)電石均勻布料，液態(tài)電石成型臼2024內(nèi)布滿液態(tài)電石后，停止放液。

壓力5kg/cm²、溫度達-5℃的低溫的惰氣經(jīng)進氣管204引入環(huán)形冷卻氣盤管上的噴嘴噴出；把2000℃液態(tài)電石逐步冷卻成1500℃的電石滴。

翻轉(zhuǎn)軸2023帶動液態(tài)電石成型板2022進行180度旋轉(zhuǎn)，液態(tài)電石成型臼2024內(nèi)的電石滴拋落到換熱部203。液態(tài)電石繼續(xù)放料，開始第二個循環(huán)的電石造粒。

壓力5kg/cm²、溫度達-5℃的低溫的惰氣經(jīng)換熱部203中的一級惰氣分布器2031，向上噴出，與電石滴逆向接觸，實現(xiàn)電石滴與低溫的惰氣換熱。電石滴在一定壓力下，延緩了下降速度，為電石滴與低溫的惰氣換熱提供了充足的時間。

電石滴在一級惰氣分布器2031的部分換熱降溫后，溫度由1500℃降低到1000℃，變?yōu)楣虘B(tài)電石；

換熱后，升溫的惰氣匯集從換熱器200的上部排出，排出的溫度達1800℃，稱為熱惰氣；

1000℃的固態(tài)電石從四周一級惰氣分布器2031四周的環(huán)形通道下落。

下落的固態(tài)電石粒，與從二級惰氣分布器2032底部向上噴出的惰氣進行換熱。此時從二級惰氣分布器2032底部向上噴出的惰氣溫度50℃，壓力2kg/cm²。二級惰氣分布器2032實現(xiàn)氣體的均勻分布。

換熱后，升溫的惰氣溫度達900℃，與上述熱惰氣匯集，從換熱器200的上部的排氣管205排出，進入廢熱鍋爐系統(tǒng)，發(fā)電。

從廢熱鍋爐系統(tǒng)返回的惰氣經(jīng)加壓，其中五分之二回二級惰氣分布器2032作為換熱用的惰氣；五分之三經(jīng)氣體深冷裝置400、加壓系統(tǒng)分別返回一級惰氣分布器2031作為換熱用的惰氣、返回液態(tài)電石造粒器202作為換熱用的惰氣；

固態(tài)電石粒經(jīng)二級惰氣分布器2032四周的環(huán)形通道下落，溫度達80℃，從換熱器下部排出。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本實用新型而非限制本實用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下對本實用新型進行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實施例的全部或一部分來使用。