專利名稱：適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)。
背景技術：
黃磷生產是高耗能行業(yè)，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(xiàn)有的年產能為80萬噸。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和高溫爐渣， 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。而高溫爐渣也是隨意 被丟棄。同樣，煉鋼、煉鋁、煉銅等行業(yè)，也存在類似問題。因此，如何有效利用高溫爐渣的 熱能并生成適于利用的高壓熱蒸汽(可應用于浴場、集體宿舍、發(fā)電廠等)，以大幅降低溫 室氣體排放，是我國急需解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、熱能轉換效率較高的適于生成高 壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利 用系統(tǒng)，其包括換熱室，換熱室的前、后端分別設有爐渣入口和爐渣出口，換熱室內設有前 后貫穿整個換熱室的用于攪拌高溫爐渣并將高溫爐渣從爐渣入口送至爐渣出口的一對平 行相鄰設置的螺桿；換熱室的頂部設有多個透氣窗口 ；各透氣窗口上設有換熱蒸發(fā)器，各 換熱蒸發(fā)器內的換熱水管依次串聯(lián)并構成換熱蒸發(fā)器組，以利用換熱室的各透氣窗口輸出 的換熱氣體與各換熱蒸發(fā)器內的換熱水管換熱，并將換熱水管中流經的水轉換為高壓熱蒸 汽并輸出；換熱室的底部設有多個與高壓風機的出氣口相連的換熱氣體入口，各高壓風機 的進氣口分別與各換熱蒸發(fā)器的頂部出氣口相連。為利于提高熱能利用率，鄰近所述換熱室后端的換熱蒸發(fā)器為用于輸入外部高壓 冷水的后端換熱蒸發(fā)器，后端換熱蒸發(fā)器的進水口為第一高壓冷水入口，鄰近所述換熱室 前端的換熱蒸發(fā)器為用于輸出高壓熱蒸汽的前端換熱蒸發(fā)器，前端換熱蒸發(fā)器的熱蒸汽出 口為第一高壓熱蒸汽出口。高壓冷水從換熱室后端的換熱蒸發(fā)器進入換熱蒸發(fā)器組，由于 換熱室內的爐渣溫度從換熱室的前端至后端逐漸變低，因此利于將高壓冷水逐步加熱直至 生成高壓熱蒸汽。為進一步確保換熱室前端的換熱蒸發(fā)器輸出的高壓熱蒸汽的溫度和壓力，所述前 端換熱蒸發(fā)器的底部設有燃氣燃燒裝置，燃氣燃燒裝置與用于輸送由礦物燃燒爐排放的可 燃尾氣的管路相連。為防止螺桿的轉軸和螺旋葉片在高溫下發(fā)生軟化并進一步提高熱能利用率，所述 螺桿的中心轉軸為空心轉軸，該中心轉軸上的螺旋葉片為與所述空心轉軸相連通的空心葉 片；所述空心轉軸的后端口為用于輸入外部高壓冷水的第二高壓冷水入口，空中心轉軸的前端口為用于輸出高壓熱蒸汽的第二高壓熱蒸汽出口。為提高換熱氣體與高溫爐渣換熱效果，所述的一對螺桿的正下方設有一對弧形孔 板，各弧形孔板的弧形面與螺桿平行，兩個弧形孔板的內側邊相連，各弧形孔板的外側邊與 換熱室的側壁相連；弧形孔板上的均勻分布的通孔為開口向下的喇叭形通孔，以確保各通 孔輸出的氣流具有較高的流速和壓強，防止爐渣堵塞通孔。本發(fā)明具有積極的效果本發(fā)明的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng) 中，換熱室內的一對平行相鄰設置的螺桿用于攪拌高溫爐渣并將高溫爐渣從爐渣入口送至 爐渣出口，換熱空氣從換熱室的底部進入，并進入換熱室頂部的換熱蒸發(fā)器，該結構可防止 爐渣結塊和粘連、利于換熱空氣與爐渣進行充分換熱，與爐渣換熱后的換熱氣體適于及時 與換熱蒸發(fā)器內的換熱水管換熱，各換熱蒸發(fā)器內的換熱水管依次串聯(lián)并構成適于逐級加 熱的換熱蒸發(fā)器組，從而適于生成高壓熱蒸汽輸出，以滿足民用或工業(yè)生產等場合的需求。 因此，本系統(tǒng)具有結構簡單、熱能轉換效率較高的特點。


為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖， 對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中圖1為實施例中適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能 利用系統(tǒng)的結構示意圖。圖2為圖1中的換熱室的俯視圖。圖3為圖1中的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)的局部剖面結構示意圖。圖4為圖1中換熱室的弧形孔板的局部剖面視圖。圖5為生成所述高溫爐渣和可燃尾氣的礦物燃燒爐的結構示意圖。其中各附圖標記為1一換熱室，1-1-爐渣入口，1-2-爐渣出口，1-3-透氣窗 口，1-4-換熱氣體入口，2-螺桿，4一弧形孔板，5-換熱蒸發(fā)器，6-沉淀池，6-1-金屬 礦，7—燃氣燃燒裝置，8—高壓風機，9-電機及減速機，10-礦物燃燒爐，11-水洗塔， 12—沉降池。
具體實施例方式見圖1-5，本實施例的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)包括換熱 室1，換熱室1的前、后端分別設有爐渣入口 1-1和爐渣出口 1-2，換熱室1內設有前后貫穿 整個換熱室1的用于攪拌高溫爐渣并將高溫爐渣從爐渣入口 1-1送至爐渣出口 1-2的一對 平行相鄰設置的螺桿2。換熱室1的頂部設有多個透氣窗口 1-3;各透氣窗口 1-3上設有換熱蒸發(fā)器5， 各換熱蒸發(fā)器5內的換熱水管依次串聯(lián)，以利用換熱室1的各透氣窗口 1-3輸出的換熱氣 體與各換熱蒸發(fā)器5內的換熱水管換熱，并將換熱水管中流經的水轉換為高壓熱蒸汽并輸
出ο換熱室1的底部設有多個與高壓風機8的出氣口相連的換熱氣體入口 1-4，各高壓 風機8的進氣口分別與各換熱蒸發(fā)器5的頂部出氣口相連。鄰近所述換熱室1后端的換熱蒸發(fā)器5為用于輸入外部高壓冷水的后端換熱蒸發(fā) 器，后端換熱蒸發(fā)器的進水口為第一高壓冷水入口，鄰近所述換熱室1前端的換熱蒸發(fā)器5為用于輸出高壓熱蒸汽的前端換熱蒸發(fā)器，前端換熱蒸發(fā)器的熱蒸汽出口為第一高壓熱蒸 汽出口。所述前端換熱蒸發(fā)器的底部設有燃氣燃燒裝置7，燃氣燃燒裝置7與用于輸送由 礦物燃燒爐10排放的可燃尾氣的管路相連。所述螺桿2的中心轉軸為空心轉軸，該中心轉軸上的螺旋葉片為與所述空心轉軸 相連通的空心葉片；所述空心轉軸的后端口為用于輸入外部高壓冷水的第二高壓冷水入 口，空心轉軸的前端口為用于輸出高壓熱蒸汽的第二高壓熱蒸汽出口。所述的一對螺桿2正下方對稱設有一對弧形孔板4，各弧形孔板4的弧形面與螺 桿2平行，兩個弧形孔板4的內側邊相連，各弧形孔板4的外側邊與換熱室1的側壁相連； 弧形孔板4上的均勻分布的通孔4-1為開口向下的喇叭形通孔，見圖4。所述換熱室1底部的各換熱氣體入口 1-4分布于各透氣窗口 1-3的正下方，以利 于換熱后的熱空氣及時進入各換熱蒸發(fā)器5，熱空氣與換熱水管換熱后從各換熱蒸發(fā)器5 的頂部出氣口流出，并在各高壓風機8的作用下再次進入換熱室1，從而構成了氣體換熱循 環(huán)。所述的兩個弧形孔板4的連接部高于個弧形孔板4的中央部，各弧形孔板4的與 換熱室1側壁的連接部高于所述兩個弧形孔板4的連接部，以確保爐渣始終處于被所述的 一對螺桿2翻動的狀態(tài)中，防止出現(xiàn)局部死角的情況。所述的兩個弧形孔板4的連接部處于所述兩個螺桿2間隙的正下方，可進一步利 于各螺桿2充分翻動爐渣，防止出現(xiàn)局部死角的情況。所述第二高壓熱蒸汽出口與所述前端換熱蒸發(fā)器中的換熱水管的入口端相連。由 于所述第二高壓熱蒸汽出口輸出的高壓熱蒸汽的溫度和氣壓高于所述前端換熱蒸發(fā)器中 的換熱水管內的高壓熱蒸汽的溫度和氣壓，因此將所述第二高壓熱蒸汽出口輸出的高壓熱 蒸汽送入所述前端換熱蒸發(fā)器中，利于進一步提高前端換熱蒸發(fā)器輸出的高壓熱蒸汽的溫 度和氣壓，也便于對高壓熱蒸汽進行統(tǒng)一輸送。上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方 式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同 形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精 神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
權利要求
一種適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在于包括換熱室(1)，換熱室(1)的前、后端分別設有爐渣入口(1-1)和爐渣出口(1-2)，換熱室(1)內設有前后貫穿整個換熱室(1)的用于攪拌高溫爐渣并將高溫爐渣從爐渣入口(1-1)送至爐渣出口(1-2)的一對平行相鄰設置的螺桿(2)；換熱室(1)的頂部設有多個透氣窗口(1-3)；各透氣窗口(1-3)上設有換熱蒸發(fā)器(5)，各換熱蒸發(fā)器(5)內的換熱水管依次串聯(lián)，以利用換熱室(1)的各透氣窗口(1-3)輸出的換熱氣體與各換熱蒸發(fā)器(5)內的換熱水管換熱，并將換熱水管中流經的水轉換為高壓熱蒸汽并輸出；換熱室(1)的底部設有多個與高壓風機(8)的出氣口相連的換熱氣體入口(1-4)，各高壓風機(8)的進氣口分別與各換熱蒸發(fā)器(5)的頂部出氣口相連。
2.根據權利要求1所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于鄰近所述換熱室(1)后端的換熱蒸發(fā)器(5)為用于輸入外部高壓冷水的后端換熱蒸發(fā) 器，后端換熱蒸發(fā)器的進水口為第一高壓冷水入口 ；鄰近所述換熱室(1)前端的換熱蒸發(fā) 器(5)為用于輸出高壓熱蒸汽的前端換熱蒸發(fā)器，前端換熱蒸發(fā)器的熱蒸汽出口為第一高 壓熱蒸汽出口。
3.根據權利要求2所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于所述前端換熱蒸發(fā)器的底部設有燃氣燃燒裝置(7)，燃氣燃燒裝置(7)與用于輸送由礦 物燃燒爐(10)排放的可燃尾氣的管路相連。
4.根據權利要求2所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于所述螺桿(2)的中心轉軸為空心轉軸，該空心轉軸上的螺旋葉片為與所述空心轉軸相 連通的空心葉片；所述空心轉軸的后端口為用于輸入外部高壓冷水的第二高壓冷水入口， 中心轉軸的前端口為用于輸出高壓熱蒸汽的第二高壓熱蒸汽出口。
5.根據權利要求1所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于所述的一對螺桿(2)正下方對稱設有一對弧形孔板(4)，各弧形孔板(4)的弧形面與螺 桿⑵平行，兩個弧形孔板⑷的內側邊相連，各弧形孔板⑷的外側邊與換熱室⑴的側 壁相連；弧形孔板⑷上的均勻分布的通孔(4-1)為開口向下的喇叭形通孔。
6.根據權利要求1所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于所述換熱室(1)底部的各換熱氣體入口(1-4)分布于各透氣窗口(1-3)的正下方。
7.根據權利要求5所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于所述的兩個弧形孔板⑷的連接部高于個弧形孔板⑷的中央部，各弧形孔板⑷的與 換熱室(1)側壁的連接部高于所述兩個弧形孔板(4)的連接部。
8.根據權利要求5或7所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征 在于所述的兩個弧形孔板(4)的連接部處于所述兩個螺桿(2)間隙的正下方。
9.根據權利要求4所述的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其特征在 于所述第二高壓熱蒸汽出口與所述前端換熱蒸發(fā)器中的換熱水管的入口端相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結構簡單、熱能轉換效率較高的適于生成高壓熱蒸汽的高溫爐渣熱能利用系統(tǒng)，其包括換熱室，換熱室的前、后端分別設有爐渣入口和爐渣出口，換熱室內設有前后貫穿整個換熱室的用于攪拌高溫爐渣并將高溫爐渣從爐渣入口送至爐渣出口的一對平行相鄰設置的螺桿；換熱室的頂部設有多個透氣窗口；各透氣窗口上設有換熱蒸發(fā)器，各換熱蒸發(fā)器內的換熱水管依次串聯(lián)并構成換熱蒸發(fā)器組，以利用換熱室輸出的換熱氣體將換熱蒸發(fā)器內的換熱水管中水轉換為高壓熱蒸汽并輸出；換熱室的底部設有多個與高壓風機的出氣口相連的換熱氣體入口，各高壓風機的進氣口分別與各換熱蒸發(fā)器的頂部出氣口相連。
文檔編號F22B1/04GK101881432SQ20101025301
公開日2010年11月10日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2010年8月13日
發(fā)明者鄒岳明 申請人:鄒岳明