一种焙烧后氧化铝的热能回收方法与流程

本发明涉及冷却一种粉状物料的流态化冷却器的热能回收方案。

背景技术：

在许多工业生产中，经焙烧炉焙烧出来的物料温度都较高，需经降温后方可进入下一生产工序。而在氧化铝生产中，经过焙烧炉焙烧出来的氧化铝温度较高，高时可达300℃左右。高温氧化铝需用流态化冷却器来进行冷却，冷却后的氧化铝通过皮带输送机运送到包装车间进行包装。实际应用时发现经过流态化冷却器冷却的氧化铝温度经常达不到设计要求(设计要求冷却后的氧化铝温度≤80℃)，特别是在提产时，有时氧化铝温度甚至会超过100℃。温度过高的氧化铝在皮带运输过程中会加速皮带老化，严重影响皮带的使用寿命。同时，由于在冷却器内部的热量交换不够充分，造成一定的热量损失。

现行生产中使用的换热单元采用的结构如附图2所示，所用材质是普通碳钢。这种材质及结构的换热单元不能对进入流态化冷却器壳体内的物料进行充分冷却。

现行生产中使用的换热单元采用循环水换热，不但造成了高温氧化铝的热量的浪费，还增加了换热后高温循环水降温的能耗。

另外，现有冷却氧化铝通常采用循环水，换热后的高温循环水再通过冷却塔等方式降温，不但造成循环水及热量损失，同时还增加了循环水冷却的成本。基于以上两种原因，特发明了本专利中的新型高效换热单元及热能回收方案来解决以上问题。

专利内容

本发明的目的是提供投资低、换热效果好、结构先进、节能降耗的热能回收方法。具体技术方案如下：

一种焙烧后氧化铝的热能回收方法，高温氧化铝通过流态化冷却器的换热单元与冷却介质进行间接换热，经过一定数量的换热单元，冷却到符合要求的温度后，就从流态化冷却器壳体排出，进入到下一工序；冷却介质采用电厂低温除盐水，低温除盐水充分吸收了高温氧化铝的热量后，直接返回锅炉使用。

锅炉的出水通过除盐水泵形成低温除盐水，所述低温除盐水输送至换热单元。

所述换热单元的材料为铝合金。

所述换热换热单元包括冷却介质进口、冷却介质出口、分流管、竖向换热管、水平换热管、螺旋形翅片、堵板；冷却介质进口和冷却介质出口设置于换热单元的顶部，冷却介质进口与冷却介质外来管口密封连接，或与相邻换热单元的冷却介质出口4密封连接；冷却介质出口与冷却介质返回管口密封连接，或与相邻换热单元的冷却介质进口密封连接；分流管上侧部分别与冷却介质进口和冷却介质出口连接，下侧部与一定数量的竖向换热管连接，同时在分流管的适当位置用堵板隔开，以保证冷却介质在换热单元内有序流通；竖向换热管竖向放置，底部密封，左右相对两竖向换热管之间用水平换热管连通；水平换热管外表面设有翅片，翅片的规格需参照换热单元的流通空间及两水平换热管7间的距离进行确定。

所述翘片的形状为螺旋形、叶片式环形或直线型翅片。

所述翘片的形状为螺旋形。

本发明的优点是：

本发明专利中的换热单元材质为铝合金材料。由于铝合金材质较碳钢材质具有更高的导热系数，传热效果更好，铝合金比重为碳钢比重的约三分之一左右。在工况一定的情况下，采用铝合金材质的换热单元，可以减少换热单元的数量，最终可以使流态化冷却器设备小型化，尽管铝合金材质较之碳钢单价更高，但综合成本仍较低。

本发明专利中的换热介质采用电厂除盐水，不但可以充分回收利用高温氧化铝的热量加热进入锅炉的除盐水，降低了电厂的能耗。同时因为采用铝合金换热单元后，没有铁锈对除盐水的污染，因此升温后的除盐水无需通过特殊处理即可直接进入锅炉。另外，由于除盐水在换热单元上没有结疤，因此还提高了流态化冷却器的运行周期，提高了换热效率。

本发明专利中的换热单元采用螺旋形、叶片式或环形的翅片式结构，可以增大换热单元的换热面积，进而提高换热单元的换热效率。螺旋形翅片结构的换换热单元，在保证被冷却介质在换热单元中所需的流通面积的情况下，可增大水平换热管的间距，进而减少水平换热管的数量，最终使换热单元轻量化。

附图说明

图1是流态化冷却器的主视图；

图2是现行生产中使用的换热单元立体图；

图3是换热单元的立体图；

图4是本发明工艺流程图；

图中：1、流态化冷却器壳体；2、换热单元；3、冷却介质进口；4、冷却介质出口；5、分流管；6、竖向换热管；7、水平换热管；8、螺旋形翅片；9、堵板。

具体实施方式

下面对本发明的实施例加以详细叙述，但本发明的保护范围不受实施例所限。

如图1及图3所示，本发明专利流态化冷却器的新型高效换热单元，流态化冷却器包括流态化冷却器壳体1、换热单元2。换热单元2设有冷却介质进口3、冷却介质出口4、分流管5、竖向换热管6、水平换热管7、螺旋形翅片8、堵板9。冷却介质进口3和冷却介质出口4设于换热单元2的顶部，冷却介质进口3与冷却介质外来管口密封连接，或与相邻换热单元2的冷却介质出口4密封连接；冷却介质出口4与冷却介质返回管口密封连接，或与相邻换热单元2的冷却介质进口3密封连接；分流管5上侧部分别与冷却介质进口3和冷却介质出口4连接，下侧部与一定数量的竖向换热管6连接，同时在适当位置用堵板9隔开，以保证冷却介质在换热单元2内有序流通；竖向换热管6竖向放置，底部需密封，左右相对两竖向换热管6之间用一定数量的水平换热管7连通；水平换热管7外表面设有螺旋式翅片8，螺旋式翅片8的规格需参照换热单元2的流通空间及两水平换热管7间的距离进行确定。

如附图4所示是流态化冷却器热能回收方案，电厂低温除盐水在新型铝合金换热器中换热升温后，洁净的除盐水直接返回电厂锅炉回用。巧妙实现高温氧化铝的冷却及低温除盐水的升温，同时还保证了除盐水不受铁锈的污染，降低电厂能耗的同时也减少了除盐水制备的费用。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种焙烧后氧化铝的热能回收方法，高温氧化铝通过流态化冷却器的换热单元与冷却介质进行间接换热，经过一定数量的换热单元，冷却到符合要求的温度后，就从流态化冷却器壳体排出，进入到下一工序；冷却介质采用电厂低温除盐水，低温除盐水充分吸收了高温氧化铝的热量后，直接返回锅炉使用。本发明的优点是：铝合金传热效果更好；换热介质采用电厂除盐水，降低了电厂的能耗，提高了换热效率。采用螺旋形、叶片式或环形的翅片式结构，可以增大换热单元的换热面积，进而提高换热单元的换热效率。

技术研发人员：胡克荣;王剑;单勇
受保护的技术使用者：沈阳铝镁设计研究院有限公司
技术研发日：2017.09.27
技术公布日：2019.04.02