一种高温氧化铝焙烧炉废热回收装置的制作方法

1.本实用新型属于能源化工余热回收技术领域，特别是涉及一种高温氧化铝焙烧炉废热回收装置。


背景技术：

2.目前国内氢氧化铝焙烧炉以悬浮态焙烧炉为主，天然气和低热值煤气在预热空气温度600～750℃条件下扩散燃烧，燃烧后的烟气温度为950～1100℃，高温烟气脱除氢氧化铝的附着水和结晶水从而生产出符合电解要求和其他用途的氧化铝。由于采用高温焙烧工艺，燃烧室内部局部高温区高达1700℃，燃烧隔热保温结构由内向外为保温耐火砖及碳钢板，设备运行时碳钢板外部温度约130℃左右，燃烧过程中碳钢板与空气采用对自然对流换热方式，对流换热强度完全完全取决于自然风速，低风速的夏季，碳钢板外部温度最高可达150℃。
3.由于此结构散热受限，高温外表面的高温对运行人员的安全构成威胁，如果进行外表面保温，那么将会使结构碳钢板长时间处于高温状态，会高于碳钢板的最高使用温度，无法满足结构的强度。同时，如果不进行保温，由于大量的废热散失到空气环境中，既造成了能源的浪费，还恶化了工作人员的操作环境，所以对焙烧炉壳体结构的降温及废热的利用设备具有重要的实际意义。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高温氧化铝焙烧炉废热回收装置,以解决焙烧炉壳体的废热散失到空气环境中造成能源浪费以及恶化工作人员的操作环境的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种高温氧化铝焙烧炉废热回收装置，包括壳体热传导装置、循环管路系统和热用户，高温氧化铝焙烧炉包括第一焙烧炉，所述壳体热传导装置设置在第一焙烧炉下锥筒位置的外侧，所述循环管路系统的两端分别连通壳体热传导装置与热用户。
7.更进一步的，所述壳体热传导装置为夹层水箱与水冷盘管结构，所述水冷盘管位于夹层水箱内，水冷盘管的两端分别连通有上集箱和下集箱，所述夹层水箱固定连接在第一焙烧炉壳体外侧，所述夹层水箱的夹层壁上设有第二安全阀和第二排气阀，夹层水箱9的夹层厚度可以根据实际热耗散情况设计为50-1000mm不等，夹层可以为常压或封闭水箱，内部压力可以根据不同位置焙烧炉壁温进行判定，但不高于3.8mpa。
8.更进一步的，所述壳体热传导装置为导热加强接触面与水冷盘管结构，所述第一焙烧炉壳体的外壁环形设有环绕式或竖直式水冷盘管，所述水冷盘管与第一焙烧炉壳体之间设有导热加强接触面，导热加强接触面处采用简单螺栓压紧，导热加强接触面中间填充导热硅脂，所述水冷盘管的两端分别连通有上集箱和下集箱，所述上集箱和下集箱分别与循环管路系统的两端连通。
9.更进一步的，所述壳体热传导装置为整体膜式水冷结构，所述第一焙烧炉壳体结
构为膜式水冷壁，第一焙烧炉内耐火保温砖根据水冷壁表面结构设计，膜式水冷壁上设有上集箱和下集箱，所述上集箱和下集箱分别与循环管路系统的两端连通。
10.更进一步地，所述壳体热传导装置壳体内壁面设有测温装置，所述上集箱上设有第一安全阀和第一排气阀。
11.更进一步的，所述壳体热传导装置外侧设有利用率调节装置。
12.更进一步的，所述循环管路系统包括用户供水管道、用户回水管道、调节阀、第三安全阀、第三排气阀和增压循环泵，所述用户供水管道和用户回水管道的一端皆与热用户连通，所述用户供水管道的另一端与上集箱连通，所述用户回水管道的另一端与下集箱连通，所述用户供水管道上设有调节阀、第三安全阀和第三排气阀，所述用户回水管道上设有调节阀和增压循环泵。
13.更进一步的，所述利用率调节装置部分或全部位置结构设计为可变百叶窗结构。
14.更进一步的，高温氧化铝焙烧炉还包括第二焙烧炉，所述第二焙烧炉与第一焙烧炉连接，所述第二焙烧炉下端设有燃烧器。
15.更进一步的，所述热用户为焙烧炉自身燃气加热器。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1.本实用新型可以将焙烧炉外壳体的废热加以利用，对厂区附近的居民进行供暖，或者对焙烧炉自身燃气进行加热提高焙烧炉自身燃烧效率，还可以用于厂区自身的生活用热水的提供，总之，对以上热量的利用都最终可以在不同程度上减少化石燃料的燃烧，减少了不必要的碳排放问题。
18.2.本实用新型将焙烧炉壳体的热量通过壳体热传导装置转移至热用户，并且其外部设置有可调节的隔热保温结构，所以焙烧炉最终外表面的温度大幅度降低，使设备附近的工作环境得到极大的改善，并且清除了高温危险源，使焙烧炉附近的操作人员健康得到了应有的保障。
附图说明
19.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型所述的一种高温氧化铝焙烧炉废热回收装置的示意图；
21.图2为本实用新型所述的夹层水箱和水冷盘管结构的壳体热传导装置的示意图；
22.图3为可变百叶窗结构开启状态的示意图；
23.图4为可变百叶窗结构闭合状态的示意图；
24.图5为循环管路系统的示意图。
25.1-壳体热传导装置，2-利用率调节装置，3-循环管路系统，4-热用户，5-水冷盘管，6-上集箱，7-下集箱，8-第一排气阀，9-夹层水箱，10-第二排气阀，11-测温装置，13-可变百叶窗结构，14-用户供水管道，15-用户回水管道，16-调节阀，17-第三安全阀，18-第三排气阀，19-增压循环泵，20-第一焙烧炉，21-第二焙烧炉,22-燃烧器。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.参见图1-5说明本实施方式，壳体热传导装置1设置在第一焙烧炉20下锥筒位置的外侧，循环管路系统3的两端分别固定连接并连通着壳体热传导装置1和热用户4，所述壳体热传导装置1的外部设有保温层，并且第一焙烧炉20可以不再以空气对流的方式向外散热，通过壳体热传导装置1将第一焙烧炉20壳体的热量传导出来，通过循环管路系统3将热量提供到热用户4，进而能够对焙烧炉外壳体的废热加以利用，对厂区附近的居民进行供暖。
28.进一步的，本实用新型的壳体热传导装置1采用夹层水箱9与水冷盘管5结构，水冷盘管5位于夹层水箱9内，水冷盘管5与循环管路系统3连通，将第一焙烧炉20壳体外侧由3mm厚度的304钢板与200mm厚度的壳体夹层焊接，夹层内填充水作为加强传热介质，夹层内常压设计，夹层内设置测温装置11并且设置为远传，夹层内部采用竖直水冷盘管5，夹层内的水通过与第一焙烧炉20壳体的自然对流方式进行换热，然后将热量传递给竖直的水冷盘管5，被加热后的水冷盘管5内的介质通过上集箱6汇集，再通过循环管路系统3被输送到热用户4，从而实现对第一焙烧炉20壳体的废热进行利用。
29.进一步地，本实用新型的壳体热传导装置1采用导热加强接触面与水冷盘管5结构，水冷盘管5管道直径可以根据实际换热情况由φ20-φ80不等，通过水冷盘管5与第一焙烧炉20壳体间设有导热加强接触面，在接触面间填充导热硅脂，能够加强水冷盘管5余第一焙烧炉20壳体间的热传导，减少温差。
30.进一步地，本实用新型的壳体热传导装置1为整体膜式水冷结构，采用该结构第一焙烧炉20的壳体结构为膜式水冷壁，第一焙烧炉20内耐火保温砖根据水冷壁表面结构设计，膜式水冷壁上下两端连接着上集箱6和下集箱7。
31.进一步地，三种结构中，壳体热传导装置1的壳体内壁面皆布置测温装置11，通过对水循环量、保温面积等调节手段使最终装置使用后壳体内壁面温度保持不变。
32.进一步地，在壳体热传导装置1的外侧设有利用率调节装置2，通过利用率调节装置2可以对可用热热量进行调节，该利用率调节装置2不仅可以用于壳体热传导装置1的保温还可以调节热传导中可利用热量比例，在壳体热传导装置1外侧铺设50mm-200mm厚度轻质保温隔热材料，最外侧布置保温铁皮围护结构，根据保温层厚度不同，壳体热传导装置1的工作温度可以维持在不同的温度水平，可以在室外环境温度及壳体壁面温度间进行变化，在热用户4用热量较低时，为了保证壳体热传导装置1不超温，其外壁保温结构中，部分或全部位置结构可以设计为硬质保温材料的可变百叶窗结构13，开启时可以重新利用原有空气对流散热的散热途径，调节废热利用率。
33.进一步地，所述热用户4为焙烧炉自身燃气加热器，所述包括用户供水管道14、用户回水管道15、调节阀16、第三安全阀17、第三排气阀18和增压循环泵19，由于热用户4为焙烧炉自身燃气加热器，从热用户4内出来的冷水在通过用户回水管道15，经过增压循环泵19增压，输送到下集箱7将冷水分散到水冷盘管5再次进行加热。
34.进一步地，在整个设备使用过程中，通过利用率调节装置2中保温层中设置的可变
百叶窗结构13、循环管路系统中的调节阀16和增压循环泵19，对热源端温度进行调节，使夹层水箱9内温度维持在95℃以下，避免局部沸腾。
35.以上公开的本实用新型实施例只是用于帮助阐述本实用新型。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。