一种铜冶炼熔渣热量回收系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种铜冶炼熔渣热量回收系统及其工作方法，属于铜冶炼熔渣热回收的。

背景技术：

1、熔渣余热回收是冶金行业有待攻克的技术难题。通常情况下，熔渣的温度在1300c以上，蕴含的热量巨大。熔渣余热回收技术是绿色低碳可持续发展的有力支撑，对环保意义重大。随着新材料和新冶炼技术的不断涌现，熔渣余热回收技术也将发挥更广泛的应用前景。其中，铜冶炼熔渣在渣包中冷却阶段的热能回收是冶铜生产链中二次能源回收的重要环节之一。

2、如中国专利cn216898429u 一种铜冶炼缓冷渣余热回收装置；cn216717032u 一种铜冶炼炉渣废热回收装置所公开技术现状；现有技术中关于渣包中铜熔渣热回收主要是回收铜熔渣逸散到周围空气中的热能，此类熔渣热能回收装置主要收集的热能形式一般是渣包浇水冷却后产生的水蒸气，未对熔浆状态下的铜熔渣进行直接换热，经过一系列导热换热后，最终有效回收热量较低；并且实际生产场景中，渣包在露天场地呈阵列分布，每个渣包的冷却进度不一，需要能够批量对场地中的各个渣包中的铜熔渣释热进行直接换热并进一步收集、整合优化，也是目前的一大技术难题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种铜冶炼熔渣热量回收系统及其工作方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种铜冶炼熔渣热量回收系统，包括：

4、吸热阵列装置、释热换热器、换热介质储罐、介质循环泵以及循环管路；所述吸热阵列装置、释热换热器、换热介质储罐和介质循环泵通过循环管路连接形成循环回路；

5、所述吸热阵列装置包括若干并联连接的吸热排列装置，所述吸热排列装置包括若干与循环管路连接的吸热升降柱，所述吸热升降柱可伸入渣包与铜冶炼熔渣进行接触热交换吸热；

6、所述吸热升降柱包括敞口圆底的空心柱体，所述空心柱体的内腔通过设置隔板形成u形介质通道，所述空心柱体的顶端设置有安装法兰；

7、还包括用于安装所述吸热升降柱的安装架装置；

8、所述安装架装置包括由支撑架和挑高架构成的、呈底部开口的“凸”字形的安装架架体，所述挑高架两侧内壁上安装有升降导轨，两侧所述升降导轨之间设置有连通座，所述连通座的两侧壁分别设置滑块与所述升降导轨滑动安装，所述连通座的底部安装有用于封盖所述渣包的隔热罩，所述连通座的内腔设置有左右分隔的介质通道，所述吸热升降柱可安装于所述连通座底部、且吸热升降柱的介质输入端和介质输出端分别与所述连通座内部的左右两侧介质通道密接连通，所述连通座的顶部两侧对应其左右两侧介质通道连接有耐压金属软管，所述耐压金属软管的上端固定于所述挑高架顶部并分别连接有介质输入接管和介质输出接管，所述连通座的顶部通过电机安装座固定安装有升降减速电机，所述升降减速电机的顶部输出端连接有升降螺杆，所述升降螺杆的上端贯穿所述挑高架的顶部，且所述挑高架的顶部嵌设安装有与所述升降螺杆螺纹配合的螺母座。

9、其中，所述空心柱体为上大下小的锥形结构，所述空心柱体内壁环列间隔分布设置有导热鳍片。

10、其中，所述循环管路包括去流主管路和回流主管路，所述去流主管路分流形成若干去流支管路，所述回流主管路由若干回流支管路汇流形成，所述去流支管路的流向末端、以及回流支管路的流向首端为盲端，每个所述吸热排列装置对应配套一组所述去流支管路和回流支管路；

11、所述介质输入接管和介质输出接管分别接入所述去流支管路，且所述介质输入接管上设置有电控截止阀；所述去流支管路上介于所述介质输入接管和介质输出接管之间设置有电控节流阀，所述介质输出接管分别外接设置有压力变送器和温度传感器；所述升降导轨下端设置有用于检测所述滑块逼近的接近传感器；

12、所述介质输出接管与所述回流支管路之间连通设置有汇流管路；所述介质输出接管连接至所述去流支管路一端设置有电控截止阀a，所述汇流管路上设置有电控截止阀b。

13、其中，还包括控制器，所述电控截止阀、电控节流阀、压力变送器、温度传感器、接近传感器、电控截止阀a和电控截止阀b分别与控制器电性连接。

14、其中，所述去流主管路和回流主管路的管径大于去流支管路和回流支管路的管径。

15、一种铜冶炼熔渣热量回收系统的工作方法，包括以下步骤：

16、换热介质储罐中的换热介质在介质循环泵的驱动作用下，沿循环管路先经过吸热阵列装置中吸收铜冶炼熔渣热量，再经过释热换热器进行热交换释热，释热后的换热介质回流至换热介质储罐中，形成循环流动系统；

17、其中，换热介质在通过每个去流支管路上的吸热升降柱时，具有以下三种流通方式：

18、a.换热介质沿去流支管路越过当前吸热升降柱直接流向下一吸热升降柱；

19、b.换热介质流经当前吸热升降柱并回流汇入去流支管路流向下一吸热升降柱；

20、c.换热介质流经当前吸热升降柱并回流汇入回流支管路流向释热换热器。

21、其中，所述三种流通方式可相互切换，切换触发条件为：

22、流通方式a：当吸热升降柱处于抬升状态、接近传感器未被触发时，电控截止阀关闭、电控节流阀无阻导通、电控截止阀a关闭、电控截止阀b关闭；

23、流通方式b：当吸热升降柱处于下降状态、接近传感器被触发、且温度传感器小于设定阈值时，电控截止阀开启、电控节流阀生效节流、电控截止阀a开启、电控截止阀b关闭；

24、流通方式c：当吸热升降柱处于下降状态、接近传感器被触发、且温度传感器大于等于设定阈值时，电控截止阀开启、电控节流阀生效节流、电控截止阀a关闭、电控截止阀b开启。

25、一种铜冶炼熔渣热量回收系统的工作方法，包括以下步骤：

26、换热介质储罐中的换热介质在介质循环泵的驱动作用下，沿循环管路先经过吸热阵列装置中吸收铜冶炼熔渣热量，再经过释热换热器进行热交换释热，释热后的换热介质回流至换热介质储罐中，形成循环流动系统；

27、其中，低温换热介质在进入吸热阵列装置的各个吸热排列装置之前，通过缩径分流变为多股数、低流速、小截面的流体介质，高温换热介质在退出吸热阵列装置的各个吸热排列装置之后，通过扩径汇流变为单股、高流速、大截面的流体介质。

28、本发明具有如下有益效果：

29、本发明一种铜冶炼熔渣热量回收系统及其工作方法，适用于实际生产场景中铜熔渣以渣包方式缓冷、呈阵列分布的应用情境；能够对渣包场地中的各个渣包中的铜熔渣释热进行统一收集、整合，避免有效热能损耗，提升热能回收效益。

30、本发明一种铜冶炼熔渣热量回收系统及其工作方法，该管路布局设计优异性，除了能够适应现有的渣包场地工位布局，还包括能够将回收热量进行有效整合，形成充足稳定且持续的供能系统。

技术特征：

1.一种铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于：所述空心柱体（71）为上大下小的锥形结构，所述空心柱体（71）内壁环列间隔分布设置有导热鳍片（75）。

3.如权利要求1所述的一种铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于：所述循环管路（5）包括去流主管路（51）和回流主管路（52），所述去流主管路（51）分流形成若干去流支管路（511），所述回流主管路（52）由若干回流支管路（521）汇流形成，所述去流支管路（511）的流向末端、以及回流支管路（521）的流向首端为盲端，每个所述吸热排列装置（6）对应配套一组所述去流支管路（511）和回流支管路（521）；

4.如权利要求3所述的一种铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于：还包括控制器（200），所述电控截止阀（10）、电控节流阀（9）、压力变送器（11）、温度传感器（12）、接近传感器（13）、电控截止阀a（16）和电控截止阀b（14）分别与控制器（200）电性连接。

5.如权利要求3所述的一种铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于：所述去流主管路（51）和回流主管路（52）的管径大于去流支管路（511）和回流支管路（521）的管径。

6.一种铜冶炼熔渣热量回收系统的工作方法，采用如权利要求4所述的铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的一种铜冶炼熔渣热量回收系统的工作方法，其特征在于，所述三种流通方式可相互切换，切换触发条件为：

8.一种铜冶炼熔渣热量回收系统的工作方法，采用如权利要求5所述的铜冶炼熔渣热量回收系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及铜冶炼熔渣热回收的技术领域的一种铜冶炼熔渣热量回收系统及其工作方法，系统包括吸热阵列装置、释热换热器、换热介质储罐、介质循环泵以及循环管路；吸热阵列装置、释热换热器、换热介质储罐和介质循环泵通过循环管路连接形成循环回路；还包括用于安装吸热升降柱的安装架装置。吸热阵列装置包括若干并联连接的吸热排列装置，吸热排列装置包括若干可串、并联的吸热升降柱，吸热升降柱可伸入渣包与铜冶炼熔渣进行接触热交换吸热。本发明能够对渣包场地中的各个渣包中的铜熔渣释热进行统一收集、整合，避免有效热能损耗，提升热能回收效益。

技术研发人员：阮茂光,代红坤,杨美彦,闫华龙,舒达勇,夏跃彪,王帅,赵崇山,郝鑫,虎小飞
受保护的技术使用者：中铜东南铜业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15