一种熔融电石与液态金属辊系换热装置及换热方法与流程

本发明属于余热再循环领域，尤其是一种熔融电石与液态金属辊系换热装置及换热方法。

背景技术：

1、电石的主要成分是碳化钙，是重要的基本化工原料，主要用于电石与水反应生成乙炔。乙炔与氧气混合用于金属的切割焊接，乙炔高温裂解生成乙炔炭黑，可制造干电池。乙炔是有机合成的重要原料，如：乙醛、乙酸、乙烯、合成橡胶、合成树脂、合成纤维等均以乙炔为主要原料。

2、工业上一般使用电炉熔炼法生产电石，电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙置于2200℃左右的电炉中熔炼，生成碳化钙(分子式cac2)。传统的电石生产工艺为电石间断出炉，出炉时温度高达1800～2200℃的熔融态电石液流入电石锅中经牵引装置牵引进冷却车间，通过自然散热的方式进行冷却降温，经数小时冷却至一定温度的电石块经破碎机破碎至一定粒度的电石小块。

3、整个电石生产过程耗时长、效率低，高温电石的大量余热未经利用直接散失到环境中，不仅造成能量的大量流失，还恶化了生产车间的作业环境；后续的破碎工艺则增加了额外的人力、物力及财力，破碎过程中产生的大量粉尘将对工人的人身健康造成极大影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种熔融电石与液态金属辊系换热装置及换热方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种熔融电石与液态金属辊系换热装置，包括液态金属储存箱、一级液态金属换热辊、二级液态金属换热破碎对辊、液态金属蒸发器和熔融电石液中间储罐；

4、所述熔融电石液中间储罐内装有熔融电石液，熔融电石液经熔融电石液中间储罐的出口管道变成带状熔融电石液；一级液态金属换热辊可旋转设在所述熔融电石液中间储罐的下侧，一级液态金属换热辊的一侧设有用于将带状熔融电石液导流至一级液态金属换热辊上的导流槽；二级液态金属换热破碎对辊可旋转的设置在一级液态金属换热辊的下侧，二级液态金属换热破碎对辊的下侧设有电石块输送系统和电石块输送车；

5、液态金属储存箱内存储有液态金属，液态金属储存箱的一侧连接有蒸汽加热器和蒸汽加热装置；液态金属储存箱内设有液态金属液下泵，液态金属液下泵通过液态金属输送管道一分三路，三个支路分别与一级液态金属换热辊的入口、二级液态金属换热破碎对辊的两个入口相连通，一级液态金属换热辊的出口、二级液态金属换热破碎对辊的两个出口分别连接有管道，三个管道交汇为一路；

6、液态金属蒸发器的一侧开设有除盐水入口，顶部开设有饱和蒸汽出口，液态金属蒸发器的底部设有低温液态金属出口，所述除盐水入口与除盐水共给装置相连通，三个管道交汇为一路后连接有液态金属蒸发器的高温液态金属入口；

7、液态金属蒸发器底部的低温液态金属出口与液态金属储存箱底部的低温液态金属入口相连通。

8、进一步的，所述熔融电石液中间储罐的出口管道上设有节流阀。

9、进一步的，所述二级液态金属换热破碎对辊一侧设有挡流板。

10、进一步的，所述液态金属蒸发器的另一侧开设有高温液态金属入口和高温液态金属补充口，蒸汽加热器的高温金属出口与液态金属蒸发器的高温液态金属补充口相连通。

11、进一步的，液态金属蒸发器的高温液态金属入口的管道上设有稳压器。

12、进一步的，所述除盐水入口与除盐水共给装置之间设有除盐水共给装水泵。

13、进一步的，一级液态金属换热辊包括换热辊支撑结构和支撑在换热辊支撑结构上的液态金属流通腔道回转机构；所述液态金属流通腔道回转机构由一级第一支座、一级换热辊筒、一级钢芯筒、一级第二支座、一级驱动齿轮和一级楔形键140-11构成；

14、所述一级换热辊筒两端分别架设在一级第一支座和一级第二支座上，一级第二支座上通过一级楔形键固定有设置有一级驱动齿轮，一级驱动齿轮外接减速机以驱动一级换热辊筒转动，一级换热辊筒中设置有一级钢芯筒，以是提高筒体刚度；

15、所述一级换热辊筒内部为液态金属腔道，用于通入液态金属与一级换热辊筒辊面的带状熔融电石液换热，液态金属腔道中设置有一级隔腔金属条，一级隔腔金属条将液态金属腔道纵向分隔得到多个分隔液态金属腔道。

16、多个分隔液态金属腔道将通入液态金属的液态金属分流，有利于液态金属通过一级换热辊筒内壁与一级换热辊筒外辊面上的带状高炉渣换热；

17、进一步的，二级液态金属换热破碎对辊包括换热辊支撑结构和支撑在换热辊支撑结构上的液态金属流通腔道回转机构，所述液态金属流通腔道回转机构由二级第一支座、两个二级换热辊筒、二级钢芯筒、二级第二支座、二级驱动齿轮和二级楔形键组成；

18、两个二级换热辊筒并排设置，两个二级换热辊筒的两端均架设在二级第一支座和二级第二支座上，二级第二支座上通过二级楔形键固定有设置有二级驱动齿轮，二级驱动齿轮外接减速机以驱动两个二级换热辊筒转动，二级换热辊筒中设置有二级钢芯筒；

19、两个二级换热辊筒内部均为液态金属腔道，液态金属腔道中设置有二级隔腔金属条，二级隔腔金属条对液态金属腔道进行纵向分隔得到多个分隔液态金属腔道。

20、一种熔融电石与液态金属辊系换热装置的换热方法，包括以下操作：

21、液态金属储存箱内的液态金属通过液态金属液下泵进入一级液态金属换热辊内部，熔融电石液中间储罐的熔融电石液流出，经导流槽落在一级液态金属换热辊的外部，一级液态金属换热辊不断旋转，内部的液态金属与外部的熔融电石液进行换热，换热后的液态金属经一级液态金属换热辊的出口进入液态金属蒸发器内，与液态金属蒸发器内的除盐水进行换热，从而产生饱和蒸汽；

22、换热后的熔融电石液随一级液态金属换热辊的旋转落下，经挡流板落在二级液态金属换热破碎对辊上，同时，液态金属储存箱内的液态金属通过液态金属液下泵进入二级液态金属换热破碎对辊内部，二级液态金属换热破碎对辊外部的熔融电石液余热与二级液态金属换热破碎对辊外部内的液态金属进行换热，换热后的液态金属进入液态金属蒸发器内，与液态金属蒸发器内的除盐水进行换热，从而产生饱和蒸汽；

23、二级液态金属换热破碎对辊的对辊不断旋转，挤压破碎电石，产生的电石块17落在电石块输送系统上，送入电石块输送车。

24、进一步的，产生2.0mpa,214.89℃饱和蒸汽。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、本发明提供一种熔融电石与液态金属辊系换热装置及换热方法，用于液态金属和高温熔融电石的换热，由于液态金属优异物性，导热系数大，液态区间大，可以通过传导和对流方式进行换热，通过在换热辊筒中设置分隔液态金属腔道，分隔液态金属腔道中液态金属快速流动通过换热辊筒内壁与辊面带状高炉渣进行传导和对流换热，换热效率高；本发明换热后的高温液态金属可以通过管路传递给下道工位蒸汽换热器，同时第二套换热辊筒内壁与辊面吸收继续吸收电石液余热，并将冷却的电石破碎成块，吸热后液态金属在液态金属泵驱动下，流经换热蒸发器产生高温蒸汽供用户使用，或用于蒸汽发电并网，产生经济效益。本发明换热装置使用时，可以用液态金属换出2200℃高温熔融电石液的热量，每吨高炉渣可产生2.0mpa，214.5℃饱和蒸汽0.872t，可用于销售高温高压蒸汽或利用蒸汽发电，实现节能和减排双赢，实现社会效益和经济效益双丰收。本发明解决了无法利用高温电石液内蕴含有大量的余热，导致能量浪费的问题。