電石廢熱回收利用方法及回收利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電石廢熱回收利用方法及電石廢熱回收利用系統(tǒng)，適用于電石行業(yè)的電石料冷卻廢熱利用，屬于節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電力和炭材在電石產(chǎn)品的成本中占有很大比重，約為70%，2000?2010年，國內(nèi)電石產(chǎn)能從480萬t/a增長到2250萬t/a，產(chǎn)量從340萬t/a增長到1650萬t/a，“十二五”以來，各地為大型氯堿裝置配套的電石項(xiàng)目大量上馬，截至2012年底，國內(nèi)電石企業(yè)有388家，產(chǎn)能達(dá)到3230萬t/a，產(chǎn)量提高到2000萬t/a，密閉式電石爐產(chǎn)能為1860萬t/a，“十三五”時(shí)期，繼續(xù)實(shí)行總量調(diào)控措施，力爭到“十三五”末將電石產(chǎn)能控制在5000萬t/a，密閉式電石爐的比重達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)需基本平衡。電石工藝過程耗能1100kg/t標(biāo)煤，3400Kw時(shí)電，密閉式電石爐2200 °C出爐的電石含有很高的熱量，可占到綜合能耗的21%，即每噸電石冷卻浪費(fèi)的熱量相當(dāng)于231kg/t標(biāo)煤，“十三五”末將電石產(chǎn)能控制在5000萬t/a，浪費(fèi)的廢熱將達(dá)到1155萬萬t/a標(biāo)煤，目前還沒有應(yīng)用于工程實(shí)際的電石廢熱利用方法與實(shí)用技術(shù)。
[0003]當(dāng)前電石廢熱利用的專利有以下幾個(gè):基于電石爐的電石顯熱發(fā)電系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法(申請?zhí)?01410238546.0)，該專利提供了環(huán)繞電石爐一周的環(huán)形換熱系統(tǒng)，換熱方式采用換熱器，是一種熱傳導(dǎo)的熱能利用方式，效率較低，對于2200°C高溫的換熱器，以現(xiàn)有材料無法進(jìn)行工程應(yīng)用；專利申請“電石顯熱收集系統(tǒng)”(申請?zhí)?014102333521)，該電石顯熱收集系統(tǒng)包括電石液收集儲(chǔ)存裝置，與電石液收集儲(chǔ)存裝置頂部開口相匹配的耐高溫隔熱板，一端與電石液收集儲(chǔ)存裝置相連、另一端連接有蒸發(fā)器的超導(dǎo)換熱裝置，位于蒸發(fā)器頂部、用于排出汽水混合物的出口，所述電石液收集儲(chǔ)存裝置的腔體由內(nèi)壁和與內(nèi)壁間存在空隙并構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的外壁構(gòu)成，該電石液收集儲(chǔ)存裝置的內(nèi)外壁空隙內(nèi)布置有無縫鋼管，無縫鋼管內(nèi)部填充有導(dǎo)熱介質(zhì)，該專利也是一種熱傳導(dǎo)的熱能利用方式；一種電石爐電石顯熱回收設(shè)備及回收方法(申請?zhí)?01410040367.6)主要有電石流槽、抽煙罩、熱風(fēng)隧道窯、運(yùn)出軌道、高溫旋風(fēng)除塵器、余熱鍋爐、袋式除塵器、高溫引風(fēng)機(jī)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該專利也是一種熱對流的熱能利用方式，對流傳熱效率較低，而且增加了除塵等設(shè)備與問題；一種電石顯熱集熱裝置(申請?zhí)?01420344707.X)，包括一密閉的集熱箱，集熱箱包括設(shè)于地面上的底面、設(shè)于底面左右兩側(cè)的兩側(cè)壁及設(shè)于兩側(cè)壁頂端的一頂棚，底面、側(cè)壁及頂棚共同形成用于收容電石鍋車的收容空間，底面為設(shè)于地面上的保溫層，兩側(cè)壁分別為一隔熱墻，頂棚包括鋼筒、填設(shè)于鋼筒內(nèi)的相變蓄熱材料及包覆于鋼筒頂部外表面的保溫層，鋼筒上于集熱箱的入口一端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，并于集熱箱的出口一端設(shè)有出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口用于流入冷空氣。該電石顯熱集熱裝置，電石鍋車上的電石的熱量通過鋼筒傳導(dǎo)至相變蓄熱材料上，由入風(fēng)口流入的冷氣流經(jīng)由相變蓄熱材料的間隙流過的過程中被加熱為熱氣流，該熱氣流由出風(fēng)口流出以傳送到需要熱能的設(shè)備來回收利用，該專利只能在電石鍋底部回收廢熱，通過熱傳導(dǎo)和對流方式傳熱，效率較低，此外，電石鍋中心熱量與邊緣不均勻，導(dǎo)致電石鍋中心熱量無法利用；一種熔融電石發(fā)電系統(tǒng)(申請?zhí)?01420550583.0)，其能量轉(zhuǎn)換設(shè)備包括熱風(fēng)爐(21)、余熱鍋爐(22)、以及循環(huán)風(fēng)機(jī)(23);熱風(fēng)爐上靠近裝入密封倉的一端開設(shè)有循環(huán)風(fēng)出口(211)，遠(yuǎn)離裝入密封倉的一端開設(shè)有循環(huán)風(fēng)入口(212);熱風(fēng)爐通過循環(huán)風(fēng)出口與余熱鍋爐相導(dǎo)通，通過循環(huán)風(fēng)入口與循環(huán)風(fēng)機(jī)相導(dǎo)通；余熱鍋爐與循環(huán)風(fēng)機(jī)通過通風(fēng)管道(25)相導(dǎo)通；相關(guān)專利或申請還包括一種電石爐電石顯熱回收設(shè)備(CN201410040368.0)、一種電石爐電石顯熱回收裝置(CN201420053876.8)、一種電石顯熱回收利用裝置(CN201120489712.6)、一種電石顯熱回收系統(tǒng)(CN201120209958.3)，以上專利或申請都是與現(xiàn)有電石鍋相結(jié)合的對流傳熱方式傳熱，都不能消除與現(xiàn)有電石鍋、庫房、碎料工藝相結(jié)合存在的技術(shù)問題，難以實(shí)現(xiàn)夠工程化的、簡易的與現(xiàn)有裝置的對接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電石廢熱回收利用方法，該方法在電石冷卻過程中，可防止電石砣凝固，避免了電石鍋砣凝固大塊的破碎問題，同時(shí)，廢熱收集方法簡潔，過程裝備節(jié)能、簡單，投資低，節(jié)能效果最高，所產(chǎn)蒸汽可以發(fā)電也可以作其他應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明所提供的電石廢熱回收利用方法，其特征在于:在封閉隧道內(nèi)，從電石爐出料口收集電石后，將電石連續(xù)輸送至電石送料系統(tǒng)，形成連續(xù)輸料，電石在輸送過程通過輻射和對流傳熱方式將熱量傳遞給包覆在所述電石送料系統(tǒng)外部的傳熱保護(hù)管，經(jīng)傳熱保護(hù)管傳遞給設(shè)置在所述傳熱保護(hù)管周邊的水冷壁系統(tǒng)。在隧道內(nèi)輸送電石料，避免危險(xiǎn)的電石粉塵污染環(huán)境；在電石輸送過程中完成電石熱量收集，節(jié)省了電石可冷卻庫房和其冷卻所需要的裝備，節(jié)省了占地；本發(fā)明直接利用熱輻射和熱對流將電石廢熱傳遞給水冷壁系統(tǒng)，避免采用常規(guī)方法中的向電石強(qiáng)制通風(fēng)吸熱的方式，避免了能耗及對吸熱后的熱風(fēng)進(jìn)行除塵等處理。由于電石出爐時(shí)不連續(xù)，通過電石出料收集系統(tǒng)收集電石，形成連續(xù)輸料。
[0006]根據(jù)電石溫度的高低，所述電石送料系統(tǒng)分為高溫段、中溫段和低溫段，高溫段采用熱輻射為主、中溫段采用熱輻射加熱對流、低溫段采用熱對流為主的傳熱方式。距離電石爐出料口近的地方，電石熱量高，屬于高溫段，以熱輻射為主，隨著熱量的散發(fā)，依次進(jìn)入中溫段和低溫段，分別采用熱輻射加熱對流、低溫段采用熱對流為主的傳熱方式。
[0007]為避免電石冷卻過程中凝固成塊，輸送過程中，電石在所述電石送料系統(tǒng)內(nèi)不斷被攪拌翻動(dòng)。不斷攪拌翻動(dòng)輸送，可防止電石凝固，避免了后續(xù)電石凝固大塊的破碎問題，降低了后續(xù)工序的作業(yè)危險(xiǎn)性與成本；另外，翻動(dòng)攪拌電石，使得電石的熱量被全方位利用，電石不至于在電石送料系統(tǒng)上堆積而導(dǎo)致處于中心的電石熱量無法利用。
[0008]優(yōu)選地，在高、中溫段，所述水冷壁系統(tǒng)的循環(huán)冷卻介質(zhì)采用強(qiáng)制循環(huán)方式；在低溫段，所述水冷壁系統(tǒng)的循環(huán)冷卻介質(zhì)采用自然循環(huán)方式；所述水冷壁系統(tǒng)與電石換熱后產(chǎn)生的飽和蒸汽送回所述電石送料系統(tǒng)高溫段加熱成為過熱蒸汽，過熱蒸汽送去做功或作其他工藝使用。
[0009]在低溫段，所述水冷壁系統(tǒng)包括水冷壁，所述水冷壁的上下兩端分別設(shè)置水冷壁上部汽水集合管、水冷壁底部水集合管，所述水冷壁上部汽水集合管、水冷壁底部水集合管分別與汽包連接；所述汽包內(nèi)的水自汽包底部進(jìn)入水冷壁底部水集合管，并流經(jīng)水冷壁、水冷壁上部汽水集合管后進(jìn)入汽包內(nèi)完成一次循環(huán)，并在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，分離后的蒸汽可用于發(fā)電或作其他應(yīng)用。在高溫段、中溫段和低溫段，都可以采用自然循環(huán)方式，即汽包內(nèi)的水自汽包底部進(jìn)入水冷壁底部水集合管，并流經(jīng)水冷壁、水冷壁上部汽水集合管后進(jìn)入汽包內(nèi)完成一次循環(huán)。但在高、中溫段，由于電石溫度很高，采用自然循環(huán)方式不利于快速熱交換，因此，在高、中溫段，所述水冷壁系統(tǒng)包括水冷壁，所述水冷壁的上下兩端分別設(shè)置水冷壁上部汽水集合管、水冷壁底部水集合管，所述水冷壁上部汽水集合管與汽包連接，該汽包還通過栗與所述水冷壁底部水集合管連接；所述汽包內(nèi)的水經(jīng)栗加壓后進(jìn)入水冷壁底部水集合管，并流經(jīng)水冷壁、水冷壁上部汽水集合管后進(jìn)入汽包內(nèi)完成一次循環(huán)，并在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離。
[0010]還可以在汽包內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器，循環(huán)冷卻介質(zhì)不使用水，而使用導(dǎo)熱油等其他介質(zhì)，導(dǎo)熱油從汽包內(nèi)進(jìn)入水冷壁，在水冷壁中換熱后回到汽包內(nèi)，與蒸發(fā)器內(nèi)的水進(jìn)行換熱，產(chǎn)生高壓蒸汽