[發明專利]一種帶肋片的強化傳熱電石鍋

在審

• 申請號: 201610068813.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105752986A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 劉紅;殷寶振;羅佳;尹洪超
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C01B31/32
• 分類號: C01B31/32
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;潘迅

技術領域

本發明屬于強化換熱領域，涉及一種帶肋片的強化傳熱電石鍋。

背景技術

電石是重要的化工基礎原料，工業上采用電爐還原法生產，熔融電石出爐后在電石鍋內冷卻和凝結?，F有電石鍋大約可盛裝熔融電石1噸/鍋，每次10鍋，相鄰出爐時間間隔約為60分鐘，而現有的電石鍋冷卻方式采用放在冷卻車間自然冷卻，冷卻時間需三小時左右，才能吊裝出鍋然后裝車；裝車后，電石鍋內電石仍然有較高溫度，還需再放在冷卻車間冷卻12小時，這導致要根據產能來定制3倍的電石鍋數量，同時，運輸周期過長，這些都嚴重增加了企業的成本。本發明專利針對以上不足進行了改進，設計了外加肋片的電石鍋，本發明電石鍋能夠強化電石鍋換熱，縮短電石鍋冷卻時間，從而縮短電石產品運輸周期，提高經濟效益，同時也使單位時間內的換熱量增加，為有效利用熔融電石余熱提供了條件。

發明內容

針對現有技術中電石鍋所載高溫熔融電石冷卻時間長，余熱無法有效利用等問題，本發明在電石鍋及肋片的結構上進行優化設計，提供一種帶肋片的強化傳熱電石鍋，在電石鍋外壁增設等截面矩形肋片，增加換熱面積。

根據傳熱學相關知識計算肋片換熱量和換熱系數；根據相關的肋片國標，選出適當的肋片尺寸和空間布局；驗證理論計算的合理性；由于工作環境的惡劣性，采用整體鑄造的方式在電石鍋上添加等截面矩形肋片，來應對高溫的環境，延長使用壽命。

本發明所采用的技術方案為：

一種帶肋片的強化傳熱電石鍋，用于盛裝初始溫度高達2000℃的熔融電石，包括鍋殼本體1、矩形肋片2和鍋殼上側延伸帽3三部分；鍋殼本體1、肋片2和鍋殼上側延伸帽3整體鑄造而成，避免焊接接縫處在高溫條件下出現開焊或斷裂；鍋殼本體1上添加等截面矩形肋片2，增加換熱面積，應對高溫的環境，延長使用壽命；鍋殼上側延伸帽3延伸至另一個電石鍋頂部，保證熔融電石裝鍋時能夠多口電石鍋連續盛裝，避免熔融電石落于鍋外。

在現有的電石鍋外表面設計合理的肋片厚度6，間距4和肋高5，肋片厚度6為1.4cm～0.3cm，肋高5為7.0～4.5cm，兩個肋片之間的間距6為5.8～1.0cm，。肋片的具體形狀，考慮到由于電石的溫度較高，所以采用矩形肋片，矩形等截面肋片添加在迎風側。電石鍋和肋片為整體鑄造而成，這樣有利于延長使用壽命，避免焊接出現的問題。通過增加翅化比和對流換熱系數，達到增加單位時間內的換熱量，從而減小冷卻時間，增加每個電石鍋在單位時間內的使用頻率，最大程度上減少電石鍋的數量。縮短電石產品運輸周期，同時也使單位時間內的換熱量增加，為有效利用熔融電石余熱提供了條件。

本發明的有益效果為：該強化傳熱電石鍋可以應用于超高溫工作環境；強化電石鍋的對流換熱系數，相比于未加肋片的電石鍋，對流換熱系數由原來的74W/(m²·K)增加到145W/(m²·K)，肋片效率達到56.7％，翅化比為3.173。該發明一方面可以加快電石冷卻，有效縮短電石產品運輸周期，提高經濟效益，同時也使單位時間內的換熱量增加，且釋放出的熱量能夠達到再次利用的條件，為有效利用熔融電石余熱提供了條件。

附圖說明

圖1為電石鍋正視圖；

圖2為肋片的結構圖；

圖中：1鍋殼本體；2肋片；3鍋殼上側延伸帽；4肋間距；5肋高；6肋厚。

具體實施方式

盛裝電石的電石鍋由鍋殼本體1、鍋殼上側延伸帽3兩部分構成。為強化原有電石鍋的換熱效果，減少電石產品的運輸周期，在原有電石鍋上添加矩形等截面肋片2，肋片的設計增加了對流換熱的面積，強化對流化熱，肋片通過鑄造的形式與電石鍋一同澆鑄成型，避免由于高溫使得焊接處出現斷裂的情況，延長使用壽命。鍋殼上側延伸帽3延伸至另外一個電石鍋頂部，從而引流到下一個電石鍋，保證熔融電石裝鍋時能夠多口電石鍋連續盛裝，避免熔融電石落于鍋外。肋片的放置位置為平行于傾斜面，角度為56度。通過計算：肋片的厚度6為0.41cm，間距4為1.84cm，肋高5為4.8cm的對流換熱效果達到理想值，對流換熱系數從原有的74W/(m²·K)增加到145W/(m²·K)，翅化比達到3.173。在外部再進行強制對流換熱，換熱效果會比原始的情況更加可觀，對余熱的回收創造了條件。