[發(fā)明專利]一種冶金高溫渣廢熱的多級(jí)次相變回收與儲(chǔ)存裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010534527.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111637776A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒清川;張子勖;安希忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D20/02
• 分類號(hào): F28D20/02;C21B3/08
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種冶金高溫渣廢熱的多級(jí)次相變回收與儲(chǔ)存裝置，其包括控制系統(tǒng)、導(dǎo)軌系統(tǒng)、第一級(jí)高溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元、第二級(jí)中溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元以及第三級(jí)低溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元；所述各級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元中裝有不同相變溫度的相變儲(chǔ)能材料；所述導(dǎo)軌系統(tǒng)銜接所述各級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元，并將高溫廢渣在各級(jí)相變回收儲(chǔ)存單元間傳輸。本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)三級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元的設(shè)置，分級(jí)次地將冶金廢渣的高溫?zé)崃亢椭小⒌蜏責(zé)崃窟M(jìn)行了最大化的回收，提高了熱量的回收效率，充分發(fā)揮了相變儲(chǔ)能材料在能源回收利用上的時(shí)間與空間上的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金工業(yè)能源回收領(lǐng)域，具體涉及一種冶金高溫渣廢熱的多級(jí)次相變回收與儲(chǔ)存裝置。

背景技術(shù)

作為高污染、高能耗產(chǎn)業(yè)，如何節(jié)能降耗并提高廢棄能源利用率是現(xiàn)代冶金工業(yè)領(lǐng)域面對(duì)的主要問(wèn)題。冶金廢渣作為冶金生產(chǎn)過(guò)程中的主要固體廢棄物，其中蘊(yùn)藏著豐富的可回收能源。

以鋼鐵冶金為例，作為鋼鐵冶煉過(guò)程的主要廢渣來(lái)源，鋼渣約占粗鋼產(chǎn)量的8～15％。煉鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣、精煉渣等大量的高溫渣，其溫度通常能達(dá)到1500℃以上。若能將鋼渣中的廢熱合理回收與利用，不僅可以改善鋼鐵企業(yè)車間作業(yè)的高溫環(huán)境，同時(shí)也可以得到非常龐大的熱量資源，從而極大提高廢棄能源的利用率。盡管目前鋼鐵企業(yè)在處理廢渣時(shí)有解決其后續(xù)再利用問(wèn)題，但在高溫渣的熱量回收方面卻缺乏較好的處理方案。

現(xiàn)有技術(shù)在冶金廢渣熱量回收利用的過(guò)程中，常用方法有：風(fēng)淬法、粒化法、余熱還原礦石法等。其中，雖然風(fēng)淬法回收廢渣余熱回收效率較高，但該方法對(duì)廢渣的質(zhì)量要求較高。近些年生產(chǎn)鋼渣的堿度增大，粘性增高，導(dǎo)致廢渣的流動(dòng)性變差，適合風(fēng)淬法處理的鋼渣不超過(guò)總鋼渣量的50％。粒化法作為一種傳統(tǒng)熱回收方法，其熱效率僅有25～30％，已不能滿足當(dāng)前的工業(yè)要求，逐漸被其他方法取代。余熱還原礦石法是利用廢渣的廢熱還原鐵礦石，但這種方法存在熱量利用區(qū)域窄，即只有在廢渣溫度較高的狀態(tài)下，其熱量才被利用、熱量傳遞慢等局限性，因此不能實(shí)現(xiàn)對(duì)廢渣熱量的高效利用。此外，上述幾種方法很難實(shí)現(xiàn)高溫渣的熱量進(jìn)行充分利用。由此可見(jiàn)，針對(duì)冶金廢渣的廢熱回收利用研究依舊具有重要的意義。

相變儲(chǔ)能材料作為一種能量的存儲(chǔ)與釋放材料，不僅效率高，相較于其他方法，還具有時(shí)間和空間上的優(yōu)勢(shì)，能真正實(shí)現(xiàn)將此時(shí)此地的能量用于他時(shí)他地，在冶金領(lǐng)域的廢熱回收利用方面具有極大的可實(shí)踐性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是提供一種冶金高溫渣廢熱的多級(jí)次相變回收與儲(chǔ)存裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中冶金領(lǐng)域廢渣內(nèi)大量熱量無(wú)法有效收集并儲(chǔ)存，導(dǎo)致造成二次能源浪費(fèi)的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種冶金高溫渣廢熱的多級(jí)次相變回收與儲(chǔ)存裝置，裝置包括控制系統(tǒng)、導(dǎo)軌系統(tǒng)、第一級(jí)高溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元、第二級(jí)中溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元以及第三級(jí)低溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元；各級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元中裝有不同相變溫度的相變儲(chǔ)能材料；

第一級(jí)高溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元、第二級(jí)中溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元以及第三級(jí)低溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元沿導(dǎo)軌系統(tǒng)呈直線分布；

各級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元的前側(cè)壁和后側(cè)壁可以打開(kāi)，控制系統(tǒng)控制各級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元的前側(cè)壁后側(cè)壁打開(kāi)和關(guān)閉；冶金高溫廢渣通過(guò)導(dǎo)軌系統(tǒng)依次在各級(jí)熱能相變回收儲(chǔ)存單元間進(jìn)行傳輸。

根據(jù)本發(fā)明，第一級(jí)高溫?zé)崮芟嘧兓厥諆?chǔ)存單元包括儲(chǔ)熱池、高溫相變儲(chǔ)能材料以及水管；

高溫相變儲(chǔ)能材料封裝在儲(chǔ)熱池內(nèi)；水管回形盤繞并插入高溫相變儲(chǔ)能材料中；

高溫相變儲(chǔ)能材料為鋁硅合金，其相變溫度為577-800℃。