一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，包括砂再生爐、助燃風機、煙氣-空氣換熱器、冷卻風機、砂冷卻器、除塵引風機、煙氣-水換熱器、熱水型溴化鋰制冷系統、砂溫調節器和除塵裝置，本實用新型通過利用650℃以上的高溫煙氣預熱助燃風以及利用中低溫煙氣與水換熱，熱水制冷提供給砂溫調節器使用從而有效的回收了中、低溫煙氣余熱，因此本實用新型更加節能。
【專利說明】一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鑄造舊砂再生煙氣余熱回收領域，具體涉及一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統。

【背景技術】
[0002]目前，我國是世界上最大的鑄件生產國家，2010年中國鑄件總產量超過3500萬噸。據統計:每生產It鑄件要排放It廢砂，并且要加入It新砂。而我國鑄造廠的現狀是:鑄造車間(廠)的舊砂排放量占固體廢物總排放量首位，達70%多。因此，對舊砂進行再生回用，不僅可以節約寶貴的新砂資源，減少舊砂拋棄引起的環境污染，還可節省成本(新砂的購置費和運輸費)，具有巨大的經濟和社會效益。而舊砂再生已成為現代化鑄造車間不可缺少的組成部分。
[0003]舊砂再生是利用機械式，加熱焙燒等方式去除舊砂中的雜質，使舊砂得以循環利用。熱法再生就是利用加熱焙燒的方式去除舊砂中的雜質，再回收利用舊砂。機械再生砂的質量不夠穩定，殘留在砂粒凹坑處的樹脂膜，影響型芯砂的性能。相反，熱法再生砂質量穩定，砂粒形貌圓整，砂粒表面的樹脂膜去除干凈，且消除了砂粒相變應力。因此，目前熱法再生技術是砂處理的主流。
[0004]熱法砂處理流程為:澆注完的型砂進入落砂機經過初步破碎，再利用磁選去除砂中殘留的鐵塊，舊砂經過多次破碎篩分成小顆粒后送入砂再生爐焙燒，經處理后的高溫砂再通過砂冷卻器冷卻到50°C，通過氣力或斗提機送入砂溫調節器，使用冷凍水調節砂溫到300C以下,最后再生后的成品砂存入砂庫再利用。
[0005]目前國內熱法砂再生系統中加熱舊砂的高溫煙氣通過換熱器預熱助燃空氣回收部分余熱，而出換熱器后的中低溫煙氣和冷卻再生熱砂的空氣由于溫度偏低，可用性不高，摻入常溫風降溫后就直接排放掉，造成了一定的余熱資源浪費。國內某造型材料(集團)有限公司開發的砂再生系統使用中低溫煙氣對進爐舊砂預熱，雖有效的回收了煙氣的余熱，但是舊砂中的有害化學物質(如三乙胺、二甲基異丙胺、有機粘結劑等)可能會隨著溫度的升高揮發出來，污染環境，有害健康。目前熱法砂再生系統中還沒有一種既能有效回收中、低煙氣余熱又完全不會引起污染的余熱回收方式。


【發明內容】

[0006]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，能有效回收中、低溫煙氣余熱且完全不會引起污染。
[0007]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，包括砂再生爐、助燃風機、煙氣-空氣換熱器、冷卻風機、砂冷卻器和除塵引風機，所述煙氣-空氣換熱器的煙氣入口與砂再生爐的高溫煙氣出口聯通，所述煙氣-空氣換熱器的空氣入口與助燃風機聯通，所述煙氣-空氣換熱器的空氣出口與砂再生爐的助燃風入口聯通，所述砂再生爐的高溫熱砂出口與砂冷卻器的高溫熱砂入口聯通，所述冷卻風機與砂冷卻器的冷卻風入口聯通，所述砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統還包括煙氣-水換熱器、熱水型溴化鋰制冷系統、砂溫調節器和除塵裝置，所述煙氣-空氣換熱器的煙氣出口與砂冷卻器的冷卻空氣出口均與煙氣-水換熱器的煙氣入口聯通，所述煙氣-水換熱器的煙氣出口與除塵裝置的煙氣入口聯通，所述除塵裝置的煙氣出口與除塵風機聯通，所述煙氣-水換熱器的循環水入口和出口分別與熱水型溴化鋰制冷系統的循環水的出口和入口聯通，所述熱水型溴化鋰制冷系統的冷凍水的入口和出口分別與砂溫調節器冷卻水的出口和入口聯通，所述砂溫調節器的冷卻砂出口與砂庫聯通。
[0009]進一步，所述煙氣-空氣換熱器采用緊湊型交叉流管式換熱器，其殼程為煙氣、管程為空氣。
[0010]進一步，所述煙氣-水換熱器采用光管型換熱器或者翅片管換熱器，所述煙氣-水換熱器的殼程為煙氣、管程為水。
[0011]進一步，所述熱水型溴化鋰制冷系統采用兩級熱水型溴化鋰吸收式制冷機組。
[0012]進一步，所述除塵裝置包括旋風降塵器和布袋除塵器，所述旋風降塵器也可用重力除塵器替換。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型的有益效果如下:
[0014]1、利用兩級緊湊型交叉流管式換熱器回收高溫煙氣余熱，預熱進爐的助燃風，提高了熱效率，減少了天然氣的消耗，節約能源。
[0015]2、加強了對出換熱器與砂冷卻器后中低溫煙氣余熱的回收。中低溫煙氣與水換熱產生熱水，再利用熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷機組產生冷凍水，冷凍水直接提供給砂溫調節器，實現了冷凍水的工序內部消化，煙氣余熱得到進一步回收。
[0016]3、目前砂溫調節器冷凍水機組多為電動螺桿壓縮制冷，采用煙氣余熱驅動的熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷機組替代原制冷機組，降低了冷凍水機組運行費用。研究表明:以砂溫調節器制冷量270kW的制冷機組為例，雖然熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷機組初期投資比電壓縮式制冷多20萬元左右，但一年的運行費用卻比螺桿壓縮式制冷機少近25萬
J Li ο
[0017]4、整個煙氣降溫過程中沒有摻入冷風，降低了除塵的風量，進入除塵器風量僅為摻冷風降溫的40%。布袋除塵器的尺寸減小，除塵器的投入成本降低。除塵風機的功率降低，電耗降低。
[0018]5、整個熱回收系統中的換熱設備，熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷系統，除塵系統都是市場成熟的產品，系統的可靠性高，風險小。
[0019]6、熱水型溴化鋰制冷系統的冷凍水還可以用于對再生砂進行冷卻。
[0020]本實用新型的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:
[0022]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0023]圖中I——砂再生爐；2——煙氣-空氣換熱器；3——助燃風機；4——煙氣一水換熱器；5—旋風除塵器；6—布袋除塵器；7—除塵引風機；8—熱水型溴化鋰制冷系統；9—冷卻風機；10—砂冷卻器；11—砂溫調節器；12—砂庫。

【具體實施方式】
[0024]以下將參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。
[0025]如圖所示，一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，包括砂再生爐1、助燃風機
3、煙氣-空氣換熱器2、冷卻風機9、砂冷卻器10和除塵引風機7，所述砂再生爐I產生的高溫煙氣進入煙氣-空氣換熱器2中與助燃風機3弓I入的空氣進行換熱，所述煙氣-空氣換熱器2中經過換熱后的空氣進入砂再生爐中助燃，所述砂再生爐產生的高溫熱砂流入砂冷卻器10中與冷卻風機引入的空氣進行換熱，所述砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統還包括煙氣-水換熱器4、熱水型溴化鋰制冷系統8、砂溫調節器11和除塵裝置，所述煙氣-空氣換熱器中經過換熱后的煙氣與經砂冷卻器換熱后的空氣匯流后進入煙氣-水換熱器中與熱水型溴化鋰制冷系統的循環水進行換熱，所述熱水型溴化鋰制冷系統的冷凍水與砂溫調節器中的砂進行換熱，所述砂溫調節器中換熱后的砂最終流入砂庫12中存儲，所述煙氣-水換熱器中經過換熱的煙氣被除塵引風機引入除塵裝置中除塵后排出。
[0026]本實施例中，所述煙氣-空氣換熱器采用緊湊型交叉流管式換熱器，其殼程為煙氣、管程為空氣；所述煙氣-水換熱器采用光管型換熱器或者翅片管換熱器，所述煙氣-水換熱器的殼程為煙氣、管程為水；所述熱水型溴化鋰制冷系統采用兩級熱水型溴化鋰吸收式制冷機組；所述除塵裝置包括旋風降塵器5和布袋除塵器6，所述旋風降塵器也可用重力除塵器替換。
[0027]本實施例中，煙氣余熱回收過程包括兩大部分:一、利用650°C以上的高溫煙氣預熱助燃風；二、利用中低溫煙氣與水換熱，熱水制冷提供給砂溫調節器使用。
[0028]砂再生爐為高溫焙燒爐，工作時產生煙氣溫度650?750°C，煙氣溫度過低不能將舊砂中有機物完全燃燒。煙氣經過兩級煙氣-空氣換熱器，溫度降為350°C。煙氣-空氣換熱器采用緊湊型交叉流管式換熱器，換熱效率高，換熱器殼程為煙氣，管程為空氣。空氣經換熱器被預熱到300°C以上進入焙燒爐爐膛助燃，提高了熱效率，節約了能源。
[0029]出爐的高溫熱砂在砂冷卻器中與冷風進行沸騰換熱，將冷風加熱到250°C。將出換熱器的熱風與出換熱器的煙氣一起通入煙氣-水換熱器，煙氣-水換熱器可以采用光管型換熱器，也可采用翅片管換熱器。換熱器殼程為煙氣，管程為水。混合煙氣經換熱器后溫度由300°C左右降為110°C左右，循環水溫度從60°C加熱到90°C。
[0030]85?90°C循環熱水進入熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷機組系統，利用制冷機將循環冷凍水由20°C降至15°C以下。低于15°C的冷凍水正好提供給砂溫調節器使用。采用兩級熱水型溴化鋰吸收式制冷機組比一級熱水型溴化鋰吸收式制冷機組能夠使用的熱水溫度更低，出口熱水溫度可降至60°C。而一級熱水型溴化鋰吸收式制冷機組使用熱水一般要高于85°C。
[0031]冷卻至110°C的煙氣再經過旋風降塵器或者重力除塵器、布袋除塵器后可直接排放，含塵量低于50mg/Nm3。
[0032]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，包括砂再生爐、助燃風機、煙氣-空氣換熱器、冷卻風機、砂冷卻器和除塵引風機，所述煙氣-空氣換熱器的煙氣入口與砂再生爐的高溫煙氣出口聯通，所述煙氣-空氣換熱器的空氣入口與助燃風機聯通，所述煙氣-空氣換熱器的空氣出口與砂再生爐的助燃風入口聯通，所述砂再生爐的高溫熱砂出口與砂冷卻器的高溫熱砂入口聯通，所述冷卻風機與砂冷卻器的冷卻風入口聯通，其特征在于:所述砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統還包括煙氣-水換熱器、熱水型溴化鋰制冷系統、砂溫調節器和除塵裝置，所述煙氣-空氣換熱器的煙氣出口與砂冷卻器的冷卻空氣出口均與煙氣-水換熱器的煙氣入口聯通，所述煙氣-水換熱器的煙氣出口與除塵裝置的煙氣入口聯通，所述除塵裝置的煙氣出口與除塵風機聯通，所述煙氣-水換熱器的循環水入口和出口分別與熱水型溴化鋰制冷系統的循環水的出口和入口聯通，所述熱水型溴化鋰制冷系統的冷凍水的入口和出口分別與砂溫調節器冷卻水的出口和入口聯通，所述砂溫調節器的冷卻砂出口與砂庫聯通。
2.根據權利要求1所述的砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，其特征在于:所述煙氣-空氣換熱器采用緊湊型交叉流管式換熱器，其殼程為煙氣、管程為空氣。
3.根據權利要求1所述的砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，其特征在于:所述煙氣-水換熱器采用光管型換熱器或者翅片管換熱器，所述煙氣-水換熱器的殼程為煙氣、管程為水。
4.根據權利要求1所述的砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，其特征在于:所述熱水型溴化鋰制冷系統采用兩級熱水型溴化鋰吸收式制冷機組。
5.根據權利要求1所述的砂再生系統的煙氣余熱回收利用系統，其特征在于:所述除塵裝置包括旋風降塵器和布袋除塵器，所述旋風降塵器也可用重力除塵器替換。
【文檔編號】B22C5/00GK203956000SQ201420233877
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月8日 優先權日:2014年5月8日
【發明者】唐榮聯, 趙錦, 王花 申請人:中機中聯工程有限公司