本實用新型屬于電石領域，具體涉及一種電石顯熱回收的裝置。

背景技術：

我國電石行業經過50多年的發展，無論產能還是產量都躍居世界首位，并呈高速上升趨勢。近年來，由于過度投資、盲目發展，加之受到市場、原料、能源、環保等多方面的制約，優勝劣汰的陣勢越來越明顯。

當前電石生產存在的主要問題是能耗高、污染嚴重、資源浪費、成本高、經濟效益差、經濟指標落后。傳統電石行業成為高能耗、高污染、高成本的三高行業之一。生產模式粗放，不重視環保、節能。尤其是出電石爐的液態電石，溫度高達2000℃，目前沒有一種行之有效的技術途徑，可以安全有效地把溫度高達2000℃左右的電石顯熱快捷的回收下來，基本上采用自然冷卻成固態電石的方法，但是該方法的缺點是大量的熱得不到有效利用，熱量損失嚴重。

傳統電石生產過程中，每1h出一次電石。高溫液態電石由出爐口澆入電石鍋中，在電石小車的牽引下，沿軌道運至冷卻區域自然空冷，冷卻3～4h后，吊車將結殼高溫電石吊離電石鍋，運抵空冷區繼續冷卻24～36h。軌道冷卻過程需要占用大量時間和空間，致使出爐系統需要至少布置兩個跨列，軌道上布滿電石鍋，廠房面積無法得到有效利用，一次投資巨大，且生產節奏也無法進一步提升。同時，在這樣的操作模式下，無法對電石顯熱做進一步利用，能量浪費明顯。

現有技術中公開了一種電石爐出爐冷卻系統，包括電石罐、冷卻室、排電石裝置、重力沉降槽、循環風機、除塵系統和余熱鍋爐，所述電石出爐后經預冷被送入電石罐，并由臺車運送到電石破碎冷卻室，進行破碎的同時通入惰性氣體冷卻電石，冷卻至150℃通過排電石裝置排出電石。所述惰性氣體經與熱電石換熱后由冷卻室上部環形通道進入重力沉降槽，去除顆粒粉塵后進入余熱鍋爐，通過余熱鍋爐生產高溫高壓蒸汽；惰性氣體通過余熱鍋爐后溫度降至170℃左右，再經旋風除塵器系統分離粉塵后，由循環風機送回冷卻室循環使用。該技術具有電石顯熱回收率低、電石冷卻后直徑大的缺點。

現有技術還公開了一種熔融電石發電系統，包括電石入設備、能量轉換設備、電石卸出設備以及發電設備，其中，電石裝入設備、電石卸出設備以及發電設備均與能量轉換設備相連通。該方案提出了用熔融電石余熱發電的技術路線和系統，用余熱鍋爐生產高溫高壓蒸汽，驅動汽輪發電機組發電，可回收熔融電石的全部顯熱，解決了余熱的出路，生產1噸電石耗電約3400kw，1噸電石顯熱可發電約340kw，能降低用電量的10％；提出了密封倉的概念以及裝入、卸出電石車的技術方案，實現了電石車入、出密封倉時循環風不間斷并且風量風溫穩定和循環風不外泄，冷風不進入的目的。但是該技術電石顯熱利用率還是不夠高，沒有擺脫傳統的電石余熱利用思路。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種電石顯熱回收的裝置，解決現有技術中電石熔體出料及冷卻過程中浪費大量熱量的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種電石顯熱回收裝置，包括：與電石爐相連通的換熱器、熱量利用單元；

所述換熱器包括殼體、液態電石造粒器、利用低溫惰氣換熱的換熱部、第一通孔、第二通孔、用于輸進換熱前惰氣的進氣管、用于輸出換熱后惰氣的排氣管；所述殼體內部自上而下固定設置有所述液態電石造粒器、所述換熱部，所述換熱部出風風向朝向所述液態電石造粒器；

所述第一通孔、所述第二通孔設置于所述殼體上，所述進氣管通過所述第一通孔分別與所述換熱部、所述液態電石造粒器相連通；所述排氣管通過所述第二通孔與利用換熱后惰氣的所述熱量利用單元連通。

進一步地，所述換熱部呈錐形結構，所述換熱部上開有多個用于輸出低溫惰氣的出氣孔。

進一步地，所述換熱部進一步包括一級惰氣分布器、二級惰氣分布器，所述一級惰氣分布器設置于靠近所述液態電石造粒器一側，所述二級惰氣分布器設置于遠離所述液態電石造粒器一側，所述熱量利用單元出口端與所述二級惰氣分布器的所述進氣管相連通。

進一步地，所述液態電石造粒器包括：液體分布器和具有翻轉軸的液態電石成型板，自上而下固定設置有所述液體分布器、所述進氣管與所述液態電石成型板。

進一步地，所述液態電石成型板通過翻轉軸固定在所述殼體上，所述液態電石成型板通過所述翻轉軸進行翻轉；

所述液態電石成型板外表面設置有多個液態電石成型臼，每個相鄰的所述液態電石成型臼之間設置有連接溝槽，所述連接溝槽用于連通所述液態電石成型臼，將落入電石成型臼的液態電石分布均勻。

進一步地，還包括氣體深冷裝置，所述氣體深冷裝置進口端與所述熱量利用單元的出口端相連通，所述氣體深冷裝置出口端與所述進氣管相連通。

進一步地，所述熱量利用單元包括廢熱鍋爐系統。

本實用新型的有益效果在于，電石爐連通的換熱器、熱量利用單元，對高達高溫的電石顯熱得到了有效利用，利用率可達90％，極大的降低了電石生產的工序和能耗。并且利用液態電石造粒器，將液態電石先變為液態電石滴、再變為固態顆粒，將液態電石造粒成型，省去了高能耗、高污染的電石粉碎工序，節能環保。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例中的電石顯熱回收裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型一個實施例中的電石顯熱回收裝置的結構示意圖；

圖3是本實用新型一個實施例中的液態電石成型板的結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例方法的步驟流程圖。

圖中：

100.電石爐；200.換熱器；201.殼體；202.液態電石造粒器；2021.液體分布器；2022.液態電石成型板；2023.翻轉軸；2024.液態電石成型臼；2025.連接溝槽；203.換熱部；2031.一級惰氣分布器；2032.二級惰氣分布器；204.進氣管；205.排氣管；300.熱量利用單元；400.氣體深冷裝置。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型的一種電石顯熱回收裝置，具體裝置的結構圖如圖1所示，包括：與電石爐100相連通的換熱器200、熱量利用單元300。

所述換熱器200包括殼體201、液態電石造粒器202、利用低溫惰氣換熱的換熱部203、第一通孔、第二通孔、用于輸進換熱前惰氣的進氣管204、用于輸出換熱后惰氣的排氣管205；所述殼體201內部自上而下固定設置有所述液態電石造粒器202、所述換熱部203，所述換熱部出風風向朝向所述液態電石造粒器202。

其中，所述進氣管204伸入所述換熱器、用于換熱功能的部分上開有噴嘴。進氣管204進入換熱器200有兩路，一路與換熱部203連通，另一路與液態電石造粒器202連通。

電石爐連通的換熱器、熱量利用單元，對高達2000℃的電石顯熱得到了有效利用，利用率可達90％，極大的降低了電石生產的工序和能耗。并且利用液態電石造粒器，將液態電石先變為液態電石滴、再變為固態顆粒，將液態電石造粒成型，省去了高能耗、高污染的電石粉碎工序，節能環保。成型的電石可直接運輸至電石造氣(乙炔氣)工段，省去電石粉碎環節，極大地簡化了電石工藝。

所述第一通孔、所述第二通孔設置于所述殼體上201，所述進氣管204通過所述第一通孔分別與所述換熱部203、所述液態電石造粒器202相連通；所述排氣管205通過所述第二通孔與利用換熱后惰氣的所述熱量利用單元300連通。

在一些說明性實施例中，如圖1所示，所述換熱部203呈錐形結構，所述換熱部203上開有多個用于輸出低溫惰氣的出氣孔。

在一些說明性實施例中，如圖1所示，所述換熱部203進一步包括一級惰氣分布器2031、二級惰氣分布器2032，所述一級惰氣分布器2031設置于靠近所述液態電石造粒器202一側，所述二級惰氣分布器2032設置于遠離所述液態電石造粒器202一側，所述熱量利用單元300出口端與所述二級惰氣分布器2032的所述進氣管204相連通。

其中，所述換熱部203的惰氣分布器可以為多個。由于電石顯熱回收因溫度差近2000℃，從節能、高效的角度出發，優選地，采用兩段換熱，即換熱部203包括一級惰氣分布器2031、二級惰氣分布器2032。一級惰氣分布器2031換熱量Q1包括液態電石的潛熱和固相電石的顯熱，二級惰氣分布器2032換熱量Q2只包括固相電石的顯熱，Q₁＞Q₂，進入一級惰氣分布器2031的惰氣的溫度可低于進入二級惰氣分布器2032的溫度，進入一級惰氣分布器2031的惰氣的壓力可低于進入二級惰氣分布器2032的壓力。

如圖2所示，在一些說明性實施例中，所述液態電石造粒器202包括：液體分布器2021和具有翻轉軸的液態電石成型板2022，自上而下固定設置有所述液體分布器2021、所述進氣管204與所述液態電石成型板2022。

其中，上述進氣管伸入換熱器內部的部分為盤管，盤管上設置有多個噴嘴，用于噴出低溫的惰氣，冷卻液態電石。噴嘴的方向朝向液態電石成型板2022。

在一些說明性實施例中，如圖3所示，所述液態電石成型板2022通過翻轉軸2023固定在所述殼體201上，所述液態電石成型板2022通過所述翻轉軸2023進行翻轉。

其中，所述翻轉軸2023由現有技術中的旋轉調速裝置控制旋轉頻率、速度等參數。

所述液態電石成型板2022外表面設置有多個液態電石成型臼2024，每個相鄰的所述液態電石成型臼2024之間設置有連接溝槽2025，所述連接溝槽2025用于連通所述液態電石成型臼2024，將落入電石成型臼2024的液態電石分布均勻。

其中，連接溝槽2025保證了液態電石在液態電石成型臼2024內的分布均勻性。

在一些說明性實施例中，如圖1所示，還包括氣體深冷裝置400，所述氣體深冷裝置400進口端與所述熱量利用單元300的出口端相連通，所述氣體深冷裝置400出口端與所述進氣管204相連通。

其中，所述氣體深冷裝置400對惰氣進行深冷，變為低溫的惰氣，溫度控制在-20℃～-5℃。

在一些說明性實施例中，所述熱量利用單元300包括廢熱鍋爐系統。

其中，經過熱量利用單元300的惰氣溫度控制在50℃～100℃。

在一些說明性實施例中，如圖4所示，一種采用上述裝置回收電石顯熱的方法，所述電石顯熱回收方法包括以下步驟：

S101，從電石爐100排出高溫的液態電石，所述液態電石進入換熱器200上端，經過液態電石造粒器202，獲得電石滴。

其中，所述高溫的液態電石溫度1700-2100℃。電石爐100排出2000℃的液態電石，經過液態電石造粒器202，把液態電石變成50～80mm的電石滴。

S102，所述電石滴經過向起到換熱作用的低溫的惰氣和換熱部203，所述電石滴冷卻為固態電石塊，所述低溫的惰氣溫度升高，獲得高溫的惰氣，進入排氣管205。

其中，惰氣包括：氖氣、氬氣。低溫的惰氣溫度為-20℃～5℃。低溫的惰氣壓力范圍為0.5～5kg/cm²。壓力可根據實際生產需要進行調節。高溫的惰氣溫度范圍為1500℃～1900℃。

電石滴進入換熱部203，經低溫的惰氣激冷。低溫的惰氣逆向與電石滴接觸，延緩了電石滴的下降速度，增加了電石滴與低溫的惰氣換熱時間，同時在表面張力作用下，保證電石滴由液態變為室溫固態電石塊。電石滴經過一級惰氣分布器2031，由液態變為900℃～1100℃球狀固態電石塊。900℃～1100℃球狀固態電石塊經過一級惰氣分布器2031進入二級惰氣分布器2032，繼續換熱，使900℃～1100℃球狀固態電石塊溫度降至室溫固態電石塊，排出換熱器200。球狀固態電石塊粒度50～80mm。室溫的溫度范圍為16℃-28℃。

S103，換熱后的固態電石塊沿所述換熱器200底部排出；所述高溫的惰氣進入熱量利用單元300，實現發電或蒸汽抽凝。

其中，高溫的惰氣進入熱量利用單元300，實現發電或蒸汽抽凝。

在一些說明性實施例中，所述S103還包括：所述高溫的惰氣向所述熱量利用單元300提供熱能后，所述高溫的惰氣排出所述熱量利用單元300，進入氣體深冷裝置400，進行深冷，獲得深冷后的惰氣，所述深冷后的惰氣進入所述換熱部203。

其中，所述高溫的惰氣排出所述熱量利用單元300經過深冷、加壓后，回到換熱部203，作為補充氣體，繼續進行換熱。

在一些說明性實施例中，所述S103還包括：所述高溫的惰氣向所述熱量利用單元300提供熱能后，一部分進入所述二級惰氣分布器2032。

其中，所述高溫的惰氣向所述熱量利用單元300提供熱能后，溫度范圍為50℃～100℃；壓力范圍為0.5～2kg/cm²；壓力可根據實際生產需要進行調節。

實施例1

從電石爐100排出高溫的液態電石，經液體分布器2021均勻分布到液態電石成型板2022上的液態電石成型臼2024中。當液態電石布滿液態電石成型臼2024后，停止放液。液態電石成型臼2024內的液態電石在所述進氣管204噴出的低溫的惰氣下冷卻成1500℃電石滴。旋轉調速裝置啟動，通過翻轉軸2023控制液態電石成型板2022進行180度旋轉，1500℃電石滴向下拋落，進入換熱部203，進行換熱、降溫。從電石爐100排出高溫的液態電石，繼續向液態電石成型板2022上放料。其中，液態電石成型板2022正反兩面均設液態電石成型臼2024和連接溝槽2025。換熱后的惰氣變為高溫的惰氣，進入熱量利用單元300，實現發電或蒸汽抽凝。

實施例2

以年產20萬噸的電石生產線為例，電石爐為密閉電石爐，每小時出電石25噸，電石的出爐溫度2100℃。

常溫電石密度為2.22噸/立方，溫度2000℃的電石密度按2.1計。

從電石爐100排出的2000℃的液態電石，經密封自流到液態電石造粒器202，經液體分布器2021均勻分布到液態電石成型板2022上的液態電石成型臼2024內，液態電石成型臼2024的連接溝槽2025使液態電石成型臼2024兩兩連通，便于液態電石均勻布料，液態電石成型臼2024內布滿液態電石后，停止放液。

壓力5kg/cm²、溫度達-5℃的低溫的惰氣經進氣管204引入環形冷卻氣盤管上的噴嘴噴出；把2000℃液態電石逐步冷卻成1500℃的電石滴。

翻轉軸2023帶動液態電石成型板2022進行180度旋轉，液態電石成型臼2024內的電石滴拋落到換熱部203。液態電石繼續放料，開始第二個循環的電石造粒。

壓力5kg/cm²、溫度達-5℃的低溫的惰氣經換熱部203中的一級惰氣分布器2031，向上噴出，與電石滴逆向接觸，實現電石滴與低溫的惰氣換熱。電石滴在一定壓力下，延緩了下降速度，為電石滴與低溫的惰氣換熱提供了充足的時間。

電石滴在一級惰氣分布器2031的部分換熱降溫后，溫度由1500℃降低到1000℃，變為固態電石；

換熱后，升溫的惰氣匯集從換熱器200的上部排出，排出的溫度達1800℃，稱為熱惰氣；

1000℃的固態電石從四周一級惰氣分布器2031四周的環形通道下落。

下落的固態電石粒，與從二級惰氣分布器2032底部向上噴出的惰氣進行換熱。此時從二級惰氣分布器2032底部向上噴出的惰氣溫度50℃，壓力2kg/cm²。二級惰氣分布器2032實現氣體的均勻分布。

換熱后，升溫的惰氣溫度達900℃，與上述熱惰氣匯集，從換熱器200的上部的排氣管205排出，進入廢熱鍋爐系統，發電。

從廢熱鍋爐系統返回的惰氣經加壓，其中五分之二回二級惰氣分布器2032作為換熱用的惰氣；五分之三經氣體深冷裝置400、加壓系統分別返回一級惰氣分布器2031作為換熱用的惰氣、返回液態電石造粒器202作為換熱用的惰氣；

固態電石粒經二級惰氣分布器2032四周的環形通道下落，溫度達80℃，從換熱器下部排出。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本實用新型而非限制本實用新型的范圍，本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下對本實用新型進行的修改或者等同替換，均應涵蓋在本實用新型的范圍之內。此外，除上下文另有所指外，以單數形式出現的詞包括復數形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實施例的全部或一部分可結合任何其它實施例的全部或一部分來使用。