一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，涉及蒸汽回收利用領域；包括管殼和冷卻管，管殼的兩端相對設置進水接口和出水接口，進水接口和出水接口之間通過管殼內的若干冷卻管連通，進水接口和出水接口之間的管殼內形成密封的內腔；管殼靠近進水接口一端設有連通其內腔的排氣口，管殼靠近出水接口一端設有連通其內腔的進氣口；還包括小板式熱交換器，管殼的進水接口通過保溫管連接溶出二次水的出水口；在管殼上相對排氣口一側設有連通管殼內腔的排水口，排水口通過冷凝水罐連接蒸發(fā)熱水站；進氣口通過保溫管連接高溫料漿槽罐的槽蓋，出水接口連接蒸發(fā)熱水站。本發(fā)明通過回收蒸汽并進行熱交換，同時冷凝成液體水并用于蒸汽發(fā)生。
【專利說明】
一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及蒸汽回收利用領域，特別是一種精液槽、粗液槽中蒸汽的回收再利用
目.0
【背景技術】
[0002]在氧化鋁生產工藝中，高溫的粗液、精液產生蒸汽從槽頂冒出外排，且蒸汽全部排到大氣中，溫度高達(105°C左右)，為改善現場環(huán)保環(huán)境，全面有效利用余熱。因此，需要增加一臺管束進行余熱再回收利用。同時再利用母液小板式經過降溫的水進行換熱后，再回蒸發(fā)熱水站。蒸汽經過冷凝后，冷凝水還回蒸發(fā)熱水站。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的是，針對上述問題，提供一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，實現氧化鋁生產工藝中對高溫料漿槽罐產生的蒸汽再回收利用，具體是回收高溫料漿槽中精液槽、分解粗液槽的蒸汽，匯總到回收再利用裝置中與小板式熱交換器出來的低溫的溶出二次水換熱，達到減少蒸汽浪費，同時提高溶出二次水溫;這里即改善了現場環(huán)境又將余熱回收到系統(tǒng)中；蒸汽在改過程中冷凝成液體冷凝水，該冷凝水收集后重新輸入蒸發(fā)熱水站，用于蒸汽發(fā)生或作為赤泥洗水使用，實現二次利用。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，包括管殼和冷卻管，管殼的兩端相對設置進水接口和出水接口，進水接口和出水接口之間通過管殼內的若干冷卻管連通，進水接口和出水接口之間的管殼內形成密封的內腔;所述管殼靠近進水接口一端設有連通其內腔的排氣口，管殼靠近出水接口一端設有連通其內腔的進氣口；還包括用于溶出車間的溶出二次水與分解槽分解母液熱交換的小板式熱交換器，所述管殼的進水接口通過保溫管連接小板式熱交換器低溫溶出二次水的出水口 ；在所述管殼上相對排氣口一側設有連通管殼內腔的排水口，所述排水口通過冷凝水罐連接蒸發(fā)熱水站;所述進氣口通過保溫管連接高溫料漿槽罐的槽蓋，所述出水接口連接蒸發(fā)熱水站。
[0005]上述方案中，冷卻管由小板式熱交換器注入其流出的溫度60_70°C左右的低溫溶出二次水，其中回收后的蒸汽從管殼的進氣口進入管殼內腔，并向排氣口運動，在此過程中管殼內腔中蒸汽的運動方向和冷卻管中低溫溶出二次水的流動方向相反。這里回收的蒸汽的初入溫度高達105°C，即蒸汽和低溫溶出二次水的開始溫差為40°C左右，蒸汽通過對冷卻管加熱，實現對低溫溶出二次水的再次加熱;在蒸汽不斷移動過程中，蒸汽接觸與其溫差較大的冷卻管，開始冷凝成液體并通過排水口流入冷凝水罐，不凝性氣體從排氣口排出。低溫溶出二次水在進入冷卻管時，溫度最低，此時可以保證對蒸汽冷凝;隨著沿冷卻管移動，溫度逐漸升高，在排出時溫度可以上升1_3°C。通過熱交換后的低溫溶出二次水可以直接加入到蒸發(fā)熱水站中。方案整個過程，對現有直排的蒸汽進行了有效再利用，改善了現場環(huán)保環(huán)境;且通過對低溫溶出二次水熱交換實現余熱再利用，通過蒸汽冷凝回收可以得到100°C左右的冷凝水，可以從新投入蒸發(fā)熱水站中，進行二次蒸汽發(fā)生。
[0006]優(yōu)選的，還包括帶閥門的旁通管，所述旁通管設置在管殼外且與管殼的進水接口和出水接口連通。旁通管可以調節(jié)低溫溶出二次水通過裝置后的溫度大小，及在對裝置檢修時，維持該低溫溶出二次水輸送暢通。
[0007]優(yōu)選的，所述進水接口、排氣口和排水口上均設置閥門。通過閥門可以控制裝置的正常運行。
[0008]優(yōu)選的，所述管殼在出水接口一端設有換熱腔和換熱器，所述換熱腔一側連接出水接口，相對一側連接冷卻管;所述換熱器沿換熱腔的通道方向水平居中設置，所述換熱器由兩平行、厚度為0.4-1.2_的銅薄板，沿螺距為8-14_阿基米德螺線卷彎而成，兩銅薄板相距2-5mm，兩銅薄板的側邊通過焊接密封并形成呈阿基米德螺線設置的冷卻通道;所述換熱器的內側端連接進氣口，外側端連接管殼的內腔。這里在于通過換熱腔和換熱器增強對低溫溶出二次水的換熱效果，及蒸汽在后續(xù)過程的冷凝效果。這里換熱器浸泡在充滿低溫溶出二次水的換熱腔中，其中換熱器通過兩銅板形成扁平的冷卻通道或熱交換通道，并通過將卷彎成阿基米德螺線狀的柱型，增加接觸面積及保證低溫溶出二次水流通順暢。蒸汽在換熱器對低溫溶出二次水熱交換同時可以快速降溫，在進入管殼的內腔后，溫度變低、運動速度變慢，再間接接觸較低溫度的冷卻管，其凝結速度變快。通過設置換熱腔和換熱器還可以減少裝置的體積容量，降低其制造成本。
[0009]優(yōu)選的，所述換熱器的外輪廓距換熱腔內壁20-30mm，所述出水接口最低位置不低于管殼端面高端的三分之二。這樣使得低溫溶出二次水可以注滿換熱腔，并保證低溫溶出二次水與換熱器有充分的接觸。
[0010]優(yōu)選的，所述換熱器還包括進氣管和出氣管，所述進氣管一端連接進氣口，另一端連接換熱器的內側端，進氣管換熱器連接一端均布有若干出氣孔，所述出氣孔對應冷卻通道設置;所述換熱器的外側端對應設置在換熱器最低處，且通過出水管水平連接通管殼的內腔，出水管位置高于管殼的內腔的底部。首先，由于換熱器內側端起彎曲變換大，對蒸汽的流速阻礙較大，此時設置為進氣口利用蒸汽初始流動速度大、溫度高的特點，使其快速通過并避免在此凝結，造成凝結水阻塞換熱器。其次，蒸汽熱量初始溫度較高，為了使其更好對低溫溶出二次水進行熱交換，將進氣管設置在中間，可以有效利用其對外輻射，有效利用其熱量。最后，出水管的位置設置最低位置且高于內腔的底部，這可以避免管殼內腔中的冷凝水回流阻塞，造成蒸汽流通不順暢，從而引發(fā)蒸汽在換熱器中大量凝結，最后影響換熱器不能正常工作。
[0011]優(yōu)選的，所述換熱器與冷卻管對應的一側設置有排水管，排水管垂直設置且其底部為U型結構，排水管底部注有水且高度不高于換熱器最低位置，排水管與管殼的內腔連通且高度不高于換熱器最低位置;所述排水管依次與換熱器螺旋低點處連通。蒸汽在進入換熱器后，會有一定的冷凝，由于換熱器呈螺旋狀的，冷凝水一定程度上阻塞換熱器正常運行，因此設置排水管可以排出換熱器中的冷凝水，保證換熱通道順暢運行，同時設置U型結構可以防止蒸汽通過該通道直接進入管殼的內腔中。
[0012]優(yōu)選的，進氣口內安裝有風機，可以提高蒸汽進入換熱器的速度，避免蒸汽由于移動速度慢在換熱器大量冷凝，阻塞換熱器。
[0013]優(yōu)選的，所述管殼采用螺旋鋼管，所述冷卻管為無縫鋼管。
[0014]優(yōu)選的，所述冷卻管上均布有若干散熱片。
[0015]由于采用上述技術方案，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]1.本發(fā)明通過對氧化鋁生產工藝中高溫料漿槽罐產生的蒸汽再回收利用，具體是回收高溫料漿槽罐中精液槽、粗液槽中的蒸汽，并與小板式熱交換器的低溫溶出二次水進行熱交換，實現蒸汽冷凝成液體水，冷凝水收集后重新輸入蒸發(fā)熱水站，用于蒸汽發(fā)生，實現二次利用。低溫溶出二次水在換熱后，溫度升高后同樣輸送到分蒸發(fā)熱水站中，用于蒸汽發(fā)生，實現二次利用。本發(fā)明通過設置熱利用減少熱蒸汽大量冒氣量外排改善現場環(huán)保環(huán)境。
[0017]2.本發(fā)明通過設置換熱腔和換熱器增強對低溫溶出二次水的換熱效果，溶出二次水可以升高3_5°C;換熱器通過兩銅板形成扁平的冷卻通道或熱交換通道，并通過將卷彎成阿基米德螺線狀的柱型，增加接觸面積及保證低溫溶出二次水流通順暢。蒸汽在換熱器對低溫溶出二次水熱交換同時可以快速降溫，在進入管殼的內腔后，溫度變低、運動速度變慢，再間接接觸較低溫度的冷卻管，其凝結速度變快。通過設置換熱腔和換熱器還可以減少裝置的體積容量。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明結構示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明管殼功能結構示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例。
[0021 ]圖4是本發(fā)明換熱器結構示意圖。
[0022]附圖中，1-高溫料漿槽罐、2-管殼、3-小板式熱交換器、4-冷凝水罐、5-旁通管、6_閥門、7-冷卻管、8-內腔、9-進水接口、I O-出水接口、11 -進氣口、12-排氣口、13-排水口、14-換熱腔、15-換熱器、16-進氣管、17-出氣管、18-排水管、19-蒸發(fā)熱水站。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對發(fā)明的具體實施進一步說明。
[0024]如圖1和2所示，為高溫料漿槽罐I蒸汽再利用裝置的結構示意圖，包括高溫料漿槽罐1、管殼2、冷卻管7、小板式熱交換器3、冷凝水罐4、旁通管5、閥門6和蒸發(fā)熱水站19。高溫料漿槽罐I包括氧化鋁制造工藝中使用的精液槽和粗液槽。高溫料漿槽罐I在使用中會有蒸汽從其槽頂排出，現有工藝設備中沒有針對該蒸發(fā)處理，通常采用直排模式，導致現場環(huán)保環(huán)境較差。因此設置一個回收裝再利用裝置，包括管殼2和冷卻管7。管殼2為長為3m的螺旋鋼管，冷卻管7為無縫鋼管，冷卻管7上均布有若干散熱片。在管殼2的兩端相對設置進水接口 9和出水接口 10，進水接口 9和出水接口 10之間通過管殼2內的若干冷卻管7連通。進水接口 9和出水接口 10之間的管殼2內形成密封的內腔8 ο管殼2靠近進水接口 9 一端設有連通其內腔8的排氣口，管殼2靠近出水接口 10—端設有連通其內腔8的進氣口 11，在管殼2上相對排氣口一側設有連通管殼2內腔8的排水口 13。排水口 13通過冷凝水罐4連通蒸發(fā)熱水站19，進氣口 11通過保溫管連通高溫料漿槽罐I槽蓋。管殼2的進水接口 9連接小板式熱交換器3的低溫溶出二次水出水口，管殼2的出水接口 10連接蒸發(fā)熱水站19。在管殼2的進水接口9和出水接口 10之間還設有帶閥門6的旁通管5，旁通管5設置在管殼2外且將進水接口 9和出水接口 10連通。旁通管5能夠調節(jié)低溫溶出二次水通過管殼2后的溫度大小，及在對管殼2檢修時，維持該低溫溶出二次水輸送暢通。其中，進水接口 9、排氣口和排水口 13上距設置閥門6。通過閥門6可以控制裝置的正常運行。
[0025]這里小板式熱交換器3用于溶出車間的高溫溶出二次水與分解槽分解母液熱交換，管殼的進水接口通過保溫管連接低溫溶出二次水的出水口；這里高溫溶出二次水一般為120 °C左右，低溫溶出二次水溫度一般為60-70°C左右，低溫溶出二次水在通過蒸汽熱交換后，返回蒸發(fā)熱水站，實現二次蒸汽發(fā)生。低溫溶出二次水通過與高溫料漿槽罐I排出的105 0C左右蒸汽進行熱交換，將其溫度提升1-30C ;同時蒸汽全部冷凝為100°C左右冷凝水，并重新投入蒸發(fā)熱水站19中蒸發(fā)成新的蒸汽，實現其二次利用。具體的，冷卻管7由小板式熱交換器3注入溫度60-70°C左右低溫溶出二次水，收集的高溫料漿槽罐I蒸汽從管殼2的進氣口 11進入管殼2內腔8，并向排氣口運動，在此過程中管殼2內腔8中蒸汽的運動方向和冷卻管7中低溫溶出二次水的流動方向相反。這里回收的蒸汽的初入溫度高達105°C，即蒸汽和低溫溶出二次水的開始溫差為40°C左右，蒸汽通過對冷卻管7加熱，現實對低溫溶出二次水的熱交換;在蒸汽不斷移動移動過程中，蒸汽的溫度下降，開始冷凝成液體并通過排水口13流入冷凝水罐4，不凝性氣體從排氣口 12排出。低溫溶出二次水在進入冷卻管7時，溫度最低，此時可以保證對蒸汽冷凝;隨著沿冷卻管7移動，溫度逐漸升高，在排出時溫度可以上升1-3°C。通過熱交換后的低溫溶出二次水可以直接加入到對應的高溫料漿槽罐I中。方案整個過程，對現有直排的蒸汽進行了有效再利用，改善了現場環(huán)保環(huán)境;且通過對低溫溶出二次水熱交換實現蒸汽余熱再利用，通過蒸汽冷凝回收可以得到100°C左右的冷凝水，可以從新投入蒸發(fā)熱水站19中，進行二次蒸汽發(fā)生。
[0026]如圖3和圖4所示，為本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施例。這里管殼2在出水接口10—端設有換熱腔14和換熱器15，換熱腔14 一側連接出水接口 10，相對一側連接冷卻管7。換熱器15沿換熱腔14的通道方向水平居中設置，為保證低溫溶出二次水可以注滿換熱腔14，與換熱器15有充分的接觸，換熱器15的外輪廓距換熱腔14內壁25mm，出水接口 10最低位置不低于管殼2端面高端的三分之二。換熱器15由兩平行相距4mm、厚度為Imm的銅薄板，沿螺距為1mm阿基米德螺線卷彎而成。兩銅薄板的側邊通過焊接密封并形成呈阿基米德螺線設置的冷卻通道，冷卻通道為蒸汽通過通道。在冷卻通道的兩端對應連通進氣管16和出氣管17，這里進氣管16—端連接進氣口 11，接進氣口 11內安裝有風機，可以提高蒸汽進入換熱器的速度，避免蒸汽由于移動速度慢在換熱器大量冷凝，阻塞換熱器；另一端連通冷卻通道內側端，即連通換熱器15的內側端；出氣管17—端連通冷卻通道外側端，即連通換熱器15的外側端，另一端水平連接通管殼2的內腔8。進氣管16與換熱器15連接一端均布有若干出氣孔，出氣孔對應冷卻通道設置。換熱器15的外側端對應設置在換熱器15最低處，且通過出水管水平連接通管殼2的內腔8，并且出水管位置高于管殼2的內腔8的底部。
[0027]上述中銅薄板厚度還可以在0.4-1.2mm之間根據需要選擇;阿基米德螺線的螺距可以在8-14mm之間根據需要選擇;兩銅薄板相距距離可以在2-5mm之間根據需要選擇。
[0028]由圖4可知，換熱器15內側端彎曲方向變換大、變換快，對蒸汽的流速阻礙較大，此時在進氣口 11中設置風機，增加蒸汽初始流動速度、使其快速通過換熱器，避免過量凝結阻塞，其次，蒸汽熱量初始溫度較高，為了使其更好對低溫溶出二次水進行熱交換，將進氣管16設置在中間，可以有效利用其對外輻射，有效利用其熱量。最后，出水管的位置設置最低位置且高于內腔8的底部，這可以避免管殼2內腔8中的冷凝水回流阻塞，造成蒸汽流通不順暢，從而引發(fā)蒸汽在換熱器15中大量凝結，最后影響換熱器15不能正常工作。
[0029]為避免蒸汽在進入換熱器15后冷凝產生的冷凝水阻塞呈螺旋狀的換熱器15，在換熱器15與冷卻管7對應的一側設置有排水管18，排水管18垂直設置排且依次與換熱器15螺旋低點處連通，其底部為U型結構。排水管18底部注有水且高度不高于換熱器15最低位置，排水管18與管殼2的內腔8連通且高度不高于換熱器15最低位置。因此設置排水管18可以排出換熱器15中的冷凝水，保證換熱通道順暢運行，同時設置U型結構可以防止蒸汽通過該通道直接進入管殼2的內腔8中。
[0030]這里通過換熱腔14和換熱器15增強對低溫溶出二次水的換熱效果，及蒸汽在后續(xù)過程的冷凝效果。這里換熱器15浸泡在充滿低溫溶出二次水的換熱腔14中，其中換熱器15通過兩銅板形成扁平的冷卻通道或熱交換通道，并通過將卷彎成阿基米德螺線狀的柱型，增加接觸面積及保證低溫溶出二次水流通順暢。蒸汽在換熱器15對低溫溶出二次水熱交換同時可以快速降溫，在進入管殼2的內腔8后，溫度變低、運動速度變慢，再間接接觸較低溫度的冷卻管7，其凝結速度變快。通過設置換熱腔14和換熱器15還可以減少裝置的體積容量，降低其制造成本。
[0031]上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡本發(fā)明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。
【主權項】
1.一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，包括管殼和冷卻管，管殼的兩端相對設置進水接口和出水接口，進水接口和出水接口之間通過管殼內的若干冷卻管連通，進水接口和出水接口之間的管殼內形成密封的內腔;所述管殼靠近進水接口 一端設有連通其內腔的排氣口，管殼靠近出水接口一端設有連通其內腔的進氣口 ；其特征在于:還包括用于溶出車間的溶出二次水與分解槽分解母液熱交換的小板式熱交換器，所述管殼的進水接口通過保溫管連接小板式熱交換器低溫溶出二次水的出水口；在所述管殼上相對排氣口 一側設有連通管殼內腔的排水口，所述排水口通過冷凝水罐連接蒸發(fā)熱水站;所述進氣口通過保溫管連接高溫料漿槽罐的槽蓋，所述出水接口連接蒸發(fā)熱水站。2.根據權利要求1所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:還包括帶閥門的旁通管，所述旁通管設置在管殼外且與管殼的進水接口和出水接口連通。3.根據權利要求1所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述進水接口、排氣口和排水口上距設置閥門。4.根據權利要求1所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述管殼在出水接口一端設有換熱腔和換熱器，所述換熱腔一側連接出水接口，相對一側連接冷卻管;所述換熱器沿換熱腔的通道方向水平居中設置，所述換熱器由兩平行、厚度為0.4-1.2mm的銅薄板，沿螺距為8-14mm阿基米德螺線卷彎而成，兩銅薄板相距2-5mm，兩銅薄板的側邊通過焊接密封并形成呈阿基米德螺線設置的冷卻通道;所述換熱器的內側端連接進氣口，外側端連接管殼的內腔。5.根據權利要求4所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述換熱器的外輪廓距換熱腔內壁20-30mm，所述出水接口最低位置不低于管殼端面高端的三分之二。6.根據權利要求4所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述換熱器還包括進氣管和出氣管，所述進氣管一端連接進氣口，另一端連接換熱器的內側端，進氣管換熱器連接一端均布有若干出氣孔，所述出氣孔對應冷卻通道設置;所述換熱器的外側端對應設置在換熱器最低處，且通過出水管水平連接通管殼的內腔，出水管位置高于管殼的內腔的底部。7.根據權利要求4所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述換熱器與冷卻管對應的一側設置有排水管，排水管垂直設置且其底部為U型結構，排水管底部注有水且高度不高于換熱器最低位置，排水管與管殼的內腔連通且高度不高于換熱器最低位置;所述排水管依次與換熱器螺旋低點處連通。8.根據權利要求1所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述進氣口內安裝有風機。9.根據權利要求1所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述管殼采用螺旋鋼管，所述冷卻管為無縫鋼管。10.根據權利要求1所述的一種高溫料漿槽罐的蒸汽回收再利用裝置，其特征在于:所述冷卻管上均布有若干散熱片。
【文檔編號】F22D11/00GK106051738SQ201610576519
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月20日
【發(fā)明人】黃桂華
【申請人】廣西田東錦鑫化工有限公司