本實(shí)用新型屬于砂型鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型高溫再生砂冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國是世界上最大的鑄件生產(chǎn)國。據(jù)統(tǒng)計：每生產(chǎn)1噸鑄件要排放1噸廢砂，同時要加入等量新砂。砂國內(nèi)優(yōu)質(zhì)礦砂資源匱乏，新砂的過度開采已對自然資源造成巨大傷害。因此，鑄造舊砂再生是現(xiàn)代化鑄造不可缺少的組成部分，其中熱法砂再生工藝為當(dāng)前主流發(fā)展方向。

熱法再生工藝主要有中低溫焙燒、高溫焙燒兩種方式。目前，國內(nèi)熱法再生多采用中低溫焙燒工藝。由于樹脂本身燃燒溫度要求低，中低溫焙燒后的再生砂也能滿足生產(chǎn)要求。這種焙燒工藝有很多優(yōu)點(diǎn)：①焙燒溫度低，天然氣或油能耗低；②出爐后再生砂溫度低，便于冷卻；③焙燒爐爐襯要求低，爐子造價低。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的愈加重視，中低溫焙燒的某些缺點(diǎn)突顯出來。舊砂中樹脂受熱蒸發(fā)，中低溫條件下，部分樹脂并未完全燃燒，從而形成VOC直接隨著煙氣排放掉，造成環(huán)境污染。

在英國、美國等發(fā)達(dá)國家，舊砂熱法再生工藝溫度都要求至少在710℃以上，經(jīng)過高溫焙燒，舊砂中排放出的VOC才能完全被處理掉。但高溫焙燒的熱法砂再生工藝在國內(nèi)推廣面臨很多問題，主要有：①焙燒溫度高，燃燒消耗高；②出爐再生砂溫度高，冷卻困難；③熱法再生系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱回收困難；④設(shè)備造價成本偏高等。因此，國內(nèi)大多企業(yè)一般不愿接受高溫焙燒的熱法砂再生工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的豎罐式高溫再生砂初冷卻裝置，采取傳熱和流化沸騰的綜合冷卻方式，加快砂冷卻速度，提高余熱回收效率，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的高溫砂冷卻及余熱回收困難的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種新型高溫再生砂冷卻系統(tǒng)，包括依次通過管路相連的豎罐式初冷卻器、重力除塵器或旋風(fēng)除塵器、煙氣型有機(jī)朗肯發(fā)電機(jī)組和布袋除塵器，所述豎罐式初冷卻器包括殼體和冷卻裝置，所述殼體的上方設(shè)置有進(jìn)料口和排風(fēng)口，下方設(shè)置有出料閥，在殼體內(nèi)進(jìn)料口的下方設(shè)置有盤狀布料器，所述冷卻裝置包括在殼體外底部區(qū)域環(huán)形設(shè)置的送風(fēng)圍管和與所述送風(fēng)圍管連通設(shè)置在殼體內(nèi)呈縱向排列的多個換熱送風(fēng)支管，在所述豎罐式初冷卻器的底部設(shè)置有高壓冷卻風(fēng)機(jī)，所述高壓冷卻風(fēng)機(jī)與送風(fēng)圍管連通，所述多個換熱送風(fēng)支管位于盤狀布料器的下方。

進(jìn)一步，所述殼體采用內(nèi)、外層為鋼板、中間層為陶瓷纖維的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述多個換熱送風(fēng)支管均為長度可調(diào)的伸縮管。

進(jìn)一步，所述多個換熱送風(fēng)支管等距均勻分布在殼體內(nèi)，使相互之間形成尺寸一致的降溫通道。

進(jìn)一步，所述多個換熱送風(fēng)支管的熱風(fēng)噴口斜向下設(shè)置。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型通過傳熱和流化沸騰的綜合冷卻方式，加快高溫砂冷卻速度，同時，由于換熱后空氣溫度高，利于提高余熱回收效率和降低能耗。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型新型高溫再生砂冷卻系統(tǒng)的布置圖；

圖2為豎罐式初冷卻器的剖視圖。

附圖標(biāo)記：

1-管路；2-豎罐式初冷卻器；3-重力除塵器；4-煙氣型有機(jī)朗肯發(fā)電機(jī)組；5-布袋除塵器；6-殼體；7-冷卻裝置；8-進(jìn)料口；9-排風(fēng)口；10-出料閥；11-盤狀布料器；12-送風(fēng)圍管；13-換熱送風(fēng)支管；14-高壓冷卻風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本實(shí)施例的一種新型高溫再生砂冷卻系統(tǒng)，包括依次通過管路1相連的豎罐式初冷卻器2、重力除塵器3、煙氣型有機(jī)朗肯發(fā)電機(jī)組4和布袋除塵器5，豎罐式初冷卻器2包括殼體6和冷卻裝置7，殼體6的上方設(shè)置有進(jìn)料口8和排風(fēng)口9，下方設(shè)置有出料閥10，在殼體6內(nèi)進(jìn)料口的下方設(shè)置有盤狀布料器11，冷卻裝置7包括在殼體外底部區(qū)域環(huán)形設(shè)置的送風(fēng)圍管12和與送風(fēng)圍管12連通設(shè)置在殼體內(nèi)呈縱向排列的多個換熱送風(fēng)支管13，在豎罐式初冷卻器的底部設(shè)置有高壓冷卻風(fēng)機(jī)14，高壓冷卻風(fēng)機(jī)14與送風(fēng)圍管12連通，多個換熱送風(fēng)支管位于盤狀布料器的下方，且等距均勻分布在殼體內(nèi)，使相互之間形成尺寸一致的降溫通道，通過降溫通道接收并冷卻分散的高溫再生砂。

根據(jù)需要，重力除塵器3也可以改為旋風(fēng)除塵器。

作為本實(shí)施例的改進(jìn)，殼體采用內(nèi)、外層為鋼板、中間層為陶瓷纖維的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，采取這種復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，既可減少殼體的熱量散失，又可減輕砂子對陶瓷纖維的磨損，提高其使用壽命。

作為本實(shí)施例的改進(jìn)，多個換熱送風(fēng)支管均為長度可調(diào)的伸縮管，如采取多段結(jié)構(gòu)，通過不同的長度調(diào)節(jié)出砂溫度。

作為本實(shí)施例的改進(jìn)，多個換熱送風(fēng)支管的熱風(fēng)噴口斜向下設(shè)置，保證整個過程中熱砂不進(jìn)入送風(fēng)支管中造成堵塞。

在本實(shí)施例中，換熱送風(fēng)支管的作用：

1、整齊排列的換熱送風(fēng)支管起熱交換器的作用，管內(nèi)冷空氣與中下層熱砂進(jìn)行傳熱，對空氣進(jìn)行預(yù)熱；

2、通過換熱送風(fēng)支管預(yù)熱后的熱風(fēng)在距離熱砂表面500mm～800mm深的砂內(nèi)噴出，在豎罐式初冷卻器上部形成一定高度的流化層，進(jìn)行沸騰流化換熱。熱風(fēng)噴口斜向下設(shè)置，保證整個過程中熱砂不進(jìn)入送風(fēng)支管中。

使用上述系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收的方法：

高溫(溫度范圍690℃～715℃)再生砂從頂部連續(xù)進(jìn)入豎罐式初冷卻器內(nèi)，由頂部的流化層對高溫再生砂進(jìn)行沸騰流化換熱，同時，在盤狀布料器的作用下，經(jīng)初步降溫的高溫再生砂分散進(jìn)入多個由換熱送風(fēng)支管形成的降溫通道內(nèi)，在降溫通道內(nèi)通過換熱送風(fēng)支管內(nèi)的冷空氣對高溫再生砂作進(jìn)一步換熱，待高溫砂冷卻至300℃以內(nèi)后，經(jīng)由豎罐式初冷卻器底部的出料閥出料。

整個熱砂初冷過程，熱砂經(jīng)過了流化層、傳熱層兩次與空氣換熱，冷卻速度快，冷卻熱砂產(chǎn)生的熱風(fēng)溫度約為400℃，通過初冷器上部的排風(fēng)口排出，進(jìn)入ORC發(fā)電裝置。具有以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴適用高溫焙燒的熱法砂再生工藝，剛出爐的高溫再生砂可由700℃左右冷卻至300℃以下。

⑵采用傳熱與流化層沸騰的綜合冷卻方式，砂冷卻速度快，換熱后空氣溫度高。

⑶豎罐冷卻裝置內(nèi)襯纖維材料，外壁溫度低，散熱損失少。

⑷對高溫砂換出的高溫空氣余熱利用有機(jī)朗肯循環(huán)裝置進(jìn)行發(fā)電，提高了熱法再生系統(tǒng)余熱回收率，降低了能耗。

⑸利用發(fā)電裝置對高溫空氣進(jìn)行了冷卻，減少了除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，降低風(fēng)機(jī)電耗。

⑹可以降低熱法砂再生成本10元/噸，設(shè)備投資成本低，2年內(nèi)可收回全部投資成本。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實(shí)用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。