一種石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種針對石英砂熔煉過程中的熱能回收與綜合利用工藝技術，主要由以下幾個環(huán)節(jié)組成：利用石英熔融體傳輸系統(tǒng)將高溫石英熔融體輸送到熱能交換室，進入熱能交換室后到石英熔融體溫度低于500℃時，再將石英熔融體輸送出熱能交換室；利用水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)，以0.01-0.1米/秒與石英熔融體相反的移動方向輸送水洗石英礦石；利用風機將高溫石英熔融體的熱量帶給水洗石英礦石，使水洗石英礦石快速干燥，并被加熱至較高溫度，同時還加速石英熔融體的冷卻；在熱能交換室內布置水熱交換管道，管道中水流量為1-5L/秒，使常溫自來水通過熱交換形成熱水或水蒸氣，利用熱水或水蒸氣對石英礦石進行清洗，比常溫水清洗效果更好，更有利于雜質的洗除；同時，熱水清洗后的石英礦石更容易干燥和預熱。
【專利說明】一種石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術。
【背景技術】
[0002]石英砂即石英原礦石顆粒。目前的對石英砂熔煉的基本工藝路線:首先對石英砂進行酸洗和水洗，再自然晾曬和除細粉雜質，然后到熔煉爐中進行高溫熔融，最后熔融體在露天自然冷卻。就目前的工藝技術(附圖1)而言，主要存在以下幾個方面的不足:
第一，在自然晾曬過程中，多在地面上鋪開，利用自然風干和太陽晾曬的方式，除去水洗過程中的水分。這就存在對自然天氣極大的依賴性，遇到突然下暴雨或陣雨，常常使得前功盡棄。
[0003]第二，在地面上進行晾曬，還給石英礦石引入了地面上細小的雜質。因此，現有工藝中，總存在“除細粉雜質”的工序。這不但使生產效率降低，還額外增加了設備投入和能源消耗。
[0004]第三，高溫熔煉完成后，通常把石英熔融體置于露天大氣中進行自然冷卻。這又存在3個方面的問題:(I)熔融體冷卻時間長(冬天36小時、夏天72小時)，效率不高；(2)余熱浪費嚴重；(3)高溫熔融體置于露天，存在安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術，可有效解決現有工藝技術中存在的上述問題。
[0006]為了提高石英砂熔煉工藝過程中的余熱利用率和生產效率，避免生產過程存在的安全隱患，提高熔融石英的品質，本發(fā)明提出了一種針對熔融石英砂余熱綜合利用裝備，包括熱能交換室、水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)和石英熔融體傳輸系統(tǒng)，水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)和石英熔融體傳輸系統(tǒng)分別貫穿于熱能交換室內的上部和下部，在熱能交換室內部下方設置風機，在熱能交換室內壁設置水熱交換管道。
[0007]所述的石英熔融體傳輸系統(tǒng)由傳輸動力與控制系統(tǒng)、承載平臺及導軌組成。
[0008]所述的水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)由履帶式傳輸帶、傳輸動力與控制系統(tǒng)組成。
[0009]所述熱能交換室內襯耐熱保溫材料。
[0010]所述的耐熱保溫材料材料可采用耐火磚或石棉。
[0011 ] 所述履帶式傳輸帶條數優(yōu)選2-4條。
[0012]本發(fā)明提出了一種針對石英砂熔煉過程中的熱能回收與綜合利用工藝技術，主要由以下幾個環(huán)節(jié)組成:
第一步，高溫石英熔融體的轉移:利用石英熔融體傳輸系統(tǒng)將高溫石英熔融體輸送到熱能交換室，進入熱能交換室后到石英熔融體溫度低于500°C時，再將石英熔融體輸送出熱能交換室。
[0013]第二步，水洗石英礦石的輸送:利用水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)，以0.01-0.1米/秒與石英熔融體相反的移動方向輸送水洗石英礦石。
[0014]第三步，高溫石英熔融體與水洗石英礦石的熱交換:利用風機將高溫石英熔融體的熱量帶給水洗石英礦石，使水洗石英礦石快速干燥，并被加熱至較高溫度，同時還加速石英熔融體的冷卻。
[0015]第四步，熱水或水蒸氣的利用:在熱能交換室內布置水熱交換管道，管道中水流量為1-5L/秒，使常溫自來水通過熱交換形成熱水或水蒸氣，利用熱水或水蒸氣對石英礦石進行清洗，比常溫水清洗效果更好，更有利于雜質的洗除；同時，熱水清洗后的石英礦石更容易干燥和預熱。
[0016]第一步中所述的石英熔融體輸送方式可采用連續(xù)或間歇方式。
[0017]與現有技術相比，本發(fā)明可有效避免石英熔煉生產工藝中對自然天氣的依賴性、提高生產效率、提高熱能利用率、提高生產安全性，降低熔融石英的生產成本，本發(fā)明專利還可應用于所有其他礦石的熔煉或冶煉生產中系統(tǒng)的改造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是傳統(tǒng)石英熔融工藝路線圖。
[0019]圖2是本發(fā)明石英熔融工藝路線圖。
[0020]圖3是本發(fā)明熔融石英砂余熱綜合利用裝備結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例和對比例進一步說明本發(fā)明。在以下實施例和對比例中，添加到熔融爐中的石英礦石的溫度越高、量越大越好，尤其是在確保一定產量情況下，以石英礦石被預熱的溫度較高為好。
[0022]本發(fā)明熔融石英砂余熱綜合利用裝備結構示意圖如圖3所示:水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)和石英熔融體傳輸系統(tǒng)分別貫穿于熱能交換室I內的上部和下部，在熱能交換室I內部下方設置風機3，在熱能交換室I內壁設置水熱交換管道。
[0023]( I)水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)。
[0024]該水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)主要負責將經過水洗后的石英礦石直接傳輸到熱能交換室I中，由履帶式傳輸帶4、傳輸動力與控制系統(tǒng)組成。其中，履帶式傳輸帶4主要起輸送作用，并為礦石分揀提供條件。根據履帶式傳輸帶4與熱能交換室I內部空間的尺寸關系，一般礦石履帶式傳輸帶4可采用多條(一般為2?4條)并列通過熱能交換室1，以提高熱交換效率。
[0025](2)石英熔融體傳輸系統(tǒng)。
[0026]石英熔融體傳輸系統(tǒng)主要將高溫石英熔融體(1800°C左右)自熔煉爐出料到熱能交換室，并最終移動到人工破碎和挑選車間，主要由傳輸動力與控制系統(tǒng)、承載平臺2及導軌組成。其中，傳輸動力與控制系統(tǒng)主要控制石英熔融體的移動和傳輸；承載平臺2主要負責承載石英熔融體，由輪子和高強度耐熱材料平臺組成；導軌主要引導承載平臺2的移動。
[0027](3)熱能交換室。
[0028]熱能交換室I是一個內襯耐熱保溫材料并相對密閉的狹長隧道空間，主要實現將高溫石英熔融體的余熱交換給水洗石英礦石，使其快速干燥并預熱至較高溫度。熱能交換室I內的下半部分供導軌帶動石英熔融體承載平臺2通過，其上半部分供水洗石英礦石的履帶式傳輸帶4以相反方向通過。熱能交換室I內的兩側，設置有多臺風機3，使石英熔融體的熱能快速傳遞給上方的水洗石英礦石。同時，熱能交換室I內還布置有水熱交換管道，可為車間提供熱水或水蒸氣。
[0029]實施例1
將:3-5個剛出爐的石英熔融體(紅外線測溫儀測試為1800-1850°C)，分別出料到承載平臺2上，導軌上每個承載平臺2 (石英熔融體)間隔2.0米左右，由傳輸動力與控制系統(tǒng)帶動先后移動到熱能交換室I。在熱能交換室I中，承載平臺2移動速度控制在I米/小時(此時移出熱能交換室I的石英熔融體溫度控制在500°C下)。當熱能交換室I內管道中水流量為5L/秒時，用于清洗石英礦石的熱水溫度可穩(wěn)定在70°C左右。利用自熱能交換室I出來的熱水，執(zhí)行對礦石的水洗 過程，完成水洗后礦石溫度為50°C左右。開啟并列的3條水洗石英礦石的履帶式傳輸帶4，并在傳輸帶上單層平鋪上水洗后的礦石，控制傳輸帶運動速度為0.01米/秒(36米/小時)，水洗石英礦石傳送方向與熔融體移動方向相反。
[0030]經測試和計算，通過熱交換后的礦石溫度為310_320°C (平均315°C)，傳輸帶上單層礦石重量約10kg/m，3條傳輸帶的總傳送量約為1080kg/小時。
[0031 ] 就節(jié)約余熱而言，與常規(guī)方法相比(將室溫25°C的礦石直接加熱至熔融，假設石英的熱容為0.8kJ/ (kg.K))，該方法可節(jié)約余熱(單位小時):
(315-25)0CX 1080kgX0.8kJ/(kg.K) =2.51 X 105kJ (約合 69.6 度電)
按照電力轉化為余熱效率95%計算，每小時可節(jié)約電力73.3度電。
[0032]實施例2
將:3-5個剛出爐的石英熔融體(紅外線測溫儀測試為1800-1850°C)，分別出料到承載平臺2上，導軌上每個承載平臺2 (石英熔融體)間隔2.0米左右，由傳輸動力與控制系統(tǒng)帶動先后移動到熱能交換室I。在熱能交換室I中，承載平臺2移動速度控制在I米/小時。當熱能交換室I內管道中水流量為3L/秒時，用于清洗石英礦石的熱水溫度可穩(wěn)定在80°C左右。利用自熱能交換室I出來的熱水，執(zhí)行對礦石的水洗過程，完成水洗后礦石溫度為65°C左右。開啟并列的3條水洗石英礦石的履帶式傳輸帶4，并在傳輸帶上單層平鋪上水洗后的礦石，控制傳輸帶運動速度為0.02米/秒(72米/小時)，礦石傳送方向與熔融體移動方向相反。
[0033]經測試和計算，通過熱交換后的礦石溫度為280_290°C (平均285°C)，傳輸帶上單層礦石重量約10kg/m，3條傳輸帶的總傳送量約為2160kg/小時。
[0034]就節(jié)約余熱而言，與常規(guī)方法相比(將室溫25°C的礦石直接加熱至熔融，假設石英的熱容為0.8kJ/ (kg.K))，該方法可節(jié)約余熱(單位小時):
(285-25)0CX2160kgX0.8kJ/(kg.K) =4.49X 105kJ (約合 124.5 度電)
按照電力轉化為余熱效率95%計算，每小時可節(jié)約電力131.4度電。
[0035]實施例3
將:3-5個剛出爐的石英熔融體(紅外線測溫儀測試為1800-1850°C)，分別出料到承載平臺2上，導軌上每個承載平臺2 (石英熔融體)間隔2.0米左右，由傳輸動力與控制系統(tǒng)帶動先后移動到熱能交換室I。在熱能交換室I中，承載平臺2移動速度控制在I米/小時。當熱能交換室I內管道中水流量為2L/秒時，用于清洗石英礦石的熱水溫度可穩(wěn)定在85°C左右。利用自熱能交換室I出來的熱水，執(zhí)行對礦石的水洗過程，完成水洗后礦石溫度為70°c左右。開啟并列的3條水洗石英礦石的履帶式傳輸帶4，并在傳輸帶上單層平鋪上水洗后的礦石，控制傳輸帶運動速度為0.05米/秒(180米/小時)，礦石傳送方向與熔融體移動方向相反。
[0036]經測試和計算，通過熱交換后的礦石溫度為190_200°C (平均195°C)，傳輸帶上單層礦石重量約10kg/m，3條傳輸帶的總傳送量約為5400kg/小時。
[0037]就節(jié)約余熱而言，與常規(guī)方法相比(將室溫25°C的礦石直接加熱至熔融，假設石英的熱容為0.8kJ/ (kg.K))，該方法可節(jié)約余熱(單位小時):
(195-25) °CX 5400kgX 0.8kJ/(kg.K) =7.34X 105kJ (約合 204 度電)
按照電力轉化為余熱效率95%計算，每小時可節(jié)約電力214.7度電。
[0038]實施例4
將:3-5個剛出爐的石英熔融體(紅外線測溫儀測試為1800-1850°C)，分別出料到承載平臺2上，導軌上每個承載平臺2 (石英熔融體)間隔2.0米左右，由傳輸動力與控制系統(tǒng)帶動先后移動到熱能交換室I。在熱能交換室I中，承載平臺2移動速度控制在I米/小時。當熱能交換室I內管道中水流量為IL/秒時，用于清洗石英礦石的熱水溫度可穩(wěn)定在90°C左右。利用自熱能交換室I出來的熱水，執(zhí)行對礦石的水洗過程，完成水洗后礦石溫度為75°C左右。開啟并列的3條水洗石英礦石的履帶式傳輸帶4，并在傳輸帶上單層平鋪上水洗后的礦石，控制傳輸帶運動速度為0.1米/秒(360米/小時)，礦石傳送方向與熔融體移動方向相反。
[0039]經測試和計算，通過熱交換后的礦石溫度為70_80°C (平均75°C)，傳輸帶上單層礦石重量約10kg/m，3條傳輸帶的總傳送量約為10800kg/小時。
[0040]就節(jié)約余熱而言，與常規(guī)方法相比(將室溫25°C的礦石直接加熱至熔融，假設石英的熱容為0.8kJ/ (kg.K))，該方法可節(jié)約余熱(單位小時):
(75-25) 0CX 10800kgX 0.8kJ/(kg.K) =4.32X 105kJ (約合 120 度電)
按照電力轉化為余熱效率95%計算，每小時可節(jié)約電力126.3度電。
【權利要求】
1.一種石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術，其特征在于所述工藝技術由以下幾個環(huán)節(jié)組成: 第一步，高溫石英熔融體的轉移:利用石英熔融體傳輸系統(tǒng)將高溫石英熔融體輸送到熱能交換室(I)，進入熱能交換室(I)后到石英熔融體溫度降溫后，再將石英熔融體輸送出熱能交換室(I); 第二步，水洗石英礦石的輸送:利用水洗石英礦石傳輸系統(tǒng)，以與石英熔融體相反的移動方向輸送水洗石英礦石； 第三步，高溫石英熔融體與水洗石英礦石的熱交換:利用風機(3)將高溫石英熔融體的熱量帶給水洗石英礦石，使水洗石英礦石快速干燥，并被加熱，同時加速石英熔融體的冷卻； 第四步，熱水或水蒸氣的利用:在熱能交換室(I)內布置水熱交換管道，使常溫自來水通過熱交換形成熱水或水蒸氣，利用熱水或水蒸氣對石英礦石進行清洗。
2.根據權利要求1所述的石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術，其特征在于第一步中所述的石英熔融體的輸送方式采用連續(xù)或間歇方式。
3.根據權利要求1所述的石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術，其特征在于第一步中所述的石英熔融體溫度降溫到低于500°C以下。
4.根據權利要求1所述的石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術，其特征在于第二步中所述的水洗石英礦石的輸送速度為0.01-0.1米/秒。
5.根據權利要求1所述的石英礦石熔煉熱能回收利用工藝技術，其特征在于第四步中所述的水熱交換管道的水流量為1-5L/秒。
【文檔編號】F27D17/00GK104006665SQ201310061294
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權日:2013年2月27日
【發(fā)明者】楊毅, 茆平, 王連軍, 范柏超, 王賡 申請人:南京理工大學, 南京理工大學連云港研究院