煅烧装置制造方法及图纸

公开了一种煅烧装置，包括：反应器、介质源、换热系统、集热装置以及蓄热与温度调节系统，换热系统包括一级换热器和二级换热器，介质源、一级换热器以及反应器依次连接，使得气相介质经过预热进入反应器，二级换热器位于反应器内，用于对气相介质补热，集热装置、蓄热与温度调节系统、换热系统闭环连接，使得高温热媒进入蓄热与温度调节系统分为第一部分高温热媒和第二部分高温热媒，第一部分高温热媒经过换热系统变为低温热媒，低温热媒与所述蓄热与温度调节系统输出的第二部分高温热媒混合后进入集热装置，使得集热装置提供的高温热媒的温度更稳定，利用二级换热器对气相介质补热热以保持传热推动力，降低了对集热装置提供温度的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，更具体地，涉及一种煅烧装置。
技术介绍
煅烧过程广泛存在于化学工业和矿业中，其需要在一定温度下将固相反应物置于气相介质(如空气)中发生反应，包括各种固体的热分解反应过程，如碳酸盐加热分解制取金属氧化物、卤盐分解制取金属氧化物或碱式盐、水合晶体加热失水、碱土金属氢氧化物加热分解制取金属氧化物等、以及一些晶型转变过程。这类反应通常在固定床(如高温煅烧炉)、移动床(如回转煅烧炉)、流化床、沸腾床等类型的煅烧反应器中，温度从几十度到上千度，加热的方式则包括了热传导、辐射加热和气流对流传热等。由于煅烧过程通常温度高、所需要的热量多、且固体的传热效率低、固体床层的温度分布不均匀，这类反应的耗热量非常大，是一类能耗较高的反应过程。目前，这类反应主要依靠燃烧天然气或电供热，能源消耗高，是二氧化碳排放的重要源头之一。太阳能高温集热技术是近年来快速发展的热能供给技术。但是，利用太阳能高温集热实现煅烧还存在一些技术难点：如太阳能集热器负荷受自然环境影响严重，热量供应和温度的稳定性，不能满足连续稳定生产的需要；太阳能高温集热器热媒的温度较传统化石燃料较低，较低的温度难以满足反应要求；随温度升高，太阳能集热器的效率下降，成本显著上升。而且，现有的煅烧装置都是按照以天然气或电为能源进行设计的，由于加热媒介和方式不同，现有的煅烧装置也不能直接采用太阳能高温集热供热。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种煅烧装置，该装置的蓄热与温度调节系统可输出温度和流量更稳定的高温热媒，两级换热系统可以在保持较高传热推动力的前提下降低煅烧需要的气相介质的温度，进而降低对集热装置的要求，保证了生产的连续性和稳定性。根据本专利技术提供的一种煅烧装置，包括：反应器，用于煅烧固相反应物；介质源，用于提供气相介质；换热系统，包括一级换热器和二级换热器，所述介质源、所述一级换热器以及所述反应器依次连接，使得所述气相介质经过预热进入所述反应器，所述二级换热器位于所述反应器内，用于对所述气相介质补热；集热装置，用于将低温热媒加热为高温热媒；蓄热与温度调节系统，用于对所述高温热媒蓄热并调节温度；所述集热装置、所述蓄热与温度调节系统、所述换热系统闭环连接，使得所述高温热媒进入所述蓄热与温度调节系统分为第一部分高温热媒和第二部分高温热媒，所述第一部分高温热媒经过所述换热系统变为所述低温热媒，所述低温热媒与所述蓄热与温度调节系统输出的所述第二部分高温热媒混合后进入所述集热装置。优选地，所述蓄热与温度调节系统包括：蓄热罐，用于存储所述高温热媒并蓄热；测温装置，所述测温装置与所述蓄热罐连接，用于检测所述高温热媒的温度；所述集热装置、所述蓄热罐、所述换热系统依次通过高温管路连接，使得所述第一部分高温热媒进入所述换热系统，所述换热系统与所述集热装置通过低温管路连接，所述蓄热罐与所述低温管路通过循环管路连接，使得所述第二部分高温热媒通过所述循环管路与所述低温管路中的所述低温热媒混合后进入所述集热装置，所述高温管路设有阀门，所述循环管路上设有泵及阀门。优选地，所述煅烧装置还包括：低温热媒储罐，所述低温热媒储罐设置在所述低温管路上，位于所述循环管路与所述低温管路连接处的上游。优选地，所述反应器为流化床反应器。优选地，所述流化床反应器为多层流化床反应器，所述二级换热器设置在所述多层流化床反应器的层间。优选地，所述二级换热器为列管式换热器或蛇管式换热器。优选地，所述集热装置为太阳能集热器。优选地，所述高温热媒采用高温导热油。优选地，所述气相介质为空气或惰性气体。优选地，所述蓄热与温度调节系统内的所述高温热媒的储量是每小时输出量的8至24倍。优选地，所述二级换热器与所述一级换热器的热负荷之比为0.1∶1至0.5∶1。根据本专利技术的煅烧装置，蓄热与温度调节系统可以输出温度和流量更稳定的高温热媒，而高温热媒分为两部分，其中第一部分用于向换热系统提供热量、与所述气相介质进行换热，第二部分则用于与完成换热任务的低温热媒混合以提高低温热媒的温度并共同回流至集热装置进行再次加热并循环利用，从而减小集热装置中低温热媒需要的温升，使得集热装置提供的高温热媒的温度更稳定，提高连续生产的质量。换热系统包括一级换热器和二级换热器，其中二级换热器位于所述反应器内。气体可以通过一级换热器以略低的预热温度进入反应器，在气体温度降低到一定程度时，再次利用二级换热器对其加热以保持传热推动力，从而降低了气体的初始预热温度，也就降低了对集热装置提供温度的要求。在优选的实施例中，所述煅烧装置采用太阳能集热器作为热源的集热装置，利用了新能源而节省了化石能源，同时避免了使用化石能源带来的二氧化碳的排放，更环保。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出根据本专利技术具体实施例的煅烧装置的结构图。图2示出根据本专利技术具体实施例的煅烧装置中的反应器的截面图。附图中，101，反应物源；102，介质源；103，一级换热器；104，反应器；105，低温热媒储罐；106，低温管路；107，集热装置；108，蓄热罐；109，高温管路；110，循环管路；111，测温装置；112，阀门；113，泵；114，二级换热器；115，气固分离装置；116，固体产品；117，气相分离装置；118，气体产品；1041，上层煅烧室；1042，下层煅烧室；1043，层间筛板；1044，固相下降槽。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。图1示出根据本专利技术具体实施例的煅烧装置的结构图。所述煅烧装置包括：反应器104、介质源102、换热系统、集热装置107以及蓄热与温度调节系统，反应器104用于煅烧固相反应物，介质源102用于提供气相介质，换热系统包括一级换热器103和二级换热器114，介质源102、一级换热器103以及反应器104依次连接，使得气相介质在一级换热器103内经过预热进入反应器104，二级换热器114位于所述反应器104内，用于对气相介质补热。集热装置107用于将低温热媒加热为高温热媒，蓄热与温度调节系统用于对高温热媒蓄热并调节温度。其中，集热装置107、蓄热与温度调节系统、换热系统闭环连接，使得高温热媒进入蓄热与温度调节系统分为第一部分高温热媒和第二部分高温热媒，第一部分高温热媒经过换热系统变为低温热媒，低温热媒与蓄热与温度调节系统输出的第二部分高温热媒混合后进入集热装置107。高温热媒用于在换热系统中与气相介质换热，提高气相介质的温度，高温的气相介质在反应器104中与固相反应物混合、加热，使得固相反应物发生反应。其中，蓄热与温度调节系统通过对高温热媒蓄热以及温度调节，可以输出温度和流量更稳定的高温热媒，而高温热媒分为两部分，其中第一部分高温热媒用于向换热系统提供热量、与气相介质进行换热，第二部分高温热媒则用于与完成换热任务的低温热媒混合以提高低温热媒的温度并共同回流至集热装置107进行再次加热，循环利用，从而减小集热装置107中低温热媒需要的温升，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煅烧装置，其特征在于，包括：反应器，用于煅烧固相反应物；介质源，用于提供气相介质；换热系统，包括一级换热器和二级换热器，所述介质源、所述一级换热器以及所述反应器依次连接，使得所述气相介质经过预热进入所述反应器，所述二级换热器位于所述反应器内，用于对所述气相介质补热；集热装置，用于将低温热媒加热为高温热媒；蓄热与温度调节系统，用于对所述高温热媒蓄热并调节温度；所述集热装置、所述蓄热与温度调节系统、所述换热系统闭环连接，所述高温热媒进入所述蓄热与温度调节系统分为第一部分高温热媒和第二部分高温热媒，所述第一部分高温热媒经过所述换热系统变为所述低温热媒，所述低温热媒与所述蓄热与温度调节系统输出的所述第二部分高温热媒混合后进入所述集热装置。

【技术特征摘要】
1.一种煅烧装置，其特征在于，包括：反应器，用于煅烧固相反应物；介质源，用于提供气相介质；换热系统，包括一级换热器和二级换热器，所述介质源、所述一级换热器以及所述反应器依次连接，使得所述气相介质经过预热进入所述反应器，所述二级换热器位于所述反应器内，用于对所述气相介质补热；集热装置，用于将低温热媒加热为高温热媒；蓄热与温度调节系统，用于对所述高温热媒蓄热并调节温度；所述集热装置、所述蓄热与温度调节系统、所述换热系统闭环连接，所述高温热媒进入所述蓄热与温度调节系统分为第一部分高温热媒和第二部分高温热媒，所述第一部分高温热媒经过所述换热系统变为所述低温热媒，所述低温热媒与所述蓄热与温度调节系统输出的所述第二部分高温热媒混合后进入所述集热装置。2.根据权利要求1所述的煅烧装置，其特征在于，所述蓄热与温度调节系统包括：蓄热罐，用于存储所述高温热媒并蓄热；测温装置，所述测温装置与所述蓄热罐连接，用于检测所述高温热媒的温度；所述集热装置、所述蓄热罐、所述换热系统依次通过高温管路连接，使得所述第一部分高温热媒进入所述换热系统，所述换热系统与所述集热装置通过低温管路连接，所述蓄热罐与所述低温管路通过循环管路连接，使得所述第二部分高温热媒通过所述循环管路与所述低温管路中的所述低温热媒...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国强，丁富新，王麒，丁海川，
申请(专利权)人：原初科技北京有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11