一种工业高温废料余热转换装置

1.本实用新型属于工业余热利用领域，特别涉及一种工业高温废料余热转换装置。

背景技术：

2.目前，工业化的快速发展，伴随着各种废热的产生和排放。在钢铁、冶金、焦化和化工等行业，在日常的工业生产过程中会产生大量的钢渣矿渣等高温固体物料。这些高温固体物料的温度通常在300-800℃之间，有些高温固体物料的温度甚至可以达到1000℃左右。为了方便固体物料的转运与后续处理，需要将高温固体物料冷却到常温，高温固体物料的大量余热无法被利用，是一种资源的浪费。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种工业高温废料余热转换装置，解决现有高温固体物料余热利用的问题，提供至少一种余热利用的装置。
4.本实用新型采用的技术方案如下：一种工业高温废料余热转换装置，包括换热室和废料车；所述换热室在顶部设有排风口，底部设有进气口，内部形成有自下而上的对流；所述换热室顶部设有温差发电单元，所述温差发电单元的热端面朝向换热室内部，冷端面设有水冷降温单元；所述废料车包括箱体，所述箱体顶部开口，底板为镂空板，用于盛装块状高温废料；所述换热室设有入口，用于所述废料车进入换热室内；所述换热室侧壁设有雾化喷头，雾化喷头连接雾化设备，用于向废料车箱体内喷射雾化水。通过上述装置，将余热转换为电能。
5.在本公开的一种示例性实施例中，所述换热室为夹层结构，夹层内安装水冷壁。
6.在本公开的一种示例性实施例中，所述换热室顶部排风口安装烟囱或风机，实现自下而上的对流，其中安装烟囱形成自然对流。
7.在本公开的一种示例性实施例中，所述箱体的一个侧板同时也是换热室入口的门板，门板大于换热室入口；用于遮盖换热室入口，减少热量从入口散失。进一步，所述换热室入口上方设置可转动的压板，箱体上门板盖住入口后，压板向下转动压在箱体门板外表面；通过上述结构进一步密封入口，固定废料车的位置。
8.在本公开的一种示例性实施例中，所述箱体底部镂空板下方设置漏斗状的扩散罩，扩散罩向下凸出，在底部中央形成进气口。
9.在本公开的一种示例性实施例中，所述换热室排风口下方、废料车上方设有水循环换热单元，通过该装置实现热吸收，将余热转换为热水使用。
10.在本公开的一种示例性实施例中，所述水循环换热单元包括翅片管和盘管，内部为循环流动的冷却水。
11.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种工业高温废料余热转换装置，通过自下而上的对流，同时配合雾化水喷射，对废料车内高温废料进行降温，雾化水变为高温水蒸气，随上升气流向上移动，为设置于换热室顶部的温差发电片热端提供热量，温
差发电片的冷端通过水冷壁冷却，形成稳定的温度差，实现热电转化。
12.此外，高温水蒸气上升过程中与盘管、翅片管进行换热；翅片管和盘管内被加热的水输送至热水箱备用，夏季提供生活热水，冬季提供生活热水或供热供暖。
附图说明
13.图1是实施例余热转换装置的外观立体展示图。
14.图2是实施例废料车的结构透视图。
15.图3是图1换热室的仰视图。
16.图4是图1换热室内部结构示意图。
17.图5是翅片管和盘管的立体结构图。
18.图6是实施例余热转换装置气流流向图。
19.图7是翅片管处气体流向示意图。
20.图8是温差发电片处结构示意图。
21.图中：换热室1，排风口101，限位机构102，废料车2，箱体201，镂空板202，门板203，扩散罩204，水冷壁3，烟囱4，雾化喷头5，温差发电片6，翅片管7，盘管8，温度传感器9。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.实施例
27.如图1所示是本实施例一种工业高温废料余热转换装置的外观立体展示图；如图中所示，该装置包括换热室1和废料车2；其中，本实施例中换热室1外形为箱式，采用耐高温材料制成，例如采用双层不锈钢作为内外壁，中间设置夹层用于安装水冷壁3；换热室1的顶
部中央设置排风口101，排风口101上连接烟囱4，通过烟囱效应将换热室1内空气输送到外部环境；或者换热室1顶部的排风口101安装风机，进行强制对流。换热室1的底部离开地面且敞开（无底板）形成进气口；或者换热室1底部落地，而侧壁底部开设若干进气口；换热室1底部的进气口与顶部的排风口101形成自下而上的对流。换热室1的一侧（图中换热室1右侧）设有入口，用于将废料车2推入换热室1内。
28.如图2所示是废料车2的结构透视图，废料车2包括箱体201，箱体201顶部开口，底板采用镂空板202，用于盛装块状高温废料，且允许空气从镂空板202缝隙进入箱体201，之后从块状高温废料间隙通过，从顶部开口排出。本实施例中，箱体201右侧板同时也是换热室1右侧入口的门板203，箱体201右侧板略大于换热室1右侧入口，可以盖住换热室1右侧入口。可以进一步在换热室1右侧入口处增设限位机构102，将箱体201右侧板临时固定在换热室1右侧入口处，且进行密封，减少热气从入口侧排出。如图1中所示，本实施例中，箱体201右侧板左、右、上三边设置密封条，换热室1右侧入口上方设置两个可转动的压板，箱体201右侧板盖住入口后，压板向下转动压在箱体201右侧板外表面，固定其位置。此外，箱体201底部设置车轮，箱体201右侧板盖上设置把手，用于推行。
29.如图2所示，废料车2箱体201底部的镂空板202下方进一步增设漏斗状的扩散罩204，扩散罩204向下凸出，在底部中央形成圆形的进气口；如图3所示，废料车2完全进入换热室1后，废料车2箱体201的侧面贴近换热室1的内壁，扩散罩204底部中央的进气口位于换热室1中央，与排风口101上下相对；外界空气进入换热室1，之后从中央的扩散罩204进入废料车2箱体201，从块状高温废料间隙流过带走热量，继续上升从换热室1顶部排风口101排出。
30.如图4所示是图1换热室1内部结构示意图；如图中所示，换热室1侧壁上设有雾化喷头5，雾化喷头5连接雾化设备（现有设备，图中未展示），用于向废料车2箱体201内喷射雾化水；雾化水与高温块状物料接触使其迅速降温并将热量转移到水蒸气上；水蒸气随上升气流向换热室1顶部排风口101流动。一种优选的实施方式中，换热室1的高度为废料车2高度的两倍，雾化喷头5设置在换热室1侧壁中上部，且雾化喷头5斜向下设置，即朝向废料车2一侧的出口端较低。
31.换热室1顶部设有若干半导体温差发电片6，温差发电片6的热端朝下，温差发电片6的冷端（上表面）设置水冷壁3，本实施例中水冷壁3由数排钢管组成，内部为流动水。通过温差发电片6实现热电转化，发电过程中水冷壁3中冷却水带走发电片冷端热量，降低冷端温度。
32.此外，在换热室1排风口101下方、废料车2上方进一步增设不锈钢翅片管7和盘管8，钢翅片管7和盘管8呈蛇形排布，如图5所示是其立体结构图，翅片管7和盘管8内循环流动冷却水；上升的高温水蒸气与翅片管7和盘管8进行换热，被加热的冷却水可用作生活用水或厂区冬季供热取暖使用。
33.进一步，排风口101处设置温度传感器9，用于实时监控排风口101处温度，温度传感器9连接控制器，例如plc，控制器连接雾化设备。
34.上述装置的常规使用方法如下：
35.首先，如图6所示，将高温块状废料放入废料车2，送入换热室1，换热室1排风口101处安装的温度传感器9检测到空气温度高于200℃时，通过控制器启动雾化设备，通过雾化
喷头5向废料车2内高温物料喷射半雾化状态的水，800-1000℃高温块状废料先降温至600℃左右；雾化水与高温块状废料接触使其迅速降温并使热量转移到水蒸气上。如图7所示，高温水蒸气上升过程中与盘管8、翅片管7进行换热。如图8所示，换热室1顶部的温差发电片6热端通过对流换热获得热量，冷端通过水冷壁3冷却，形成稳定的温度差，实现热电转化。当温度传感器9检测到排气口空气温度低于200℃时，通过控制器停止雾化设备；该阶段依靠空气对流利用物料的余热。翅片管7和盘管8内被加热的水输送至热水箱备用，夏季提供生活热水，冬季提供生活热水或供热供暖，换热后的空气通过换热室1上部排风口101排出。当温度传感器9检测到排气口温度在80℃以下时，将废料车2送出换热室1。
36.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

技术特征：

1.一种工业高温废料余热转换装置,其特征在于，包括换热室（1）和废料车（2）；所述换热室（1）在顶部设有排风口（101），底部设有进气口，内部形成有自下而上的对流；所述换热室（1）顶部设有温差发电单元，所述温差发电单元的热端面朝向换热室（1）内部，冷端面设有水冷降温单元；所述废料车（2）包括箱体（201），所述箱体（201）顶部开口，底板为镂空板（202），用于盛装块状高温废料；所述换热室（1）设有入口，用于所述废料车（2）进入换热室（1）内；所述换热室（1）侧壁设有雾化喷头（5），雾化喷头（5）连接雾化设备，用于向废料车（2）箱体（201）内喷射雾化水。2.根据权利要求1所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述换热室（1）为夹层结构，夹层内安装水冷壁（3）。3.根据权利要求1所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述换热室（1）顶部排风口（101）安装烟囱（4）或风机。4.根据权利要求1所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述箱体（201）的一个侧板同时也是换热室（1）入口的门板（203），门板（203）大于换热室（1）入口。5.根据权利要求4所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述换热室（1）入口上方设置可转动的压板，箱体（201）上门板（203）盖住入口后，压板向下转动压在箱体（201）门板（203）外表面。6.根据权利要求1所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述箱体（201）底部镂空板（202）下方设置漏斗状的扩散罩（204），扩散罩（204）向下凸出，在底部中央形成进气口。7.根据权利要求1-6任一所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述换热室（1）排风口（101）下方、废料车（2）上方设有水循环换热单元。8.根据权利要求7所述的工业高温废料余热转换装置，其特征在于，所述水循环换热单元包括翅片管（7）和盘管（8），内部为循环流动的冷却水。

技术总结

本实用新型公开了一种工业高温废料余热转换装置，属于工业余热利用领域，该装置中通过自下而上的对流，同时配合雾化水喷射，对废料车内高温废料进行降温，雾化水变为高温水蒸气，随上升气流向上移动，为设置于换热室顶部的温差发电片热端提供热量，温差发电片的冷端通过水冷壁冷却，形成稳定的温度差，实现热电转化。转化。转化。