用于從燒制窯回收熱的設(shè)備及方法
【專利摘要】一種用于從工業(yè)燒制窯(2)回收熱的設(shè)備(1)，所述設(shè)備(1)包括至少一個(gè)初級(jí)回路(11、12)，所述至少一個(gè)初級(jí)回路(11、12)包括可布置在所述窯(2)的冷卻區(qū)段中的至少一個(gè)內(nèi)部熱交換器(13、14)，其中，初級(jí)處理液在所述初級(jí)回路(11、12)中流動(dòng)。
【專利說明】
用于從燒制窯回收熱的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于在陶瓷工業(yè)中從燒制窯中回收熱的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)包括用于瓦、磚石制品、瓷器和其它陶瓷產(chǎn)品的燒制窯，該燒制窯具有一個(gè)或更多個(gè)燒制區(qū)段，一個(gè)或更多個(gè)冷卻區(qū)段布置在所述一個(gè)或更多個(gè)燒制區(qū)段的下游。
[0003]詳細(xì)地，眾所周知，燒制窯可包括以下冷卻區(qū)段，依次為:快冷卻區(qū)域、慢冷卻區(qū)域、中性區(qū)域以及最終快冷卻區(qū)域。
[0004]在所述冷卻區(qū)域中，通過向窯內(nèi)部注入來自外部或者來自容置窯的工廠(通常為棚式建筑)內(nèi)部的空氣來降低陶瓷制品的溫度。
[0005]詳細(xì)地，眾所周知的是使用了布置在窯的不同冷卻區(qū)段的上部拱頂之下的、在冷卻區(qū)域中延伸的空氣/空氣交換器。
[0006]從這些交換器中排出的空氣接著用于加熱建筑物或者用于供給干燥器，該空氣的溫度根據(jù)空氣所排出的區(qū)域區(qū)段在170°C和200°C之間大致變化。
[0007]盡管以上描述的已知的系統(tǒng)能夠部分回收并重新利用在燒制窯中所生成的熱，但是效率相當(dāng)?shù)汀?br>[0008]事實(shí)上，已知的系統(tǒng)只能回收在窯的冷卻區(qū)域中傳遞或者輻射的一小部分熱，而大多數(shù)熱耗散掉了并因此不能被利用。
[0009]由于經(jīng)濟(jì)、能量效率以及環(huán)境的原因，長(zhǎng)期以來需要開發(fā)一種更有效地回收在陶瓷產(chǎn)品的冷卻區(qū)段中所耗散的熱的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明背后的技術(shù)目的是提供一種用于從燒制窯回收熱的設(shè)備，該設(shè)備滿足了以上提及的需求并避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0011]該技術(shù)目的通過根據(jù)權(quán)利要求1形成的用于回收熱的設(shè)備和通過且根據(jù)權(quán)利要求15實(shí)現(xiàn)的用于回收熱的方法來獲得。
【附圖說明】
[0012]如圖所示，從通過本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選但非排它性的實(shí)施例的非限制性的示例所給定的指示性的描述將更全面地展現(xiàn)本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0013]圖1是示意性地示出了輥式燒制窯的平面圖，其中，實(shí)施了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，為了清楚地示出的原因?qū)⑵浞殖扇糠郑?br>[0014]圖2示意性地示出了圖1的窯的模塊的平面圖；以及
[0015]圖3和圖4是之前圖的窯的橫截面的示意圖，所提出設(shè)備的兩個(gè)不同的實(shí)施例應(yīng)用至上述示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參考所述附圖，附圖標(biāo)記I整體表示本發(fā)明的設(shè)備。
[0017]所提出的設(shè)備I已研制出來用于從用于生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品、例如瓦、磚石制品、陶瓷制品等的燒制窯2回收熱。
[0018]接下來，出于簡(jiǎn)化描述的原因，在不失一般性的情況下，將參考用于燒制陶瓷產(chǎn)品的窯2的本發(fā)明的產(chǎn)品的優(yōu)選的但非限制性的情況。
[0019]窯2具有例如由依次對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)模塊限定的通?？v向的形狀，并且窯2其內(nèi)部包括支撐和傳輸陶瓷產(chǎn)品的輥式輸送器5(在圖3和4中示意性示出)。
[0020]如在圖1中所示，其中可應(yīng)用所提出的設(shè)備I的這種類型的窯2依次包括:窯前區(qū)段(未示出)、預(yù)加熱區(qū)段21、具有燃燒器的燒制區(qū)段22、快冷卻區(qū)段23、慢冷卻區(qū)段24、中性區(qū)域25以及最終冷卻區(qū)段26。
[0021]在更一般的方面，所提出的設(shè)備I包括至少一個(gè)初級(jí)回路11、12，所述至少一個(gè)初級(jí)回路11、12包括被指定布置在窯2的冷卻區(qū)段中的一個(gè)中的相應(yīng)的內(nèi)部熱交換器13、14。
[0022]設(shè)備I優(yōu)選地包括多個(gè)初級(jí)回路11、12，每個(gè)初級(jí)回路具有內(nèi)部熱交換器或者沿著窯2的冷卻區(qū)段的縱向延展分布的熱交換器。
[0023]在本說明書中，廣義的術(shù)語(yǔ)“冷卻區(qū)段”指的是窯2的終端區(qū)域，終端區(qū)域包括以下組件:快冷卻區(qū)段23、慢冷卻區(qū)段24、中性區(qū)域25以及最終冷卻區(qū)段26。
[0024]在本發(fā)明的非常重要的方面中，設(shè)備I包括在所述初級(jí)回路11、12中流動(dòng)的初級(jí)處理液，初級(jí)處理液可由沿著熱交換器中的通道流動(dòng)的過熱水或者由融鹽或者由其它合適的液體構(gòu)成。
[0025]初級(jí)回路11、12清楚地包括用于將初級(jí)液體運(yùn)送到位于窯2中的內(nèi)部交換器13、14中的至少一個(gè)輸送支路和用于提取高溫液體的返回支路。
[0026]在模塊化窯2的情況下，設(shè)備I可有利地包括初級(jí)回路11、12，所述初級(jí)回路11、12用于每個(gè)模塊，因此限定了模塊化設(shè)備I。
[0027]因此，根據(jù)具體設(shè)計(jì)或者結(jié)構(gòu)需要，作為選擇，初級(jí)回路11、12可只安裝在窯2的一些但不是所有的模塊中。
[0028]進(jìn)一步地，初級(jí)回路11、12可采用相同的初級(jí)液體工作或者可具有不同的初級(jí)液體。
[0029]內(nèi)部交換器13、14可為管束型、肋管型或者可為其它類型。
[0030]內(nèi)部交換器13、14優(yōu)選地由碳鋼或者不銹鋼或者為了其使用的目的的其它合適的材料制成。
[0031]考慮到所述初級(jí)液體的熱交換性能可能遠(yuǎn)高于空氣，本發(fā)明的設(shè)備I從窯2的冷卻區(qū)段提取熱的效率能夠遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)。
[0032]更準(zhǔn)確地講，設(shè)備I的內(nèi)部加熱器能夠同時(shí)接收由傳輸裝置所散發(fā)的熱和由窯2自身所輻射的熱。
[0033]應(yīng)當(dāng)注意，由于為了燒制陶瓷產(chǎn)品而在窯中不可避免地產(chǎn)生大量的熱，并且由于在從窯2中移出陶瓷產(chǎn)品之前必須顯著地降低陶瓷產(chǎn)品的溫度，因此本發(fā)明同時(shí)獲得兩個(gè)結(jié)果。
[0034]—方面，原本可能耗散或浪費(fèi)掉的熱聚積在初級(jí)液體中，而且陶瓷產(chǎn)品的冷卻工藝變得更高效且更快。
[0035]正如將在以下更詳細(xì)的是，借助于本發(fā)明的設(shè)備I所收集的熱用于減少容置所述燒制窯的工廠的能量需求，具有經(jīng)濟(jì)節(jié)約且減少污染方面的效果。
[0036]事實(shí)上，這些工廠眾所周知地消耗能源并因此花費(fèi)高，并最終造成污染；因此，從窯2有效地回收熱能夠降低生產(chǎn)成本并減少生態(tài)足跡。
[0037]每個(gè)初級(jí)回路11、12優(yōu)選地包括第一內(nèi)部交換器13和第二內(nèi)部交換器14，第一交換器13布置在輸送器5的輥平面之上，第二交換器14布置在輸送器5的輥平面之下(參見圖3和圖4)。
[0038]更確切地講，設(shè)備I可在已有的窯2上實(shí)施或者可在生產(chǎn)期間結(jié)合到窯2中。
[0039]在第一種情況下，即使窯2包括現(xiàn)有技術(shù)的空氣/空氣交換器，也可對(duì)窯2進(jìn)行改造。
[0040]事實(shí)上，本發(fā)明的第一內(nèi)部交換器13可布置在空氣/空氣交換器和窯2的拱頂?shù)奶旎ò逯g，第二內(nèi)部交換器14在任何情況下都可安裝在輸送器5的輥平面之下。
[0041]因此，本發(fā)明也涉及用于從燒制窯2的冷卻區(qū)段回收熱的方法，該方法包括對(duì)窯2進(jìn)行改造。
[0042]初級(jí)回路11、12通過布置在窯2外部的熱能動(dòng)力裝置來完成，該熱能動(dòng)力裝置優(yōu)選地由熱交換器3(參見圖3)或者由熱能蒸發(fā)器4(參見圖4)構(gòu)成。
[0043]在實(shí)踐中，窯2的每個(gè)模塊將與它自己的初級(jí)回路11、12相聯(lián)，初級(jí)回路11、12包括流體動(dòng)力學(xué)地連接至外部裝置的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部交換器，外部裝置的非排他性的示例可為另外的交換器3或者熱能蒸發(fā)器4。
[0044]正如可在圖3和圖4中看到的，根據(jù)與加壓流體相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所必須的安全裝置、例如恒溫器、安全閥、熱排出閥、壓力開關(guān)、壓力計(jì)、溫度計(jì)或者除此以外的其它部件(在所附設(shè)計(jì)表中用附圖標(biāo)記15來表示其整體)與每個(gè)初級(jí)回路11、12相聯(lián)。
[0045]也具有用于初級(jí)液體的循環(huán)栗16以及足夠應(yīng)對(duì)所選液體的最大膨脹的膨脹箱17。
[0046]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在圖1中所示，所提出的設(shè)備I還包括在窯2外部的、與初級(jí)回路11、12相并聯(lián)的二次回路18。
[0047]具體地，二次回路18連接至初級(jí)回路11、12的外部交換器3或者熱能蒸發(fā)器4。
[0048]二次處理流體在二次回路18中流動(dòng)，該流體例如是飽和蒸汽、過熱蒸汽、導(dǎo)熱油或者過熱水。
[0049]在圖1的示例中，設(shè)備I以這樣的方式安裝在窯2中，S卩，通過將四個(gè)初級(jí)回路11、12同時(shí)分成一組、來自第一組(特征在于由較低溫度)的出流流體進(jìn)入第二組(其中具有較高溫度)等來獲得二次回路18的并聯(lián)連接。
[0050]然而，這僅旨在作為構(gòu)造性的示例且并不限制其特征。
[0051]由于通過采用具有逆返回(inversereturn)的三管系統(tǒng)而完成循環(huán)這樣的事實(shí)，為了平衡負(fù)載損失，同樣也是如此;在這種情況下，根據(jù)具體的應(yīng)用，也可選擇僅僅結(jié)構(gòu)化的類型(merely construct1nal type)。
[0052]在設(shè)備I的下游具有由二次回路18所提供的至少一個(gè)用戶裝置。
[0053]用戶裝置可為渦輪型、例如ORC(即具有有機(jī)流體蘭金循環(huán)或者蒸汽渦輪)機(jī)組或者甚至為吸附機(jī)組。
[0054]但不排除其它類型的用戶裝置。
[0055]在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備I設(shè)計(jì)成用于生產(chǎn)用于自身消耗的電能。
[°°56]因此，在使用可通過液態(tài)二次流體或者氣態(tài)二次流體啟動(dòng)的ORC機(jī)組的示例中，根據(jù)機(jī)組自身的具體的技術(shù)，所提出的設(shè)備1(具有已經(jīng)解釋的所有的內(nèi)在優(yōu)點(diǎn))能夠從窯2的冷卻區(qū)段回收熱，接著轉(zhuǎn)化為電能，以使工廠的非常高的消耗降低。
[0057]進(jìn)一步地，可例如使用ORC機(jī)組的具有大約在50°C和80°C之間溫度的冷卻水通過進(jìn)一步回收能量用于環(huán)境加熱。
[0058]同樣地，所述吸附機(jī)組可用于發(fā)電或者在夏季的幾個(gè)月中用于環(huán)境調(diào)節(jié)。
[0059]此外，在第一回路的熱能動(dòng)力裝置是熱能蒸發(fā)器4的情況下，由此生成的蒸汽具有進(jìn)一步的用途或者與用戶裝置的啟動(dòng)不同的用途。
[0060]仍然更詳細(xì)地，為了給出設(shè)備I的柔性和多功能性的構(gòu)思，注意到熱能蒸發(fā)器4的在設(shè)備I的模塊中所引起的、并因此與窯2的模塊相聯(lián)的輸出，可生產(chǎn)飽和蒸汽以及發(fā)送至設(shè)備I自身的其它模塊的二次交換器的過熱蒸汽以啟動(dòng)用戶裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于從工業(yè)燒制窯(2)回收熱的設(shè)備(I)，所述設(shè)備(I)包括至少一個(gè)初級(jí)回路(11、12)，所述初級(jí)回路(11、12)包括可布置在所述窯(2)的冷卻區(qū)段中的至少一個(gè)內(nèi)部熱交換器(13、14)，其特征在于，所述設(shè)備包括在所述初級(jí)回路(11、12)中流動(dòng)的至少一種初級(jí)處理液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(I)，其中，所述初級(jí)回路(11、12)包括可布置在所述窯(2)外部的至少一個(gè)外部交換器(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(I)，其中，所述初級(jí)回路(11、12)包括可布置在所述窯(2)外部的至少一個(gè)熱能蒸發(fā)器(4)。4.根據(jù)在先權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的設(shè)備(I)，其中，所述初級(jí)處理液包括在所述交換器中通過時(shí)被過熱的水。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一個(gè)所述的設(shè)備(I)，其中，所述初級(jí)處理液包括融鹽。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備(I)，所述設(shè)備(I)包括二次回路(18)，所述二次回路(18)連接至所述初級(jí)回路(11、12)的所述外部交換器(3)或者所述蒸發(fā)器(4)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備(I)，其中，二次處理流體在所述二次回路(18)中流動(dòng)，所述二次處理流體從以下中選定:飽和水蒸汽、過熱蒸汽、導(dǎo)熱油或者過熱水。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備(I)，所述設(shè)備(I)包括借助所述二次回路(18)相并聯(lián)的多個(gè)初級(jí)回路(11、12)。9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中至少一項(xiàng)所述的設(shè)備(I)，所述設(shè)備(I)包括由二次回路(18)提供的至少一個(gè)用戶裝置。10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備(I)，其中，所述用戶裝置是渦輪型裝置。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備(I)，其中，所述用戶裝置是吸附單元。12.—種用于回收熱的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于陶瓷產(chǎn)品的燒制窯(2)和根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的設(shè)備(I)，所述設(shè)備(I)的內(nèi)部熱交換器(13、14)布置在所述窯(2)的冷卻區(qū)段中。13.根據(jù)在先權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備(I)的初級(jí)回路(11、12)包括至少兩個(gè)內(nèi)部交換器(13，14)，第一內(nèi)部交換器(13)布置在穿過所述冷卻區(qū)段的用于輸送陶瓷產(chǎn)品的輸送器(5)之上，第二內(nèi)部交換器(14)布置在所述輸送器(5)之下。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng)，其中，所述燒制窯(2)包括多個(gè)冷卻區(qū)段，每個(gè)冷卻區(qū)段與相應(yīng)的初級(jí)回路(11、12)相聯(lián)。15.—種用于從用于燒制陶瓷產(chǎn)品的燒制窯(2)中回收熱的方法，所述方法包括以下步驟: 提供包括至少一個(gè)冷卻區(qū)段的燒制窯(2); 提供至少一個(gè)初級(jí)回路(11、12)，所述至少一個(gè)初級(jí)回路(11、12)包括初級(jí)處理液在其中流動(dòng)的至少一個(gè)內(nèi)部熱交換器(13，14); 在所述冷卻區(qū)段內(nèi)部安裝所述內(nèi)部交換器(13，14);以及 收集由于從所述交換器中通過而已經(jīng)被加熱的所述初級(jí)處理液。
【文檔編號(hào)】F27B9/30GK105829819SQ201480068443
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月25日
【發(fā)明人】吉安·保羅·巴爾代拉基
【申請(qǐng)人】科西莫·魯謝, 普里莫·魯伊尼, 恩里科·吉貝蒂尼, 吉安·保羅·巴爾代拉基