一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的制作方法

1.本发明涉及冷焦机循环冷却水系统技术领域，特别是一种煅烧冷焦机冷却水循环系统。


背景技术：

2.针状焦是炭素材料中大力发展的一个优质品种，其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感，是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料，由于煅烧后的针状焦的温度很高，现有技术中，一般通过回转式冷却机冷却，喷水装置分别向冷却机内的高温针状焦直接内喷水冷却和向冷却机筒体上喷水冷却，由于冷却水直接和高温针状焦接触，发生反应，降低了针状焦的质量和产量，因此部分厂家参考滚筒冷渣机的原理，采用夹套水循环的方式通过膜式冷焦机对热焦进行冷却降温，可以有效避免冷却水与高温针状焦的直接接触，热量被膜式冷焦机筒壁内的水吸收，从而对高温针状焦进行降温冷却，然而换热后的高温水体需要进行快速降温冷却，才能够达到循环使用的目的，现有技术中，高温循环水的降温循环大都通过冷却塔进行，现有的冷却塔结构较为单一，冷却作业过程中，耗水量较大且换热降温效率不高，热量浪费较为严重，同时还容易产生大量雾气，影响厂区周围环境质量，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种煅烧冷焦机冷却水循环系统，解决了背景技术中所提出的问题。
4.实现上述目的本发明的技术方案为：一种煅烧冷焦机冷却水循环系统，包括冷水塔以及循环水箱，所述循环水箱设置于冷水塔一侧且与冷水塔的回水口相连通，所述冷水塔下部设置有浸入式换热机构，所述浸入式换热机构的进水端与循环水回水管路相连通，所述浸入式换热机构上部连通有喷淋降温机构，所述喷淋降温机构上部连通有风冷降温机构，所述冷水塔的上端排风口位置上设置有水雾分离机构；所述浸入式换热机构包括：冷水水箱、储水槽、管式换热结构以及增压导水结构，所述冷水水箱设置于冷水塔一侧，所述储水槽设置于冷水塔内，所述管式换热结构设置于储水槽内且一端与循环水回水管路相连通，所述管式换热结构的另一端与喷淋降温机构相连通，所述增压导水结构分别与冷水水箱以及储水槽相连通；所述水雾分离机构包括：引风机以及水雾分离结构，所述引风机设置于冷水塔上且进风端与冷水塔相连通，所述水雾分离结构的一端与引风机的排风端相连通，所述水雾分离结构的下端与冷水塔侧壁相连通。
5.所述管式换热结构包括：两个锥型罩、两个连接板以及若干换热管，两个所述锥型罩对称设置于储水槽内，两个所述连接板分别设置于两个锥型罩的敞口端上，若干所述换
热管沿环形阵列分别固定焊接于两个连接板上且分别与锥型罩相连通。
6.所述增压导液结构包括：注水泵、排水泵、液位传感器以及温度传感器，所述注水泵的进水端与冷水水箱相连通、出水端伸入到储水槽内，所述排水泵的进水端伸入到储水槽内、排水端连接有循环导水组件，所述液位传感器设置于储水槽内，所述温度传感器设置于液位传感器一侧。
7.所述循环导水组件包括：导水管、三通控制阀、循环水管以及排水管，所述导水管一端与排水泵的出口端相连接，所述三通控制阀进口端与导水管相连通，所述循环水管的一端与三通控制阀的一个出口相连通、另一端伸入到储水槽内，所述排水管一端与三通控制阀的另一出口相连通、另一端与锅炉水箱相连通。
8.所述喷淋降温机构包括：支架、盘式换热铜管以及喷淋供水结构，所述支架设置于冷水塔内侧壁面上，所述盘式换热铜管设置于支架上且一端与管式换热结构相连通，所述喷淋供水结构的一端与冷水水箱相连通、另一端伸入到冷水塔内且正对盘式换热铜管位置。
9.所述喷淋供水结构包括：增压泵、环形注水管、内侧喷淋组件以及外侧喷淋组件，所述增压泵的进水端与冷水水箱相连通，所述环形注水管的一端与增压泵的排水端相连通、另一端分别伸入到盘式换热铜管下方，所述内侧喷淋组件插装于盘式换热铜管内侧且与环形注水管相连通，所述外侧喷淋组件套装于盘式换热铜管外侧且与环形注水管相连通。
10.所述内侧喷淋组件包括：中心管柱以及内侧喷淋头，所述中心管柱插装于盘式换热管内侧且与环形注水管相连通，所述内侧喷淋头沿环形阵列设置于中心管柱侧壁上且与中心管柱相连通。
11.所述外侧喷淋组件包括：l型立管、环形管以及外侧喷淋头，所述l型立管设置于盘式换热铜管外侧且与环形注水管相连通，所述环形管套装于盘式换热铜管外侧且与l型立管相连通，所述外侧喷淋头沿环形阵列设置于环形管内侧壁面上且与环形管内侧壁面相连通。
12.所述风冷降温机构包括：安装座、鼓风机以及导风罩，所述安装座沿环形阵列设置于冷水塔外侧壁面上，所述鼓风机设置于安装座上且出风端伸入到冷水塔内，所述导风罩设置于鼓风机的出风端上且正对喷淋降温机构一侧。
13.所述水雾分离结构包括：分离仓、集水斗、排水阀以及回水管，所述分离仓侧壁与引风机的出风端相连通，所述集水斗设置于分离仓下端上，所述排水阀设置于集水斗的下端上，所述回水管的一端与排水阀相连通、另一端伸入到冷水塔内。
14.利用本发明的技术方案制作的煅烧冷焦机冷却水循环系统，在冷水塔下部设置浸入式换热机构，将经由膜式冷焦机换热后的高温循环水引入到浸入式换热机构内，并对高温水体进行一级换热，换热过程中，使得浸入式换热机构内的冷却水保持较高的流速，从而可以在一级换热过程中，带走大量热量，同时换热后的冷却水可以供给到锅炉水箱内，从而可以实现对热量的充分利用，经过一级换热后的循环水进一步进入到喷淋降温机构内，进行二级喷淋降温，喷淋降温所用的冷却水向下汇流并进一步进入到下方的浸入式换热机构内，可以有效降低冷却水的消耗量，经过二级降温后的循环水继续上行，进入到第三级的风冷降温机构位置，从而进行风冷降温，对循环水进行进一步降温，经过上述三级降温后的循
环水温度可以达到循环使用要求，回流至循环水箱内进行临时储存，同时在冷水塔上部设置有水雾分离机构，可以对整个冷却降温过程中产生的上行水汽进行气雾分离，从而有效减少排出气体中水雾的含量，有效减轻对周围环境的影响，冷水塔采用闭式结构设计，结构紧凑，一体化程度高，热量利用率较高，解决了现有技术中，高温循环水的降温循环大都通过冷却塔进行，现有的冷却塔结构较为单一，冷却作业过程中，耗水量较大且换热降温效率不高，热量浪费较为严重，同时还容易产生大量水雾，影响厂区周围环境质量的问题。
附图说明
15.图1为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的立体结构示意图。
16.图2为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的主视结构示意图。
17.图3为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的局部剖视轴测结构示意图。
18.图4为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的局部立体结构示意图。
19.图5为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的主视剖面结构示意图。
20.图6为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的a
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a位置的剖视结构示意图。
21.图7为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的图6的局部放大结构示意图。
22.图8为本发明所述一种煅烧冷焦机冷却水循环系统的a位置放大结构示意图。
23.图中：1、冷水塔；2、循环水箱；3、冷水水箱；4、储水槽；5、引风机；6、锥型罩；7、连接板；8、换热管；9、注水泵；10、排水泵；11、液位传感器；12、温度传感器；13、导水管；14、三通控制阀；15、循环水管；16、排水管；17、支架；18、盘式换热铜管；19、增压泵；20、环形注水管；21、中心管柱；22、内侧喷淋头；23、l型立管；24、环形管；25、外侧喷淋头；26、安装座；27、鼓风机；28、导风罩；29、分离仓；30、集水斗；31、排水阀；32、回水管。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1
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8所示，通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。
25.实施例：由说明书附图1
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8可知，本方案包括冷水塔1以及循环水箱2，将循环水箱2设置于冷水塔1一侧且与冷水塔1的回水口相连通，在冷水塔1下部设置有浸入式换热机构，浸入式换热机构的进水端与循环水回水管路相连通，浸入式换热机构上部连通有喷淋降温机构，喷淋降温机构上部连通有风冷降温机构，冷水塔1的上端排风口位置上设置有水雾分离机构，将经由膜式冷焦机换热后的高温循环水引入到浸入式换热机构内，并对高温水体进行一级换热，换热过程中，使得浸入式换热机构内的冷却水保持较高的流速，从而可以在一级换热过程中，带走大量热量，同时换热后的冷却水可以供给到锅炉水箱内，从而可以实现对热量的充分利用，经过一级换热后的循环水进一步进入到喷淋降温机构内，进行二级喷淋降温，喷淋降温所用的冷却水向下汇流并进一步进入到下方的浸入式换热机构内，可以有效降低冷却水的消耗量，经过二级降温后的循环水继续上行，进入到第三级的风冷降温机构位置，从而进行风冷降温，对循环水进行进一步降温，经过上述三级降温后的循环水
温度可以达到循环使用要求，回流至循环水箱2内进行临时储存，同时在冷水塔1上部设置有水雾分离机构，可以对整个冷却降温过程中产生的上行水汽进行气雾分离，从而有效减少排出气体中水雾的含量，有效减轻对周围环境的影响，冷水塔1采用闭式结构设计，结构紧凑，一体化程度高，热量利用率较高；在具体实施过程中，上述浸入式换热机构包括：冷水水箱3、储水槽4、管式换热结构以及增压导水结构，冷水水箱3设置于冷水塔1一侧，储水槽4设置于冷水塔1内，管式换热结构设置于储水槽4内且一端与循环水回水管路相连通，管式换热结构的另一端与喷淋降温机构相连通，增压导水结构分别与冷水水箱3以及储水槽4相连通，使用时，经过冷焦机换热后的高温循环水加压后注入到储水槽4内的管式换热结构内与储水槽4内的冷却水进行换热，从而实现对循环水的一级冷却降温，在此过程中，配合增压导水结构对储水槽4内的冷却水进行强制内循环，进而保证储水槽4内的冷却水的温度保持在一个合适的范围内，当储水槽4内的冷却水温度超过设定值时，将储水槽4内的水体引入到锅炉水箱中，并向储水槽4内补充冷水，使得储水槽4内的蓄水量以及水温始终保持在一个合适的范围内，从而保证换热效率，在一级换热过程中带走大量热量；在具体实施过程中，上述水雾分离机构包括：引风机5以及水雾分离结构，引风机5设置于冷水塔1上且进风端与冷水塔1相连通，水雾分离结构的一端与引风机5的排风端相连通，水雾分离结构的下端与冷水塔1侧壁相连通，使用时在进行多级换热处理过程中，冷水塔1内将会产生大量的水雾，水雾经由引风机5导出，并加压后，沿水雾分离结构的径向注入到水雾分离结构内，从而在剪切力以及重力的配合作用下，使得水雾中的水雾凝结，并对凝结水进行回收，干燥气体经由水雾分离结构上部排出，结构简单，可靠性高，维护成本较低。
26.由说明书附图3
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7可知，在具体实施过程中，上述管式换热结构包括：两个锥型罩6、两个连接板7以及若干换热管8，两个锥型罩6对称设置于储水槽4内，两个连接板7分别设置于两个锥型罩6的敞口端上，若干换热管8沿环形阵列分别固定焊接于两个连接板7上且分别与锥型罩6相连通，将高温循环水经由一端的锥型罩6引入，并在连接板7的以及换热管8的配合作用下，使得高温循环水分流至各个换热管8内，通过换热管8与储水槽4内的冷却水进行换热，可以有效提高换热效率，换热后的循环水汇流到另一侧的锥型罩6内，并在水压作用下进入到喷淋降温机构内进行二级换热降温处理。
27.由说明书附图1
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8可知，在具体实施过程中，上述增压导液结构包括：注水泵9、排水泵10、液位传感器11以及温度传感器12，注水泵9的进水端与冷水水箱3相连通、出水端伸入到储水槽4内，排水泵10的进水端伸入到储水槽4内、排水端连接有循环导水组件，液位传感器11设置于储水槽4内，温度传感器12设置于液位传感器11一侧，其中循环导水组件包括：导水管13、三通控制阀14、循环水管15以及排水管16，导水管13一端与排水泵10的出口端相连接，三通控制阀14进口端与导水管13相连通，循环水管15的一端与三通控制阀14的一个出口相连通、另一端伸入到储水槽4内，排水管16一端与三通控制阀14的另一出口相连通、另一端与锅炉水箱相连通，使用时，通过注水泵9将冷水水箱3内的低温冷却水注入到储水槽4内，当水位达到设定高度时，液位传感器11发出电信号，并传递至控制器，控制器控制注水泵9停止供水，同时启动排水泵10并控制三通控制阀14动作，使得循环水管15管路连通，此时，排水泵10将储水槽4内的水体抽出，并经由导水管13、三通控制阀14以及循环水管
15回流至储水槽4内，从而使得储水槽4内的水体保持高速流动，进而提高与管式换热结构的换热效率，同时利用温度传感器12对储水槽4内的水温进行监测，当水温到达设定至时，控制器控制三通控制阀14动作，使得导水管13与排水管16之间的相互连通，将储水槽4内的高温冷却水抽出，并注入到锅炉水箱内，同时启动注水泵9，向储水槽4内补充冷水，当水温恢复到设定温度时，重新开启强制内循环作业，进而使得储水槽4内的水温始终保持在设定温度范围内，充分保证一级换热作业的换热效率。
28.由说明书附图1
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7可知，在具体实施过程中，上述喷淋降温机构包括：支架17、盘式换热铜管18以及喷淋供水结构，支架17设置于冷水塔1内侧壁面上，盘式换热铜管18设置于支架17上且一端与管式换热结构相连通，喷淋供水结构的一端与冷水水箱3相连通、另一端伸入到冷水塔1内且正对盘式换热铜管18位置，上述喷淋供水结构包括：增压泵19、环形注水管20、内侧喷淋组件以及外侧喷淋组件，增压泵19的进水端与冷水水箱3相连通，环形注水管20的一端与增压泵19的排水端相连通、另一端分别伸入到盘式换热铜管18下方，内侧喷淋组件插装于盘式换热铜管18内侧且与环形注水管20相连通，外侧喷淋组件套装于盘式换热铜管18外侧且与环形注水管20相连通，其中内侧喷淋组件包括：中心管柱21以及内侧喷淋头22，中心管柱21插装于盘式换热管8内侧且与环形注水管20相连通，内侧喷淋头22沿环形阵列设置于中心管柱21侧壁上且与中心管柱21相连通，外侧喷淋组件包括：l型立管23、环形管24以及外侧喷淋头25，l型立管23设置于盘式换热铜管18外侧且与环形注水管20相连通，环形管24套装于盘式换热铜管18外侧且与l型立管23相连通，外侧喷淋头25沿环形阵列设置于环形管24内侧壁面上且与环形管24内侧壁面相连通，使用时，经过一级换热后的循环水进一步进入到支架17上的盘式换热铜管18内，启动增压泵19，通过增压泵19将冷水水箱3内的低温冷却水导出，并增压后注入到环形注水管20内，水流在压力作用下分别进入到环形注水管20上的中心管柱21以及l型立管23内，并经由中心管柱21侧壁的内侧喷淋头22以及l型立管23上环形管24内侧的外侧喷淋头25喷出，从而在盘式换热铜管18的内外两侧对盘式换热铜管18侧壁进行全面喷淋降温，从而与循环水进行进一步的换热，使得循环水的水温进一步降低，同时喷淋用水在重力作用下向下运动，可以回流至储水槽4内，有效避免水资源的浪费。
29.由说明书附图1
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3以及附图5可知，在具体实施过程中，上述风冷降温机构包括：安装座26、鼓风机27以及导风罩28，安装座26沿环形阵列设置于冷水塔1外侧壁面上，鼓风机27设置于安装座26上且出风端伸入到冷水塔1内，导风罩28设置于鼓风机27的出风端上且正对喷淋降温机构一侧，使用时，在进行喷淋降温作业的同时，启动安装座26上的鼓风机27，利用鼓风机27将冷水塔1外部冷空气吸入，并经由鼓风机27排气端的导风罩28吹出，从而对盘式换热铜管18进行风冷降温干燥，吹风过程中，可以进一步加速喷淋降温作业过程中附着在盘式换热铜管18外壁的水体进行蒸发，从而有效提高循环水的降温效率。
30.由说明书附图1
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3以及附图5可知，在具体实施过程中，上述水雾分离结构包括：分离仓29、集水斗30、排水阀31以及回水管32，分离仓29侧壁与引风机5的出风端相连通，集水斗30设置于分离仓29下端上，排水阀31设置于集水斗30的下端上，回水管32的一端与排水阀31相连通、另一端伸入到冷水塔1内，在整个换热降温作业过程中，冷水塔1内产生的水雾经由引风机5吸出，并沿分离仓29的侧壁径向吹入到分离仓29内，水雾中的小水滴在径向风流作用下沿分离仓29内部进行移动，并在重力作用下向下运动，进而汇集到分离仓29下部
的集水斗30内，干燥气体经由分离仓29上部排出，定时开启排水阀31，即可将分离出来的水体经由回水管32回注至储水槽4内，整个过程，持续连贯，冷凝回水效率高，可以有效减少直接排放过程中大量水雾对环境造成的影响，同时可以减少冷却用水的损耗量。
31.综上所述，该煅烧冷焦机冷却水循环系统，在冷水塔1下部设置浸入式换热机构，将经由膜式冷焦机换热后的高温循环水引入到浸入式换热机构内，并对高温水体进行一级换热，换热过程中，使得浸入式换热机构内的冷却水保持较高的流速，从而可以在一级换热过程中，带走大量热量，同时换热后的冷却水可以供给到锅炉水箱内，从而可以实现对热量的充分利用，经过一级换热后的循环水进一步进入到喷淋降温机构内，进行二级喷淋降温，喷淋降温所用的冷却水向下汇流并进一步进入到下方的浸入式换热机构内，可以有效降低冷却水的消耗量，经过二级降温后的循环水继续上行，进入到第三级的风冷降温机构位置，从而进行风冷降温，对循环水进行进一步降温，经过上述三级降温后的循环水温度可以达到循环使用要求，回流至循环水箱2内进行临时储存，同时在冷水塔1上部设置有水雾分离机构，可以对整个冷却降温过程中产生的上行水汽进行气雾分离，从而有效减少排出气体中水雾的含量，有效减轻对周围环境的影响，冷水塔1采用闭式结构设计，结构紧凑，一体化程度高，热量利用率较高，解决了现有技术中，高温循环水的降温循环大都通过冷却塔进行，现有的冷却塔结构较为单一，冷却作业过程中，耗水量较大且换热降温效率不高，热量浪费较为严重，同时还容易产生大量水雾，影响厂区周围环境质量的问题。
32.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。