1.本发明属于余热换热技术领域，具体属于一种熔融电石余热回收系统及方法。
背景技术：
2.熔融电石温度可达1800℃～2200℃，含有大量热量，是高品位热能资源。目前工业上大多数企业采用风冷的方式回收熔融电石的热量，风量依靠风机变频控制，热量回收不连续。工业应用上还没有成熟高效回收利用方式，大量热量白白耗散，节能潜力十分巨大。
技术实现要素：
3.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种熔融电石余热回收系统及方法，采用液态金属为换热介质高效连续的吸收熔融电石的辐射热量，避免熔融电石的热量的大量耗散，节能潜力十分巨大，可广泛适用于石油化工、冶金等工业余热回收领域。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种熔融电石余热回收系统，包括集热箱，集热箱内部设置运输轨道用于将多个有装载有熔融电石的电石锅送入集热箱内，集热箱中上部设置液态金属吸热管束用于盛放液态金属，液态金属吸热管束布置在电石锅正上方用于利用液态金属吸收熔融电石的热量，液态金属吸热管束的进口和出口分别与液态金属蒸发器中的液态金属换热管束的出口和进口连通实现流动的液态金属与除氧水的换热，从而产生0.6mpa～2mpa饱和蒸汽。
5.进一步的，所述液态金属为以镓基材料为基础的换热介质。
6.进一步的，所述电石锅外侧设置有多个散热翅片，所述电石锅底部设置隔热层。
7.进一步的，集热箱为绝热箱式结构，侧面开设有箱门，集热箱上设置有温度检测装置用于检测集热箱中的温度，当温度显示小于600℃时，提示更换装载熔融电石的电石锅。
8.进一步的，所述液态金属蒸发器为立式蒸发器，所述立式蒸发器上设置有压力表用于检测液态金属蒸发器内部压力。
9.进一步的，液态金属吸热管束的进口通过输送泵、液态金属出口管与液态金属换热管束的出口连通，液态金属吸热管束的出口通过液态金属输送管道、液态金属进口管与液态金属换热管束的进口连通。
10.进一步的，所述液态金属换热管束为螺旋盘管结构，液态金属吸热管束为蛇形盘管结构；所述液态金属换热管束、液态金属进口管、液态金属出口管、液态金属吸热管束均采用s31608不锈钢材料，并在管内壁涂敷耐高温的防腐涂层。
11.进一步的，液态金属进口管设置在液态金属蒸发器筒体中部位置，液态金属出口管设置在液态金属蒸发器下封头底部位置，液态金属换热管束设置在液态金属进口管与液态金属出口管之间并布置在蒸发器筒体的下部分。
12.本发明还提供一种熔融电石余热回收系统的使用方法，具体步骤如下：
13.s1将电石炉里高温熔融的电石装入电石锅中，电石锅经过输运轨道输运到集热箱中，高温熔融的电石在集热箱中辐射散热，集热箱内的液态金属吸热管束中的液态金属吸
收熔融电石热量，达到要求的温度；
14.s2向液态金属蒸发器筒体内通入除氧水；
15.s3吸热后的液态金属从液态金属吸热管束中输送到液态金属蒸发器内的液态金属换热管束中，与除氧水进行换热，除氧水吸热气化产生0.6mpa～2mpa饱和蒸汽；
16.s4完成一个换热过程后，将液态金属蒸发器中产生的饱和蒸汽送入蒸汽管道供工业使用，将放热降温后的液态金属再次通入液态金属吸热管束中吸热，进行下一次换热。
17.进一步的，熔融电石余热回收过程在熔融电石生产间隔中进行，所述液态金属吸收熔融电石热量后升温至550℃～600℃后通入液态金属蒸发器进行换热，所述液态金属蒸发器筒体内除氧水的含氧量小于0.05mg/l，除氧水量占液态金属蒸发器容积的75％～85％。
18.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
19.本发明提供一种熔融电石余热回收系统，熔融电石的温度高达2000℃，具有很强的热辐射能力，本发明通过设置集热箱集中收集辐射热，并设置液态金属吸热管束依靠其中的液态金属的高速连续的换热能力来回收熔融电石的热量，吸热后的高温液态金属与液态金属蒸发器中的除氧水进行换热产蒸汽供工业使用，换热后的低温液态金属回到液态金属吸热管束中进行吸热进行下一次换热，本发明系统结构设置相比较传统导热方式、对流方式更简便，更有效。
20.进一步的，本发明采用的液态金属为镓基液态金属换热工质，具有较高的沸点，在100℃～1000℃内都不会发生相变，因此在本发明系统换热过程中可以一直保持液态，不会因相变而产生系统压力过高的问题，且其在常温下呈液态，其运动粘性比较小，导热能力高，传热速率快，相比传统的水或油作为换热工质的设备，其结构尺寸小、换热效率更高。
21.进一步的，本发明集热箱内的液态金属吸热管束以蛇形盘管布置，可以充分吸收熔融电石辐射的热量，在液态金属蒸发器中液态金属换热管束以螺旋盘管形式布置，使液态金属与除氧水充分换热，液态金属沿换热管均匀流动，保证了液态金属在管束内流动的均匀性。
22.本发明利用液态金属充分吸收熔融电石的热量后与蒸发器中的除氧水进行换热，蒸发器除氧水吸收热量产生0.6mpa～2mpa饱和蒸汽，蒸汽输出平稳连续，可满足用户要求，无需再增加汽包。
附图说明
23.图1为基于液态金属为传热介质的熔融电石余热回收的系统结构示意图；
24.图2为基于液态金属为传热介质的蛇形管道；
25.其中：1电石锅、2集热箱、3输送轨道、4液态金属蒸发器、5输送泵、6液态金属输送管道、7进水口、8排污口、9箱门、10液态金属吸热管束、11散热翅片、41液态金属进口管、42液态金属出口管、43液态金属换热管束、44液位计、45检修孔、46压力表、47温度表、48安全阀口、49蒸汽出口、51阀门、52温度表。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
27.如图1所示，本发明公开了一种熔融电石余热回收系统，包括装载熔融电石的电石锅1、集热箱2、集热箱内可运输电石锅的运输轨道3，液态金属蒸发器4上进口管和出口管，液态金属换热管束43，为了增强散热，装载熔融电石的电石锅1外侧设置散热翅片11，电石锅1摆放在集热箱2内，一个集热箱2可设置多台电石锅1，在集热箱2内设置放置电石锅1的轨道，电石锅1底部与轨道之间设计隔热层，装载熔融电石的电石锅1通过输运轨道3进入集热箱2里，集热箱2为绝热箱式结构，侧面开设有箱门9；集热箱2中的液态金属吸热管束10布置在电石锅1正上方位置，液态金属吸热管束10的进口和出口分别与液态金属蒸发器4中的液态金属换热管束43的出口和进口连通实现流动的液态金属与除氧水的换热，从而产生0.6mpa～2mpa饱和蒸汽，其中采用的液态金属为以镓基材料为基础的高效换热介质，换热能力强，换热效率高，换热均匀。
28.优选的，集热箱2上设置有温度检测装置用于检测集热箱2中的温度，当温度显示小于600℃时，提示液态金属吸热量不够，需更换装载熔融电石的电石锅1。
29.优选的，液态金属蒸发器4为立式蒸发器，立式蒸发器外壳由上封头、筒体、下封头三部分组成，立式蒸发器上部分为气液混合空间，液体充满蒸发器筒体大部分空间，蒸汽占筒体较少部分，液态金属蒸发器4筒体内为除氧水，除氧水量占立式蒸发器容积约75％～85％；液态金属蒸发器4中的液态金属换热管束43布置在蒸发器筒体的下部分，液态金属从液态金属换热管束43上部进入，从液态金属换热管束43下部流出，液态金属蒸发器4内设置支撑架，主要作用是支撑换热管束；
30.优选的，液位计44设置在液态金属蒸发器4筒体侧面上部位置，用于测量液态金属蒸发器4筒体内的液位高低；进水口7设置在液态金属蒸发器4内筒体侧面下部位置，除氧水从液态金属蒸发器4筒体底部进入与液态金属换热管束43中的液态金属进行换热；蒸汽出口49设置在液态金属蒸发器4上封头顶部，蒸汽从液态金属蒸发器4上封头的顶部排出，经管道连接用户使用；压力表46和温度表47设置在液态金属蒸发器4上封头顶部；安全阀48设置在液态金属蒸发器4上封头顶部；排污口8设置在液态金属蒸发器4下封头底部。
31.优选的，立式蒸发器上液态金属进口管41和液态金属出口管42都以焊接的方式连接，确保焊接可靠性，不产生漏点。
32.优选的，液态金属进口管41设置在液态金属蒸发器4筒体中部位置，液态金属出口管42设置在液态金属蒸发器4下封头底部位置。
33.优选的，液态金属换热管束43、液态金属进口管41、液态金属出口管42、液态金属吸热管束10均采用s31608不锈钢材料，并在管内壁涂敷耐高温的防腐涂层，设计成本低，具有较高的经济效益。
34.优选的，液态金属吸热管束10的进口通过输送泵5、液态金属输送管道6、液态金属出口管42与液态金属换热管束43的出口连通，液态金属吸热管束10的出口通过输送泵5、液态金属输送管道6、液态金属进口管41与液态金属换热管束43的进口连通。
35.优选的，输送泵5两侧设置有阀门51和温度表52，阀门51用于实现液态金属输送管道6的通断，温度表52用于换热后液态金属换热管束43出口的液态金属温度。
36.优选的，如图2所示，液态金属吸热管束10为蛇形盘管结构，液态金属换热管束43采用螺旋盘管结构，换热效率高，换热均匀。
37.优选的，立式蒸发器外壳、上封头、下封头采用q345r材料，设计成本低，具有较高
的经济效益。
38.本发明的熔融电石余热回收系统，以镓基液态金属为换热介质与熔融电石进行换热，换热后的高温液态金属与除氧水进行换热产蒸汽供工业使用，采用的立式蒸发器结构简单，可靠性强，其换热方式是首先从2000℃高温熔融的电石换热得到温度为550℃～600℃的液态金属，550℃～600℃的液态金属通过与常温除氧水换热得到工业可使用的2mpa高品质蒸汽，达到回收利用热量目的。
39.本发明提出的一种熔融电石余热回收系统的使用方法，具体如下：
40.1)电石炉里高温熔融的电石装入电石锅1中，电石锅经过输运轨道输运到集热箱3中，高温熔融的电石在集热箱1中辐射散热，液态金属介质在输送泵5的作用下流经集热箱2内部的液态金属吸热管束10，吸收熔融电石热量，液态金属的温度达到550℃～600℃。
41.2)除氧水从立式蒸发器4底部进水口7进入到立式蒸发器内，除氧水含氧量小于0.05mg/l，除氧水量占立式蒸发器容积的75％～85％；
42.3)吸热后的液态金属经输送泵5、液态金属输送管道6、液态金属进口管41输送流动到液态金属蒸发器4内的液态金属换热管束43中，与除氧水进行换热，除氧水吸热气化产生0.6mpa～2mpa饱和蒸汽。
43.4)完成一个换热过程后，蒸汽从液态金属蒸发器4顶部蒸汽出口49排出进入蒸汽管道供工业使用，液态金属放热降温后温度为150℃～200℃从液态金属出口管42流出，经泵动力循环回到集热箱2的液态金属吸热管束10中吸收热量，整体系统吸热-放热是一个连续过程。
44.工业生产中熔融电石的生产不是一个连续过程，熔融电石是一定周期时间生产一次，两次间隔时间就是热量回收区间，在熔融电石余热回收过程进行合理设计，即两锅熔融电石生产周期之间的间隔时间和蒸发器产蒸汽时间大体相同，这样两次电石锅更换，系统温度不会降太多，基本保证连续。可以使电石炉生产熔融电石和熔融电石余热利用过程形成连续的工艺过程。