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CN111201207A - 具备废热回收线的石灰乳制备装置及利用废热回收线的石灰乳制备方法 - Google Patents

具备废热回收线的石灰乳制备装置及利用废热回收线的石灰乳制备方法 Download PDF

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CN111201207A CN201880066205.6A CN201880066205A CN111201207A CN 111201207 A CN111201207 A CN 111201207A CN 201880066205 A CN201880066205 A CN 201880066205A CN 111201207 A CN111201207 A CN 111201207A
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Abstract

本发明涉及一种具备废热回收线的石灰乳制备装置及制备方法，所述装置回收在制备液状石灰乳时产生的废热并传递给用水，以水解反应所需最佳温度供应用水，从而提高反应效率的同时能够缩短石灰乳的制备时间。特别是，石灰乳制备装置包括：用水罐，用于从用水供应管接收常温用水并储存到其内部；原料投入管，用于从搬运生石灰粉末的BCT车辆，通过压力供应，从一端向另一端移送所述生石灰粉末；用水投入管，一端与所述用水罐连接，用于接收储存在所述用水罐内部的用水并移送到另一端；石灰乳罐，从所述用水投入管的另一端接收所述用水之后，从所述原料投入管的另一端接收所述生石灰粉末，通过设置在内部的搅拌机来搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水以制备并储存石灰乳；排出管，设置在所述石灰乳罐的一侧，用于排出储存在所述石灰乳罐内部的所述石灰乳；废热回收线，用于使储存在所述用水罐内部的用水与储存在所述石灰乳罐内部的石灰乳进行换热之后进行循环，使所述用水再次储存到用水罐的内部。

Description

具备废热回收线的石灰乳制备装置及利用废热回收线的石灰 乳制备方法
技术领域
本发明涉及一种通过混合生石灰粉末和用水来制备液状石灰乳的石灰乳制备装置及利用该装置的石灰乳制备方法，更为详细地，涉及一种回收制备液状石灰乳时产生的废热并将其传递给用水，以水解反应所需的最佳温度供应用水，从而提高反应效率的同时能够缩短石灰乳的制备时间的具备废热回收线的石灰乳制备装置及利用该装置的制备方法。
背景技术
生产企业所排出的酸性废水和可燃物焚烧炉的排放气体中包含有氯化氢(HCL)、硫氧化物(SOx)等酸性化学物质。所述酸性化学物质的处理通常利用碱中和剂进行中和处理。作为碱中和剂多使用石灰乳[Ca(OH)2]、石灰石(CaCO3)、生石灰(CaO)、白云石[CaMg(CO3)2]、氢氧化钠(NaOH)等，但是最广泛使用的是化学反应性及价格竞争力出色的石灰乳。
通常，作为制备石灰乳的方法，如图1所示，通过BCT(散装水泥罐拖车，BulkCement Trailer)车辆1搬运原料生石灰粉末，从BCT车辆1向筒仓(silo)2储存生石灰粉末。向产品制备罐3供应用水之后，从筒仓2投入适量的生石灰粉末，并利用搅拌机4进行搅拌，通过用水(H2O)和生石灰(CaO)的水解反应制备出石灰乳([Ca(OH)2])。在产品制备罐3中制备的石灰乳被移送到产品出库用储罐5并储存，出库时通过运输用车辆6的罐车移动到需求者的使用罐7而被储存。
如上以往技术的石灰乳制备方法存在如下问题：首先，从BCT车辆1向筒仓2投入生石灰粉末时，存在由生石灰粉末的飞散引起的环境污染问题和必须要设置吸尘器的问题。其次，由于生产场所和需求场所分离，存在如生产场所的设备投资费用的上升和向需求场所的物流费用的增多等费用损失大的问题。
为了解决这种问题，如图2所示，韩国专利第10-1084690号的“石灰乳制备装置”包括：原材料投入管10，用于从BCT车辆11接收生石灰粉末；供应管20，与所述原材料投入管10的另一端连通地汇合，用于从一端供应用水，并混合从所述原料投入管10移动的所述生石灰粉末的同时，将经过混合的所述生石灰粉末及用水向另一端供应；石灰乳罐30，用于从所述供应管20接收所述生石灰粉末及用水，并通过设置在内部的搅拌机31搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水，以制备并储存石灰乳；和排出管40，设置在所述石灰乳罐30的一侧，用于排出储存的所述石灰乳。
由此，为了使需求者能够直接制备石灰乳，提供仅使用一个石灰乳罐30就能制备、生产及使用的设备，由此能够显著减少搬运石灰乳时发生的物流费用，并能够防止制备石灰乳时产生粉尘。
但是，上述的根据以往技术的石灰乳制备装置也是在石灰乳罐30内部生石灰粉末及用水发生水解反应而制备石灰乳时，会发生90℃至100℃的发热反应，要使用制备成90℃至100℃温度的数吨至数十吨的石灰乳时，直到变成常温(20±5℃)为止自然冷却一两天后要进行常温保管，因此存在石灰乳的最终使用时为止需要进行自然冷却的时间长的问题。
与此同时，通过所述供应管20供应的用水以低温或常温温度供应，若使用与生石灰粉末进行水解反应的水的温度为40℃至50℃左右的温水，可提高水解反应时的反应速度及效率。
将解决上述问题并最大化水解反应时使用温水时的优点作为解决课题的原理，如果能够将制备石灰乳时因水解反应产生的废热用于提高被供应的用水的温度，则可用水解反应所需的最佳温度供应用水，从而能够提高反应效率的同时缩短石灰乳的制备时间。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种具备废热回收线的石灰乳制备装置及制备方法，所述装置回收在制备液状石灰乳时产生的废热并传递给用水，以水解反应所需最佳温度供应用水，从而提高反应效率的同时能够缩短石灰乳的制备时间。
本发明的其他目的、特定优点及新颖特征，通过附图及与此相关的以下详细说明和优选实施例，将会变得更加明确。
为了实现所述目的，根据本发明的具备废热回收线的石灰乳制备装置包括：用水罐，用于从用水供应管接收常温用水并储存到所述用水罐的内部；原料投入管，用于从搬运生石灰粉末的BCT车辆，通过压力供应，从一端向另一端移送所述生石灰粉末；用水投入管，一端与所述用水罐连接，用于接收储存在所述用水罐内部的用水供应并将所述用水移送到另一端；石灰乳罐，从所述用水投入管的另一端接收所述用水之后，从所述原料投入管的另一端接收所述生石灰粉末，并通过设置在所述石灰乳罐的内部的搅拌机来搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水以制备并储存石灰乳；排出管，设置在所述石灰乳罐的一侧，用于排出储存在所述石灰乳罐内部的所述石灰乳；和废热回收线，用于使储存在所述用水罐内部的用水与储存在所述石灰乳罐内部的石灰乳进行换热之后进行循环，使所述用水再次储存到用水罐的内部。
而且，其特征在于，所述废热回收线包括：送出管，一端与所述用水罐的下部连接，用于将储存在所述用水罐内部的用水送出到另一端；换热管，一端与所述送出管连接，另一端经由所述石灰乳罐的内部；和回收管，一端与所述换热管的另一端连接，另一端与所述用水罐的上部连接。
而且，其特征在于还包括：石灰乳温度传感器，用于感测储存在所述石灰乳罐内部的石灰乳的温度；用水温度传感器，用于感测储存在所述用水罐内部的用水的温度；及控制部，用于接收从所述石灰乳温度传感器及所述用水温度传感器分别感测的温度值并运行所述废热回收线。
而且，其特征在于，若从所述石灰乳温度传感器接收的温度值为40℃以上，所述控制部运行所述废热回收线，以使从所述用水温度传感器接收的温度值具有40℃至50℃范围。
而且，其特征在于进一步包括：计量器，设置在所述石灰乳罐，用于计量从所述原料投入管供应的生石灰粉末及从所述用水投入管供应的用水的供应量。
而且，所述石灰乳罐还包括：水蒸气排出口，设置在所述石灰乳罐的上部，用于向外部排出因所述生石灰粉末及用水的水解反应所产生的水蒸气，所述石灰乳制备装置进一步包括：喷雾管，一端从所述用水投入管分支并用于从所述用水投入管接收用水，另一端位于所述水蒸气排出口的内部并用于排出所述用水；喷雾嘴，设置在所述喷雾管的另一端，用于喷射从所述喷雾管排出的用水，以浓缩向所述水蒸气排出口排出的水蒸气。
而且，所述石灰乳罐、所述用水罐、所述用水投入管和所述废热回收线中的一个以上可被保温处理或者设置在地下。
与此同时，为了实现所述目的，根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法包括：用水储存步骤，从用水供应管接收常温用水供应并将所述用水储存到用水罐的内部；用水投入步骤，将储存在所述用水罐的内部的用水从与所述用水罐连接的用水投入管的一端移送到所述用水投入管的另一端；原料投入步骤，用于从搬运生石灰粉末的BCT车辆，通过压力供应，从原料投入管的一端向另一端移送所述生石灰粉末；石灰乳制备步骤，从所述用水投入管的另一端向石灰乳罐的内部接收所述用水之后，从所述原料投入管的另一端接收所述生石灰粉末，并通过设置在所述石灰乳罐的内部的搅拌机来搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水，以制备并储存石灰乳；废热回收步骤，使储存在所述用水罐内部的用水与储存在所述石灰乳罐内部的石灰乳进行换热之后，通过废热回收线进行循环，使所述用水再次储存到用水罐的内部；和石灰乳排出步骤，通过设置在所述石灰乳罐的一侧的排出管，排出经制备并储存在所述石灰乳罐的内部的所述石灰乳。
而且，其特征在于，所述废热回收步骤包括：用水送出步骤，通过一端与所述用水罐的下部连接的送出管，将储存在所述用水罐内部的用水送出到所述送出管的另一端；换热步骤，通过一端与所述送出管的另一端连接且另一端经由所述石灰乳罐的内部的换热管，使储存在所述石灰乳罐内部的石灰乳和通过所述送出管送出的用水进行换热；和用水回收步骤，通过一端与所述换热管的另一端连接且另一端与所述用水罐的上部连接的回收管，将经过换热的所述用水回收到所述用水罐的内部。
而且，其特征在于，所述废热回收步骤还包括：石灰乳温度感测步骤，通过石灰乳温度传感器感测储存在所述石灰乳罐内部的石灰乳的温度；用水温度感测步骤，通过用水温度传感器感测储存在所述用水罐内部的用水的温度；及废热回收控制步骤，接收从所述石灰乳温度传感器及用水温度传感器分别感测到的温度值，控制执行所述用水送出步骤。
而且，其特征在于，若从所述石灰乳温度传感器接收的温度值为40℃以上，所述废热回收控制步骤控制执行所述用水送出步骤，以使从所述用水温度传感器接收的温度值具有40℃至50℃范围。
而且，其特征在于还包括：石灰乳计量步骤，通过设置在所述石灰乳罐上的计量器，计量从所述原料投入管供应的生石灰粉末及从所述用水投入管供应的用水的供应量。
根据本发明的具备废热回收线的石灰乳制备装置及制备方法，通过废热回收线回收在制备液状石灰乳时产生的废热并传递给用水，以水解反应所需的最佳温度供应用水，因此具有提高反应效率的同时能够缩短石灰乳的制备时间的效果。
附图说明
图1是图示根据以往技术的石灰乳制备装置的一实施例的结构图。
图2是图示根据以往技术的石灰乳制备装置的另一实施例的结构图。
图3是图示根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法的一实施例的框图。
图4是图示根据本发明的具备废热回收线的石灰乳制备装置的一实施例的结构图。
图5是图示图3的实施例中用水储存步骤的执行过程的主要部分结构图。
图6是图示图3的实施例中用水罐及用水投入管的主要部分结构图。
图7是图示图4的实施例中原料投入管的运行过程的主要部分结构图。
图8至图10是图示图4的实施例中石灰乳制备步骤的执行过程的主要部分结构图。
图11是图示根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法的另一实施例的框图。
图12是图示图11的实施例中废水回收步骤的执行过程的主要部分结构图。
图13是图示图4的实施例中进一步设置有水蒸气排出口、喷雾管及喷雾嘴的状态的主要部分结构图。
具体实施方式
下面，参见附图详细说明根据本发明的具备废热回收线的石灰乳制备装置的优选实施例。
如图4、图6至图10、图12和图13所示，根据本发明的具备废热回收线的石灰乳制备装置包括用水罐100、原料投入管200、用水投入管300、石灰乳罐400、排出管500及废热回收线600。而且，所述废热回收线600可包括送出管610、换热管620及回收管630，并且可进一步包括石灰乳温度传感器700、用水温度传感器800及控制部900。
如图4及图6所示，用水罐100从用水供应管110接收常温用水并储存在内部。从用水供应管110供应的用水是产业用水或者工业用水，可以是当地的自来水或地下水，夏季时可能是常温或者冬季时可能是低温用水。用水罐100通过用水供应管110向内部接收常温用水并储存后，通过后述的用水投入管300的一端向另一端供应储存的用水。此时，储存在用水罐100内部的用水可以为通过后述的废热回收线600经过换热而温度上升的温水。
如图4及图7所示，原料投入管200从用于搬运生石灰粉末的BCT车辆210，通过压力供应，从一端向另一端移送所述生石灰粉末。在此，BCT车辆210为散装水泥挂车(BulkCement Trailer)，是将原料以粉末状态搬运的卡车。具体地，BCT车辆210将粉末状态的原料生石灰粉末装载于罐中搬运给需求者，并利用安装在车辆上的空气压缩机中产生的压缩空气之力，吹出罐内部的生石灰粉末。从BCT车辆210供应的生石灰粉末从所述原料投入管200的一端移动到另一端。即，原料投入管200的一端与所述BCT车辆210连接，另一端连接至后述的石灰乳罐200的内部。
如图4及图6所示，用水投入管300的一端与所述用水罐100连接，用于接收储存在所述用水罐100内部的用水并移送到另一端。即，从用水投入管300的一端供应储存在所述用水罐100的内部的用水，通过用水投入管300的另一端移送到后述的石灰乳罐300的内部。
如图4及图8至图10所示，石灰乳罐400从所述用水投入管300的另一端接收所述用水之后，从所述原料投入管200的另一端接收所述生石灰粉末，并通过设置在内部的搅拌机310搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水以制备及储存石灰乳。即，如图8及图9所示，通过用水投入管300向石灰乳罐400的内部供应储存在用水罐100中的用水并填充适量之后，通过原料投入管200将生石灰粉末投入所填充的用水内。因此，通过原料投入管200投入的生石灰粉末被投入到石灰乳罐400的内部的同时与用水混合，因此具有能够防止粉尘产生的效果。在石灰乳罐400的内部混合的用水和生石灰粉末通过所述搅拌机410被搅拌的过程中，通过用水(H2O)和生石灰(CaO)的水解反应制备出石灰乳([Ca(OH)2])。所述搅拌机410为螺旋桨式，其能够旋转地设置在石灰乳罐400的内部，用于旋转搅拌机410的旋转马达能够绝缘地设置在石灰乳罐400的上部。
如图4、图8至图10和图12所示，排出管500设置在所述石灰乳罐400的一侧，用于排出储存的所述石灰乳。即，在所述石灰乳罐400中制备的石灰乳原封不动地被储存在所述石灰乳罐400中，在使用时，必要的时候通过所述排出管500排出石灰乳使用即可，因此所述石灰乳罐400是兼备制备、储存及使用的多功能罐。由此，无需从生产场所向使用场所搬运石灰乳，因此能够显著节省物流费用。
如上所述，通过用水罐100、原料投入管200、用水投入管300、石灰乳罐400及排出管500能够制备、储存并使用石灰乳。但是，其中在石灰乳罐400内部混合的生石灰粉末及用水通过水解反应制备成石灰乳时，因水解反应时产生的发热，温度会达到90℃至100℃。若要使用制备成90℃至100℃温度的数吨至数十吨石灰乳，需要变成常温(20±5℃)为止要自然冷却一两天并常温保管，因此存在着到石灰乳的最终使用时为止用于自然冷却的时间长的问题。而且，若通过自然冷却来冷却在石灰乳罐400的内部制备的高温石灰乳，会浪费舍弃的热能，由于在制备石灰乳时供应的用水以40℃至50℃之间温度的温水供应时会增加水解反应速度及效率，因此在研究能够合理利用这种废热的方案时，有必要用这种废热提高用水的温度。为此，如图4所示，设置有废热回收线600。
如图4及图12所示，废热回收线600使储存在所述用水罐100内部的用水与储存在所述石灰乳罐400内部的石灰乳进行换热之后，使所述用水进行循环使之再次被储存到用水罐100内部。更为具体地，所述废热回收线600可包括：送出管610，一端与所述用水罐100的下部连接，用于将储存在所述用水罐100内部的用水送出到另一端；换热管620，一端与所述送出管610连接，另一端经由所述石灰乳罐400的内部；和回收管630，一端与所述换热管620的另一端连接，另一端与所述用水罐100的上部连接。
即，在石灰乳罐400内部制备并储存的石灰乳是因水解反应时的发热反应其温度上升到90℃至100℃的状态，储存在用水罐100内部的用水为低温或者常温用水，储存在用水罐100内部的用水通过废热回收线600的送出管610被送出并通过换热管620的过程中，与储存在石灰乳罐400内部的石灰乳进行换热。由此，储存在石灰乳罐400内部的石灰乳的热能被传递到经过换热管620的用水，使得石灰乳的温度下降的同时用水的温度上升。温度上升的用水通过废热回收线600的回收管630再次被回收及储存到用水罐100中。
另外，为了提高废热回收效率，优选减少石灰乳罐400内部的石灰乳和通过废热回收线600并储存在用水罐100内部的温水由于暴露于外部环境而散热从而发生的热损失。
为此，优选地，可对石灰乳罐400、用水罐100、用水投入管300及废热回收线600中的至少一个进行保温处理。例如，可用隔热物质制造可能暴露在外部的石灰乳罐、用水罐、用水投入管及废热回收线，或者利用附着隔热材的方法等防止热损失。作为其他方法，也可在地下设置石灰乳罐400、用水罐100、用水投入管300及废热回收线600。
废热回收线600的送出管610与用水罐100的下部连接，回收管630与用水罐100的上部连接，这是因为储存在用水罐100内部的用水是根据水温其比重发生变化，因此水温越低，比重越大，水温越高，水的比重越小。即，即便是储存在用水罐100内部的用水，温度低的用水向用水罐100的下部移动，温度高的温水向用水罐100的上部移动，因此通过废热回收线600的送出管610向换热管620移动而进行换热的用水为向用水罐100的下部移动的温度相对低的用水时换热效率好。
由此，可通过废热回收线600回收在石灰乳罐400内部制备石灰乳时发生的废热并传递到储存在用水罐100中的用水，将储存在用水罐100中的用水的温度维持在水解反应所需的最佳温度，并通过用水投入管300将这种储存在用水罐100中的温水供应到石灰乳罐400的内部，由此能够提高与生石灰粉末的水解反应时的反应速度及反应效率。特别是，摆脱将在石灰乳罐400中制备的高温石灰乳，数日通过自然冷却方式长时间加以冷却的这一工序，通过废热回收线600能够快速冷却成使用所需的温度，因此能够缩短石灰乳的制备时间。
此时，需要用于运行所述废热回收线600的控制算法，为此可进一步包括石灰乳温度传感器700、用水温度传感器800及控制部900。即，如图4、图10及图12所示，石灰乳温度传感器700用于感测储存在所述石灰乳罐400内部的石灰乳的温度，如图4、图6及图12所示，用水温度传感器800用于感测储存在所述用水罐100内部的用水的温度。此时，如图4及图12所示，控制部900用于接收从所述石灰乳温度传感器700及用水温度传感器800分别感测到的温度值并运行所述废热回收线600。
更为具体地，在制备石灰乳时对于水解反应具有最佳反应速度及反应效率的用水的供应温度为40℃至50℃范围，因此要做到将储存在用水罐100中的用水的温度能够维持最佳温度，当然，石灰乳罐400内部要储存有制备好的石灰乳，并且要高于用水的最佳温度。因此，若从所述石灰乳传感器700接收到的温度值高于40℃，所述控制部900则运行所述废热回收线600，使得从所述用水温度传感器800接收到的温度值具有40℃至50℃范围。
另外，需要设置计量器，用于计量分别储存在石灰乳罐400和用水罐100中的石灰乳及用水的重量。这是因为通常会根据罐的大小一次供应一定量的生石灰粉末及用水，因此不存在问题，但是有必要变更石灰乳的制备量或者确认所制备的石灰乳或者用水的剩余量。即，如图4、图8至图10和图12所示，计量器420设置在所述石灰乳罐400上，用于计量从所述原料投入管200供应的生石灰粉末及从所述用水投入管300供应的用水的供应量。虽然在图中未显示附图标记，但是如图4及图6所示，对用水罐100也可计量从所述用水供应管100供应的用水的供应量或者向用水投入管300供应的用水的供应量。
另外，若通过所述石灰乳罐400的搅拌机410搅拌所述生石灰粉末及用水，则由于水解反应发生发热反应，由此产生水蒸气。因此，如图4、图8至图10、图12和图13所示，为了向外部排出在所述石灰乳罐400的内部产生的水蒸气，在所述石灰乳罐400的上部可设置水蒸气排出口430。
此时，若通过所述水蒸气排出口430原封不动地排出水蒸气，则由于随着水蒸气的排出，石灰乳罐400内部的用水的供应量减少，石灰石的浓度发生变化，并由于水蒸气的产生有可能破坏美观。为了防止这种情况发生，如图13所示，可进一步包括喷雾管310及喷雾嘴320。
即，如图13所示，喷雾管310的一端从所述用水投入管300分支，用于从所述用水投入管300接收用水，另一端位于所述水蒸气排出口430的内部，用于排出所述用水。而且，喷雾嘴320设置在所述喷雾管310的另一端，用于喷射从所述喷雾管310排出的用水，以冷凝向所述水蒸气排出口430排出的水蒸气。
若通过所述喷雾嘴320对用水施加压力并向水蒸气喷射，则会发生水蒸气的一部分变成液体的冷凝现象。因此，欲向所述水蒸气排出口430排出的水蒸气被冷凝而液化，并且再次流入石灰乳罐400的内部，从而能够显著减少水蒸气的排出量。
接着，参见附图详细说明根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法的优选实施例。
如图3所示，根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法包括用水储存步骤S100、用水投入步骤S200、原料投入步骤S300、石灰乳制备步骤S400、废热回收步骤S500及石灰乳排出步骤S600，并且如图11所示，可进一步包括石灰乳计量步骤S700。而且，所述废热回收步骤S500可包括用水送出步骤S510、换热步骤S520及用水回收步骤S530，并且可进一步包括石灰乳温度感测步骤S540、用水温度感测步骤S550及废热回收控制步骤S560。
而且，作为执行根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法的各个结构，如图4至图10、图12及图13所示，包括用水罐100、原料投入管200、用水投入管300、石灰乳罐400、排出管500及废热回收线600。而且，所述废热回收线600可包括送出管610、换热管620及回收管630，并且可进一步包括石灰乳温度传感器700、用水温度传感器800及控制部900。
如图3及图5示，在用水储存步骤S100中从用水供应管110接收常温用水并储存在用水罐100的内部。从用水供应管110供应的用水是产业用水或者工业用水，可以是当地的自来水或地下水，夏季时可能是常温用水或者冬季时可能是低温用水。用水罐100通过用水供应管110向内部接收常温用水并储存后，在后述的用水投入步骤S200中通过用水投入管300的一端向另一端供应储存的用水。此时，储存在用水罐100内部的用水可以为通过后述的废热回收线600经过换热而温度上升的温水。
如图3、图4及图6所示，在用水投入步骤S200中从与所述用水罐100连接的用水投入管300的一端向另一端移送储存在所述用水罐100内部的用水。即，从用水投入管300的一端供应储存在所述用水罐100的内部的用水，通过另一端将该用水移送到后述的石灰乳罐300的内部。
如图3、图4及图7所示，在原料投入步骤S300中从用于搬运生石灰粉末的BCT车辆210，通过压力供应，从原料投入管200的一端向另一端移动所述生石灰粉末。在此，BCT车辆210为散装水泥挂车(Bulk Cement Trailer)，是将原料以粉末状态搬运的卡车。具体地，BCT车辆210将粉末状态的原料生石灰粉末装载于罐中搬运给需求者，并利用安装在车辆上的空气压缩机所产生的压缩空气之力，吹出罐内部的生石灰粉末。从BCT车辆210供应的生石灰粉末从所述原料投入管200的一端移动到另一端。即，原料投入管200的一端与所述BCT车辆210连接，另一端连接至后述的石灰乳罐200的内部。
如图3、图4及图8至图10所示，在石灰乳制备步骤S400中，从所述用水投入管300的另一端向石灰乳罐400的内部供应所述用水之后，从所述原料投入管200的另一端向石灰乳罐400的内部供应所述生石灰粉末，并通过设置在所述石灰乳罐400内部的搅拌机410搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水以制备并储存石灰乳。即，如图8及图9所示，通过用水投入管300向石灰乳罐400的内部供应被储存在用水罐100中的用水并填充适量之后，通过原料投入管200将生石灰粉末投入填充在石灰乳罐400内部的用水内。因此，通过原料投入管200投入的生石灰粉末被投入石灰乳罐400的内部的同时与用水混合，因此具有能够防止粉尘产生的效果。在石灰乳罐400的内部混合的用水和生石灰粉末通过所述搅拌机410被搅拌的过程中，通过用水(H2O)和生石灰(CaO)的水解反应制备出石灰乳([Ca(OH)2])。所述搅拌机410为螺旋桨式，其能够旋转地设置在石灰乳罐400的内部，用于旋转搅拌机410的旋转马达能够绝缘地设置在石灰乳罐400的上部。
如上所述，通过用水储存步骤S100、用水投入步骤S200、原料投入步骤S300及石灰乳制备步骤S400能够制备并储存石灰乳。但是，其中在石灰乳罐400内部混合的生石灰粉末及用水通过水解反应而制备成石灰乳时，因水解反应时产生的发热，温度会达到90℃至100℃。若要使用制备成90℃至100℃温度的数吨至数十吨石灰乳，需要变成常温(20±5℃)为止要自然冷却一两天并常温保管，因此存在着到石灰乳的最终使用时为止用于自然冷却的时间长的问题。而且，若通过自然冷却来冷却在石灰乳罐400的内部制备的高温石灰乳，会浪费舍弃的热能，由于在制备石灰乳时供应的用水以40℃至50℃之间温度的温水供应时会增加水解反应速度及效率，因此在研究能够合理利用这种废热的方案时，有必要用这种废热提高用水的温度。为此，如图3及图11所示，可进一步包括废热回收步骤S500。
如图3、图4、图11及图12所示，在废热回收步骤S500中使储存在所述用水罐100内部的用水与储存在所述石灰乳罐400内部的石灰乳进行换热之后，通过废热回收线600进行循环使之再次储存在用水罐100内部。更为具体地，所述废热回收线600可包括：送出管610，一端与所述用水罐100的下部连接，用于将储存在所述用水罐100内部的用水送出到另一端；换热管620，一端与所述送出管610连接，另一端经由所述石灰乳罐400的内部；和回收管630，一端与所述换热管620的另一端连接，另一端与所述用水罐100的上部连接。由此，所述废热回收步骤S500可包括用水送出步骤S510、换热步骤S520及用水回收步骤S530。
即，如图12所示，在用水送出步骤S510中通过所述送出管610向用水罐100的下部送出用水；在换热步骤S520中通过所述换热管620使从送出管610送出的用水与储存在石灰乳罐400的内部的石灰乳进行换热；在用水回收步骤S530中将通过所述换热管620经过换热的用水再次回收到用水罐100的上部。
在所述石灰乳罐400的内部制备并储存的石灰乳因在水解反应时的发热反应，处于温度上升到90℃至100℃的状态，而储存在用水罐100内部的用水为低温用水或者常温用水，储存在用水罐100内部的用水通过废热回收线600的送出管610被送出并通过换热管620的过程中，与储存在石灰乳罐400内部的石灰乳进行换热。由此，储存在石灰乳罐400内部的石灰乳的热能被传递到经过换热管620的用水，使得石灰乳的温度下降的同时用水的温度上升。温度上升的用水通过废热回收线600的回收管630再次被回收及储存到用水罐100中。
废热回收线600的送出管610与用水罐100的下部连接，回收管630与用水罐100的上部连接，这是因为储存在用水罐100内部的用水是根据水温其比重发生变化，因此水温越低比重越大，水温越高，水的比重越小。即，即便是储存在用水罐100内部的用水，温度低的用水向用水罐100的下部移动，温度高的温水向用水罐100的上部移动，因此通过废热回收线600的送出管610向换热管620移动而进行换热的用水为向用水罐100的下部移动的温度相对低的用水时换热效率好。
由此，可通过废热回收线600回收在石灰乳罐400内部制备石灰乳时发生的废热并传递到储存在用水罐100中的用水，将储存在用水罐100中的用水的温度维持在水解反应所需的最佳温度，并通过用水投入管300将这种储存在用水罐100中的温水供应到石灰乳罐400的内部，由此能够提高与生石灰粉末的水解反应时的反应速度及反应效率。特别是，摆脱将在石灰乳罐400中制备的高温石灰乳，数日通过自然冷却方式长时间加以冷却的这一工序，通过废热回收线600能够快速冷却成使用所需的温度，因此能够缩短石灰乳的制备时间。
此时，需要用于运转所述废热回收线600的控制算法，为此所述废热回收步骤S500可进一步包括石灰乳温度感测步骤S540、用水温度感测步骤S550及废热回收控制步骤S560。即，在石灰乳温度感测步骤S540中通过石灰乳温度传感器700感测储存在石灰乳罐400内部的石灰乳的温度，在用水温度感测步骤S550中通过用水温度传感器800感测储存在所述用水罐100内部的用水的温度，在废热回收控制步骤S560中接收从石灰乳温度传感器700及用水温度传感器800分别感测的温度值，并控制执行所述用水送出步骤S510。这种废热回收线600的控制是通过控制部900进行的，废热回收步骤S500根据用水送出步骤S510的执行与否来运行废热回收线600，因此控制部900只需控制用水送出步骤S510的执行与否即可。
更为具体地，在制备石灰乳时对于水解反应具有最佳反应速度及反应效率的用水的供应温度为40℃至50℃范围，因此要做到将储存在用水罐100中的用水的温度能够维持最佳温度，当然，石灰乳罐400内部要储存有制备好的石灰乳，并且要高于用水的最佳温度。因此，若从所述石灰乳温度传感器700接收到的温度值高于40℃，在所述废热回收控制步骤S500中控制执行所述用水送出步骤S510，以使从所述用水温度传感器800接收到的温度值具有40℃至50℃范围。
如上所述，通过废热回收步骤S500的执行，在石灰乳罐400中制备并储存的高温石灰乳与储存在用水罐100中的用水进行换热，从而相比自然冷却在更快的时间内实现冷却，石灰乳的热能被传递到储存在用水罐100中的用水，从而具有水解反应所需的最佳温度。如此最终制备并冷却而储存在石灰乳罐400中的石灰乳为了使用要被排出。
即，如图3及图4所示，在石灰乳排出步骤S600中通过设置在所述石灰乳罐400的一侧的排出管500来排出在所述石灰乳罐400内部制备并储存的所述石灰乳。即，在所述石灰乳罐400中制备的石灰乳原封不动地被储存在所述石灰乳罐400中，在使用时，必要的时候通过所述排出管500排出石灰乳使用即可，因此所述石灰乳罐400是兼备制备、储存及使用的多功能罐。由此，无需从生产场所向使用场所搬运石灰乳，因此能够显著节省物流费用。
另外，需要设置计量器，用于计量分别储存在石灰乳罐400和用水罐100中的石灰乳及用水的重量。这是因为通常会根据罐的大小一次供应一定量的生石灰粉末及用水，因此不存在问题，但是有必要变更石灰乳的制备量或者确认所制备的石灰乳或者用水的剩余量。因此，如图11所示，在石灰乳计量步骤S700中通过设置在所述石灰乳罐400上的计量器420计量从所述原料投入管200供应的生石灰粉末及从所述用水投入管300供应的用水的供应量。虽然在图中未显示附图标记，但对用水罐100，也可计量从所述用水供应管100供应的用水的供应量或者向用水投入管300供应的用水的供应量。
另外，若通过所述石灰乳罐400的搅拌机410搅拌所述生石灰粉末及用水，则由于水解反应发生发热反应，由此产生水蒸气。因此，如图4、图8至图10、图12及图13所示，为了向外部排出在所述石灰乳罐400的内部产生的水蒸气，在所述石灰乳罐400的上部可设置水蒸气排出口430。
此时，若通过所述水蒸气排出口430原封不动地排出水蒸气，则由于随着水蒸气的排出，石灰乳罐400内部的用水的供应量减少，石灰石的浓度发生变化，并由于水蒸气的产生有可能破坏美观。为了防止这种情况发生，如图13所示，可进一步包括喷雾管310及喷雾嘴320。
即，如图13所示，喷雾管310的一端从所述用水投入管300分支，用于从所述用水投入管300接收用水，另一端位于所述水蒸气排出口430的内部，用于排出所述用水。而且，喷雾嘴320设置在所述喷雾管310的另一端，用于喷射从所述喷雾管310排出的用水，以冷凝向所述水蒸气排出口430排出的水蒸气。
若通过所述喷雾嘴320对用水施加压力并向水蒸气喷射，则会发生水蒸气的一部分变成液体的冷凝现象。因此，欲向所述水蒸气排出口430排出的水蒸气被冷凝而液化，并且再次流入石灰乳罐400的内部，从而能够显著减少水蒸气的排出量。
如上所述，根据本发明的利用废热回收线的石灰乳制备方法通过废热回收线回收600回收在制备液状石灰乳时产生的废热并传递给用水，以水解反应所需的最佳温度供应用水，因此具有提高反应效率的同时能够缩短石灰乳的制备时间的效果。
以上描述并且在附图中图示的本发明的实施例不应被解释成限制本发明的技术思想的实施方式。本发明的保护范围仅由权利要求书中所记载的事项来限制，本领域技术人员可将本发明的技术思想改进并变更为多种形态。因此，这种改进及变更只要是对于本领域技术人员而言是显而易见的，均属于本发明的保护范围内。
附图标记说明
100：用水罐
110：用水供应管
200：原料投入管
210：BCT车辆
300：用水投入管
310：喷雾管
320：喷雾嘴
400：石灰乳罐
410：搅拌机
420：计量器
430：水蒸气排出口
500：排出管
600：废热回收线
610：送出管
620：换热管
630：回收管
700：石灰乳温度传感器
800：用水温度传感器
900：控制部
S100：用水储存步骤
S200：用水投入步骤
S300：原料投入步骤
S400：石灰乳制备步骤
S500：废热回收步骤
S510：用水送出步骤
S520：换热步骤
S530：用水回收步骤
S540：石灰乳温度感测步骤
S550：用水温度感测步骤
S560：废热回收控制步骤
S600：石灰乳排出步骤
S700：石灰乳计量步骤

Claims (15)

1.一种具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，包括：
用水罐，用于从用水供应管接收常温用水并储存到所述用水罐的内部；
原料投入管，用于从搬运生石灰粉末的散装水泥罐拖车车辆，通过压力供应，从一端向另一端移送所述生石灰粉末；
用水投入管，一端与所述用水罐连接，用于接收储存在所述用水罐的内部的用水并将所述用水移送到另一端；
石灰乳罐，从所述用水投入管的另一端接收所述用水之后，从所述原料投入管的另一端接收所述生石灰粉末，并通过设置在所述石灰乳罐的内部的搅拌机来搅拌所接收的所述生石灰粉末及用水以制备并储存石灰乳；
排出管，设置在所述石灰乳罐的一侧，用于排出储存在所述石灰乳罐的内部的所述石灰乳；和
废热回收线，用于使储存在所述用水罐的内部的用水与储存在所述石灰乳罐的内部的石灰乳进行换热之后进行循环，使所述用水再次储存到用水罐的内部。
2.根据权利要求1所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，所述废热回收线包括：
送出管，一端与所述用水罐的下部连接，用于将储存在所述用水罐的内部的用水送出到另一端；
换热管，一端与所述送出管连接，另一端经由所述石灰乳罐的内部；和
回收管，一端与所述换热管的另一端连接，另一端与所述用水罐的上部连接。
3.根据权利要求1所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，还包括：
石灰乳温度传感器，用于感测储存在所述石灰乳罐的内部的石灰乳的温度；
用水温度传感器，用于感测储存在所述用水罐的内部的用水的温度；及
控制部，用于接收从所述石灰乳温度传感器及所述用水温度传感器分别感测的温度值并运行所述废热回收线。
4.根据权利要求3所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，若从所述石灰乳温度传感器接收的温度值为40℃以上，所述控制部运行所述废热回收线，以使从所述用水温度传感器接收的温度值具有40℃至50℃范围。
5.根据权利要求1所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，进一步包括：计量器，设置在所述石灰乳罐，用于计量从所述原料投入管供应的生石灰粉末及从所述用水投入管供应的用水的供应量。
6.根据权利要求1所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，所述石灰乳罐还包括：水蒸气排出口，设置在所述石灰乳罐的上部，用于向外部排出因所述生石灰粉末及所述用水的水解反应所产生的水蒸气，
所述石灰乳制备装置进一步包括：
喷雾管，一端从所述用水投入管分支并用于从所述用水投入管接收用水，另一端位于所述水蒸气排出口的内部并用于排出所述用水；
喷雾嘴，设置在所述喷雾管的另一端，用于喷射从所述喷雾管排出的用水，以浓缩向所述水蒸气排出口排出的水蒸气。
7.根据权利要求1所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，所述石灰乳罐、所述用水罐、所述用水投入管和所述废热回收线中的一个以上被保温处理。
8.根据权利要求1所述的具备废热回收线的石灰乳制备装置，其特征在于，所述石灰乳罐、所述用水罐、所述用水投入管和所述废热回收线中的一个以上被设置在地下。
9.一种利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，包括：
用水储存步骤，从用水供应管接收常温用水并将所述用水储存到用水罐的内部；
用水投入步骤，将储存在所述用水罐的内部的用水从与所述用水罐连接的用水投入管的一端移送到所述用水投入管的另一端；
原料投入步骤，从用于搬运生石灰粉末的散装水泥罐拖车车辆，通过压力供应，从原料投入管的一端向另一端移送所述生石灰粉末；
石灰乳制备步骤，从所述用水投入管的另一端向石灰乳罐的内部接收所述用水之后，从所述原料投入管的另一端接收所述生石灰粉末，并通过设置在所述石灰乳罐的内部的搅拌机来搅拌所接收的所述生石灰粉末及所述用水，以制备并储存石灰乳；
废热回收步骤，使储存在所述用水罐的内部的用水与储存在所述石灰乳罐的内部的石灰乳进行换热之后，通过废热回收线进行循环，使所述用水再次储存到用水罐的内部；和
石灰乳排出步骤，通过设置在所述石灰乳罐的一侧的排出管，排出经制备并储存在所述石灰乳罐的内部的所述石灰乳。
10.根据权利要求9所述的利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，所述废热回收步骤包括：
用水送出步骤，通过一端与所述用水罐的下部连接的送出管，将储存在所述用水罐的内部的用水送出到所述送出管的另一端；
换热步骤，通过一端与所述送出管的另一端连接且另一端经由所述石灰乳罐的内部的换热管，使储存在所述石灰乳罐的内部的石灰乳和通过所述送出管送出的用水进行换热；和
用水回收步骤，通过一端与所述换热管的另一端连接且另一端与所述用水罐的上部连接的回收管，将经过换热的所述用水回收到所述用水罐的内部。
11.根据权利要求10所述的利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，所述废热回收步骤还包括：
石灰乳温度感测步骤，通过石灰乳温度传感器感测储存在所述石灰乳罐的内部的石灰乳的温度；
用水温度感测步骤，通过用水温度传感器感测储存在所述用水罐的内部的用水的温度；及
废热回收控制步骤，接收从所述石灰乳温度传感器及所述用水温度传感器分别感测到的温度值，控制执行所述用水送出步骤。
12.根据权利要求11所述的利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，
若从所述石灰乳温度传感器接收的温度值为40℃以上，所述废热回收控制步骤控制执行所述用水送出步骤，以使从所述用水温度传感器接收的温度值具有40℃至50℃范围。
13.根据权利要求9所述的利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，还包括：石灰乳计量步骤，通过设置在所述石灰乳罐上的计量器，计量从所述原料投入管供应的生石灰粉末及从所述用水投入管供应的用水的供应量。
14.根据权利要求9所述的利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，所述石灰乳罐、所述用水罐、所述用水投入管和所述废热回收线中的一个以上被保温处理。
15.根据权利要求9所述的利用废热回收线的石灰乳制备方法，其特征在于，所述石灰乳罐、所述用水罐、所述用水投入管和所述废热回收线中的一个以上被设置在地下。
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