CN101762175A - 适用于高粉尘烟气余热回收的蓄热式换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了这样一种适用于高粉尘烟气余热回收的蓄热式换热器，它包括一个换热器壳体，在壳体内部设有两个蓄热腔与一个旋风除尘腔，换热器外壳和各腔体之间由耐火保温材料填充，蓄热腔内装有球状蓄热体，此换热器有一个高温烟气入口，一个预热空气出口，一个引风机连接口，一个鼓风机连接口，一个排尘口，每个蓄热腔的上部还设有蓄热体加入口，下部设有蓄热体放出口，换热器的上部和下部各装有一个两位四通换向阀，在连接引风机的烟管上还装有热电偶。此蓄热式换热器能在高粉尘情况下稳定工作，蓄热体的卸出及装入非常方便，只需同现有工业炉的烟气出口对接，就可以使离开换热器的烟气温度降到200℃以下。

Description

适用于高粉尘烟气余热回收的蓄热式换热器
技术领域
本发明属热交换技术领域，涉及一种蓄热式换热装置，利用各种工业炉窑烟道内的高温烟气的热量来预热助燃空气，尤其适用于高粉尘烟气的余热回收，是一种高温换热设备，可广泛的应用于钢铁、机械、建材等各种领域的工业炉窑上。
背景技术
目前高温空气燃烧技术已成功地应用于以清洁燃气或燃油为燃料的工业炉窑上，节能减排效果显著，采用这种技术的工业炉使用一种蓄热式烧嘴，蓄热器内放置蜂窝状多孔陶瓷蓄热体，当烟气含尘量大于40mg/NM3时，蓄热体上的微孔将很快被堵塞，造成蓄热体失效，因此采用这种蓄热式烧嘴的工业炉不能使用廉价的发生炉热脏煤气。
国内普遍使用的工业炉窑还有很大一部分采用廉价的发生炉热脏煤气、焦炭或煤为燃料，这些工业炉的烟气含尘量都很高，要么没有余热回收装置，要么采用间壁式或管式金属换热器，这些换热器的换热效率低，烟气离开换热器的温度还高达500-600℃，甚至于更高。排出烟气的热焓大于燃料热焓的35％。
中国专利申请号200720077373.4公布了一种蓄热式换热器其特征包括至少两个换热器壳体，其内装有蓄热体，所述换热器壳体上分别连接一高温烟气进、排气管和一空气进、排气管.所述高温烟气进、排气管和空气进、排气管上均设有一个阀门。蓄热体为若干层多孔金属或蓄热体为若干层交错布置的圆钢。其缺点是连接管道及阀门数量过多，蓄热体的加入或取出只能在完全打开换热器壳体的情况下才能进行，给清理蓄热体上的积灰带来不便，只适用于处理含尘量很低的烟气，多个壳体、管道和阀门使外漏表面积加大，散热损失增大将不可避免。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能在高粉尘情况下稳定工作、蓄热体的卸出及装入非常方便、只需同现有工业炉的烟气出口对接，就可以使离开换热器的烟气温度降到200℃以下的，散热损失较小的蓄热式换热器。
为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种适用于高粉尘烟气余热回收的蓄热式换热器，它包括一个由三个部分组成的换热器壳体，在壳体内部设有两个蓄热腔与一个旋风除尘腔，换热器外壳和各腔体之间由耐火保温材料填充，蓄热腔体内装有蓄热体，蓄热体的下部是炉栅，此换热器有一个高温烟气入口，一个预热空气出口，一个引风机连接口，一个鼓风机连接口，一个排尘口，每个蓄热腔的上部还设有蓄热体加入口，下部设有蓄热体放出口，换热器的上部和下部各装有一个两位四通换向阀，在连接引风机的烟管上还装有热电偶。
蓄热腔体的上部设有的蓄热体加入口的开启盖兼做防爆阀，下部设有的蓄热体放出口同偏心漏斗状炉栅的出口对接。
装在连接引风机的烟管上的热电偶，控制两个两位四通换向阀的动作。
本发明把一个旋风除尘器、两个独立的蓄热式换热器、相应的连接管道及换向阀集中在一个换热器壳体内，使外露表面积下降45％，使散热损失大大降低，通过旋风除尘的高温烟气可以在温降较小的情况下和蓄热体进行热交换。装在蓄热体加入口上的防爆阀，可以在在高温烟气不完全燃烧产生爆燃的情况下迅速打开，避免对换热器的损坏。偏心漏斗状炉栅可以很方便的把能够自由滚动的蓄热体从蓄热体放出口卸出，完成清灰工作。
使用本发明所述的蓄热式换热器进行工业炉烟气的余热回收，只需把相应管道对接，原工业炉无需做大的改造。本换热器由于有除尘功能，可以适用于各种燃料的工业炉高粉尘烟气的余热回收。
附图说明
下面结合附图和本发明的实施方式作进一步的详细说明：
图1为本发明蓄热式换热器实施方式的纵剖视图。
图2为图1所示蓄热式换热器A-A截面剖视图。
图3为图1所示蓄热式换热器B-B截面剖面图。
具体实施方式
从图1至图3所示的本发明的实施方式可知，由角铁焊制的框架1上安装有换热器壳体下部4、壳体中部9、壳体上部20，壳体各部4、9、20都是用钢板焊制的，并通过法兰连接在一起。在壳体下部4的左右两侧安有用螺纹钢焊制的偏心漏斗状炉栅5，炉栅5的漏斗口跟蓄热体放出口6焊在一起，壳体下部4的中间设有除尘器的排尘口19。壳体中部9内用耐火浇筑料8分隔成左蓄热腔10、右蓄热腔22、旋风除尘腔11，在左右蓄热腔10、12中都装有由耐火材料制成的球状蓄热体7。壳体上部20的内侧用耐火浇注料8形成连接左右蓄热腔10、12和旋风除尘腔11的管道23，用耐热钢制成的二位四通换向阀13也用耐火浇筑料8固定在管道23上，防爆阀15兼做蓄热体加入口14的开启盖，预热空气的出口16也设在壳体上部20上，除尘器的心管12用耐热不锈钢制成，用浇筑料8固定在壳体20上。壳体中部9上还设有高温烟气入口21，壳体下部4通过管道3连接二位四通换向阀2及鼓风连接管18和引风连接管17，在引风连接管17上设有热电偶24。
本发明蓄热式热交换器按下述方式进行工作：把此换热器的高温空气入口21和预热空气出口16分别同工业炉的相应管道连接，鼓风机连接管18和引风机连接管17分别连接鼓风机和引风机，换向阀13和换向阀2在图1所述位置时，左蓄热腔10处在蓄热状态，右蓄热腔22处在换热状态，当热电偶24达到设定值时，换向阀13和2同时动作，这时左右蓄热腔10和22完成蓄热和换热状态的转换。当换热器的压力损失大于设定值时打开蓄热体放出口6，球状蓄热体7便可自动滚出，短时间内就可完成清灰工作。
本发明不局限于图1至图3所述的实施方式的结构，只要把一个旋风除尘器、两个独立的蓄热式换热器、相应的连接管道及换向阀集中在一个换热器壳体内都在本发明的范围。

Claims (4)

1.一种适应用于高粉尘烟气余热回收的蓄热式换热器，包括一个由三个部分组成的换热器壳体，在壳体内部设有两个蓄热腔与一个旋风除尘腔，换热器外壳和各腔体之间由耐火保温材料填充，蓄热腔体内装有蓄热体，蓄热体的下部是炉栅，此换热器有一个高温烟气入口，一个预热空气出口，一个引风机连接口，一个鼓风机连接口，一个排尘口，每个蓄热腔的上部还设有蓄热体加入口，下部设有蓄热体放出口，换热器的上部和下部各装有一个两位四通换向阀，在连接引风机的烟管上还装有热电偶。
2.按照权利要求1所述的蓄热式换热器，其特征在于：旋风除尘腔夹在两蓄热腔之间。
3.按照权利要求1所述的蓄热式换热器，其特征在于：支撑蓄热体的炉栅为偏心漏斗状。
4.按照权利要求1所述的蓄热式换热器，其特征在于：蓄热体加入口的开启盖兼做防爆阀。
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