專利名稱：氣體與固體顆粒物間進(jìn)行換熱的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型具體涉及一種氣體與固體顆粒物間進(jìn)行換熱的裝置，屬于工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要利用氣體與固體顆粒物間進(jìn)行熱量交換來得到加熱或冷卻后的氣體或固體顆粒物，比較常見的是利用高溫氣體對固體顆粒物形成的粉料加熱，為了盡可能多地提高氣體和顆粒物的接觸時(shí)間并且盡可能多地利用高溫氣體的熱能，通常使氣流與粉料形成逆向流動，以使高溫氣體與粉料能夠充分的接觸、混合，從而使兩者之間的換熱更加充分，得到溫度較高的粉體?，F(xiàn)有技術(shù)中，中國專利CN 85109480A公開了一種水泥生料立筒預(yù)熱器系統(tǒng)，其包括預(yù)熱器筒體和連接在其頂部的旋風(fēng)分離器，預(yù)熱器筒體頂部設(shè)有生料粉加入孔，筒體內(nèi)設(shè)有雙曲型縮口和撒料器，窯尾的熱煙氣由預(yù)熱器筒體的底部進(jìn)入筒體，水泥生料粉由氣動泵送入立筒預(yù)熱器頂部的生料粉加入孔，生料經(jīng)加入孔進(jìn)入筒體內(nèi)后和熱煙氣反向?qū)α鞑⒃趯α鞯耐瑫r(shí)進(jìn)行熱交換，之后氣流經(jīng)筒體頂部的旋風(fēng)分離器排出，熱交換后升溫的生料則從筒體底部排出。在此過程中，生料進(jìn)入筒體后，首先進(jìn)入的是筒體第一缽內(nèi)，在第一缽內(nèi)，生料被縮口處的噴射氣流分散，大部分生料很容易堆積在縮口坡面上，當(dāng)堆積達(dá)一定程度后，生料成團(tuán)隨機(jī)滑落進(jìn)入第二缽內(nèi)，又被第二缽縮口處的噴射氣流分散，重復(fù)上述過程，當(dāng)堆積在縮口斜面上的料團(tuán)過大，滑落下來后來不及被噴射氣流分散時(shí)，就撞擊在撒料器上被進(jìn)一步分散，最后入窯。上述技術(shù)中，水泥生料原本以粉狀進(jìn)入換熱筒體內(nèi)，但是由于筒體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，使得生料容易聚集在縮口斜坡上由于長時(shí)間的堆積而形成塊狀或團(tuán)狀物，在進(jìn)行預(yù)熱時(shí)這種聚集態(tài)的生料只有表面可以與熱煙氣進(jìn)行熱交換，但其內(nèi)部無法充分接觸到熱煙氣，因而預(yù)熱效果不佳，這就導(dǎo)致生料預(yù)熱不均勻。雖然，在預(yù)熱筒內(nèi)設(shè)有撒料器用于分散聚集態(tài)的生料，但生料的團(tuán)狀或塊狀物仍然很容易從撒料器的空隙處落下，撒料器無法保證完全接觸團(tuán)狀或塊狀物來對其進(jìn)行分散，所以仍然無法解決前述對生料預(yù)熱不均勻的問題。此外，在該技術(shù)中，生料和熱煙氣是在對向接觸過程中進(jìn)行換熱的，由于該換熱過程中，氣流一直是沿其原本的流動方向進(jìn)行流動并換熱，在流動換熱的過程中，由于熱煙氣和生料各自都有速度，所以二者在對向接觸的過程中接觸時(shí)間很短，導(dǎo)致生料和熱煙氣的換熱效率很低。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的熱量交換裝置耗能都很大，如水泥廠5級預(yù)熱塔的系統(tǒng)壓損在I萬帕左右。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中水泥生料容易聚集在縮口斜坡上形成塊狀或團(tuán)狀物，在進(jìn)行預(yù)熱時(shí)這種聚集態(tài)的生料表面可以與熱煙氣進(jìn)行直接接觸的熱交換，但其內(nèi)部卻無法充分接觸到熱煙氣，因而預(yù)熱效果不佳，這就導(dǎo)致粉料預(yù)熱不均勻，雖然在預(yù)熱筒內(nèi)設(shè)有撒料器用于分散聚集態(tài)的粉料，但粉料的團(tuán)狀或塊狀物仍然很容易從撒料器的空隙處落下，撒料器無法保證完全分散聚集態(tài)的粉料；進(jìn)而提供一種使粉料均勻預(yù)熱的氣體與固體顆粒物間的換熱裝置。本實(shí)用新型所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中由于氣流一直是沿其原本的流動方向進(jìn)行流動并換熱的，并且在流動換熱的過程中熱煙氣和生料各自都有速度，所以二者在對向接觸的過程中接觸換熱的時(shí)間很短，導(dǎo)致生料和熱煙氣的換熱效率很低；進(jìn)而提出一種延長熱煙氣與生料粉體間的接觸換熱時(shí)間，從而提高其換熱效率的氣體與固體顆粒物間的換熱裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種氣體與固體顆粒物間的換熱裝置， 包括至少ー級換熱單元，每級所述換熱単元包括氣流通道，在所述氣流通道的一端設(shè)置有進(jìn)氣ロ，另一端設(shè)置有出氣ロ ；所述氣流通道橫向設(shè)置；在所述氣流通道的底部向下延伸開設(shè)有沉降集料斗，所述沉降集料斗與所述氣流通道相連通；在所述氣流通道的頂部且位于所述沉降集料斗與所述氣流通道連通開ロ的上方設(shè)置有至少ー個(gè)進(jìn)料ロ，所述進(jìn)料ロ位于所述沉降集料斗的靠近所述進(jìn)氣ロ 一側(cè)設(shè)置；沿氣體的流動方向，前ー級換熱單元的氣流通道的出氣口和相鄰換熱單元的氣流通道的進(jìn)氣ロ相連通。在所述沉降集料斗的底部設(shè)置有出料ロ。在每級所述換熱単元內(nèi)，設(shè)置所述沉降集料斗為多個(gè)，多個(gè)所述沉降集料斗并列設(shè)置于所述氣流通道的進(jìn)氣口和出氣ロ之間。所述進(jìn)料ロ位于每個(gè)所述沉降集料斗的靠近所述進(jìn)氣ロ 一側(cè)設(shè)置。沿氣流的流動方向，所述進(jìn)料ロ位于最上游的所述沉降集料斗的靠近所述進(jìn)氣ロ
ー側(cè)設(shè)置。相鄰兩個(gè)所述沉降集料斗相連接。沿氣體的流動方向，所述相鄰換熱單元的沉降集料斗的底部連接所述前ー級換熱單元的氣流通道的頂部并與所述氣流通道相連通，且所述相鄰換熱単元的沉降集料斗的底部連通處位于所述前一級換熱単元的沉降集料斗與其氣流通道連通開ロ的上方。沿氣體的流動方向，所述前ー個(gè)換熱單元的進(jìn)料ロ與所述相鄰換熱單元的沉降集料斗的底部相連接。由四級換熱單元組成，每級所述換熱單元設(shè)置有一個(gè)或兩個(gè)沉降集料斗。所述氣流通道為矩形。所述沉降集料斗為漏斗形。所述氣流通道內(nèi)的氣體流速為0. 2^2米/秒。所述氣流通道內(nèi)的氣體流速為0. 2^1米/秒。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)方案相比具有以下有益效果(I)本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，每級所述換熱單元包括橫向設(shè)置的氣流通道，在所述氣流通道的一端設(shè)置有進(jìn)氣ロ，另一端設(shè)置有出氣ロ，在所述氣流通道的底部向下延伸開設(shè)有沉降集料斗，所述沉降集料斗與所述氣流通道相連通， 在所述氣流通道的頂部且位于所述沉降集料斗與所述氣流通道連通開口的上方設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)料口，所述進(jìn)料口靠近所述進(jìn)氣口設(shè)置。高溫氣體以一定的流速由進(jìn)氣口進(jìn)入氣流通道，同時(shí)，固體顆粒由進(jìn)料口進(jìn)入所述氣流通道，在所述氣流通道內(nèi)部，高溫氣體攜帶固體顆粒向前運(yùn)動，在高溫氣體攜帶固體顆粒運(yùn)動的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣流和固體顆粒之間的部分換熱過程，由于高溫氣體攜帶物料的能力是有限的，也就是說在一定的氣體水平流速和一定的流動距離的前提下，流動的氣體中所攜帶的固體顆粒物濃度有一定的限度；當(dāng)氣體水平流速及水平運(yùn)動距離選擇恰當(dāng)時(shí)，無論粉料的流量(與氣體中所含粉料的濃度相當(dāng))有多大，被氣流帶走的粉料是一定的，也就是說，粉料的流量越大，被沉降換熱器收集的粉料也就越多，沉降換熱器的收料效率也就越高；正是基于上述原理，攜帶固體顆粒的高溫氣體向前移動一段距離后，由較小空間體積的氣流通道進(jìn)入較大空間體積的沉降集料斗內(nèi)，這時(shí)一小部分氣流繼續(xù)攜帶固體顆粒沿原流動方向繼續(xù)流動，其余大部分氣流則攜帶固體顆粒改變原流動方向朝向沉降集料斗的方向流動，這部分氣流在經(jīng)由氣流通道進(jìn)入沉降集料斗時(shí)，由于空間的突然擴(kuò)大，使得攜帶固體顆粒的氣體在進(jìn)入沉降集料斗后形成瞬間的氣流漩渦也就是渦流，由于渦流的產(chǎn)生使得高溫氣體和固體顆粒更進(jìn)一步地充分旋動混合并充分換熱，使得固體顆粒物得到均勻預(yù)熱，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置耗費(fèi)很低的能量就能將固體顆粒物預(yù)熱到所需的溫度，預(yù)熱后的固體顆粒物沉降儲存在沉降集料斗的底部。因此，最終只有少部分剩余的固體顆粒物彌散在氣體中并隨氣體由出氣口排出裝置。(2)本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，沿氣體的流動方向，前一級換熱單元的氣流通道的出氣口和相鄰換熱單元的氣流通道的進(jìn)氣口相連通；雖然高溫氣體的一部分熱量在前一級換熱單元中已經(jīng)用于換熱而消耗掉，但其溫度仍然要高于相鄰換熱單元中未經(jīng)預(yù)熱的固體顆粒物的溫度，因此由前一級換熱單元出氣口流出的氣體仍然可以在相鄰的換熱單元中繼續(xù)用于固體顆粒物的預(yù)熱，無需進(jìn)一步設(shè)置熱源氣流，從而在整體上降低了預(yù)熱能耗。另外，由前一級換熱單元的出氣口流出的氣體中含有少量的固體顆粒物，其進(jìn)入后一級換熱單元后，可以充分地在該換熱單元進(jìn)行換熱并獲得進(jìn)一步沉降， 避免了將這部分固體顆粒隨氣流直接排出引起的物料的損耗，大大提高了物料的預(yù)熱收率。(3)本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，在每級所述換熱單元內(nèi)，設(shè)置有多個(gè)沉降集料斗，多個(gè)所述沉降集料斗并列設(shè)置于所述氣流通道的進(jìn)氣口和出氣口之間；固體顆粒物與高溫氣體在換熱單元中相接觸預(yù)熱后，逐漸與氣體相分離并沉積在沉降集料斗的底部，由于固體顆粒物與氣體分離的速度相對于氣體流動的速度更緩慢， 設(shè)置多個(gè)沉降集料斗可以盡量多地收集經(jīng)預(yù)熱后的固體顆粒物，同時(shí)在氣體的帶動下，固體顆粒物在多個(gè)沉降集料斗中與氣體相接觸，延長了固體顆粒物的預(yù)熱時(shí)間，使固體顆粒物的預(yù)熱更充分。(4)本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，沿氣體的流動方向，所述相鄰換熱單元的沉降集料斗的底部貫通所述前一級換熱單元的氣流通道的頂部并與所述氣流通道相連通，且所述相鄰換熱單元的沉降集料斗的底部連通處位于所述前一級換熱単元的沉降集料斗與其氣流通道連通開ロ的上方；沉積在前一級換熱単元的沉降集料斗底部的固體顆粒物進(jìn)入到相鄰換熱単元的氣流通道中，之后進(jìn)入到相鄰換熱単元的沉降集料斗中，再次進(jìn)行預(yù)熱，以使固體顆粒物預(yù)熱的更為充分以符合實(shí)際使用的需要；進(jìn)ー步地， 沿氣體的流動方向，所述前ー級換熱單元的進(jìn)料ロ與所述相鄰換熱單元的沉降集料斗的底部相連接；固體顆粒物經(jīng)前一級換熱単元預(yù)熱后，作為原料進(jìn)入相鄰的換熱單元繼續(xù)進(jìn)行預(yù)熱，以獲得實(shí)際需要的熱量。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被理解，本實(shí)用新型結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的說明；圖I為本實(shí)用新型所述的只設(shè)置有一個(gè)沉降集料斗的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述的設(shè)置有兩個(gè)沉降集料斗的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型所述的設(shè)置有一個(gè)進(jìn)料ロ的具有兩個(gè)沉降集料斗的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型所述的設(shè)置有多級換熱単元的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明所述的設(shè)置有多級換熱単元且每級具有兩個(gè)沉降集料斗的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中附圖標(biāo)記為1_進(jìn)氣ロ，2-進(jìn)料ロ，3-氣流通道，4-沉降集料斗，5-出料ロ， 6-出氣ロ，7-第一進(jìn)料ロ，8-第二進(jìn)料ロ，9-第一沉降集料斗，10-第二沉降集料斗，11 -第一級進(jìn)氣ロ，12-第一級氣流通道，13-第一級沉降集料斗，14-第一級出料ロ，15-第二級氣流通道，16-第二級沉降集料斗，17-第三級氣流通道，18-第三級沉降集料斗，19-第三級出料ロ，20-第四級進(jìn)氣ロ，21-第四級進(jìn)料ロ，22-第四級氣流通道，23-第四級沉降集料斗， 24-第四級出料ロ，25-第四級出氣ロ。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，包括至少ー級換熱單元， 每級所述換熱単元包括氣流通道3，在所述氣流通道3的一端設(shè)置有進(jìn)氣ロ 1，另一端設(shè)置有出氣ロ 6 ;所述氣流通道3橫向設(shè)置；在所述氣流通道3的底部向下延伸開設(shè)有沉降集料斗4，所述沉降集料斗4與所述氣流通道3相連通；在所述氣流通道3的頂部且位于所述沉降集料斗4與所述氣流通道3連通開ロ的上方設(shè)置有至少ー個(gè)進(jìn)料ロ 2，所述進(jìn)料ロ 2位于所述沉降集料斗4的靠近所述進(jìn)氣ロ I 一側(cè)設(shè)置；沿氣體的流動方向，前一級換熱単元的氣流通道3的出氣ロ 6和相鄰換熱単元的氣流通道3的進(jìn)氣ロ I相連通。如圖I所示的所述氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置僅設(shè)置一級換熱単元，其包括橫向設(shè)置的氣流通道3，在所述氣流通道3的一端設(shè)置有進(jìn)氣ロ 1，另一端設(shè)置有出氣ロ 6 ;在所述氣流通道3的底部向下延伸開設(shè)有與所述氣流通道3相連通的沉降集料斗4 ;在本實(shí)施例中，設(shè)置所述進(jìn)料ロ 2為ー個(gè)，該進(jìn)料ロ 2設(shè)置在所述氣流通道3的頂部且位于所述沉降集料斗4與所述氣流通道3連通開口的上方，且所述進(jìn)料口 2位于所述沉降集料斗 4的靠近所述進(jìn)氣口I一側(cè)。 其中，所述氣流通道3可以選擇設(shè)置為圓形通道或矩形通道，所述沉降集料斗4可以選擇設(shè)置為漏斗形或矩形。為了方便沉降后固體顆粒的輸送，優(yōu)選在所述沉降集料斗4的底部設(shè)置出料口 5， 所述出料口 5通過出料閥實(shí)現(xiàn)與外界的連通和隔離。本實(shí)施例中所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置在工作時(shí)，高溫氣體以一定的流速由進(jìn)氣口 I進(jìn)入氣流通道3，同時(shí)，固體顆粒由進(jìn)料口 2進(jìn)入所述氣流通道3，在所述氣流通道3內(nèi)部，高溫氣體攜帶固體顆粒向前運(yùn)動，在高溫氣體攜帶固體顆粒運(yùn)動的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣流和固體顆粒之間的部分換熱過程，由于高溫氣體攜帶物料的能力是有限的，攜帶固體顆粒的高溫氣體向前移動的同時(shí)，一部分固體顆粒不斷沉降，在移動一段距離后，高溫氣體由較小空間體積的氣流通道3進(jìn)入較大空間體積的沉降集料斗4內(nèi)，這時(shí)一小部分氣流繼續(xù)攜帶固體顆粒沿原流動方向繼續(xù)流動，其余大部分氣流則攜帶固體顆粒改變原流動方向朝向沉降集料斗4的方向流動，這部分氣流在經(jīng)由氣流通道3進(jìn)入沉降集料斗4時(shí)， 由于空間的突然擴(kuò)大，使得攜帶固體顆粒的氣體在進(jìn)入沉降集料斗4后形成瞬間的氣流漩渦也就是渦流，由于渦流的產(chǎn)生使得高溫氣體和固體顆粒更進(jìn)一步地充分旋動混合并充分換熱，使得固體顆粒物得到均勻預(yù)熱，預(yù)熱后的固體顆粒物沉降儲存在沉降集料斗4的底部；少部分剩余的固體顆粒物彌散在氣體中并隨氣體由出氣口 6排出裝置。如圖2所示是本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置的又一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，其仍然是只設(shè)置有一級換熱單元，同樣包括橫向設(shè)置的氣流通道3，在所述氣流通道3的一端設(shè)置有進(jìn)氣口 1，另一端設(shè)置有出氣口 6 ;與實(shí)施例I不同的是，本實(shí)施例中設(shè)置有兩個(gè)沉降集料斗4，即第一沉降集料斗9和第二沉降集料斗10，兩個(gè)所述沉降集料斗4并列設(shè)置于所述進(jìn)氣口 I和出氣口 6之間，且都設(shè)置在所述氣流通道3的底部并向下延伸開設(shè)，兩個(gè)所述沉降集料斗4之間通過氣流通道3相連通；分別與所述第一沉降集料斗9和第二沉降集料斗10相對應(yīng)，設(shè)置有第一進(jìn)料口 7和第二進(jìn)料口 8，所述第一進(jìn)料口 7 設(shè)置在所述氣流通道3的頂部且位于所述第一沉降集料斗9與所述氣流通道3連通開口的上方，且所述第一進(jìn)料口 7位于所述第一沉降集料斗9的靠近所述進(jìn)氣口 I 一側(cè)；相應(yīng)地， 所述第二進(jìn)料口 8設(shè)置在所述氣流通道3的頂部且位于所述第二沉降集料斗10與所述氣流通道3連通開口的上方，且所述第二進(jìn)料口 8位于所述第二沉降集料斗10的靠近所述進(jìn)氣口 I 一側(cè)。在所述第一沉降集料斗9和第二沉降集料斗10的底部開設(shè)有出料口 5，所述出料口 5上設(shè)置有出料閥，在本實(shí)施例中選擇設(shè)置所述出料閥為排灰閥。作為可以變換的實(shí)施方式，本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置還可以在所述進(jìn)氣口 I和所述出氣口 6之間并列設(shè)置多個(gè)沉降集料斗4，從而可以盡可能多地收集預(yù)熱后的固體顆粒物，同時(shí)進(jìn)一步使固體顆粒物預(yù)熱更充分。同時(shí)，所述進(jìn)料口 2可以對應(yīng)多個(gè)所述沉降集料斗4設(shè)置多個(gè)，多個(gè)所述進(jìn)料口 2位于每個(gè)所述沉降集料斗4的靠近所述進(jìn)氣口 I 一側(cè)設(shè)置；也可以選擇沿氣流的流動方向，僅在最上游的所述沉降集料斗4靠近所述進(jìn)氣口 I 一側(cè)設(shè)置一個(gè)進(jìn)料口 2。該實(shí)施例中所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置在工作時(shí)，高溫氣體以一定的流速由進(jìn)氣口 I進(jìn)入氣流通道3，同時(shí)，固體顆粒由第一進(jìn)料口 7進(jìn)入所述氣流通道3，在所述氣流通道3內(nèi)部，高溫氣體攜帯固體顆粒向前運(yùn)動，在高溫氣體攜帯固體顆粒運(yùn)動的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣流和固體顆粒之間的部分換熱過程，同時(shí)一部分固體顆粒不斷沉降，在移動一段距離后，高溫氣體由較小空間體積的氣流通道3進(jìn)入較大空間體積的沉降集料斗4內(nèi)， 這時(shí)ー小部分氣流繼續(xù)攜帶固體顆粒沿原流動方向繼續(xù)流動，其余大部分氣流則攜帶固體顆粒改變原流動方向朝向沉降集料斗4的方向流動,這部分氣流攜帶固體顆粒進(jìn)入第一沉降集料斗9內(nèi)，高溫氣體和固體顆粒更進(jìn)ー步地充分旋動混合并充分換熱，使得固體顆粒物得到均勻預(yù)熱，預(yù)熱后的固體顆粒物沉降儲存在第一沉降集料斗9的底部，并打開出料閥經(jīng)所述出料ロ 5排出；少部分剰余的固體顆粒物彌散在氣體中井隨經(jīng)換熱后溫度有所降低的氣流由所述第一沉降集料斗9和所述第二沉降集料斗10之間的氣流通道3流動到所述第二沉降集料斗10內(nèi)，這時(shí)位于所述第二沉降集料斗10上部的第二進(jìn)料ロ 8開始進(jìn)料， 流動到所述第二沉降集料斗10內(nèi)的高溫氣體進(jìn)一歩利用其熱能對進(jìn)料的固體顆粒進(jìn)行前述相同的加熱過程，同時(shí)隨氣流進(jìn)入第二沉降集料斗10內(nèi)的固體顆?？梢赃M(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)其在第二沉降集料斗10內(nèi)的沉降收集。在前述實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)所述沉降集料斗4之間也可以直接連接，連接結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖3所示，這樣在經(jīng)第一沉降集料斗9沉降后，所述少部分剰余的固體顆粒物彌散在氣體中井隨經(jīng)換熱后溫度有所降低的氣流由所述第一沉降集料斗9直接進(jìn)入所述第ニ沉降集料斗10內(nèi)，進(jìn)行進(jìn)一歩的沉降收集。為了更進(jìn)ー步地實(shí)現(xiàn)對高溫氣體溫度的盡可能的利用，同時(shí)盡可能地實(shí)現(xiàn)對固體顆粒的沉降收集，優(yōu)選本實(shí)用新型所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置設(shè)置多級換熱単元(參見圖4)，前一級換熱単元的氣流通道3的出氣ロ 6和相鄰換熱単元的氣流通道3的進(jìn)氣ロ I相連通；本實(shí)施例中在每級所述換熱単元內(nèi)設(shè)置有一個(gè)沉降集料斗4，沿氣體的流動方向，所述相鄰換熱單元的沉降集料斗4的底部連接所述前ー級換熱單元的氣流通道3 的頂部并與所述氣流通道3相連通，且所述相鄰換熱単元的沉降集料斗4的底部連通處位于所述前一級換熱単元的沉降集料斗4與其氣流通道3連通開ロ的上方。這樣就實(shí)現(xiàn)了相鄰的后一級換熱単元向前一級換熱単元的沉降集料斗4內(nèi)部提供沉降的固體顆粒，同時(shí)也可以選擇每ー級換熱單元的進(jìn)料ロ 2也同時(shí)進(jìn)料。作為可以變換的實(shí)施方式，也可以設(shè)置為沿氣體的流動方向，所述前ー個(gè)換熱單元的進(jìn)料ロ 2與所述相鄰換熱單元的沉降集料斗4的底部相連接。這樣就實(shí)現(xiàn)了前ー級換熱單元的進(jìn)料依靠于后一級換熱単元的固體顆粒的沉降給料。當(dāng)然，在上述每級換熱單元中也可以設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)并列設(shè)置的沉降集料斗4，參見圖5所示。在上述實(shí)施例中，所述氣流通道3內(nèi)的氣體流速為0.2 2米/秒。也可以選擇大于2米/秒的氣體流速。優(yōu)選地，所述氣流通道3內(nèi)的氣體流速為0. 2^1米/秒。上述設(shè)置有多級換熱単元的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置在工作時(shí)，高溫氣體由第一級進(jìn)氣ロ 11進(jìn)入第一級氣流通道12中，高溫氣體在第一級氣流通道12中的流速為2米/秒，隨后高溫氣體在第一級沉降集料斗13中形成渦流，接著高溫氣體依次進(jìn)入第二級氣流通道15、第二級沉降集料斗16、第三級氣流通道17、第三級沉降集料斗18、第四級氣流通道22、第四級沉降集料斗23中，并分別在第二、三、四級沉降集料斗中形成氣體渦流，經(jīng)換熱后降溫的氣體最終由第四級出氣ロ 25排出，高溫氣體在各換熱單元流動的同吋，固體顆粒物由第四級進(jìn)料ロ 21進(jìn)入第四級氣流通道22，被通道中流速為0. 8米/秒的高溫氣體吹散后進(jìn)入第四級沉降集料斗23與高溫氣體渦流相互接觸、換熱，之后預(yù)熱后的大部分的固體顆粒物向下沉降由第四級出料ロ 24進(jìn)入第三級氣流通道17中，少部分的固體顆粒物隨使用過的氣體一起由第四級出氣ロ 25排出本裝置；進(jìn)入第三級氣流通道17的固體顆粒物被其中流速為I. 5米/秒的高溫氣體吹散，并在下降的過程中與第三級沉降集料斗18中的高溫氣體渦流相互接觸、換熱，經(jīng)再次預(yù)熱的固體顆粒物，其中大部分向下沉降由第三級出料ロ 19進(jìn)入第二級氣流通道15中，剰余的固體顆粒物隨高溫氣體由第四級進(jìn)氣ロ 20再次進(jìn)入第四級換熱単元中參與預(yù)熱過程，詳細(xì)過程同上述；進(jìn)入第二級氣流通道15中的固體顆粒物按照上述過程依次在第二級換熱單元、第一級換熱單元中被再預(yù)熱， 最終經(jīng)多次預(yù)熱的固體顆粒物經(jīng)第一級出料ロ 14排出供使用。從而在整體上實(shí)現(xiàn)了利用一級換熱后降溫的高溫氣體進(jìn)行ニ級、三級和四級的換熱，從而將高溫氣體的熱量充分吸收，然后吸收熱量后的固體顆粒可以經(jīng)沉降集料斗回到第一級換熱単元內(nèi)，進(jìn)ー步通過高溫氣體對其進(jìn)行補(bǔ)充換熱，從而使固體顆粒達(dá)到預(yù)定溫度，這樣就實(shí)現(xiàn)了能耗的顯著降低。經(jīng)測試表明，本實(shí)用新型所述的換熱裝置壓損不超過100帕，如果用于水泥廠5級預(yù)熱，系統(tǒng)壓損不超過500帕，僅為現(xiàn)有技術(shù)耗能的1/20，甚至更低。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉，而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
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權(quán)利要求1. 一種氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，包括至少ー級換熱單元，每級所述換熱單元包括氣流通道(3)，在所述氣流通道(3)的一端設(shè)置有進(jìn)氣ロ(1)，另一端設(shè)置有出氣ロ(6)；所述氣流通道(3)橫向設(shè)置；在所述氣流通道(3)的底部向下延伸開設(shè)有沉降集料斗(4)，所述沉降集料斗(4)與所述氣流通道(3)相連通；在所述氣流通道(3)的頂部且位于所述沉降集料斗(4)與所述氣流通道(3)連通開ロ 的上方設(shè)置有至少ー個(gè)進(jìn)料ロ(2)，所述進(jìn)料ロ(2)位于所述沉降集料斗(4)的靠近所述進(jìn)氣ロ(I) 一側(cè)設(shè)置；沿氣體的流動方向，前ー級換熱單元的氣流通道(3)的出氣ロ(6)和相鄰換熱單元的氣流通道(3)的進(jìn)氣ロ(I)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，在所述沉降集料斗(4)的底部設(shè)置有出料ロ(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，在每級所述換熱単元內(nèi)，設(shè)置所述沉降集料斗(4)為多個(gè)，多個(gè)所述沉降集料斗(4)并列設(shè)置于所述氣流通道(3)的進(jìn)氣ロ(I)和出氣ロ(6)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，所述進(jìn)料 ロ(2)位于每個(gè)所述沉降集料斗(4)的靠近所述進(jìn)氣ロ(I) ー側(cè)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，沿氣流的流動方向，所述進(jìn)料ロ( 2 )位于最上游的所述沉降集料斗(4)的靠近所述進(jìn)氣ロ( I) ー側(cè)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，相鄰兩個(gè)所述沉降集料斗(4)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，沿氣體的流動方向，所述相鄰換熱單元的沉降集料斗(4)的底部連接所述前ー級換熱単元的氣流通道(3)的頂部并與所述氣流通道(3)相連通，且所述相鄰換熱単元的沉降集料斗(4)的底部連通處位于所述前一級換熱単元的沉降集料斗(4)與其氣流通道(3)連通開ロ的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，沿氣體的流動方向，所述前ー個(gè)換熱單元的進(jìn)料ロ(2)與所述相鄰換熱單元的沉降集料斗(4)的底部相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，由四級換熱單元組成，每級所述換熱單元設(shè)置有一個(gè)或兩個(gè)沉降集料斗(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4或5或6或9任一所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，所述氣流通道(3)為矩形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，所述沉降集料斗(4)為漏斗形。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4或5或6或9或11任一所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，所述氣流通道(3)內(nèi)的氣體流速為0. 2 2米/秒。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，其特征在于，所述氣流通道(3)內(nèi)的氣體流速為O. 2^1米/秒。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣體與固體顆粒間進(jìn)行換熱的裝置，包括至少一級換熱單元，每級換熱單元包括氣流通道，在通道的一端設(shè)置有進(jìn)氣口，另一端設(shè)置有出氣口；在氣流通道的底部向下延伸連通設(shè)有沉降集料斗，在氣流通道的頂部且位于沉降集料斗與氣流通道連通開口的上方設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)料口，進(jìn)料口靠近進(jìn)氣口設(shè)置；沿氣體的流動方向，前一級換熱單元的氣流通道的出氣口和相鄰換熱單元的氣流通道的進(jìn)氣口相連通，所述前一個(gè)換熱單元的進(jìn)料口與所述相鄰換熱單元的沉降集料斗的底部相連接；在沉降集料斗的底部設(shè)置有出料口，在每級換熱單元內(nèi)，多個(gè)沉降集料斗并列連接設(shè)置于氣流通道的進(jìn)氣口和出氣口之間；氣流通道內(nèi)的氣體流速為0.2~1米/秒。
文檔編號F28C3/12GK202350577SQ20112053938
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者卓衛(wèi)民 申請人:卓衛(wèi)民