專利名稱：多級氣體換熱除塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及除塵器領(lǐng)域，尤其是涉及一種多級氣體換熱除塵器。
背景技術(shù)：
目前，換熱和除塵是兩套各自獨立的系統(tǒng)。換熱器，也稱熱交換器，用于不同溫度的流體之間進行換熱的設(shè)備。一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。根據(jù)熱量的傳遞方式把換熱器分為間壁式、混合式和蓄熱式等三大類。間壁式換熱器在工業(yè)中應(yīng)用最廣。在實際使用中，間壁式換熱器有很多種類，主要有夾套式換熱器、沉浸式蛇管換熱器、噴淋式換熱器、套管式換熱器、板式換熱器、管殼式換熱器、雙管板換熱器(P型換熱器)
坐寸O除塵分為粗除塵和精除塵兩個階段。粗除塵主要采用降塵室，降低含塵煙氣的流速，利用重力原理實現(xiàn)粗顆粒粉塵自然沉降，降低煙氣中的含塵量。精除塵一般采用布袋除塵器、陶瓷多管除塵器、電除塵器等進行高效除塵，達到環(huán)保排放標準。目前沒有一套完整的在換熱的同時可以除塵的多級換熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的多級氣體換熱除塵器中的換熱器屬于管殼式換熱器，管殼式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，換熱效率高。本發(fā)明換熱除塵器中的除塵器屬于重力除塵器，重力除塵器也是粗除塵中普遍應(yīng)用的一種除塵方式，構(gòu)造簡單，對粗顆?；覊m沉降效果明顯。本發(fā)明把換熱和除塵有機地結(jié)合起來，在換熱的同時實現(xiàn)粗除塵。各級換熱除塵器的結(jié)構(gòu)相似，每級換熱除塵器分為三部分:上部為含塵熱氣體進風(fēng)腔，中部為換熱段，下部為出風(fēng)除塵腔。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:含塵熱煙氣經(jīng)高溫?zé)煔馊肟谶M入一級換熱器，熱煙氣通過一級換熱器進行熱交換，需要加熱的冷氣體從一級冷氣體入口進入一級換熱器下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過一級熱氣體出口出來，經(jīng)過到二級換熱器，在二級換熱器中進行熱交換，需要加熱的冷氣體從二級冷氣體入口進入二級換熱器下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過二級熱氣體出口出來，此時高溫含塵煙氣在換熱管內(nèi)流動的過程中溫度逐步下降，煙氣流速急劇下降，而煙氣中的大顆?；覊m能保持一定的速度慣性，仍高速向下運動，最終落至收塵灰斗底部一部分的煙氣的灰塵，通過收塵灰斗送達至卸灰裝置，另一部分煙氣中的小顆粒粉塵由于速度慣性弱，被煙氣帶走繼續(xù)進行排塵，這部分煙氣經(jīng)過經(jīng)過到三級換熱器，在三級換熱器中進行熱交換，需要加熱的冷氣體從三級冷氣體入口進入三級換熱器下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過三級熱氣體出口出來，此時的熱煙氣的溫度已經(jīng)降低，不含雜質(zhì)的低密度的低溫?zé)煔?，從低溫?zé)煔獬隹谂懦?，而另一部分灰塵通過通過收塵灰斗送達至卸灰裝置，灰倉內(nèi)的粉塵通過料位計在線檢測，累積到一定灰量時系統(tǒng)給出排灰信號，直接裝車外運。換熱段內(nèi)部為許多的垂直布置的細管，細管上端連接進風(fēng)腔，下端連接出風(fēng)除塵腔。含塵熱煙氣在細管內(nèi)通過，細管外的空間充滿換熱氣體，這種結(jié)構(gòu)與常規(guī)的管式換熱器剛好相反。熱煙氣在細管內(nèi)的流動方向都是從上向下流動，根據(jù)熱氣體流量的不同，選擇不同的管徑，使熱煙氣在細管內(nèi)的流動處于層流狀態(tài)，熱交換均勻進行，換熱效率高，粉塵對管道的磨損小。換熱氣體從換熱段的下部進入，上部出來，由于換熱器內(nèi)部細管密布，換熱氣體需要穿過許多細管之間的縫隙，行程長，氣流處于紊流狀態(tài)，氣體分子與細管外壁碰撞磨擦次數(shù)增多，換熱效率高。出風(fēng)除塵腔為的底部為大灰倉，灰倉最高料位以上保證一定的空間，熱煙氣從細管進入出風(fēng)除塵腔，當(dāng)煙氣離開細管進入除塵腔的瞬間，由于流通面積驟然增大，氣體流速明顯下降，而氣體中的灰塵顆粒在速度慣性的作用下迅速降落至灰倉底部，實現(xiàn)氣體與大顆粒煙塵的分離，達到粗除塵的目的。沉積在出風(fēng)除塵腔下部灰斗內(nèi)的粉塵達到一定容量后，可以定期同過下部的出灰裝置放灰。即可以直接用無塵裝車機裝車，也可以通過風(fēng)力輸送管道將粗顆粒粉塵送到指定地點統(tǒng)一處理。本發(fā)明的優(yōu)點在于:A)換熱效率高。在本發(fā)明中的換熱段中，含塵熱煙氣在細管內(nèi)為層流狀態(tài)，換熱段溫度分布均勻；換熱氣體在細管外的空腔內(nèi)流動，呈紊流狀態(tài)，換熱效率高。B)對管道磨損小。在本發(fā)明中的換熱段中，細管內(nèi)的含塵熱煙氣流動為層流狀態(tài)，粉塵對管道的磨損很小。細管外為潔凈氣體，雖然為紊流狀態(tài)，對管道的影響不大。C)系統(tǒng)阻損小。本發(fā)明的氣體換熱除塵器為干法粗除塵，含塵熱煙氣逐步物理降溫，不增加其他任何成分。隨著大顆粒粉塵逐漸自行沉積，同時熱煙氣溫度不斷降低，管道內(nèi)的熱煙氣體積減少，含塵量降低，再加上在管道內(nèi)為層流狀態(tài)，整個系統(tǒng)的阻損明顯降低，對后面的除塵風(fēng)機的性能要求有所降低。這一點對舊廠改造是非常重要的。D)占用場地小，布置靈活。本發(fā)明的多級氣體換熱除塵器由多個獨立換熱除塵器組成，可以根據(jù)場地任意組合布置。。E)除塵風(fēng)機磨損小。除塵風(fēng)機抽出的煙氣已經(jīng)達到環(huán)保標準，有效地降低粉塵對風(fēng)機的磨損。F)除塵效率高。氣體換熱器在換熱的時，既降低煙氣溫度，縮小煙氣體積，又提供大空間，有效地降低煙氣流速，起到重力除塵的作用，有利于粗顆粒粉塵的沉降，達到分級除塵的目的，明顯減少下級精除塵的負荷。G)省電。本發(fā)明在運行過程中沒有電消耗。由于使用本發(fā)明，后續(xù)的除塵器負荷可以減小，除塵風(fēng)機可以降低功率，自然節(jié)電。H)有效利用煙氣的熱資源。本發(fā)明的多級氣體換熱器各自獨立，每級可以采用不同的氣體作為換熱介質(zhì)，相當(dāng)于為企業(yè)提供了不同的預(yù)熱氣體，節(jié)省大量的能源。I)本發(fā)明的多級氣體換熱除塵系統(tǒng)設(shè)備簡單，操作方便，維護、運行費用低。


結(jié)合下面的附圖詳細描述本發(fā)明所述的多級氣體換熱除塵系統(tǒng)。圖1為單級氣體換熱除塵器示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的多級氣體換熱除塵系統(tǒng)配置圖(以三級換熱為例)。
具體實施例方式參照圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明的單級氣體換熱除塵系統(tǒng)配置圖。其中，1-冷氣體入口，2-熱氣體出口，3-支架，4-含塵熱氣體分配腔，5-含塵熱氣體入口，6-換熱管，7-折流板，8-隔板，9-出風(fēng)除塵腔，10-出風(fēng)口，11-出灰設(shè)備，12-上管板，13-防磨管，14-下管板。含塵熱煙氣經(jīng)熱煙氣入口 5進入含塵熱氣體分配腔4，熱煙氣在分配腔內(nèi)經(jīng)初步調(diào)整氣流，均勻進入換熱管6，支架3用來支撐整個的換熱器，換熱段內(nèi)部為許多的垂直布置的細管，在換熱管6中間設(shè)置有隔板8，在上端設(shè)置有上管板12，在下端設(shè)置下管板14，為增加耐磨性能，在換熱管6內(nèi)可設(shè)置防磨管13，熱煙氣通過換熱管6熱煙氣和冷氣體進行熱交換，然后進入下面的出風(fēng)除塵腔9，由出風(fēng)口 10進入后部管道，需要加熱的冷氣體從冷氣體入口 I進入換熱器下部腔體內(nèi)，通過換熱管的熱量被加熱，經(jīng)折流板7返入換熱器上腔體，繼續(xù)被換熱管高溫段加熱，最終被加熱的氣體從熱氣體出口 2進入熱氣體管道，輸送至用戶端，高溫含塵煙氣在換熱管內(nèi)流動的過程中溫度逐步下降，速度逐漸減緩，保持層流狀態(tài)，這樣，氣體中的粉塵對換熱管內(nèi)壁的沖刷作用很小，換熱管的內(nèi)壁磨損量極小，大大地提高了換熱管的使用壽命。降溫后的煙氣從換熱管下端進入出風(fēng)除塵腔9的瞬間，由于出風(fēng)除塵腔9的空間足夠大，煙氣流速急劇下降，而煙氣中的大顆粒灰塵能保持一定的速度慣性，仍高速向下運動，最終落至出風(fēng)除塵腔9底部，隨煙氣的不停流動，出風(fēng)除塵腔9底部的灰塵逐漸積累，到一定量時，由出灰設(shè)備11輸出。煙氣由出風(fēng)口 10進入后部煙氣管道，煙氣中的小顆粒粉塵由于速度慣性弱，被煙氣帶走。因此，這種換熱除塵器適合于大顆粒粉塵含量相對較高的高溫?zé)煔?，煙氣中的微小顆粒還需要后續(xù)的除塵設(shè)備處理。由于在此除去了煙氣中的大顆粒粉塵，就可以大幅度減輕后續(xù)除塵器的負荷。由于煙氣溫度的降低，可以使后續(xù)除塵器的制作成本大幅度降低。根據(jù)不同的煙氣溫度及粉塵參數(shù)，可以進行多級換熱器與多級除塵腔的組合，得到不同形式的多級換熱除塵器結(jié)構(gòu)。圖2為根據(jù)本發(fā)明而生產(chǎn)的多級換熱除塵器，由三級換熱器和兩級除塵器組成。其中，I’-高溫?zé)煔馊肟冢?’- 一級換熱器，3’- 一級熱氣體出口，4’ - 一級冷氣體入口，5’ - 二級換熱器，6’ - 二級熱氣體出口，7’ - 二級冷氣體入口，8’ -煙氣管道，9’ -收塵灰斗，10’ -卸灰裝置，11’ -低溫?zé)煔獬隹冢?2’ -三級換熱器，13’ -三級冷氣體入口，14’ -三級熱氣體出口。含塵熱煙氣經(jīng)高溫?zé)煔馊肟?I’進入一級換熱器2’，熱煙氣通過一級換熱器2’進行熱交換，需要加熱的冷氣體從一級冷氣體入口 4’進入一級換熱器2’下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過一級熱氣體出口 3’出來，經(jīng)過到二級換熱器5’，在二級換熱器5’中進行熱交換，需要加熱的冷氣體從二級冷氣體入口 V進入二級換熱器5’下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過二級熱氣體出口 6’出來，此時高溫含塵煙氣在換熱管內(nèi)流動的過程中溫度逐步下降，煙氣流速急劇下降，而煙氣中的大顆?；覊m能保持一定的速度慣性，仍高速向下運動，最終落至收塵灰斗9’底部一部分的煙氣的灰塵，通過收塵灰斗9’送達至卸灰裝置10’，另一部分煙氣中的小顆粒粉塵由于速度慣性弱，被煙氣帶走繼續(xù)進行排塵，這部分煙氣經(jīng)過經(jīng)過到三級換熱器12’，在三級換熱器12’中進行熱交換，需要加熱的冷氣體從三級冷氣體入口 13’進入三級換熱器12’下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過三級熱氣體出口 14’出來，此時的熱煙氣的溫度已經(jīng)降低，不含雜質(zhì)的低密度的低溫?zé)煔?，從低溫?zé)煔獬隹?11’排出，而另一部分灰塵通過通過收塵灰斗9’送達至卸灰裝置10’?；覀}內(nèi)的粉塵通過料位計在線檢測，信號進入PLC系統(tǒng)，累積到一定灰量時系統(tǒng)給出排灰信號，可以直接裝車外運，也可以通過風(fēng)力輸送管道送到指定地點統(tǒng)一處理。本發(fā)明的多級氣體換熱除塵器換熱效率高，對設(shè)備磨損小，既充分利用了高溫?zé)煔獾臒豳Y源，又完成大顆粒粉塵的沉降收集，提高除塵效率，符合國家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策，是未來的發(fā)展方向。本發(fā)明投資少、設(shè)備簡單、操作方便、維護及運行費用低。以上對本發(fā)明的系統(tǒng)配置進行了闡述，但是本發(fā)明所介紹的實施例于此并沒有限制的意圖，在不背離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，本發(fā)明可有多種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種多級氣體換熱除塵器，包括有高溫?zé)煔馊肟?，一級換熱器，二級換熱器，煙氣管道，收塵灰斗，卸灰裝置，三級換熱器，其中含塵熱煙氣經(jīng)高溫?zé)煔馊肟谶M入一級換熱器，熱煙氣通過一級換熱器進行熱交換，需要加熱的冷氣體從一級冷氣體入口進入一級換熱器下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過一級熱氣體出口出來，經(jīng)過到二級換熱器，在二級換熱器中進行熱交換，需要加熱的冷氣體從二級冷氣體入口進入二級換熱器下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過二級熱氣體出口出來，此時高溫含塵煙氣在換熱管內(nèi)流動的過程中溫度逐步下降，煙氣流速急劇下降，而煙氣中的大顆?；覊m能保持一定的速度慣性，仍高速向下運動，最終落至收塵灰斗底部一部分的煙氣的灰塵，通過收塵灰斗送達至卸灰裝置，另一部分煙氣中的小顆粒粉塵由于速度慣性弱，被煙氣帶走繼續(xù)進行排塵，這部分煙氣經(jīng)過經(jīng)過到三級換熱器，在三級換熱器中進行熱交換，需要加熱的冷氣體從三級冷氣體入口進入三級換熱器下部腔體內(nèi)，熱交換后的熱煙氣經(jīng)過三級熱氣體出口出來，此時的熱煙氣的溫度已經(jīng)降低，不含雜質(zhì)的低密度的低溫?zé)煔?，從低溫?zé)煔獬隹谂懦觯硪徊糠只覊m通過通過收塵灰斗送達至卸灰裝置，灰倉內(nèi)的粉塵通過料位計在線檢測，累積到一定灰量時系統(tǒng)給出排灰信號，直接裝車外運。
2.按權(quán)利要求1所述的多級氣體換熱除塵器，其中在換熱管中間設(shè)置有隔板，在換熱管上端設(shè)置有上管板，在換熱管下端設(shè)置下管板。
3.按權(quán)利要求1所述的多級氣體換熱除塵器，其中為增加耐磨性能，在換熱管內(nèi)可設(shè)置防磨管。
4.按權(quán)利要求1所述的多級氣體換熱除塵器，其中換熱管內(nèi)部為許多的垂直布置的細管。
5.按權(quán)利要求1-4所述的多級氣體換熱除塵器，其中換熱器形狀可以是圓柱、橢圓柱、方形等。
6.按權(quán)利要求1-5所述的多級氣體換熱除塵器，其中前I 2級換熱除塵器需采用合金材質(zhì)，后面各級換熱除塵器可以采用普通金屬材質(zhì)。
7.按權(quán)利要求1-6所述的多級氣體換熱除塵器，其中所述灰倉內(nèi)的粉塵可通過風(fēng)力輸送管道送到指定地點統(tǒng)一處理。
全文摘要
本發(fā)明為多級氣體換熱除塵器，將換熱和粗除塵有機地結(jié)合在一起，在換熱的同時對含塵煙氣實現(xiàn)粗除塵，本發(fā)明的換熱器為管式換熱器，含塵煙氣在細管內(nèi)通過，換熱介質(zhì)在外圍粗管內(nèi)流動，采用層流換熱原理，換熱效率非常高，對管道的磨損小，在換熱器的下部設(shè)有大空間的灰倉，利用含塵熱煙氣流速變化實現(xiàn)粗顆粒灰塵的沉降，達到粗除塵的目的。本發(fā)明所采用的分級氣體換熱除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、占用空間小、投資少、不用水、省電，可以根據(jù)實際需要采用不同的氣體介質(zhì)進行換熱，充分利用含塵煙氣的高溫?zé)崮堋?br> 文檔編號F28F19/01GK103090717SQ20121020237
公開日2013年5月8日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者許廣春 申請人:許廣春