專利名稱：一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源回收再利用領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法及
其裝置。
背景技術(shù)：
余熱是指受歷史、技術(shù)、理念等因素的局限性的影響，在已投運的工業(yè)企業(yè)耗能裝置中，在原始設(shè)計中未被合理利用的顯熱和潛熱。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱等。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%飛7%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。 工業(yè)余熱資源普遍存在，特別在鋼鐵、化工、石油、建材、輕工和食品等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，都存在豐富的余熱資源，所以充分利用余熱資源是企業(yè)節(jié)能的主要內(nèi)容之一。在此大背景下，各種板式、熱管式余熱回收器如雨后春筍般從出不窮。但當(dāng)前市場上許多余熱回收器的熱回收效率低，持續(xù)運行性差，即這些設(shè)備隨著使用時間的延長，因無法徹底清潔熱管，導(dǎo)致熱管表面被污物包裹，逐步失去原有的熱交換效果。同時高溫工業(yè)廢氣也需做凈化處理，但因溫度過高所以在作凈化處理前需對高溫廢氣進(jìn)行降溫才能滿足凈化設(shè)備的工作要求。而傳統(tǒng)降溫方式則是水噴淋或風(fēng)冷等，設(shè)備體積大降溫效率低，又會造成污水二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法，包括下述步驟高溫廢氣經(jīng)氣流通道與熱交換單元筒的外壁相接觸并放熱，從而降溫；導(dǎo)熱媒介吸收熱交換單元筒外壁傳過來的熱量，傳熱給內(nèi)置于導(dǎo)熱媒介中的金屬管，金屬管中的水被加熱，熱水回用。本發(fā)明還提供一種高溫廢氣降溫、余熱回收裝置；該方法能快速、高效地降低工業(yè)高廢氣的排放溫度，同時能大量提供熱能轉(zhuǎn)換后的副產(chǎn)品熱水，為企業(yè)節(jié)能減排；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、降溫效果好，熱回收效率高，日常維護(hù)就如同清洗普通通風(fēng)管道一樣簡單。該裝置的外殼為兩端開口的空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)置熱交換單元筒，二者通過固定肋板連接；所述熱交換單元筒亦為兩端開口的空心結(jié)構(gòu)，其外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁圍成密閉儲液腔，該儲液腔內(nèi)設(shè)有金屬管盤繞與熱交換單元筒的內(nèi)側(cè)壁；外殼的兩端各為進(jìn)氣口或出氣口 ；熱交換單元筒將外殼圍成的柱形空間分成內(nèi)外兩層；金屬管的兩端端頭各穿過熱交換單元筒的兩端和外殼，為進(jìn)水口和出水口 ；另設(shè)有管道穿過外殼與熱交換單元筒的儲液腔相連通，為灌液口。儲液腔內(nèi)充有水或比熱容低于水的液體作為導(dǎo)熱媒介。導(dǎo)熱媒介可增快傳熱效率。導(dǎo)熱媒介的體積占儲液腔的容積的12%_16%。所述儲液腔中有負(fù)壓。
因為在出廠前將儲液腔抽真空至負(fù)壓1.3X10-l—1.3X10_4Pa，后充入導(dǎo)熱媒介。有負(fù)壓后充入導(dǎo)熱媒介，以減少儲液腔內(nèi)的空氣，使導(dǎo)熱媒介中的氣泡減少，從而增快傳熱效率。作為對本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，外殼內(nèi)放置有I個以上的直徑逐次減小的熱交換單元筒。在本裝置的外殼內(nèi)形成多層氣流，進(jìn)一步增加工作時的換熱面積，增強設(shè)備的換熱效率。外殼下側(cè)設(shè)有維護(hù)孔，用活動蓋板密封，便于對裝置內(nèi)部污物進(jìn)行清理。用法蘭連接通風(fēng)管道和本發(fā)明所述裝置的一端。當(dāng)工業(yè)高溫廢氣被收集后通過相關(guān)管路導(dǎo)引而進(jìn)入該余熱回收裝置時，在中間熱轉(zhuǎn)換單元筒的作用下，高溫廢氣自動流入內(nèi)層氣流通道與外層氣流通道中，即與熱轉(zhuǎn)換單元筒的內(nèi)外兩面同時接觸。熱轉(zhuǎn)換單元筒的主體即儲液腔，內(nèi)部充滿具有超強熱轉(zhuǎn)換效率的導(dǎo)熱媒介，當(dāng)熱轉(zhuǎn)換單元筒的外殼與高溫廢氣直接接觸時，高溫廢氣中的熱量通過筒殼迅速傳遞到內(nèi)部導(dǎo)熱媒介中，使導(dǎo)熱媒介溫度急劇升高；而在導(dǎo)熱媒介中包含有環(huán)型金屬管，金屬管內(nèi)流動的是自來水，所以當(dāng)導(dǎo)熱媒介溫度升高時即向其內(nèi)部溫度較低的環(huán)型金屬管放熱，將從高溫廢氣中吸收的熱量直接導(dǎo)入環(huán)形金屬管，再經(jīng)環(huán)形金屬管傳入管內(nèi)的 自來水中，使溫度較低的自來水通過環(huán)形金屬管吸收導(dǎo)熱媒介中熱量將其溫度提高變成熱水流出金屬管。此方法與裝置主要功能為兩點余熱回收利用及廢氣降溫。利用導(dǎo)熱效率高的導(dǎo)熱媒介迅速從高溫廢氣中吸收熱量，而高溫廢氣中的熱量因大量被導(dǎo)熱媒介所吸收，使其排放出的廢氣溫度得到降低。直接采用流動性好的自來水做冷卻水，利用環(huán)形金屬管內(nèi)的自來水吸收導(dǎo)熱媒介中的熱量，使自來水溫度升高，則排放出的熱水即可做生產(chǎn)用熱水或職工生活用熱水，節(jié)省企業(yè)的能源消耗。該方法與裝置還可與工業(yè)儀器儀表及PLC控制系統(tǒng)配合使用，提高其自動化程度。本發(fā)明所述高溫廢氣降溫、余熱回收方法及其回收裝置的優(yōu)點包括
I)結(jié)構(gòu)合理、高效、實用性強。2)環(huán)保、節(jié)能、維護(hù)方便。3)可塑性強，可與各種儀器儀表組合使用，可智能化控制。4)熱轉(zhuǎn)換單元與高溫廢氣接觸性好，熱量交換效率高，降溫效果好。5)可將該裝置串聯(lián)或并聯(lián)使用，增加降溫及余熱回收的效果。6)使用過程中為企業(yè)節(jié)能效果顯著。


附圖I :本發(fā)明所述高溫廢氣降溫及余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2 :本發(fā)明所述高溫廢氣降溫及余熱回收裝置的縱向截面圖。附圖3 :本發(fā)明所述高溫廢氣降溫及余熱回收方法的工藝流程圖。其中1-進(jìn)氣口，高溫廢氣由此導(dǎo)入裝置。
2-進(jìn)水口，自來水由此進(jìn)入環(huán)形金屬管。3-灌液口，由此灌入液體導(dǎo)熱媒介。4-固定肋板。5_ 外殼。6-儲液腔，內(nèi)儲導(dǎo)熱媒介。7-環(huán)形金屬管，其中流動冷卻自來水。8-出水口，自來水由此流出環(huán)形金屬管。9-出氣口，高溫廢氣由此導(dǎo)出裝置。10-維護(hù)孔。11-氣流內(nèi)通道，高溫氣流通過，與熱轉(zhuǎn)換單元充分接觸。12-氣流外通道，高溫氣流通過，與熱轉(zhuǎn)換單元充分接觸。13-熱轉(zhuǎn)換單元筒。14-冷卻水。15-法蘭，連接通風(fēng)管道。
具體實施例方式 一種高溫廢氣降溫、余熱回收裝置該裝置的外殼5為兩端開口的空心圓柱，內(nèi)置熱交換單元筒13，二者通過固定肋板4連接；所述熱交換單元筒13亦為空心圓柱狀，其外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁圍成密閉儲液腔6，該儲液腔6內(nèi)設(shè)有金屬管7盤繞與熱交換單元筒13的內(nèi)側(cè)壁；外殼5的兩端各為進(jìn)氣口 I或出氣口 9 ;熱交換單元筒13將外殼5圍成的柱形空間分成內(nèi)外兩層；金屬管7的兩端端頭各穿過熱交換單元筒13的兩端和外殼5，為進(jìn)水口 2和出水口 8 ;另設(shè)有管道穿過外殼5與儲液腔相6連通，為灌液口 3。儲液腔6內(nèi)充有水作為導(dǎo)熱媒介。儲液腔6內(nèi)的水占儲液腔容積的12%_16%。儲液腔內(nèi)有負(fù)壓。外殼下側(cè)設(shè)有維護(hù)孔10，用活動蓋板密封。用法蘭15連接通風(fēng)管道和本發(fā)明所述裝置的一端。處理流程為
工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)通風(fēng)管道引導(dǎo)通過進(jìn)風(fēng)口 I進(jìn)入該裝置，管道引進(jìn)的高溫廢氣被熱轉(zhuǎn)換單元筒13分成兩部分通入氣流內(nèi)通道11和氣流外通道12，高溫廢氣在氣流通道內(nèi)與熱轉(zhuǎn)換單元筒13進(jìn)入熱量交換。即熱轉(zhuǎn)換單元筒內(nèi)儲存的導(dǎo)熱媒介6將高溫廢氣中的熱量迅速吸收，使導(dǎo)熱媒介6溫度急聚升高，高溫狀態(tài)的導(dǎo)熱媒介6則會直接向其內(nèi)部的環(huán)形金屬管7放熱，環(huán)形金屬管7吸收熱量后又將熱量傳入管內(nèi)流動的冷 卻水9中，管內(nèi)冷卻水9直接由進(jìn)水口 2流入的自來水充當(dāng)，自來水由進(jìn)水口 2流入環(huán)形金屬管7中，再經(jīng)出水口 8流出形成流動狀態(tài)，將導(dǎo)熱媒介6中的熱量帶走形成循環(huán)熱量交換過程。最終效果是高溫廢氣溫度得到降低，冷卻水由冷水變成熱水排出。效果2T的燃煤蒸汽鍋爐，熱水回用后節(jié)約燃煤約40%以上；鍋爐排放的約178度高溫廢氣，經(jīng)該裝置降溫后排放的廢氣溫度約80度，降溫效率達(dá)46%。
權(quán)利要求
1.一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法，其特征在于該方法包括下述步驟高溫廢氣經(jīng)氣流通道與熱交換單元筒的外壁相接觸并放熱，從而降溫；導(dǎo)熱媒介吸收熱交換單元筒外壁傳過來的熱量，傳熱給內(nèi)置于導(dǎo)熱媒介中的金屬管，金屬管中的水被加熱，熱水回用。
2.權(quán)利要求I所述的高溫廢氣、余熱回收方法所用的裝置，其特征在于該裝置的外殼為兩端開口的空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)置熱交換單元筒，二者通過固定肋板連接；所述熱交換單元筒亦為兩端開口的空心結(jié)構(gòu)，其外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁圍成密閉儲液腔，該儲液腔內(nèi)設(shè)有金屬管盤繞與熱交換單元筒的內(nèi)側(cè)壁；外殼的兩端各為進(jìn)氣口或出氣口 ；熱交換單元筒將外殼圍成的柱形空間分成內(nèi)外兩層；金屬管的兩端端頭各穿過熱交換單元筒的兩端和外殼，為進(jìn)水口和出水口 ；另設(shè)有管道穿過外殼與熱交換單元筒的儲液腔相連通，為灌液口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述儲液腔內(nèi)充 有水或比熱容小于水的液體作為導(dǎo)熱媒介。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述儲液腔內(nèi)充有水或比熱容低于水的液體作為導(dǎo)熱媒介。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱媒介的體積占儲液腔的容積的12%-16%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述儲液腔中有負(fù)壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于外殼內(nèi)放置有一個以上的直徑逐次減小的熱交換單元筒。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于外殼下側(cè)設(shè)有維護(hù)孔，用活動蓋板密封。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法及其裝置，該方法包括下述步驟高溫廢氣經(jīng)氣流通道與熱交換單元筒的外壁相接觸并放熱，從而降溫；導(dǎo)熱媒介吸收熱交換單元筒外壁傳過來的熱量，傳熱給內(nèi)置于導(dǎo)熱媒介中的金屬管，金屬管中的水被加熱，熱水回用。該方法能快速、高效地降低工業(yè)高廢氣的排放溫度，同時能大量提供熱能轉(zhuǎn)換后的副產(chǎn)品熱水，為企業(yè)節(jié)能減排；該裝置包括外殼和熱轉(zhuǎn)換單元筒，結(jié)構(gòu)簡單、降溫效果好，熱回收效率高，日常維護(hù)就如同清洗普通通風(fēng)管道一樣簡單。
文檔編號F28F23/00GK102818389SQ20121031342
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者裴登明 申請人:裴登明