一種蓄熱換熱器及其煙氣入口裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出。本發(fā)明充分利用水泥生產(chǎn)中的余熱，使其達到換熱效率最大化，以節(jié)約能源，達到環(huán)保節(jié)能的目的。
【專利說明】一種蓄熱換熱器及其煙氣入口裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，屬于F28d的換熱器領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，能源消耗日益增加，城市大氣質(zhì)量日益惡化的問題也越發(fā)突出，節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放的問題迫在眉睫。在常見的熱能動力領(lǐng)域中，能耗高、污染嚴重的主要原因之一是煙氣的排煙溫度過高，即浪費了大量能源，又造成了環(huán)境污染。水泥行業(yè)是一個高耗能、高污染的行業(yè)。水泥行業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)可對尾氣余熱進行回收再利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。但是相關(guān)余熱具有間歇性，品質(zhì)差等特點，使得發(fā)電系統(tǒng)的效率低，這些問題亟待解決。
[0004]應用蓄熱材料可以使各個行業(yè)生產(chǎn)過程中不連續(xù)蒸汽變?yōu)檫B續(xù)蒸汽，有利于提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的效率。例如，在國內(nèi)現(xiàn)有銅冶煉工藝中，熔煉轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生大量富裕蒸汽，但因負荷波動大，大部直接對空排放，造成大量能源浪費，通過增設(shè)蓄熱器，可使其變?yōu)槠啓C穩(wěn)定補汽源，充分利用了銅冶煉工藝余熱，實現(xiàn)了能源的梯級利用?，F(xiàn)有余熱利用行業(yè)中的蓄熱器，主要包括各種類型的管殼式換熱器，例如，噴淋式、光管、針翅管、肋片管、熱管等，也可以利用板式換熱器實現(xiàn)蓄熱和放熱過程。但是存在的問題是，蓄熱和放熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，蓄熱和放熱用換熱器體積大，成本高等，因此針對蓄熱過程用換熱設(shè)備的改進是有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有水泥行業(yè)余熱利用的蓄熱設(shè)備中存在的問題，提出了一種新型的蓄熱式換熱器。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出；沿著煙氣的流動方向上設(shè)置多個隔板，將第一孔分為多個獨立的通道；沿著殼體豎向的中線向殼體兩偵牝隔板之間的距離越來越小。
[0007]—種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出；低溫工質(zhì)管束在垂直于煙氣的流動方向上為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，沿著煙氣流動的方向上，低溫工質(zhì)管束的管徑不斷的減少。
[0008]一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出；所述每一塊蓄熱材料為矩形結(jié)構(gòu)，在每塊蓄熱材料中設(shè)置兩排第一孔和一排第二孔，第二孔位于兩排第一孔的中間，兩排第一孔的中心線與中間第二孔的中心線的距離相同，第一孔和第二孔之間構(gòu)成90°設(shè)置，同一排第一孔中的相鄰兩個孔的圓心之間的距離為L3，所述L3與第一孔直徑Dl之間的關(guān)系滿足:1.5<L3/Dl<2.7。
[0009]一種煙氣入口裝置，包括可調(diào)整煙氣擋板、煙氣除灰擋板、殼體、除灰管道、煙氣入口管道，煙氣入口管道位于下端，煙氣出口端位于上端，除灰管道內(nèi)置于殼體內(nèi)，用于沉降和收集煙氣中的灰塵，其下方連接定期排灰機構(gòu)；所述殼體由下端的第一豎直段、與第一豎直段相連的向外的傾斜段、與傾斜段相連的第二豎直段以及位于頂端的與第二豎直段相連的水平段組成，所述的可調(diào)整煙氣擋板與水平段的另一端部相連，圍繞著水平段的另一端部調(diào)整角度；所述的第一豎直段構(gòu)成了煙氣的入口，所述除灰管道從煙氣入口中深入到殼體中，煙氣除灰擋板與除灰管道的位于殼體內(nèi)的上部端部相連；在豎直方向上，所述的煙氣除灰擋板的上端和下端位于第二豎直段的上端和下端之間。
[0010]所述的煙氣除灰擋板16的端部與水平段的與可調(diào)整煙氣擋板15連接的端部在豎直方向上對齊，所述的煙氣除灰擋板16與水平方向的夾角為15-40°，所述的傾斜段與水平方向的夾角為20-45°，在豎直方向上，第二豎直段的高度是傾斜段高度的2.5-5.6倍，水平段的與可調(diào)整煙氣擋板15連接的端部與第一豎直段在豎直方向上對齊。
[0011 ] 一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的方法，所述方法包括蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出； 在吸熱過程中，高溫煙氣在第一孔內(nèi)放熱，蓄熱材料存儲熱量；當高溫煙氣間歇性停止時，低溫工質(zhì)管束內(nèi)通過低溫工質(zhì)，存儲熱量的蓄熱材料向第二管束內(nèi)的低溫工質(zhì)進行放熱，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程余熱的存儲和利用。
[0012]與現(xiàn)有相比較，本發(fā)明蓄熱式換熱器具有如下的優(yōu)點:
I)提供了一種新的分體式蓄熱換熱器，方便維護，節(jié)省成本。
[0013]2)本發(fā)明具備了常規(guī)蓄熱系統(tǒng)中的熱罐和冷罐的功能，能夠同時實現(xiàn)蓄熱材料的吸熱和放熱功能，優(yōu)化了蓄熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了初期投資和運行成本。
[0014]3)本發(fā)明用蓄熱式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本降低。
[0015]4)還能實現(xiàn)在蓄熱的同時放熱，極大優(yōu)化了預熱的利用。
[0016]5)通過多次試驗，優(yōu)化了換熱器的最佳結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)換熱器同時滿足蓄熱能力以及成本的需要。
[0017]6)通過設(shè)置隔板，使得整體蓄熱均勻，同時強化對流。
[0018]7 )通過自動控制，避免低溫腐蝕，同時達到最大的余熱利用效果。
[0019]8)通過蓄熱材料的厚度或蓄熱能力的變化設(shè)置，在滿足蓄熱需求的情況下節(jié)省了成本。
[0020]9)提供了一種新的蓄熱材料，滿足水泥生產(chǎn)中的余熱利用的需求。
[0021]10)提供了一種煙氣分離裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的蓄熱式換熱器中吸熱結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖2是本發(fā)明的蓄熱式換熱器中放熱結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖3是本發(fā)明的蓄熱式換熱器的俯視示意圖；
圖4是圖3的蓄熱式換熱器的左上角局部放大圖；
圖5是本發(fā)明的蓄熱材料的一個【具體實施方式】的示意圖；
圖6是本發(fā)明的蓄熱材料的一個另一個【具體實施方式】的示意圖；
圖7是本發(fā)明的蓄熱式換熱器中放熱結(jié)構(gòu)的另一實施例；
圖8是煙氣入口裝置的【具體實施方式】；
圖9是煙氣入口裝置的另一個【具體實施方式】；
圖10是圖8煙氣入口裝置的從底部看的不意圖。
[0023]附圖標記
1、高溫煙氣出口，2、換熱器殼體，3、第一管束，4、豎向隔板，5、高溫煙氣進口，6、豎向隔板，7、豎向隔板，8、工質(zhì)出口，9、第二管束，10、工質(zhì)入口，11、進口管，12、進口聯(lián)箱，13、調(diào)節(jié)閥，14蓄熱材料，15可調(diào)整煙氣擋板、16煙氣除灰擋板、17殼體、18除灰管道、19煙氣入口管道。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0025]如圖1所示，一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束3和第二管束4、高溫煙氣進口 5、高溫煙氣出口 1、低溫工質(zhì)入口 10、低溫工質(zhì)出口 8和殼體2，所述第一管束3和第二管束4設(shè)置在殼體2內(nèi)，所述第一管束3用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束4用于流通低溫工質(zhì)，第一管束3和第二管束9交叉設(shè)置；所述煙氣從高溫煙氣入口 5進入，經(jīng)過第一管束3，然后從高溫煙氣出口 I排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口 8進入，經(jīng)過第二管束9，然后從低溫工質(zhì)出口 10排出。
[0026]如圖3-6所示，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料14，所述多塊蓄熱材料14堆疊在一起，每塊蓄熱材料14中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，分別是向蓄熱材料放熱和吸熱。第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑，以減少接觸熱阻。
[0027]蓄熱材料分為多塊，可以方便搬運，維護，例如在某塊蓄熱材料失去蓄熱能力的時候，方便更換。
[0028]煙氣經(jīng)過第一 管束的時候，蓄熱材料吸收煙氣中的熱量，然后蓄熱介質(zhì)將吸收的熱量傳遞給第二管束的低溫工質(zhì)，從而完成換熱過程。
[0029]煙氣和低溫工質(zhì)可以同時進行流動，蓄熱材料在吸收煙氣熱量的同時，將熱量傳遞給低溫工質(zhì)。當然作為另一個選擇，煙氣和低溫工質(zhì)可以不同時間段分別與蓄熱介質(zhì)進行換熱。在吸熱過程中，高溫煙氣在管內(nèi)放熱，蓄熱材料存儲熱量；當需要利用儲存的熱量時，第二管束內(nèi)通過低溫工質(zhì)，吸收蓄熱介質(zhì)的熱量。例如當高溫煙氣間歇性停止時，蓄熱材料與第二管束內(nèi)的低溫工質(zhì)進行放熱反應，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程余熱的存儲和利用，提高了能源的利用率。
[0030]作為一個優(yōu)選，所述每一塊蓄熱材料14為立方體結(jié)構(gòu)，在每塊蓄熱材料14中設(shè)置兩排第一管孔和一排第二管孔，第二管孔位于兩排第一管孔的中間，兩排第一管孔的中心線與中間第二管孔的中心線的距離相同，每排第一管孔中心線所在的平面與立方體的外表面平行，每排第二管孔中心線所在的平面與立方體的外表面平行；第一管孔和第二管孔之間構(gòu)成90°設(shè)置。如圖4-6所示，其中第一管束3和第二管束9中心線之間的距離不能過大，如果過大，則會因為煙氣沒有足夠的熱量，導致蓄熱材料無法蓄滿熱量，造成蓄熱材料的浪費，同時也會造成出口 5煙氣的溫度過低，造成低溫腐蝕；如果距離過小，則造成蓄熱材料無法蓄滿足夠的熱量，造成無法滿足換熱的需求，造成了能源的浪費，同理，對于第一管孔與蓄熱材料邊界的最近的距離同樣需要滿足一個最佳的結(jié)果。因此，本發(fā)明是通過多個不同管徑的換熱器的試驗數(shù)據(jù)總結(jié)出的最佳的換熱器的尺寸關(guān)系。
[0031]如圖4所示，其中第一管孔的外徑為D1，第二管孔的外徑為D2，第一管孔的中心線和第二管束的中心線之間的距離為L2，第一管孔的中心線所在的平面距離最近的蓄熱材料的面的距離為LI，則D1、D2和LI，L2滿足如下公式:
Ll/L2=a*ln(D2/Dl)+b，
D2>D1, L2>L1,
其中In是對數(shù)函數(shù)，a, b為參數(shù)，其中1.28〈=a〈=l.45，0.37〈=b〈=0.43; 25mm〈=Dl〈=60mm，25mm〈=D2〈=60mm，
L, Dl, D2的單位為mm。
[0032]同一排第一管束中的相鄰兩個管子的圓心之間的距離為L3，L3的距離不能過大，如果過大會導致熱量無法蓄滿，造成蓄熱材料的浪費，如果過小，會導致蓄熱材料的蓄熱能力太低，無法滿足蓄熱需求，會造成余熱的損失。通過多次試驗，確定的所述L3與第一管束外徑Dl之間的關(guān)系滿足:1.5<L3/D1<2.7，優(yōu)選的，1.9<L3/D1<2.1。
[0033]同理，第二管束之間的距離和第二管束外徑的比例范圍優(yōu)選在1.5-2.7之間，最優(yōu)選為1.9-2.1之間。
[0034]作為優(yōu)選，如圖1-3所示，所述換熱器為立式結(jié)構(gòu)，第一管束3為豎直方向設(shè)置，第二管束9為水平方向設(shè)置，在豎直方向上設(shè)置多個隔板4、6、7，隔板之間以及最外層隔板與殼體的側(cè)壁之間放置多塊蓄熱材料，即將蓄熱材料分為多組，通過多個隔板將第一管束分為多個獨立的通道。通過隔板，有利于進一步提高煙氣的對流傳熱性能。同時豎向隔板4、豎向隔板6和豎向隔板7也是工質(zhì)用換熱管束9的支撐板。
[0035]作為一個優(yōu)選，沿著殼體豎向的中線向殼體兩側(cè)，隔板之間的距離越來越小。例如所述隔板形成的中間空間的距離要大于位于殼體兩側(cè)的距離。如圖2所示，其中隔板4、6形成的空間以及6與7形成的空間要大于隔板4與左側(cè)殼體形成的空間，同時要大于隔板7與右側(cè)殼體形成的空間。主要原因是因為殼體兩側(cè)的煙氣的速度要小于中間的速度，通過隔板的設(shè)置可以是整個殼體內(nèi)的空氣流動速度基本保持一致，從而使得蓄熱材料整體上均勻吸熱。
[0036]作為優(yōu)選，如圖2所示，在上下方向上所述相鄰的第二管束9之間設(shè)置彎管結(jié)構(gòu)，從而使第二管束在上下方向上構(gòu)成蛇形管結(jié)構(gòu)。
[0037]作為一個優(yōu)選，沿著煙氣流動的方向，所述的蓄熱材料的蓄熱能力逐漸降低。主要原因是沿著煙氣的流動方向，煙氣的溫度越來越低，煙氣的放熱能力逐漸降低，因此不需要高蓄熱能的材料，這樣可以節(jié)省蓄熱材料的成本。
[0038]圖2中第二管束是在垂直方向上設(shè)置多根互相平行的并聯(lián)的蛇形管，低溫工質(zhì)沿著垂直方向流動，但是第二管束的排列方式不限于圖2所示的形式。作為另一種設(shè)置方式，第二管束是在水平方向上的多根互相平行的并聯(lián)的管，所述管可以是蛇形管，即同一平面上的管子在端部通過彎管連接在一起，在同一平面為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在不同平面的管子為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。當然，所述管子也可以不設(shè)置彎管，即在平面上和垂直方向上的所有管子都為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖7所示，在左右兩側(cè)設(shè)置第二管束的集管。當然圖7的兩側(cè)的集管可以設(shè)置在殼體夕卜，不限于圖7的設(shè)置方式。
[0039]對于圖6、7所示的形式，作為一個優(yōu)選，沿著煙氣流動的方向上，第二管束的管徑不斷的減少。主要原因是因為沿著煙氣流動的方向，煙氣的溫度不斷的下降，蓄熱材料所存儲熱量也越來越少，因此通過減少管徑，來減少流經(jīng)蓄熱材料的低溫工質(zhì)的流量，從而使得沿著延期的流動方向上，低溫工質(zhì)的整體的溫度升高差別不大，使得加熱后的低溫工質(zhì)在混合前的溫度基本保持一致，避免了加熱的溫度的不均勻，同時也可以避免第二管束受熱不均勻而導致局部溫度過高，影響其使用壽命。
[0040]圖6中展示了一排四塊蓄熱材料，但是不限于圖6所示的數(shù)量。
[0041]作為一個優(yōu)選，沿著煙氣流動的方向，所述的第一管束3的中心線和第二管束9的中心線之間的距離為L逐漸減小。主要原因是沿著煙氣的流動方向，煙氣的溫度越來越低，煙氣的放熱能力逐漸降低，因此所需要的蓄熱材料也就越來越少，這樣可以節(jié)省蓄熱材料的成本。
[0042]針對上述情況，但是此時的L數(shù)值也滿足上述的公式?？梢酝ㄟ^調(diào)整a、b兩個參數(shù)的大小來調(diào)整L不斷變化的數(shù)值。[0043]作為一個優(yōu)選，在第二管束9的入口上設(shè)置調(diào)節(jié)閥13，用于調(diào)節(jié)進入第二管束9的介質(zhì)的流量，同時，在高溫煙氣出口 I位置上設(shè)置溫度傳感器(沒有示出)，用于測量換熱器出口的煙氣的溫度；調(diào)節(jié)閥13、溫度傳感器與中央控制器(沒有示出)進行數(shù)據(jù)連接，中央控制根據(jù)溫度傳感器測量的溫度的大小，自動調(diào)節(jié)進入第二管束9的介質(zhì)的流量。
[0044]如果測量的溫度低于第一溫度，則中央控制器自動減少調(diào)節(jié)閥的開度，如果測量的溫度高于第二溫度，則中央控制器自動增加調(diào)節(jié)閥的開度，其中第二溫度大于第一溫度。
[0045]之所以采取上述措施，主要目的是為了防止低溫腐蝕。因為如果煙氣出口溫度過低，會造成煙氣溫度低于露點溫度，會造成對排煙管道以及換熱器的低溫腐蝕，通過減少參與換熱的低溫工質(zhì)的流量，來降低換熱量，提高出口溫度，對溫度的控制可以避免低溫腐蝕的發(fā)生；同理，如果測量的溫度高于一定溫度，則表明排煙溫度過高，會造成浪費，因此，需要增加流體的流量，來吸收更多的熱量。
[0046]優(yōu)選的，所述蓄熱材料包括密封殼體和蓄熱介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)密封在密封殼體內(nèi)，蓄熱介質(zhì)是中溫鹽基相變材料，所述中溫鹽基材料由以下成分組成:KN03、NaNO3>NaNO2, CaNO3> KNO2，各成分的質(zhì)量百分比分別為:33_35%KN03、19-21%NaN03、32_33%NaN02、
7.14%CaN03，其余為 KNO2。
[0047]優(yōu)選的是，33.34%ΚΝ03、20.21%NaN03、32.35%NaN02、7.14%CaN03,其余為 ΚΝ02。
[0048]上述的蓄熱材料是通過多次試驗得到的結(jié)果，熔點在200°C以上，完全滿足了水泥生產(chǎn)過程中的對余熱的吸收利用。
[0049]當然，作為一個優(yōu)選，蓄熱材料可以是陶瓷或者其他固體蓄熱介質(zhì)，這樣就不需要夕卜殼。
[0050]本發(fā)明還提供了一種煙氣入口裝置，如圖8所示。所述煙氣入口裝置設(shè)置在余熱換熱器的進煙口 5的位置，以避免更多的固體燃燒顆粒進入余熱換熱器，避免積灰。
[0051]如圖8所示，煙氣入口裝置，包括可調(diào)整煙氣擋板15、煙氣除灰擋板16、殼體17、除灰管道18、煙氣入口管道19。煙氣入口管道19位于下端，是煙氣的進口端，呈圓形。來自水泥生產(chǎn)過程的煙氣自下而上由入口管道19進入，經(jīng)過沉降除灰后由殼體17頂部中間的出口位置流出。煙氣出口端為方形，如圖9所示。除灰管道18內(nèi)置于殼體17內(nèi)，用于沉降和收集煙氣中的灰塵，其下方連接定期排灰機構(gòu)。煙氣除灰擋板16與除灰管道18頂端相互連接，呈Y型布置，以增加收塵的面積?？烧{(diào)整擋板15設(shè)置在殼體17的頂端，與殼體17活動連接。通過改變可調(diào)整擋板17的角度能夠調(diào)整煙氣出口端的流速，以獲得較好的除塵效果。
[0052]如圖8所示，所述殼體17由下端的第一豎直段、與第一豎直段相連的向外的傾斜段、與傾斜段相連的第二豎直段以及位于頂端的與第二豎直段相連的水平段組成，所述的可調(diào)整煙氣擋板15與水平段的另一端部相連，圍繞著水平段的另一端部調(diào)整角度；所述的第一豎直段構(gòu)成了煙氣的入口，所述除灰管道18從煙氣入口中深入到殼體17中，煙氣除灰擋板16與除灰管道18的位于殼體17內(nèi)的上部端部相連；在豎直方向上，所述的煙氣除灰擋板16的上端和下端位于第二豎直段的上端和下端之間；所述傾斜段向外傾斜，使得煙氣的流通面積增加，降低了煙氣的流速，然后通過第二豎直段，煙氣的流通面積基本上保持不變，最后因為第二豎直段的存在，使得煙氣改變流動方向。
[0053]第一豎直段可以是如圖10所示的圓管，也可以是方管或者其他結(jié)構(gòu)。[0054]在實施過程中，煙氣經(jīng)由煙氣入口管道19進入煙氣入口裝置，通過由煙氣入口管道19和除灰管道18形成的空間,此時煙氣的流通面積較小,對應的流速較大。在煙氣上升過程中，煙氣的流通面積逐漸增加，流速逐漸降低，所含灰塵與煙氣逐漸分離，此事發(fā)生了第一次分離。在氣流繼續(xù)上升時，由于受到煙氣除灰擋板17的阻礙，煙氣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，煙氣中的灰塵受到重力以及慣性力的作用，灰塵與煙氣進行第二次分離。在煙氣繼續(xù)上升的過程中，因為水平段的原因，煙氣進行了拐彎，在拐彎過程中，灰塵和煙氣進行了第三次分離；隨著煙氣的繼續(xù)流動，可調(diào)整煙氣擋板15與煙氣除灰擋板16之間形成一個與煙氣流動方向相反的通道，煙氣流過此處通道時流動中受到較大擾動，由于慣性、重力以及可調(diào)整擋板15與煙氣除灰擋板16的阻礙作用，煙氣與灰塵第四次分離。該區(qū)域是煙氣與灰塵高效分離的區(qū)域。分離出的灰塵落入除灰管道18中聚積，積灰達到一定的程度時，打開除灰管道18底部的放灰口實施排灰。通過調(diào)整可調(diào)整擋板15的角度，既能夠形成特定的煙氣彎曲型流道，又能夠調(diào)節(jié)煙氣的流通速度。因此，可調(diào)整煙氣擋板15和煙氣除灰擋板16的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣的多次高效除塵，很大程度的減少了煙道內(nèi)設(shè)備積灰問題，又提高了煙氣進入換熱器后的換熱效率。
[0055]對于上述的四次分離，其中最主要的是第四次分離，此時分離的灰塵最多，對于前三次分離的灰塵，相對的較少，因此沒有單獨設(shè)置除灰的裝置。
[0056]作為一個優(yōu)選，所述的煙氣通過單獨的煙氣管道19進入殼體內(nèi)，如圖9所示，在此種情況下，前三次分離的灰塵可以落入第一豎直段和煙氣管道19之間的空間，然后在第一豎直段和煙氣管道19之間的空間設(shè)置除灰裝置，定期除灰。
[0057]優(yōu)選的，煙氣管道19伸入的殼體內(nèi)的高度要高于第一豎直段的高度。
[0058]對于上述兩種實施例，作為一個優(yōu)選，所述的煙氣除灰擋板16的端部與水平段的與可調(diào)整煙氣擋板15連接的端部在豎直方向上對齊，所述的煙氣除灰擋板16與水平方向的夾角為15-40°，所述的傾斜段與水平方向的夾角為20-45°，在豎直方向上，第二豎直段的高度是傾斜段高度的2.5-5.6倍。
[0059]優(yōu)選的，水平段的與可調(diào)整煙氣擋板15連接的端部與第一豎直段在豎直方向上對齊。
[0060]雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出；沿著煙氣的流動方向上設(shè)置多個隔板，將第一孔分為多個獨立的通道；沿著殼體豎向的中線向殼體兩側(cè)，隔板之間的距離越來越小。
2.一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從 低溫工質(zhì)出口排出；低溫工質(zhì)管束在垂直于煙氣的流動方向上為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，沿著煙氣流動的方向上，低溫工質(zhì)管束的管徑不斷的減少。
3.—種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出；所述每一塊蓄熱材料為矩形結(jié)構(gòu)，在每塊蓄熱材料中設(shè)置兩排第一孔和一排第二孔，第二孔位于兩排第一孔的中間，兩排第一孔的中心線與中間第二孔的中心線的距離相同，第一孔和第二孔之間構(gòu)成90°設(shè)置，同一排第一孔中的相鄰兩個孔的圓心之間的距離為L3，所述L3與第一孔直徑Dl之間的關(guān)系滿足:1.5<L3/Dl<2.7。
4.一種煙氣入口裝置，包括可調(diào)整煙氣擋板、煙氣除灰擋板、殼體、除灰管道、煙氣入口管道，煙氣入口管道位于下端，煙氣出口端位于上端，除灰管道內(nèi)置于殼體內(nèi)，用于沉降和收集煙氣中的灰塵，其下方連接定期排灰機構(gòu)；所述殼體由下端的第一豎直段、與第一豎直段相連的向外的傾斜段、與傾斜段相連的第二豎直段以及位于頂端的與第二豎直段相連的水平段組成，所述的可調(diào)整煙氣擋板與水平段的另一端部相連，圍繞著水平段的另一端部調(diào)整角度；所述的第一豎直段構(gòu)成了煙氣的入口，所述除灰管道從煙氣入口中深入到殼體中，煙氣除灰擋板與除灰管道的位于殼體內(nèi)的上部端部相連；在豎直方向上，所述的煙氣除灰擋板的上端和下端位于第二豎直段的上端和下端之間。
5.如權(quán)利要求4所述的煙氣入口裝置，其特征在于，所述的煙氣除灰擋板的端部與水平段的與可調(diào)整煙氣擋板連接的端部在豎直方向上對齊，所述的煙氣除灰擋板與水平方向的夾角為15-40°，所述的傾斜段與水平方向的夾角為20-45°，在豎直方向上，第二豎直段的高度是傾斜段高度的2.5-5.6倍，水平段的與可調(diào)整煙氣擋板15連接的端部與第一豎直段在豎直方向上對齊。
6.一種水泥生產(chǎn)過程余熱利用的方法，所述方法包括蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質(zhì)入口、低溫工質(zhì)出口和殼體，所述換熱器殼體內(nèi)設(shè)置多塊蓄熱材料，所述多塊蓄熱材料堆疊在一起，每塊蓄熱材料中設(shè)置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉設(shè)置，所述第一管束和第二管束分別穿過第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外徑分別等于第一管孔和第二管孔的直徑；所述第一管束用于流通水泥生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣，第二管束用于流通低溫工質(zhì)；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經(jīng)過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫工質(zhì)從低溫工質(zhì)入口進入，經(jīng)過第二管束，然后從低溫工質(zhì)出口排出； 在吸熱過程中，高溫煙氣在第一孔內(nèi)放熱，蓄熱材料存儲熱量；當高溫煙氣間歇性停止時，低溫工質(zhì)管束內(nèi)通過低溫工質(zhì)，存儲熱量的蓄熱材料向第二管束內(nèi)的低溫工質(zhì)進行放熱，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過 程余熱的存儲和利用。
【文檔編號】F23J13/00GK103940276SQ201410184980
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】程林, 杜文靜 申請人:山東省能源與環(huán)境研究院