專利名稱：加熱高溫氣流的裝置和處理廢物的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從高溫氣體中回收熱能。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠通過與熱流的熱交換回收燃燒高溫廢氣中的熱能從而有效地利用所回收的熱能的加熱高溫氣流的裝置，所述的高溫廢氣是在城市垃圾焚燒爐和工業(yè)焚燒爐焚燒廢物(包括可燃的一般廢物，例如從家庭和辦公室清掃出的城市垃圾，也包括可燃的工業(yè)廢物、例如廢棄的塑料、破碎的車輛碎片、廢棄的辦公設(shè)備、廢棄的電子設(shè)備、廢棄的化妝品容器等)的過程中產(chǎn)生的。本發(fā)明還涉及設(shè)置有上述的加熱裝置的處理廢物的設(shè)備。
已有城市垃圾焚燒爐和工業(yè)垃圾焚燒爐配備了加熱高溫氣流的裝置，以便回收和利用在焚燒那些廢物時產(chǎn)生的高溫燃?xì)庵械臒崮堋＿@種加熱高溫氣流的裝置的結(jié)構(gòu)是使氣流流過一種金屬制的傳熱管道，隨即在與高溫燃?xì)獾臒峤粨Q中加熱該氣流，從而回收高溫燃?xì)庵械臒崮?。這樣回收的熱能可用作熱解廢物的設(shè)備中、發(fā)電設(shè)備中以及其他系統(tǒng)中的熱源。
在圖49中，示出一種普通的加熱高溫氣流的裝置，在燃燒熔化爐53的上游設(shè)置一個燃熔區(qū)49，在熔化爐53的下游設(shè)置一個加熱高溫氣流的裝置1。在燃熔區(qū)49內(nèi)，將用于燃燒的氣體和空氣供入燃燒器56中，以便使廢物中的可燃組分在高達(dá)1300℃左右的高溫下燃燒，這樣就產(chǎn)生了熔漿53f和燃燒廢氣G。燃燒廢氣G通常含有粉塵(殘渣)，并構(gòu)成一種含有腐蝕性物質(zhì)例如氯氣和氯化氫的高腐蝕性氣體(這取決于燃燒的廢物種類)。在上述焚燒爐中，燃燒廢氣的溫度為1000～1100℃，流速約為2～3m/s。加熱高溫氣流的裝置1實際上是由用來回收上述高溫燃燒廢氣G中的熱能的傳熱管道9構(gòu)成的。為了使加熱高溫氣體的裝置1能夠容納大量的被加熱的氣流，將傳熱管道9做成長形，并且通常以多個平行組合的方式安裝。
因此，要求上述的置于焚燒爐內(nèi)并與高溫高腐蝕性氣氛相接觸的傳熱管道在材料和結(jié)構(gòu)方面對于上述的高溫腐蝕性氣體應(yīng)具有足夠的耐久性。據(jù)認(rèn)為，作為改善加熱高溫氣流的裝置的耐腐蝕性能的手段，可在金屬制成的傳熱管道上，焊上一種柱螺栓銷，然后將可澆注成形的耐火材料澆到上述柱螺栓銷的周圍，也可將大致為長方體形的耐火磚沿它們的縱向和橫向相連接地排列。這些結(jié)構(gòu)可使上述耐火材料對于腐蝕性氣相中的對流和相互擴(kuò)散起到物理壁壘的作用，從而稍微減輕傳熱管道的腐蝕。
但是，上述各種結(jié)構(gòu)的耐火材料都會發(fā)生開裂，最終導(dǎo)致腐蝕并損壞固定耐火材料的夾具，或者由于耐火材料與金屬傳熱管道之間不同材料的組合產(chǎn)生了熱膨脹的差異而導(dǎo)致耐火材料本身的損傷和分離，從而出現(xiàn)金屬傳熱管道腐蝕損壞的嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，并產(chǎn)生如下的問題，即加熱高溫氣流的裝置的工作壽命縮短，并由于工作效率降低，而使熱交換時回收熱能的效率降低。
而且，由于傳熱管道是相當(dāng)細(xì)長的，因此容易發(fā)生熱變形和彎曲。再一個問題是，由于是多外傳熱管道互相平行排列的，故廢氣中所含的灰塵容易沉積在這些管道之間，從而降低通過熱交換回收熱能的效率。
本發(fā)明的一個目的是，延長加熱高溫氣流的裝置的使用壽命，并使該裝置高效地工作，從而提高通過熱交換回收熱能的效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種熱變形較小且不易積聚灰塵的加熱高溫氣流的裝置，本發(fā)明還提供一種裝有上述加熱裝置的處理廢物的設(shè)備。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下所述的結(jié)構(gòu)。
在權(quán)利要求1規(guī)定的本發(fā)明中，提供了一種加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，該裝置安裝在含有高溫氣體的環(huán)境中，并具有用于通過與高溫氣體的熱交換而加熱流過傳熱管道中的待加熱氣流的傳熱管道，該傳熱管道含有一個供待加熱氣流流過的傳熱管和一個用耐火材料制成的并同軸地套在上述傳熱管之外的耐火保護(hù)管，在上述傳熱管與保護(hù)管之間形成一個間隙。
按照本發(fā)明，由于有了上述間隙，上述的傳熱管(通常用金屬制成)和耐火材料制的耐火保護(hù)管不易因制造這兩種管的不同材料的不同熱膨脹而相互影響，這就可減少由于熱膨脹變化造成的耐火材料的損壞和分離。
在權(quán)利要求2規(guī)定的本發(fā)明中，提供了一種加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，該裝置安裝在含有高溫氣體的環(huán)境的，并具有用來通過與高溫氣體的熱交換而加熱流過傳熱管道中的待加熱氣流的傳熱管道，該傳熱管道含有一個用金屬制的且其頂端敞開的內(nèi)傳熱管和一個用耐火材料制的并同軸地套在上述的內(nèi)傳熱管之外的外傳熱管，在上述內(nèi)傳熱管與外傳熱管之間形成一個間隙，待加熱氣流在流過內(nèi)金屬傳熱管之后，從上述內(nèi)管的開口端流入內(nèi)管與外管之間的間隙時被高溫氣體所加熱。
在本發(fā)明中，由于有了上述的間隙，同樣可以減少因上述熱膨脹的差異而引起的耐火材料的損壞和開裂。
權(quán)利要求3規(guī)定的本發(fā)明與權(quán)利要求1或2類似，其特征在于，其耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管的結(jié)構(gòu)是具有橫截面為多角形的面，多個傳熱管道以相鄰耐火保護(hù)管或者傳熱管的多角形面互相面對面地接觸而排列固定。
按照本發(fā)明，耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管做成其橫截面為四邊形等的多角形，多個傳熱管道以相鄰保護(hù)管或傳熱管面對面地接觸而排列固定。因此，這種結(jié)構(gòu)的加熱高溫氣流的裝置可提高結(jié)構(gòu)剛性，從而顯著地減小上述的熱分解。而且，這種面對面的排列使得裝置的整個表面平直，因此，與具有凹面和凸面的結(jié)構(gòu)相比，表面更不易沉積灰塵，從而可在長時期內(nèi)保持高的傳熱效率。
權(quán)利要求4規(guī)定的本發(fā)明與權(quán)利要求1或3類似，其特征在于，其傳熱管道的傳熱管含有一個金屬制的內(nèi)傳熱管和一個金屬制的并套在上述內(nèi)金屬傳熱管之外的外傳熱管，在上述內(nèi)、外管之間形成一個間隙。待加熱氣流流過內(nèi)、外管之間的間隙時被高溫氣體加熱。耐火保護(hù)管套在上述的外金屬傳熱管之外并與該傳熱管同軸地安裝，在上述保護(hù)管與外傳熱管之間形成一個間隙。
權(quán)利要求5規(guī)定的本發(fā)明與權(quán)利要求1或3類似，其特征在于，其傳熱管道的傳熱管包含一個金屬制的外傳熱管和一個與上述外管的一端連通的內(nèi)管，在上述內(nèi)管與外管之間形成一個間隙，上述的內(nèi)管做成一種導(dǎo)熱性比金屬小的隔熱結(jié)構(gòu)，當(dāng)待加熱氣流流過外金屬傳熱管與內(nèi)隔熱管之間形成的間隙時便沿外金屬傳熱管的外壁被高溫氣體所加熱。
按照上述本發(fā)明，待加熱氣流僅在流過外金屬傳熱管與內(nèi)隔熱管之間形成的間隙時被加熱，而流過內(nèi)隔熱管的氣流不與前一種氣流一起被加熱，也就是說，流過內(nèi)管的氣流是隔熱的，從而使內(nèi)管中的待加熱氣流的溫度變化保持在可接受的小范圍內(nèi)。因此，可提高傳熱效率并簡化溫度控制。
更具體地說，采用上述結(jié)構(gòu)的傳熱管道回收高溫氣體熱能的方法是使待加熱氣流流過外金屬傳熱管與內(nèi)傳熱管之間形成的間隙，然后使加熱過的氣流從其與外傳熱管連通的一端流過內(nèi)傳熱管而排出，從而回收高溫氣體中的熱能，或者，采用上述結(jié)構(gòu)的傳熱管道，并使氣流沿相反方向流動而實現(xiàn)熱能回收，此時，氣流流入上述外管與內(nèi)管之間的間隙并沿外管的金屬壁回收高溫氣體的熱能，在這種情況下，回收的熱能沿內(nèi)傳熱管的金屬壁傳輸，直到氣流流過該內(nèi)傳熱管為止。因此，常規(guī)的實踐便有這樣的問題，即流過內(nèi)傳熱管的氣流的溫度會發(fā)生明顯的變化，而且待加熱氣流流出時其溫度也是可變的，這樣，傳熱效率便難以達(dá)到理想的程度。為了達(dá)到理想的傳熱效率，要求處于內(nèi)傳熱管之外的外傳熱管中的氣流的溫度不必更高。這就造成高溫氣體與外傳熱管中的氣流之間的溫差小。結(jié)果便需要較大的傳熱面積，從而迫使常規(guī)作業(yè)要采用大尺寸的裝置。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可使高溫氣體的熱量僅僅傳給流過外金屬傳熱管與內(nèi)隔熱管之間的間隙的待加熱的氣流。這就是說，可以防止上述氣體的熱量傳至內(nèi)管的內(nèi)壁，因此可達(dá)到理想的傳熱效率。
權(quán)利要求6規(guī)定的本發(fā)明與權(quán)利要求5類似，其特征在于，上述內(nèi)管做成導(dǎo)熱性比金屬低的隔熱件。權(quán)利要求7所述的本發(fā)明的特征在于，上述的內(nèi)管做成在金屬管間夾著隔熱材料的隔熱結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求8所述的本發(fā)明的特征在于，上述的內(nèi)管是用金屬制成的并以雙管抽真空方式構(gòu)成隔熱結(jié)構(gòu)。在權(quán)利要求9中所述的本發(fā)明中，隔熱材料選用陶瓷。按照該權(quán)利要求，內(nèi)管本身選用高隔熱性材料例如陶瓷制造，使結(jié)構(gòu)簡化。
權(quán)利要求10所述的本發(fā)明與權(quán)利要求4～9中任一項所述的相似，其特征在于，使待加熱氣流沿著與高溫氣體流相反的方向流過構(gòu)成傳熱管道的內(nèi)管與外管之間的間隙，從而提高了傳熱效率。
權(quán)利要求11所述的本發(fā)明與權(quán)利要求1,3～9中任一項所述的相似，其特征在于，多個支承件牢牢地安置在傳熱管外面，以支承耐火保護(hù)管。
上述的支承件使傳熱管與耐火保護(hù)管之間的間隙沿其全長大致均勻。由于采用了上述支承件，即使傳熱管道和傳熱管是長的，也不用擔(dān)心它們會彼此局部接觸。另外，沉重的耐火保護(hù)管可以相對于傳熱管牢牢地被固定，結(jié)果，耐火保護(hù)管不會不穩(wěn)定。
權(quán)利要求12所述的本發(fā)明與權(quán)利要求4～11中任一項所述的相似，其特征在于，通過外金屬傳熱管壁上形成的通孔使上述間隙與待加熱氣流的流道相通。
上述結(jié)構(gòu)使上述間隙相對于外界氣氛呈正壓，因此減少了高溫氣體從外面侵入耐火保護(hù)管的可能性。因此，可以可靠地防止外金屬傳熱管的腐蝕損壞。
權(quán)利要求13所述的本發(fā)明與權(quán)利要求1～12中任一項所述的相似，其特征在于，在傳熱管的頂端與耐火保護(hù)管或者耐火傳熱管的頂端相對的區(qū)域形成一個隔開的間隙，將待加熱氣流引入管端處的上述的隔開的間隙內(nèi)。利用這種隔開的間隙也可獲得像權(quán)利要求12那樣的好處。
權(quán)利要求14所述的本發(fā)明與權(quán)利要求4～11中任一項所述的相似，其特征在于，設(shè)置了一種用于將外加氣流引入耐火保護(hù)管與外金屬傳熱管之間的間隙內(nèi)的機(jī)構(gòu)。
在上述的本發(fā)明中，由于將外加氣流引入耐火保護(hù)管與外金屬傳熱管之間的間隙，便可完全避免腐蝕性氣體向待加熱氣流的反向擴(kuò)散并與之互相混合(這種情況在通過將待加熱氣流泄放到傳熱管壁上的開口之外的辦法來清除腐蝕性氣體時可能會遇到)。這表明可提高有關(guān)裝置的耐蝕性并提高其可靠性。
權(quán)利要求15所述的本發(fā)明與權(quán)利要求14相類似，其特征在于，在外金屬傳熱管的頂端對著耐火保護(hù)管的頂端之處形成一個隔開的間隙，將外加氣流引入上述管的頂端處隔開的間隙內(nèi)。采用這種隔開的間隙也可獲得權(quán)利要求14所述的同樣的好處。
權(quán)利要求16所述的本發(fā)明與權(quán)利要求1～15中任一項所述的相似，其特征在于，耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管的頂端做成凸出形狀，以減小對高溫氣流的阻力。
在上述的本發(fā)明中，上述的凸出頂端具有減緩因耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管與高溫氣流接觸而產(chǎn)生的熱應(yīng)力集中等的熱影響的作用，從而減少上述各管端部的磨損和開裂損壞。
權(quán)利要求17所述的本發(fā)明與權(quán)利要求16所述的類似，其特征在于，上述的端部凸出形是半球形，這種半球形可使在頂端產(chǎn)生的熱效應(yīng)均勻分布，從而進(jìn)一步減少頂端的損壞。
另外，上述的凸出形可以是權(quán)利要求18所述的圓錐形和權(quán)利要求19所述的凸出的多邊形。上面所述的圓錐形包括頂端倒圓的圓錐形，上面所述的凸出多邊形是指具有多面體(例如多角錐體、多面體等)形狀的凸面體。簡單地說，所述的凸出端部可以是權(quán)利要求20所述那樣的由平面或曲面構(gòu)成或者由平面和曲面構(gòu)成的凸面體，并且對上述的凸出形狀不應(yīng)有特殊的限制。也可以包括凸出的流道形。
權(quán)利要求21所述的本發(fā)明與權(quán)利要求16～20中任一項所述的相似，其特征在于，傳熱管道的耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管做成像一種其外橫截面為圓形的柱子，上述各管從其凸出的頂端至其基部做成圓滑過渡。權(quán)利要求22所的本發(fā)明與權(quán)利要求16～20中任一項所述的相似，其特征在于，傳熱管道的耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管做成像一種其外截面為四面體的柱子，上述各管從其凸出頂端至其基部做成圓滑過渡，這里所說的圓滑過渡結(jié)構(gòu)可以是倒角形成的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以避免從頂端至基部容易形成的臺階部分或者說帶角部分，從而減輕了上述管子由于與高溫高速流動的氣體相接觸而造成的磨蝕和損壞的問題。
權(quán)利要求23所述的本發(fā)明與權(quán)利要求1～15中任一項所述的相似，其特征在于上述的耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管的頂端做成一個可折卸的耐火蓋子。
因此，即使上述蓋子的中部由于受高速流動的高溫燃燒廢氣的沖刷而磨蝕或損壞。也很容易更換一個新蓋子。
在待加熱氣流流過的外金屬傳熱管帶有套在它外面并在兩種管之間形成間隙的耐火保護(hù)管的實施例中，上述的耐火蓋子是螺紋固定的，并在保護(hù)管的頂端與傳熱管的頂端相對的區(qū)域形成一個間隙，而在外金屬傳熱管帶有用來使流過它的氣流部分地流入上述間隙的通孔的實施例中，上述的蓋子也是擰緊的，也就是說，是螺紋固定的。因此，上述蓋子通過螺線接觸而固定。這就意味著，即使溫度在室溫到高溫變化(熱循環(huán))，也不存在特殊的應(yīng)力集中，蓋子就不大會發(fā)生開裂和損壞。而且，由于上述間隙做成其內(nèi)部具有正壓，故可防止高溫氣體從外部侵入耐火保護(hù)管和耐火蓋子內(nèi)。從這一點來看，也可減輕耐火材料部件的損壞，從而可延長更換周期。
為了將蓋子做成螺紋擰緊型，在多個傳熱管道彼此平行且相互間不留間隙地排列的情況下以及在耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管沿著平行于氣流的方向縱向設(shè)置的情況下，蓋子的外徑必須設(shè)計成兩個相鄰傳熱管道的蓋子在其轉(zhuǎn)動過程中不會互相碰撞。
權(quán)利要求24所述的本發(fā)明與權(quán)利要求23所述的相似，其特征在于，其蓋子做成一種凸出形狀，以便減少對高溫氣流的阻力。由于采用了這種凸形蓋子，可減輕高溫氣流帶來的沖擊，從而防止蓋子本身發(fā)生磨蝕和損壞，也就延長更換蓋子的周期。
權(quán)利要求25所述的本發(fā)明與權(quán)利要23或24所述的相似，其特征在于，上述蓋子通過螺紋擰在傳熱管的頂端上，并在相對的頂端處形成一個間隙；擰緊螺紋后帶有局部間隙；傳熱管的頂端帶有一個通孔，用于使流過傳熱管的待加熱氣流部分地流入上述間隙內(nèi)。由于螺紋部分處的間隙做成其內(nèi)部相對于外部氣氛是正壓的，故可防止高溫氣體從外部侵入耐火蓋子內(nèi)進(jìn)而與螺紋部分的金屬傳熱管相接觸。
權(quán)利要求26所述的本發(fā)明與權(quán)利要求23～25中任一項所述的相似，其特征在于，傳熱管道的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管的形狀做成像一種其外截面為圓形的柱子，而上述蓋子與這種管子以外部圓滑過渡的方式互相連接。權(quán)利要求27所述的本發(fā)明與權(quán)利要求23～25中任一項所述的相似，其特征在于，傳熱管道的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管做成像一種外截面是四邊形的柱子，上述的蓋子與這種管子以外部圓滑過渡的方式互相連接。這里所說的外部圓滑過渡的形狀可通過將蓋子和管子做成外徑相同，或者當(dāng)它們的外徑不同時通過將蓋子或管子端部倒角而得到。
權(quán)利要求28所述的本發(fā)明與權(quán)利要求1～27中任一項所述的相似，其特征在于，加熱高溫氣流的裝置含有一個設(shè)置在高溫氣流通道之上游的第一氣流加熱器，和一個設(shè)置在上述通道之下游的第二氣流加熱器，將待加熱氣流供入第二氣流加熱器中并在此加熱，然后將加熱過的氣流送到第一氣流加熱器內(nèi)并在此加熱。
權(quán)利要求29所述的本發(fā)明與權(quán)利要求28所述的相似，其特征在于，加熱高溫氣流的裝置會有一個設(shè)置在高溫氣流通道之上游的第一氣流加熱器和一個設(shè)置在上述氣流通道之下游的第二氣流加熱器，將待加熱氣流分別供入第一氣流加熱器的第二氣流加熱器，并在各加熱器內(nèi)加熱，然后將兩股加熱過的氣流合并在一起，向外流出。
在權(quán)利要求28或29所述的加熱高溫氣流的裝置中，可將傳熱管道的長度縮短、重量減輕。這就使相關(guān)的懸掛支承結(jié)構(gòu)的重量較輕，而且在維修設(shè)備的過程中從高溫氣流通道拆下傳熱管道的操作簡單。也就是說，本發(fā)明能夠采用氣流來回收高溫氣體的熱能，而使用該熱能來加熱高溫氣流的裝置不僅能有利地縮短每一根傳熱管道的長度和簡化支承結(jié)構(gòu)及維修操作，而且從空間和精度來說可簡化設(shè)備安裝并減少由于熱應(yīng)變產(chǎn)生的變形，從而提高傳熱效率。
在權(quán)利要求28所述的加熱高溫氣流的裝置中，將待加熱的低溫氣流供入第二氣流加熱器中并在此加熱。構(gòu)成第二氣流加熱器的外傳熱管和內(nèi)傳熱管在各管的一個端部(具體說是在各管的下端)互相連通，待加熱的低溫氣流可選用下面兩種系統(tǒng)中的一種進(jìn)行加熱一種是將上述氣流通過內(nèi)管供入外管并在外管中加熱，另一種是將上述氣流通過外管供入內(nèi)管并在內(nèi)管中加熱，從熱效率的觀點來說，前一種系統(tǒng)較好。
待加熱的氣流按上述在第二氣流加熱器中加熱至規(guī)定的溫度后，再在下列兩種系統(tǒng)中的任一種系統(tǒng)中加熱一種系統(tǒng)是，上述氣流通過構(gòu)成第一氣流加熱器的外傳熱管供入內(nèi)管并在內(nèi)管中加熱，另一種系統(tǒng)是，上述氣流通過內(nèi)管供入外管并在外管中加熱。最好采用后一種系統(tǒng)。
另一方面，在權(quán)利要求29所述的加熱高溫氣流的裝置中，待加熱的低溫氣流分別供入第一氣流加熱器和第二氣流加熱器，并分別在這兩個加熱器中加熱。采用這種結(jié)構(gòu)的加熱高溫氣流的裝置，待加熱氣流的流道面積大于高溫氣流的流道面積，結(jié)果可減少待加熱氣流的壓力損失。在這種實施例中，選擇下列兩種系統(tǒng)中的任一種系統(tǒng)來加熱待加熱的低溫氣流一種系統(tǒng)是上述氣流通過構(gòu)成第二氣流加熱器的內(nèi)管供入外傳熱管并在外傳熱管中加熱，另一種系統(tǒng)，是上述氣流通過外傳熱管供入內(nèi)管并在內(nèi)管中加熱，如果考慮熱效率，前一種系統(tǒng)更佳。如同在第二氣流加熱器那樣，送入第一氣流加熱器的待加熱氣流選擇下列兩種系統(tǒng)中的任一種系統(tǒng)來加熱一種系統(tǒng)是上述氣流通過內(nèi)管供入外傳熱管并在外傳熱管中加熱，另一種系統(tǒng)是上述的氣流通過外傳熱管供入內(nèi)管并在內(nèi)管中加熱。上述兩種系統(tǒng)中，后一種系統(tǒng)易使高溫氣體出口處的氣流溫度升高，從而使管壁和耐火材料的溫度提高，因此，從耐久性看，選用前一種系統(tǒng)更合適。
權(quán)利要求30所述的本發(fā)明與權(quán)利要求29所述的相似，其特征在于，待加熱氣流的一部分通過構(gòu)成第一氣流加熱器的傳熱管(或者說外管和內(nèi)管)中之一供入內(nèi)管或者外管中之一并在此加熱，而其余的部分則通過構(gòu)成第二加熱器的傳熱管(或者說外管和內(nèi)管)中之一供入內(nèi)管或外管中之一并在此加熱。
權(quán)利要求31所述的本發(fā)明涉及一種用于熱交換器中的隔板結(jié)構(gòu)，所述隔板用來隔開氣流通道與廢氣通道，其特征在于，所述隔板含有一個其一側(cè)面與氣流通道相接觸的金屬板和一個其一側(cè)面與高溫氣流通道相接觸的耐火材料板，在上述金屬板的另一側(cè)面與耐火材料板的另一側(cè)面之間形成一種第一間隙，該間隙與金屬板上的通孔相連通，從而使含有腐蝕性組分和灰塵的燃燒廢氣流入廢氣通道，在上述金屬板的另一側(cè)面上牢牢固定多個支承件，以使支承上述的耐火材料板。權(quán)利要求32所述的本發(fā)明與權(quán)利要求31相似，其特征在于，在上述支承件與耐火材料板之間形成一種第二間隙，該第二間隙與上述的第一間隙相通。
采用上述的支承件，使金屬板與耐火材料板之間的間隙沿其全長大致均勻，沉重的耐火材料板也可相對于金屬板牢牢地固定，不必?fù)?dān)心耐火材料板會不穩(wěn)定。而且，由于氣流通過通孔既進(jìn)入第一間隙又進(jìn)入第二間隙，故可防止高溫氣體侵入這些間隙，從而可靠地避免金屬板和支承件發(fā)生腐蝕，因此顯著地延長金屬板等部件的工作壽命。另外，金屬板即使在高溫下也很少受腐蝕，故可在高溫下通過與比常規(guī)設(shè)備中更大量的熱氣進(jìn)行熱交換來加熱氣流。因此可從總體上提高所制成的裝置的能量效率。
在權(quán)利要求33所述的本發(fā)明中，提出一種制造用于熱交換器中隔開氣流通道與廢氣通道的隔板的制造工藝，所述隔板包含一個其一側(cè)面與氣流通道相接觸的金屬板和一個其一側(cè)面與廢氣通道相接觸的耐火材料板，在金屬板的另一側(cè)面與耐火材料板的另一側(cè)面之間形成一種第一間隙，該間隙與金屬板上的通孔相連通，從而使含有腐蝕性組分和灰塵的燃燒廢氣流入廢氣通道，有多個支承件牢牢地固定在金屬板的另一側(cè)面上，用于支承耐火材料板，其特征在于，上述的制造隔板的工藝包含如下步驟在金屬板的上述另一側(cè)面上覆蓋一層乙烯薄板或紙帶，或者涂上一層瀝青或涂料，制成一層層間材料，然后在該層間材料上涂上或噴涂一層預(yù)定厚度的可澆注成形的含水材料，而后加熱該材料使之干燥和焙燒。而形成耐火材料板并從中去除上述的層間材料，結(jié)果便在去除了層間材料處形成耐火材料板上的第一間隙。
權(quán)利要求34所述的本發(fā)明與權(quán)利要求33所述的相似，涉及制造上述隔板的工藝，其中在支承件與耐火材料板之間形成一種第二間隙，并使該間隙與第一間隙相連通，其特征在于，上述的工藝包含下列步驟在支承件焊到金屬板之前或者之后，將一種聚氯乙烯絕緣帶纏繞到支承件上，或套上一段切短的乙烯管，或涂敷含水涂料，或者將支承件浸漬在含水涂料的標(biāo)準(zhǔn)溶液中而制成一種層間材料；在該層間材料上涂敷或者噴涂一定厚度的可澆注成形的含水材料；然后對該材料進(jìn)行加熱使之干燥和焙燒成耐火材料板并從中除去上述的層間材料，結(jié)果便在除去了層間材料之處形成了支承件上的第二間隙。
采用上述工藝，可以制成本發(fā)明所要求的熱交換器。
權(quán)利要求35所述的本發(fā)明提供一種處理廢物的設(shè)備，該設(shè)備帶有一個對廢物進(jìn)行熱分解而產(chǎn)生熱分解氣體和熱分解殘渣的熱分解反應(yīng)器，一個將熱分解殘渣分開成可燃組分和不可燃組分的分離器，一個使熱分解氣體和可燃組分在可熔化粉塵的溫度下燃燒而排出熔漿狀的不可燃物質(zhì)的燃燒熔化爐，和一個加熱高溫氣流的裝置，在該裝置中通過與氣流的熱交換回收高溫氣體中的熱能，其特征在于，上述的加熱高溫氣流的裝置是權(quán)利要求1～30中任一項所述的裝置。上述的處理廢物的設(shè)備由于提高了加熱高溫氣流的裝置的工作效率而提高了其工作效率。
下面結(jié)合


本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明的一種加熱高溫氣流的裝置的重要部件的縱剖視圖；圖2是本發(fā)明的一種加熱高溫氣流的裝置的重要部件的水平剖視圖；圖3是本發(fā)明的一種加熱高溫氣流的裝置的縱剖視簡圖；圖4是本發(fā)明的另一種加熱高溫氣流的裝置的重要部件的縱剖視圖；圖5是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要部件的縱剖視圖；圖6是一種比較實例裝置的傳熱管中的氣流溫度的分析結(jié)果的曲線圖；圖7是本發(fā)明的傳熱管道中的氣流溫度的分析結(jié)果曲線圖；圖8是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的上部重要部件的縱剖視圖；圖9是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的頂部重要部件的縱剖視圖；圖10是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的另一種傳熱管道的透視圖；圖11是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖12是本發(fā)明的另一種加熱高溫氣流的裝置的頂端部件的縱剖視圖；圖13是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的頂端部件的縱剖視圖14是本發(fā)明的傳熱管道的傳熱管的重要部件的透視圖；圖15是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖16是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的重要部件的透視圖；圖17是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的重要部件的透視圖；圖18是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的重要部件的透視圖；圖19是本發(fā)明的一種加熱高溫氣流的裝置的透視圖；圖20是本發(fā)明的另一種加熱高溫氣流的裝置的透視圖；圖21是本發(fā)明的再一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖22是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖23是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖24是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的重要部件的透視圖；圖25是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖26是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖27是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖28是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖29是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖30是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的又一種傳熱管道的透視圖；圖31是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖32是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖33是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖34是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要頂端部件的縱剖視圖；圖35是本發(fā)明的另一種加熱高溫氣流的裝置的縱剖視簡圖；圖36是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的縱剖視簡圖；圖37是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的縱剖視簡圖；圖38是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的縱剖視簡圖；圖39是本發(fā)明的一種處理廢物的設(shè)備的示意簡圖；圖40是本發(fā)明的又一種加熱高溫氣流的裝置的重要部件的縱剖視圖；圖41是圖40的熱交換器的縱剖視圖；圖42是沿圖41的ⅠⅣ-ⅠⅣ線的水平剖視圖；圖43是圖40的熱交換器的局部放大剖視圖；圖44是沿圖43是ⅣⅣ-ⅣⅣ線的水平剖視圖；圖45是金屬薄板的部分表面的前視圖；圖46是關(guān)于圖40的熱交換器的試驗的重要部件的剖視圖；圖47是類似于圖42的水平剖視圖；圖48是圖47的局部放大的剖視圖；圖49是現(xiàn)有技術(shù)的加熱高溫氣流的裝置的剖視簡圖。
實施例1下面參看

本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的某些具體實施例。
圖1是本發(fā)明的一種加熱高溫氣流的裝置的垂直縱剖視圖，圖2是本發(fā)明的一種加熱高溫氣流的裝置的水平橫向剖視圖，也是沿下面要說到的圖3中的Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖。圖3是表示安裝本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的方式的簡略側(cè)視圖。
在上述各圖所示的實施例中，加熱高溫氣流的裝置1具有一條由一根其端部敞開的內(nèi)金屬傳熱管2與一根其端部封閉的外金屬傳熱管4構(gòu)成的傳熱管通5，在上述內(nèi)、外傳熱管之間形成間隙3。一個其端部封閉并由耐火材料制成的耐火保護(hù)管6與傳熱管道5同軸地設(shè)置并套住傳熱管道5，在保護(hù)管6與傳熱管道5的外管4之間形成間隙7。
用于制造傳熱管道5的金屬最好用SVS310等鋼，這種材料具有優(yōu)良的耐熱和耐腐蝕性能。另外，從強(qiáng)度、壽命和重量等方面考慮，傳熱管道5的內(nèi)管2和外管4的壁厚，最好約為4～6mm。作為氣流通道的內(nèi)管2的內(nèi)徑最好為30～70mm，上述外管4與內(nèi)管2之間的寬度(外管的內(nèi)徑與內(nèi)管的外徑之差的一半)最好為10～30mm。若在外傳熱管4的外表面上形成一層抗腐蝕薄膜則更為理想。適用于形成這種抗腐蝕薄膜的材料是單一的氧化物例如氧化鋁、氧化硅等，或者復(fù)雜的氧化物例如莫來石、光晶石等。薄膜的厚度可根據(jù)所要求的抗腐蝕性、耐熱性等性能選擇，以便使外管4具有更可靠的耐腐蝕性能。
用于制造耐火保護(hù)管6的耐火材料最好選用即使在與廢物焚燒產(chǎn)生的灰塵中所含的組元起反應(yīng)的情況下也不形成低熔點化合物的耐火材料。例如，高純氧化鋁耐火材料、氧化鉻耐火材料、碳化硅耐火材料等都是適用的。保護(hù)管6的壁厚最好為20～30mm，以便獲得高的傳熱效率和抗腐蝕性能。此外，保護(hù)管6與外傳熱管4之間的間隙7(保護(hù)管6的內(nèi)徑與外管4的外徑之差的一半)最好約為1～2mm。這個間隙太大可能降低傳熱效率，而且會增大加熱高溫氣流的裝置1的尺寸。反之，如果該間隙太小，便不足于防止由于熱膨脹之差造成的損傷。
對上述耐火材料進(jìn)行填隙處理可顯著減少容易擴(kuò)散透過保護(hù)管6的氣體的量，并可提高耐火材料本身的抗腐蝕性能。所述的填隙處理是這樣進(jìn)行的將耐火保護(hù)管6浸入一種可填塞耐火材料孔隙的液體例如氧化鋁溶膠、氧化鋁漿料等內(nèi)，然后對浸漬過的保護(hù)管進(jìn)行干燥和焙燒。通過上述的填隙處理，可以例如將處理前的平均孔隙直徑10μm減至5μm或更小。
加熱高溫氣流的裝置1安裝成使傳熱管道5和耐火保護(hù)管6放置成軸向垂直。保護(hù)管6在其密封端區(qū)6A的內(nèi)表面上做出兩個倒三角形孔6a、6b，而外管4在其密封端區(qū)4A的外表面上設(shè)置兩個棘瓜形凸塊4a、4b，這些凸塊與保護(hù)管6的孔6a、6b互相接合。通過孔6a、6b與凸塊4a、4b的互相接合保持保護(hù)管6相對于傳熱管5的固定位置。在圖1所示實施例中，保護(hù)管6僅通過互相接合的孔6a、6b和凸塊4a、4b由傳熱管道5來支承，而不設(shè)置支持該保護(hù)管6的重量的其它支承件。
在本實施例中，用于加熱高溫氣流的裝置1垂直安裝在一種煅燒爐中的高溫高腐蝕性氣流(見箭頭G)中。待加熱的氣流8通過內(nèi)傳熱管2下降，然后從內(nèi)管2的開口端2A上升(見箭頭)通過內(nèi)管2與外管4之間形成的間隔3。在此過程中，待加熱的氣流8受到高溫和高腐蝕性的外部氣流G的加熱。
在傳熱管5的基端(上端)，設(shè)置有導(dǎo)引待加熱氣流8的裝置和排出熱氣流的裝置(這二者均未示出)。因此，回收的熱能可被有利地使用。
在加熱高溫氣流的裝置1中，耐火保護(hù)管6套在傳熱管5的外面，因此，可防止該管5與高溫、高腐蝕性氣體相接觸而受腐蝕，從而使它具有長的使用壽命。而且，即使在制造外傳熱管4的金屬與制造耐火保護(hù)管6的耐火材料之間產(chǎn)生熱膨脹差異的情況下，由于外管4與保護(hù)管6之間存在間隙7，故熱膨脹引起的尺寸變化不易使它們互相影響。因此可防止保護(hù)管6發(fā)生損壞、脫層、開裂等。另外，耐火保護(hù)管6與外傳熱管4之間的支承結(jié)構(gòu)簡單，耐火保護(hù)管6的耐火材料的連接比小，故可防止外傳熱管4受到削弱。
另外，如圖2和3所示，將多個由上述的傳熱管5和耐火保護(hù)管6構(gòu)成的傳熱管道9呈方形截面地并且以相鄰的管道9和保護(hù)管6互相面對面接觸地固定和串聯(lián)起來。這就是說，除了兩個最外邊的管道9以外，所有管道9都安置成其左側(cè)和右側(cè)都與鄰接的管道9面對面地接觸。這些管道9用連接機(jī)構(gòu)(未示出)互相固定，所以它們具有高的剛性，可完全抵御熱分解，每個傳熱管道9排列成其外表面共同擴(kuò)張而且是平坦的(如圖2所示)，這種共同擴(kuò)張的平面有利于減少灰塵的沉積。
由于加熱高溫氣流的裝置1按照本發(fā)明以上述的面對面接觸方式串聯(lián)固定，故使其具有高的剛性，是以完全抵御熱分解。因此，可以顯著地減小在高溫氣氛中，尤其是在可燃?xì)堅?例如粉塵等)經(jīng)高溫(1200℃或更高)焚燒成熔渣后立即流出的燃燒廢氣的通道中的上述熱分解。
實施例2下面參看圖4說明本發(fā)明的第二實施例。加熱高溫氣流的裝置的傳熱管道9安裝在含有來自焙燒爐(未示出)的高溫腐蝕性氣體G的氣氛中，如圖4所示。待加熱的流過金屬傳熱管5的氣流8通過與高溫氣體G的熱交換而被加熱，上述的傳熱管5由耐火保護(hù)管6罩住。上述傳熱管5由一個一端用密封材料10密封的外金屬傳熱管4和一個插入該傳熱管4并通過該管之開口端部2A與傳熱管4連通的內(nèi)傳熱管2構(gòu)成。在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間形成間隙7，氣流8在內(nèi)管2和作為氣流通道的外管4與內(nèi)管2之間的間隙3內(nèi)沿著與高溫氣流G相反的方向流動。在本發(fā)明中，內(nèi)管2用導(dǎo)熱性比金屬低的材料做成一種隔熱結(jié)構(gòu)。內(nèi)管2在基端(未示出)與待加熱氣流的入口相連通。
更具體地說，圖4所示實施例的內(nèi)管2做成雙層管的形式，并且也是一種在兩層管中夾入和填塞有隔熱材料11的隔熱結(jié)構(gòu)，或者將內(nèi)管2做成兩層管之間抽真空的隔熱結(jié)構(gòu)(未示出)。此外，內(nèi)管2還可做成整個由陶瓷制成的隔熱結(jié)構(gòu)(如圖5所示)。
采用上述的隔熱結(jié)構(gòu)，僅加熱流過間隙3的待加熱氣流8，而處于內(nèi)管2中的氣流8不同時加熱。因此，內(nèi)管2中的待加熱氣流8的溫度變化保持小到可接受的程度。
為了使待加熱氣流8在間隙3中逆高溫氣體G的流動方向而流動，可使待加熱氣流8沿兩個不同于高溫氣體G流動方向的方向流動。這就是說，當(dāng)高溫氣體G沿圖中所示箭頭Gd方向流動時，待加熱氣流8沿箭頭8d流動并加熱，即通過與間隙3連接的供氣管12引入氣流8并在間隙3中被加熱，再在內(nèi)管2的頂端折回進(jìn)入內(nèi)管2，然后向外流出。作為另一種流動方式，高溫氣體G沿著與箭頭Gd相反的方向流動，此時，待加熱氣流8首先流入內(nèi)管2，然后在其頂端折回，進(jìn)入外傳熱管4的間隙3，沿與箭頭8d相反的方向流動。此時，氣流8將高溫氣體的熱能回收，然后向外排出。在上述兩種流動方式中，僅流過間隙3的氣流回收高溫氣體G的熱能，而流過內(nèi)管2的氣流則處于隔熱狀態(tài)。
外傳熱管4由耐火保護(hù)管6罩住。二者之間形成間隙7。在高溫使用時，耐火保護(hù)管6的頂端做成可像一個風(fēng)箱(未示出)一樣向傳熱管道5的下方移動，以便補償外管4與保護(hù)管6之間不同的熱膨脹系數(shù)。由于用間隙7使傳熱管道5與耐熱保護(hù)管6在室溫和高溫下相對移動，故可防止傳熱管道5和耐火保護(hù)管6由于高溫下各自的熱膨脹不同而互相損傷。例如，最好將外來氣流引入間隙7內(nèi)，從而防止高溫腐蝕性氣體侵入耐火保護(hù)管6的壁內(nèi)并隨后與傳熱管道5相接觸。耐火保護(hù)管的頂端固定在端部的耐火保護(hù)板13上，該保護(hù)板13蓋住密封板10。在耐火保護(hù)管6與外傳熱管4的外表面之間形成間隙7，在端部保護(hù)板13與密封板10之間也形成間隙7，該間隙7與上面所述的間隙7是隔開的。
在本實施例中，外傳熱管4的外表面也被耐火保護(hù)管6罩住，從而可保護(hù)外管4不受高溫和高腐蝕性氣體的侵蝕，因此，工作壽命長。而且，由于在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間設(shè)有間隙7，所以因熱膨脹所造成的兩管的尺寸變化不會互相影響，即使制造外傳熱管4的金屬與制造耐火保護(hù)管6的耐火材料之間存在熱膨脹差異的情況下也是如此。因此，可防止耐火保護(hù)管6發(fā)生損傷、脫層和開裂現(xiàn)象，此外，制造傳熱管的金屬最好用SVS310鋼或者其他具有高的耐熱性能和抗腐蝕性能的鋼。內(nèi)管2和外管4的壁厚最好約為4～6mm，該壁厚取決于強(qiáng)度、壽命、重量等因素。用作待加熱氣流8的通道的內(nèi)管2的內(nèi)徑最好為30～70mm，外傳熱管4與內(nèi)傳熱管2之間的間隙3的寬度(外管的內(nèi)徑與內(nèi)管的外徑之差的1/2)最好為10～30mm。
下面參看圖4說明本實施例的工作情況。傳熱管道5垂直地安裝在煅燒爐的高溫高腐蝕性氣流(箭頭Gd表示)中，將待加熱氣流8引入外傳熱管4的間隙3，并在該間隙3內(nèi)下降，然后通過內(nèi)管2的開口端部2A在內(nèi)管2中上升(如箭頭8d所示。在此過程中，上述氣流8由外部的高溫氣流G通過耐火保護(hù)管6和外傳熱管4的壁進(jìn)行加熱，在本實施例中，通過間隙3的待加熱氣流8僅由高溫氣流G加熱，而通過隔熱的內(nèi)管2的待加熱氣流8則不受加熱。也就是說，由于處于內(nèi)管2中的氣流是隔熱的，故在內(nèi)管2內(nèi)的待加熱氣流8的溫度變化保持在可接受的小范圍內(nèi)。因此可達(dá)到高的傳熱效率。
圖6和7示出關(guān)于傳熱管道5中傳熱管的長度與氣流溫度之間關(guān)系的分析結(jié)果，在該兩圖中。La指內(nèi)管；Lb指間隙；Lc指高溫氣體。圖6示出一個比較實例，示出用一種通用的碳鋼制的金屬內(nèi)傳熱管(但沒有絕熱結(jié)構(gòu))獲得的分析結(jié)果。結(jié)果表明，待加熱氣流在流到傳熱管的頂端折回時溫度達(dá)到最高值；而在該管的基端部(排出口)氣流溫度則急劇下降。與此相反，在內(nèi)管工具有絕熱結(jié)構(gòu)的情況下，如圖7所示，內(nèi)管中的待加熱氣流從傳熱管的頂端至底端之間的溫度下降小。對圖6和圖7進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，帶有隔熱結(jié)構(gòu)的內(nèi)管使待加熱氣流在該管內(nèi)的溫度變化保持在可以接受的小范圍內(nèi)。
實施例3下面參看圖8和9說明本發(fā)明的第3實施例。
如圖8和9所示，加熱高溫氣流的裝置的結(jié)構(gòu)是，其傳熱管道9即被耐火保護(hù)管6罩住的金屬傳熱管5用來加熱待加熱氣流8，該氣流在傳熱管5中流動時與高溫氣體G發(fā)生熱交換。傳熱管5由外傳熱管4和固定在該管上的內(nèi)管2構(gòu)成，該內(nèi)管2在其端部敞開并與兩管之間形成的用作待加熱氣流8的流道的間隙3相通。一個上入口14以保持氣密密封性的方式固定在外傳熱管4的上部的外表面上。
在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間形成間隙7，在該間隙7中設(shè)置一種裝置16(引氣管)用來將外加氣流引入其中，以便清除高溫腐蝕氣體G。這就是說，將外加氣流17引入外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間的間隙7中，這種外加氣流17與待加熱氣流8是完全隔開的，所以，即使在高溫腐蝕氣體穿過耐火保護(hù)管6的壁而進(jìn)入間隙7時，也可防止該高溫氣體發(fā)生向待加熱氣流8的反向擴(kuò)散或與之互相混合。這就使得傳熱管在高溫腐蝕性條件下經(jīng)久耐用。
傳熱管的上出口14的下表面固定在風(fēng)箱18的上端面上，該風(fēng)箱18的下端面固定在耐火加壓器19的上端面上。這些連接是通過焊接方法實現(xiàn)的，以便形成氣密密封。耐火保護(hù)管6的一端固定在耐火加壓器19的下端面上。在高溫下使用時，由于外傳熱管4與耐熱保護(hù)管6之間熱膨脹的差異使風(fēng)箱18動作而使耐火保護(hù)管6的上端相對于傳熱管5而向下移動。由于使用了風(fēng)箱18，便可在高溫下引入外加氣流17，同時使外傳熱管4和耐火保護(hù)管6在室溫和高溫下發(fā)生相對地移動。外加氣流17沿風(fēng)箱18和耐火加壓器19的內(nèi)表面流動，并沿一個用于固定保護(hù)管6的固定件(未示出)的外表面流動，最后充滿間隙7。
在本實施例中，耐火保護(hù)管6的頂端通過陽螺紋20和陰螺紋21與蓋住外傳熱管4的下密封部10的耐火頂端15相連接。這就是說，陽螺紋部分20從外傳熱管4的下密封部分10向下凸出，與陰螺紋21在耐熱頂端15內(nèi)互相接合，并形成間隙7。通過陽螺紋20和陰螺紋21可使耐火保護(hù)管6的下端與耐火頂端15互相螺紋接合，并在二者之間形成間隙7。耐火頂端15內(nèi)的間隙7與上面所述的間隙7由下密封部10隔開，并且在下密封部10內(nèi)設(shè)有透孔23，這樣，也可將外加氣流17引入耐火頂端15處的間隙7內(nèi)。
在本實施例中，用于制造傳熱管的金屬材料、內(nèi)傳熱管和外傳熱管的壁厚、內(nèi)傳熱管的內(nèi)徑、內(nèi)、外傳熱管之間的間隙3等最好按實施例1或2那樣實施。
實施例4。
下面參看

本發(fā)明第4實施例。
圖10是說明本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的一種傳熱管道的透視圖，圖11是另一種傳熱管道的透視圖。上述兩個圖所示的傳熱管道9各具有一個罩住各自的表面并且其水平截面為四方形的長耐火保護(hù)管6。上述傳熱管道設(shè)置在高溫的燃燒廢氣G的流道中，所述的燃燒廢氣是在高達(dá)1300℃左右的溫度下燃燒可燃組分(例如廢物等)而產(chǎn)生的，因此，可從溫度為1000～1100℃、流速為2～3m/s的燃燒廢氣G中回收熱能。為了制造耐火保護(hù)管6，采用主要是氧化鋁并含有氧化鉻、氧化鋯等組成的耐火材料。傳熱管道9的耐火保護(hù)管6的頂端24做成對氣流的阻力較小的凸起的半球形。在本實施例中，上述的保護(hù)管6做成其上述的半球形端部24的直徑大致等于上述的四方形部分的一邊的長度。
做成凸起形的頂端24起到松弛熱影響(例如與高溫?zé)釟饬鹘佑|所造成的熱應(yīng)力集中)的作用，因而可減少該端部24的諸如磨損、開裂之類的損壞。尤其是，由于將頂端24的凸部做成半球形，故作用于該端部24的上述熱影響可以均勻分布在整個端部上，這就進(jìn)一步減少頂端24的損壞。
在圖10所示的傳熱管道9中，上述的半球形頂端24和截面為四邊形的底端在其四個角上形成了臺階部分25，每個臺階部分25最好做成盡可能地小，以便防止上述的熱應(yīng)力集中。圖11是一種考慮到上述問題的傳熱管道9，這種傳熱管道沒有上述的臺階部分。就是說，傳熱管道9做成從其頂端24向四邊形的底端圓滑過渡，這就是將圖10的傳熱管道9的四個角的臺階部分做成倒角26。
圖12是沿圖11的Ⅻ-Ⅻ線剖切的傳熱管道9頂端的剖視圖。如圖12所示，制成的傳熱管道9通過使用金屬制成的并被耐火保護(hù)管6罩住的外傳熱管4使流過外傳熱管4的待加熱氣流8與高溫氣體G發(fā)生熱交換而被加熱。耐火保護(hù)管6在其頂端24的內(nèi)表面上具有倒三角形的孔24a，外傳熱管4則在其頂端的外表面上具有棘爪型的凸部4a，通過上述的孔24a和上述凸部4a的互相接合使耐火保護(hù)管6與外傳熱管4彼此成為一個整體。
傳熱管2插在其一端用密封件4A封閉的外傳熱管4內(nèi)，使傳熱管2通過其開口頂端2A與外管4相通。在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間形成間隙7，待加熱氣流8沿著與高溫氣流G相反的方向流動。內(nèi)傳熱管2的基端(未示出)與待加熱氣流8的供氣源相連通。
由于在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間形成了間隙7，故兩種管由于熱膨脹差異造成的尺寸變化不會互相影響，即使制造外管4的金屬與制造保護(hù)管6的耐火材料之間發(fā)生熱膨脹的差異時也是如此，因此可以防止耐火保護(hù)管6逐漸損傷、脫層或開裂。另外，在外傳熱管4上設(shè)有多個細(xì)的透孔27，流入外管4的一部分待加熱氣流8通過該細(xì)孔流入間隙7內(nèi)。因此，由于間隙7相對于周圍氣氛(高溫氣體G的通道)具有正壓力，故高溫氣體G就不大可能透過耐火保護(hù)管6而侵入保護(hù)管內(nèi)。由于上述的凸出的頂端24和上述的阻止高溫氣體G的入侵所帶來的兩個好處可以進(jìn)一步減緩耐火保護(hù)管6頂端24的損壞等。同時，高溫氣體G不會透過耐火保護(hù)管6并隨之與金屬制的外傳熱管4相接觸，因此，能可靠地防止外管4發(fā)生腐蝕損壞。
圖13所示的傳熱管道9由一個頂端敞開的內(nèi)金屬傳熱管2與一個與管2同軸設(shè)置的外耐火傳熱管29構(gòu)成，外管29套在內(nèi)管2之外并在兩管子之間形成間隙通道28。待加熱氣流8流過內(nèi)金屬傳熱管2后，通過內(nèi)管2的開口端2A流過內(nèi)管2與外管29之間的間隙通道28時由高溫氣體G加熱。在這種結(jié)構(gòu)的加熱高溫氣流的裝置中，外耐火傳熱管29的頂端24也做成與圖12所示一樣的凸起形。圖14是說明內(nèi)傳熱管2的頂端的棘爪狀凸部2a的透視圖。
圖15是本發(fā)明的另一種傳熱管道的透視圖。上面圖10所示的傳熱管道9的水平截面是四方形的，而本實施例所述的傳熱管道9則做成截面為圓形，這就是說，耐火保護(hù)管6是一個圓形截面的長形部件。在本實施例中，凸起端部的直徑做成大致等于其基部的直徑，因此，不會產(chǎn)生上面談到的臺階部分的問題。其他的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與圖10所示的一樣。
傳熱管道9的頂端24的凸起形狀可以是圓錐形(見圖16)，或者是一個多圓錐凸部(見圖17)。圖16的圓錐形是在其頂端斜削成形的。多圓錐凸部的形狀也不限于圖17所示的只具有兩個錐面的形狀，而是可做成一種多錐體(例如四面錐體等)以及如圖18所示的多面凸起的多角形。簡言之，上述頂端24的凸起形狀可以做成由平面或曲面構(gòu)成的或者由平面和曲面構(gòu)成的凸部，并且并不限于任何具體的形狀。
圖19和20分別是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的重要部件的透視圖。在圖19中，4個圖10所示的傳熱管道9彼此緊密接觸地排列成一個組件，并將這樣排列的傳熱管道呈三排按懸掛的方式安置在高溫氣體的環(huán)境中。在圖20中，將4個圖11所示的傳熱管道9互相緊密接觸地排列成一個組件，并將這樣排列的傳熱管道呈3排按懸掛的方式設(shè)置在高溫氣體環(huán)境中。在上述的每種情況下，多個四面柱形的傳熱管道9彼此無間隙地依序相連接，與圖15所示的圓柱形傳熱管道串聯(lián)排列的結(jié)構(gòu)相比較，可以減少沉積在耐火保護(hù)管6上的灰塵。
在本實施例中，正如上面所述，加熱高溫氣流的裝置的耐火保護(hù)管的頂端做成凸出的形狀，這對于高溫氣流的阻力較小，因此，可以減小由于接觸高溫氣流而造成的諸如熱應(yīng)力集中之類的熱影響，從而可緩和耐火保護(hù)管的頂端發(fā)生磨損、開裂之類的損傷。
實施例5下面參看

本發(fā)明的實施例5。
圖21是本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的一種傳熱管道的重要部件的剖視圖，圖22是說明傳熱管道的外觀的透視圖。圖22所示的傳熱管道9具有位于其表面周圍的耐火保護(hù)管6，該保護(hù)管6是水平截面為四邊形的長形件。這種管道被安放在高達(dá)1300℃左右的高溫下焚燒可燃組分例如廢物等時形成的高溫燃燒廢氣G的流道中，從而實現(xiàn)以2～3m/秒的流速流動的高溫(1000～1100℃)燃燒廢氣G的熱能回收。制造耐火保護(hù)管6可采用以氧化鋁為主，再加上一定量的氧化鉻、氧化鋯等組成的耐火材料。
更具體地說，如圖21所示，采用這種由金屬制成的外傳熱管4并套上耐火保護(hù)管6的傳熱管道9的結(jié)構(gòu)可使流過外傳熱管4的待加熱氣流8在與高溫氣流G進(jìn)行熱交換時被加熱。內(nèi)金屬傳熱管2插入一端由密封件10密封的外傳熱管4中，使內(nèi)管2通過其敞開的頂端2A與外管4相連通。待加熱的氣流8以與高溫氣流G相反的方向流過外管4與內(nèi)管2之間的間隙3并流入內(nèi)管2。此外，在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間形成了間隙7。內(nèi)傳熱管2的基端(未示出)與待加熱的氣流8的供氣源相連通。
圖22所示的本實施例的耐火保護(hù)管6的頂端帶有耐火蓋子30，該蓋子30的形狀和外徑基本上與保護(hù)管6相同，并且可隨意拆卸。如圖21所示，蓋子30由螺紋旋到外傳熱管4的與頂端相對的密封件10上，使間隙7與其它間隙隔開。這就是說，蓋子30旋入并固定在密封件10上形成的陽螺紋部分31上。在蓋子上要與陽螺紋部分31相接合的部位做出陰螺紋部分32。圖中標(biāo)號33表示為了在固定蓋子30時保持與外部大氣的氣密密封而設(shè)置的耐火膠泥。
在上述的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)蓋子30受到部分嚴(yán)重的磨損和損傷時，可以拆下并換上一個新蓋子。因此，換蓋子是十分容易的。另外，蓋子30由螺紋固定，故由螺線接觸支承，這樣，即使溫度在室溫和高溫之間變動，也不會出現(xiàn)特殊的應(yīng)力集中，并且不易產(chǎn)生分層和損傷。
而且，在外傳熱管4與耐火保護(hù)管6或蓋子30之間形成間隙7。在本實施例中，即使用于制造外傳熱管4的金屬與用于制造耐火保護(hù)管6或蓋子30的耐火材料之間存在熱膨脹差異，由熱膨脹引起的尺寸變化也不會彼此影響。因此，可防止耐火保護(hù)管6或蓋子30出現(xiàn)損傷、脫層或開裂。
此外，在本實施例中，如圖21所示，在外傳熱管4中設(shè)有細(xì)小的通孔27，可使要加熱并在傳熱管4中流動的部分氣流8流入間隙7中。因此，由于間隙7相對于周圍大氣(高溫氣流G的通道)是正壓，故高溫氣體不易滲透耐火保護(hù)管6或耐火蓋子30而進(jìn)入保護(hù)管6或耐火蓋子30中。由于防止高溫氣體滲入而產(chǎn)生的有利作用，進(jìn)一步減緩了對蓋子的損傷等。與此同時，高溫氣體不會滲入耐火保護(hù)管6或蓋子30并隨后與外金屬傳熱管4相接觸，從而能可靠地防止外管4的腐蝕損傷。
圖23是本發(fā)明的又一種傳熱管道的外觀的透視圖。盡管上面圖22所示的傳熱管道的水平剖面是四邊形的，但本實施例所示的傳熱管道的橫截面則是圓形的。也就是說，耐火保護(hù)管6是一種截面為圓形的長形件。從外面看，蓋子30與耐火保護(hù)管6互相連接的部位是圓滑過渡的。
圖24是本發(fā)明的又一種傳熱管道的外觀的透視圖。截面為四邊形的蓋子30的外徑小于耐火保護(hù)管6的外徑。這樣設(shè)計的理由是當(dāng)橫截面不是圓形而是例如四邊形的蓋子要做成由旋轉(zhuǎn)螺紋而擰緊時，蓋子的外徑必須保證在多個傳熱管道9安裝成它們之間不留間隙(下面將要說明)的情況下，轉(zhuǎn)動蓋子而與傳熱管道G相連接時不致使蓋子之間互相碰擊。
圖25是說明本發(fā)明的又一種傳熱管道的重要部件的剖視圖。該圖與圖21的不同之處在于蓋子30的形狀是凸形的(在本實施例中，蓋子30做成半球形狀)，這對氣流的阻力較小。上述半球形蓋子的直徑基本上與上述四邊形的一個邊的長度相等。本實施例的其它結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與圖21相同，用相同標(biāo)號表示相同的部件，不再進(jìn)行說明。
通過設(shè)置凸形蓋子30，可減輕由于與高溫氣流接觸而引起的那些熱效應(yīng)，例如熱應(yīng)力集中等，從而延緩蓋子的磨損，開裂等。具體地說，將蓋子設(shè)計成半球形可使蓋子30整個頂端的熱效應(yīng)均勻分布，從而進(jìn)一步減輕蓋子本身的損傷等。
圖26是說明圖25的傳熱管道的外觀的透視圖而圖25是沿圖26的ⅩⅩⅤ-ⅩⅩⅤ線的剖視圖。圖27是表示圖25的另一種形式的傳熱管道的外觀的透視圖，而圖25也是沿圖27的ⅩⅩⅤ-ⅩⅩⅤ線的剖視圖。在圖26的傳熱管道9中，頂蓋30在其基端處的截面為四邊形的四角上形成了臺階部分25。為了防止上述的熱應(yīng)力，臺階部分25最好盡可能地做得小些。圖27所示的傳熱管道9的結(jié)構(gòu)考慮了上述情況，該管道沒有上述的臺階部分。也就是說，將圖26的傳熱管道9在四角的臺階部分的26處倒圓，使傳熱管道9從蓋子30到基端圓滑過渡。
圖28是說明本發(fā)明的又一種傳熱管道的外觀的透視圖。盡管圖26所示的傳熱管道的水平截面是四邊形的，但本實施例的傳熱管道的橫截面則是圓形的。也就是說，耐火保護(hù)管6是一種截面為圓形的長形件。半球形蓋子30與耐火保護(hù)管6互相連接的部位的直徑相同，并且是圓滑過渡的。因此，不存在形成臺階部位的問題。
圖29是說明本發(fā)明的又一種傳熱管道的重要部件的剖視圖。蓋子30擰緊在外傳熱管4的密封件10的陽螺紋部分31上，并且在螺紋部分上形成了氣密密封的間隙34、35。圖中所示的間隙35是一種在上述的螺紋部分中局部形成的間隙。在設(shè)置陽螺紋31的部分上做出了細(xì)小通孔36，該通孔36允許一部分待加熱的氣流8流入間隙34、35中。本實施例的結(jié)構(gòu)可使部分待加熱的氣流8通過間隙34、35流入上述頂端的間隙7中。其它的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與圖25相同，相同的部件以同樣的標(biāo)號表示，不作進(jìn)一步的說明。
因此，由于蓋子螺紋部分的間隙34、35相對于周圍的大氣呈正壓，故可防止外部的高溫氣體G滲入耐火蓋子30中。因此，也可防止蓋子本身受到損傷等。
圖30是說明本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的重要部件的透視圖。在該圖中，將4個圖27所示的單一的傳熱管道互相緊密接觸地排列在一起作為一個組件，然后將這種組合的管道結(jié)構(gòu)呈三排并以懸掛的方式置于高溫氣氛中。多個四方柱形的傳熱管道9以串聯(lián)的方式縱向排列，管道彼此間不留間隙，并與高溫氣流的方向相平行，從而可減少灰塵在耐火保護(hù)管6上的沉積。
在上述的實施例中，已說明凸形蓋子是半球形的，但本發(fā)明不限于這種形狀，例如，多面凸形(例如錐形，棱錐形、多面體等)也很適用。也可選用各種結(jié)構(gòu)來代替上述的螺紋結(jié)構(gòu)將蓋子30固定到耐火保護(hù)管6上和從保護(hù)管6上拆下蓋子。在一種其它的結(jié)構(gòu)中，在蓋子30上做出一個擋塊并將其插入到耐火保護(hù)管6的孔內(nèi)，將它們連接起來。
圖31是另一種實施例，其中，頂部密封件10用焊接法固定到外傳熱管4的頂端上，并且，在密封件10中做出一個陰螺紋孔37。在耐火蓋子30中設(shè)有一個三角形凹孔38，在凹孔38的三角形底部嵌入一個支承螺栓39。支承螺栓39的螺桿部分?jǐn)Q入陰螺紋孔37中。在密封件10和支承螺栓39中分別做出通孔36和40，通孔36和40互相對準(zhǔn)接通，以便引入部分待加熱的氣流，這樣便可保護(hù)支承螺栓39的表面。
在圖32所示的實施例中，在傳熱管道4的端部表面部分做出陰螺孔41，支承螺栓39的桿部分?jǐn)Q入陰螺孔41中。在支承螺栓39之上放入一個環(huán)狀的耐火材料支承器42，并由該支承器42支承耐火保護(hù)管6。在支承螺栓39中做出一個孔43，通過該孔43，將待加熱的氣流8引出通孔40。其它的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與圖31相同。在圖31和32所示的結(jié)構(gòu)中，耐火保護(hù)管6由支承螺栓牢牢地固定住。
在圖33所示的實施例中，將圖31所示的蓋子固定到由內(nèi)金屬傳熱管2與外耐火傳熱管29組成的傳熱管道9的頂端，如圖13所示。在圖34所示的實施例中，將圖32所示的蓋子固定到由內(nèi)金屬傳熱管2與外耐火傳熱管29組成的傳熱管道9的頂端(如圖13所示)。
實施例6下面參看圖35～38說明本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的實施例6。在這些圖中，相同的標(biāo)號表示相同的部件。
圖35所示的加熱高溫氣流的裝置1由位于高溫氣體流道44之上游的第一氣流加熱器45與位于該流道下游的第二氣流加熱器46組成。更具體地說，第一氣流加熱器45和第二氣流加熱器46分別具有圖25所示實施例的傳熱管道9。也就是說，這些加熱器具有由套有耐火保護(hù)管6的外傳熱管401、402和與外傳熱管401、402同軸設(shè)置的內(nèi)傳熱管201、202組成的傳熱管道501、502。用于構(gòu)成第一氣流加熱器45的內(nèi)傳熱管201與待加熱的氣流流道L1相連接，而用于構(gòu)成第二氣流加熱器46的內(nèi)傳熱管202與待加熱的氣流流道L1’相連接。此外，第一氣流加熱器45的外傳熱管401與第二氣流加熱器46的外傳熱管402通過連接管47互相連接起來。
在上述結(jié)構(gòu)的加熱高溫氣流的裝置1中，從與第二氣流加熱器46相連接的待加熱的氣流流道L1′中供入的低溫氣流8g′在流過內(nèi)傳熱管202而進(jìn)入外傳熱管402時，便被高溫燃燒廢氣G加熱，被加熱過的待加熱氣流8g1再通過連接管47進(jìn)入第一氣流加熱器45的外傳熱管401中，這樣，來自內(nèi)傳熱管202和已加熱氣流流道L1的氣流便變成溫度更高的氣流8g而可用作其它的熱源。
圖36示出又一個實施例，已在第二氣流加熱器46中加熱過的高溫氣流8g1通過連接通道47供入第一氣流加熱器45中的內(nèi)傳熱管201和外傳熱管401中，并在該加熱器中加熱成可用作其它熱源的較高溫的氣流8g，并從已加熱氣流的通道L1流出。
在上述的各實施例中所述的加熱高溫氣流的裝置1是將低溫的待加熱氣流8g′首先供入第二氣流加熱器46的內(nèi)傳熱管202中的。如果需要的話，低溫氣流8g′也可供入第二氣流加熱器46的外傳熱管402中。
圖37和38示出加熱高溫氣流的裝置1的又一個實施例。在圖37所示的加熱高溫氣流的裝置1中，待加熱的低溫氣流8g′一部分從支管L′1a供入第一氣流加熱器45的外傳熱管401并在其中加熱，而其余部分的待加熱氣流則從支管L′1b供入第二氣流加熱器46的內(nèi)傳熱管202并在其中加熱。已在第一氣流加熱器45和第二氣流加熱器46中加熱過的溫度較高的氣流8g則通過已加熱氣流通道L1流到其它的裝置中。
在圖38所示的加熱高溫氣流的裝置1中，一部分待加熱的低溫氣流8g′從支管L′1a供入第一氣流加熱器45的內(nèi)傳熱管201，并在其中加熱。由此加熱過的溫度較高的氣流8g通過已加熱的氣流通道L1流到其它裝置中。在上述圖示的每一實施例中，待加熱的低溫氣流8g′一部分從支管L′1a供入第一氣流加熱器45的外傳熱管401或內(nèi)傳熱管201，并在其中加熱，其余部分的待加熱的低溫氣流則從支管L′1b供入第二氣流加熱器的內(nèi)傳熱管202，并在其中加熱。需要的話，供入第二氣流加熱器46中的其余部分的待加熱的低溫氣流8g′可以供入外傳熱管402中。因此，待加熱的氣流8g′可以選擇性地供入第一氣流加熱器45和第二氣流加熱器46中。具體地說，在氣流供入第一氣流加熱器45的實施例中，氣流是供入內(nèi)傳熱管201的。在這種實施例中，將溫度較低的待加熱氣流8g′引入高溫部分的下端以防止該部分的氣流、管壁和耐火材料的溫度升高，從而使加熱高溫氣流的裝置具有長的使用壽命。
按照本實施例所示的加熱高溫氣流的裝置，通過上述的第一氣流加熱器和第二氣流加熱器引入一定量的待加熱氣流，從而使加熱裝置的長度小且可減少用于懸掛該裝置的支承結(jié)構(gòu)的總重量。還有一個優(yōu)點是可以很簡單地使加熱裝置中的高溫氣體的流道自動保持向上的狀態(tài)。此外，可使待加熱的氣流的流道面積相對于高溫氣流的流道面積比足夠大，故在引入一定量的待加熱的氣流時可減小流速從而有效地降低壓力的損失。
下面說明一種采用本發(fā)明的加熱高溫氣流的裝置的廢物處理設(shè)備的一種實施例。圖39示出一種廢物處理設(shè)備的簡圖。
在本實施例的廢物處理設(shè)備中，廢物50a(例如城市垃圾等)由例如雙軸剪切破碎機(jī)破碎成150mm或更小的碎片，再由傳送帶送入加料室50中。投入加料器50中的廢物50a由螺旋供料器送入熱分解反應(yīng)室52。本實施例的熱分解反應(yīng)器52采用水平旋轉(zhuǎn)圓筒，并由一種密封機(jī)構(gòu)(未示出)保持該圓筒處于低氧氣氛中。
廢物50a在熱分解反應(yīng)器52中進(jìn)行熱分解，其熱源是由加熱高溫氣流的裝置1加熱過的并由已加熱的氣流通道L1供入的熱氣流8g(加熱介質(zhì))，上述的裝置1是一種位于燃燒熔化爐53(下面將要說明)之后面的熱交換器。
通過引入熱空氣8g，使熱分解反應(yīng)器52保持在300～600℃，通常是450℃左右。
此外，由熱氣流8g加熱的廢物50a被熱分解成熱分解氣體G1和主要由不揮發(fā)組分組成的熱分解殘渣54，上述氣體和殘渣一起送入排料室55，在排料室55中使氣體G1與殘渣54分開。在排料室55中被分離出來的熱分解氣體G1通過熱分解氣體通道L2進(jìn)入燃燒熔化爐53的燃燒器56中。從排料室55流出的熱分解殘渣54溫度較高，比如說達(dá)540℃左右，因此，由冷卻器57冷卻至80℃左右，再供入由例如磁選型、渦流型、離心型或風(fēng)選型分離器(上述各型的分離器均是通用型)中的單種或多種機(jī)器綜合組成的分離器58中。在該分離器58中，殘渣被分離成細(xì)的可燃組分58d(包括灰分)和粗的不可燃組分58c，不可燃組分58c被回收在容器59中以備再用。
再將可燃組分58d用粉碎機(jī)60粉碎至例如1mm或更小，再由可燃組分通道L3供入燃燒熔化爐53的燃燒器56中，并在1300℃的高溫區(qū)與從熱分解氣體通道L2送來的熱分解氣體G1和由鼓風(fēng)機(jī)61吹入的用于燃燒的空氣61e一起燃燒。此時所產(chǎn)生的灰分由于燃燒熱而轉(zhuǎn)變成熔漿53f，這些熔漿沉積在燃燒熔化爐53的內(nèi)表面并沿其內(nèi)表面進(jìn)一步向下流動，再從底部出口62滴落入水池63中，并由于受冷而變成固體。
通常稱為熔化爐的燃燒熔化爐可使可燃組分58d例如炭等在約1300℃的高溫下燃燒并使含有灰分的不可燃組分熔化而產(chǎn)生熔漿53f和高溫的燃燒廢氣G2。熔漿53f滴落在水池63中而固化，而燃燒廢氣G2則作為一種溫度為1000～1100℃、流速為2～3米/秒的氣流由位于燃燒熔化爐后面的加熱高溫氣流的裝置1進(jìn)行熱回收。
本實施例的加熱高溫氣流的裝置1可以僅用一個高溫氣流加熱器或者是上述的若干個這樣的加熱器適當(dāng)組合而成。在圖25所示的實施例中，加熱高溫氣流的裝置由一對傳熱管和一個頂端帶有可拆卸的蓋子30的耐火保護(hù)管組成。這就是說，正如上面所述，即使蓋子30的中部由于與高溫氣流接觸而磨損或損傷，也只要簡單地更換一個新蓋子則可。一部分通過加熱高溫氣流的裝置1的燃燒廢氣G2通過廢熱鍋爐64的廢氣管L5進(jìn)行熱回收，并在灰塵收集器65中除塵，然后在廢氣清潔器66中除掉有害組分，再作為清潔的廢氣G3由感應(yīng)鼓風(fēng)機(jī)并通過煙囪68排到大氣中。從廢熱鍋爐64中得到的蒸氣流可通過帶有蒸汽渦輪的發(fā)電機(jī)69進(jìn)行發(fā)電。一部分清潔的廢氣G3由風(fēng)扇70通過冷氣管道L6送到冷卻器57中。
按照本實施例所述的廢物處理設(shè)備，加熱高溫氣流的裝置總體上具有長的壽命，因此，可提高廢物處理設(shè)備的工作效率。
實施例7圖40是本發(fā)明的實施例7的局部剖視圖。
熱交換器100設(shè)置在用于隔開高溫廢氣通道與外部大氣的高溫廢氣G的通道壁上，而加熱高溫氣流的裝置1與熱交換器100同軸地安裝，并位于由熱交換器包圍的廢氣通道內(nèi)。上述加熱高溫氣流的裝置1具有一個由內(nèi)金屬傳熱管2和外金屬傳熱管4以及耐火保護(hù)管6構(gòu)成的傳熱管道9，上述的外金屬傳熱管4之頂端封閉，并作為一種金屬壁同軸地套住內(nèi)傳熱管2，在內(nèi)、外管之間形成一個間隙3作為氣流通道，上述耐火保護(hù)管6頂端封閉，并安裝成同軸地套住外傳熱管4。
其內(nèi)表面與作為氣流通道的間隙3相連通的外傳熱管4與其外表面與廢氣通道44連通的耐火保護(hù)管6一起形成隔開氣流通道與廢氣通道的隔壁71。
在外傳熱管4的外表面與耐火保護(hù)管6的內(nèi)表面之間形成第一間隙7，外傳熱管4具有多個與上述第一間隙7連通的通孔。
耐火保護(hù)管6的封閉頂端6A的內(nèi)表面上設(shè)有螞蟻狀孔6a和6b，而外傳熱管4的封閉頂端4A的外表面上則設(shè)有用來分別與上述螞蟻狀孔6a、6b互相接合的螞蟻狀凸塊4a、4b，通過上述的孔6a、6b與凸塊4a、4b的互相接合，耐火保護(hù)管6的外部分便相對于外傳熱管4定位。
將多個支撐件72通過焊接固定在外傳熱管4的外表面上，該支撐件72用于支承耐火保護(hù)管6，以便使外傳熱管4與耐火保護(hù)管6之間形成的第一狹窄間隙7沿其全長基本均勻。通過支撐件72，使沉重的耐火保護(hù)管6相對于外傳熱管4牢牢固定并保持第一間隙7均勻。在支撐件72與耐火保護(hù)管6之間還形成第二間隙73，該間隙73與第一間隙7相通。
下面參看圖40來說明熱交換器100的結(jié)構(gòu)。該熱交換器設(shè)置在環(huán)繞加熱高溫氣流的裝置1的廢氣通道壁上。熱交換器100固定在燃燒熔化爐的廢氣出口處的爐壁上。在該熱交換器100中，設(shè)置一個隔板101將含有腐蝕性組分例如氯化氫等和灰塵的高溫低壓(例如氣體進(jìn)口溫度T大約為800～1500℃、氣體進(jìn)口壓力P1大約為-100～-4900Pa)的廢氣與溫度比燃燒廢氣低、壓力比燃燒廢氣高的氣流105的通道102隔開，氣流105的進(jìn)口溫度T3為例如300℃左右，其進(jìn)口壓力P3為例如大約1000～10000Pa。這樣，燃燒廢氣G的熱能便可傳輸給氣流105。
由熱交換器冷卻至溫度為T2(例如大約500°～1300℃)的壓力為P2的燃燒廢氣G再由廢熱鍋爐進(jìn)一步回收熱能，然后送至裝有吸風(fēng)機(jī)的廢氣處理站。在該廢氣處理站中對上述燃燒廢氣進(jìn)行處理，以收集灰分，去除毒性物質(zhì)，去除煙霧，再通過煙囪將經(jīng)過處理的廢氣排入大氣。
下面較詳細(xì)地說明熱交換器100。
圖41是上述熱交換器100的縱剖視圖，圖42是沿圖41的ⅣⅠ-ⅣⅠ線的水平剖視圖。如圖41和42所示，截面為矩形的廢氣通道44總體上占據(jù)了矩形截面的熱交換器100的大部分中心部分，氣流通道102由隔板101隔開，其截面為矩形并包圍著廢氣通道44。
隔板101帶有多個設(shè)在預(yù)定區(qū)域中的通孔103(見圖40，或下面要說明的圖43和44)。此外，該隔板101的一側(cè)(即外表面)上具有一個用作與氣流105相接觸的具有良好導(dǎo)熱性的金屬壁的金屬板106，上述隔板101的位于整個金屬板的另一側(cè)(內(nèi)表面107)上還具有一層用作表面與燃燒廢氣相接觸的耐火壁的多孔耐火陶瓷層109，并在金屬板與陶瓷層之間形成第一間隙108(見圖40，或下面要說明的圖43和44)。
作為陶瓷層109，最好是整體地涂敷在或噴涂在金屬板106的內(nèi)表面107上的厚度約為10～50mm的高導(dǎo)熱性和高耐熱性的可澆注成形的耐火材料例如碳化硅(sic)。富氧化鋁的耐火材料和氧化鉻耐火材料也可用于制作陶瓷層109。
陶瓷層109內(nèi)含有許多可讓氣體通過該層的空隙(即孔)。由于陶瓷層109設(shè)置在金屬板106的內(nèi)表面107上，故含有腐蝕組分的高溫燃燒廢氣G不會與金屬板106直接接觸，從而可防止金屬板發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。
在金屬板106與位于金屬板外邊并與金屬板保持一定間隙的外壁板110之間形成氣流通道102。
氣流通道102的下端部111做成與下氣室112相連通，以平衡供入的氣流105的壓力并使氣流完全平穩(wěn)地流過氣流通道102。氣流通道102的上端部113做成與上氣室115相連通，以平衡熱交換后的高溫氣流114的壓力，使之完全平穩(wěn)地從氣流通道102排出。
下面參看圖43～45說明熱交換器100的通道壁的結(jié)構(gòu)。圖43是熱交換器100的局部放大剖視圖，圖44是沿圖43的ⅣⅣ-ⅣⅣ線的水平剖視圖，圖45是圖43的金屬板106的表面的局部前視圖。
如圖43～45所示，與氣流105的通道102相接觸的金屬板106具有多個設(shè)置在規(guī)定部位的通孔103，而在其內(nèi)表面107上則設(shè)置有陶瓷層109，該陶瓷層109的一面(即前側(cè)面116)與燃燒廢氣G的通道44相接觸。
熱交換器100工作時，在金屬板106的整個內(nèi)表面107與陶瓷層109的整個另一面(后側(cè)面117)之間存在一個給定尺寸(最好為1～3mm)的第一間隙108，該間隙108與通孔103連通。內(nèi)部帶有通孔103的金屬板106呈上述的板狀結(jié)構(gòu)，但也可以是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的板或其他形式，只要這種板具有通孔一樣的開口即可。
有許多個支撐件118定位固定在金屬板106的內(nèi)表面107上，這些支撐件118用作支承陶瓷層109的支承件但保持第一間隙108。構(gòu)成隔板的支撐件118是鐵制品，呈V形棒狀結(jié)構(gòu)，通過焊接將其底部固定在金屬板上，其本體則埋入陶瓷層109內(nèi)。因此，這種支撐件可牢牢保持陶瓷層109就位。
在熱交換器工作時，在每個支撐件118的整個表面與陶瓷層109之間存在一定尺寸(最好為1～3mm)的第二間隙119，并與第一間隙108相連通。在某些情況下，可以不留第二間隙119。
為了形成上述的第一間隙108和第二間隙119，首先通過纏上乙烯樹脂例如乙烯薄板、乙烯帶或乙烯管，或纏上紙帶，或者涂上瀝青或涂料而制成一種層間材料。
更具體地說，在制成陶瓷層109之前，將金屬板106的內(nèi)表面107整個地蓋上聚氯乙烯薄板，或者整個地涂上含水涂料。
同時，在每個支撐件118焊到金屬板106上之前或之后，分別纏上聚氯乙烯制的隔熱帶，或套上市場可購到的自來水用的切短的乙烯管，或者涂上含水涂料。也可以將支撐件118浸入含水涂料的標(biāo)準(zhǔn)溶液中。
然后，在覆蓋在金屬板106的上述乙烯薄板等(即層間材料)的整個表面上涂敷或噴涂一種可澆注成形的含水碳化硅(或富氧化鋁的或氧化鉻的)材料，再將該材料加熱到例如大約500～600℃使之干燥和焙燒，從而得到陶瓷層109。
在上述加熱過程中，上述的乙烯薄板等在大約150～200℃或更高的溫度下熔融并揮發(fā)，最終消除之。
應(yīng)當(dāng)注意，支撐件118的熱膨脹系數(shù)比陶瓷層109的大，在此情況下，可在室溫(例如20℃)下預(yù)先使支撐件118與陶瓷層109之間形成間隙119，這樣，即使熱交換器100在使用中處于高溫下而使支撐件118發(fā)生比陶瓷層大得多的膨脹，間隙119也能抵消熱膨脹系數(shù)差異造成的影響。
因此，制成的結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)因構(gòu)件加熱和冷卻時熱膨脹的差異而極易產(chǎn)生的應(yīng)力。因而可防止陶瓷層109的開裂或斷裂。
除了上面所述的要注意熱膨脹系數(shù)之差異之外，第二間隙119最好做成在室溫下具有較大的尺寸，這樣在熱交換器使用時該間隙便可具有理想的尺寸。
在此情況下，即使熱交換器100在高溫加熱的狀態(tài)下工作，也能抵消熱膨脹系數(shù)差異的影響，使支撐件118的整個表面與陶瓷層109之間總是存在第二間隙119。因此，第二間隙119和第一間隙108總是互相連通。
由于廢氣通道44與氣流通道102由隔板101隔開，故在流過氣流通道102的氣流105與流過廢氣通道44的燃燒廢氣G的量相當(dāng)時，前者的壓力便大于后者。
因此，在氣流通道102中流動的高壓氣流105在上述壓力差的作用下，通過通孔103和第一間隙108，而進(jìn)入陶瓷層109中，而支撐件118周圍具有第二間隙119的情況下，則還可通過間隙119而進(jìn)入陶瓷層109。
然后，氣流105通過陶瓷層109的空隙流向廢氣通道44(如箭頭120所指)，并在到達(dá)陶瓷層109的表面時，進(jìn)入廢氣通道44內(nèi)，并與燃燒廢氣G相混合。
在本實施例中，利用許多的支撐件118使相對于金屬板106設(shè)置的沉重的陶瓷層109可靠地保持定位，并在該陶瓷層與金屬板之間形成第一間隙108。因此，可以極為牢固地且足夠穩(wěn)定地支承陶瓷層109，從而使小尺寸(例如1～3mm)的間隙108總是保持其均勻性。
另外，由于氣流沿整個陶瓷層109流向廢氣通道44，所以，即使在燃燒廢氣G企圖侵入陶瓷層109并流向金屬板106和支撐件118時，也可將該氣體推回。
因此，燃燒廢氣幾乎不會侵入陶瓷層109，也不會與金屬板106和支撐件118相接觸。從而保護(hù)金屬板106和支撐件118免受燃燒廢氣G中所含的腐蝕性組分的腐蝕。這就顯著地延長金屬板106和支撐件118的使用壽命。
在本實施例中，為了使燃燒廢氣G不致于進(jìn)入陶瓷層109內(nèi)，將陶瓷層109的表面116做成不會沉積燃燒廢氣G中所含的灰塵，所以表面116必定是保持清潔的。因此，金屬板106不會發(fā)生由于灰塵沉積造成的腐蝕，也就避免了傳熱效率的降低。更具體地說，本實施例中由于延長了金屬板106和支撐件118的使用壽命而明顯提高了熱交換器100的工作壽命。
此外，由于設(shè)置了第一間隙108，在相鄰的通孔103之間及它們之中不會出現(xiàn)陶瓷層109中沒有氣流的部分。另外，即使陶瓷層109中的孔隙是不規(guī)則的，也不會發(fā)生燃燒廢氣G反向流動并最終接觸金屬板106的情況。
因此，可以根據(jù)直徑d(孔徑)來設(shè)定每個通孔103的間距，使之大于現(xiàn)有技術(shù)(日本實用新型(公開)No.6-40668)的熱交換器中的間距，從而減少要打的通孔103的數(shù)目，這就減少了鉆出孔103的工作量，簡化了熱交換器100的制造。
圖46示出本實施例的熱交換器的試驗結(jié)果。如圖所示，在金屬板201上鉆出多個通孔202，在金屬板201與耐火材料板203(例如，可澆注成形的碳化硅之類的耐火材料)之間形成給定尺寸(例如n=2～3mm)的間隙204，該間隙204與通孔202相連通。
因此，當(dāng)氣流206供入位于金屬板201后面的氣室205時，流過通孔202的氣流206便在作為加壓室的間隙204內(nèi)大致均勻地加壓，然后向上流過耐火材料板203，這一點已由涂在耐火材料板203的一個表面上的肥皂水均勻產(chǎn)生的遍布該表面的肥皂泡207所證實。
圖47和48示出本發(fā)明的又一種熱交換器100。圖47是類似于圖42的水平剖視圖，圖48是圖47的局部放大剖視圖，這種形式的熱交換器100的縱剖面與圖41的結(jié)構(gòu)基本相同。
在上述的類似于圖42的熱交換器100中，設(shè)置一種隔板101，將含有腐蝕性組分和灰塵的高溫的和低溫的燃燒廢氣流過的燃燒廢氣通道44與溫度低于和高于燃燒廢氣的氣流105流過的氣流通道102隔開以便將廢氣的熱能傳輸給氣流105。
隔板101具有多個設(shè)置在規(guī)定部位的通孔103；多個分別在其一個表面(內(nèi)表面104)做成與氣流105接觸的金屬壁的金屬管106；一個位于金屬管106的另一面(外表面107)上的多孔性陶瓷層109，該陶瓷層109的一個面(前表面116)具有與燃燒廢氣G相接觸的耐火材料壁；和多個用作支承陶瓷層109的支承件的支撐件118。
當(dāng)熱交換器100工作時，在金屬管106的整個外表面107與陶瓷層109的另一整個面(背面117)之間形成第一間隙108，該間隙108與通孔103連通。
如圖47所示，熱交換器100的整個截面做成與圖42類似的大致為矩形，并且廢氣通道44占據(jù)熱交換器100中央的絕大部分。
用作金屬壁的多個金屬管106各自的內(nèi)部用作氣流通道102，并且圍繞熱交換器100的廢氣通道44垂直地安裝。各金屬管分別固定在連接板121上。
上述金屬管106具有一定數(shù)目的在預(yù)定部位鉆出的通孔103。例如，可以使全部金屬管106都帶有多個通孔103，但是，也可以是帶有通孔103的金屬管106和不帶通孔103的金屬管106交替地排列，如圖48所示。這就可減少帶有通孔103的金屬管的數(shù)目，節(jié)省鉆出孔103的工時和費用。
在陶瓷層109與金屬管106之間以及陶瓷層109與連接板121之間存在著第一間隙108，該間隙與通孔103相連通。
上述陶瓷層109的材料與上一個實施例(圖41)相同。通過多個支撐件118沿廢氣通道44支持陶瓷層109，上述的支撐件118作為支承件分別固定在金屬管106和連接板121中的一種或兩種的規(guī)定部位上，上述的支撐件118通常是鐵制的平板狀，但也可制成V形棒狀。
在本實施例中，每個支撐件118的底部被焊到金屬管106的外表面上，而其本體部位則埋入陶瓷層109中。因此，陶瓷層109可牢牢地保持與金屬管106的相對位置，而且，第一間隙108總是保持其給定尺寸(例如1～3mm)。在使用熱交換器100時，在每個支撐件118的整個表面與陶瓷層109之間也形成給定尺寸(例如1～3mm)的第二間隙119，該間隙與第一間隙108相通。
本實施例中的第一間隙108和第二間隙119按照圖41所示實施例中的第一和第二間隙108、119相同的方式形成。
由于處于加熱狀態(tài)的熱交換器100帶有上述的第二間隙119，故可以如上述那樣，即使熱交換器在使用中處于高溫狀態(tài)下也可以消除支撐件118和陶瓷層109之間的熱膨脹差異造成的影響。而且，由于在每個支撐件118的整個表面與陶瓷層109之間總是存有間隙，所以第二間隙119與第一間隙108保持連續(xù)的連通。
氣流通道102中的氣流105在壓力差的作用下流過通孔103和第一間隙108，進(jìn)而進(jìn)入陶瓷層109。氣流105的一部分從第一間隙108流到環(huán)繞支撐件118的第二間隙119中，然后進(jìn)入陶瓷層109。該氣流105繼續(xù)沿箭頭122所示方向向著廢氣通道44流過散布在陶瓷層109內(nèi)的孔穴，最后進(jìn)入廢氣通道44。
如上所述，陶瓷層109中含有易于向著廢氣通道44流動的氣流，因此，即使燃燒廢氣G被迫進(jìn)入陶瓷層109并向金屬管106和連接板121流動也會被沿箭頭122方向流動的氣流所推回。
因此，燃燒廢氣幾乎不會侵入陶瓷層109，也不會與金屬管106、連接板121和支撐件118相接觸，這就可保護(hù)金屬管106、連接板121和支撐件118免受燃燒廢氣中所含的腐蝕性組分的腐蝕，從而顯著延長這些零件106、121、118的使用壽命。
由于設(shè)置了第一和第二間隙108、119，故可得到如圖41的實施例所得到的同樣好處。上述陶瓷層109由支撐件118堅固地支承。
在此之前，支撐件118在與侵入陶瓷層109的燃燒廢氣相接觸時會受到嚴(yán)重的腐蝕，因此現(xiàn)有技術(shù)用可鑄的防腐蝕材料將這些支撐件覆蓋起來。
在本實施例中，與現(xiàn)有技術(shù)不同，有部分氣流從第二間隙向著廢氣通道44流過陶瓷層109。因此可以阻止燃燒廢氣侵入陶瓷層109且隨后與支撐件118相接觸。這就可省去上述的用于提高抗腐蝕性的可鑄材料，從而使熱交換器結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。
在上述結(jié)構(gòu)的隔板中，將多個支承件固定到金屬板上，從而保持每個金屬壁與耐火材料壁的相對位置。因此金屬壁與耐火材料壁之間總是均勻地保持一個細(xì)小的間隙。
另外，即使在金屬壁與耐火材料壁之間存在上述間隙的情況下，上述沉重的耐火材料壁也可堅固地被支承而保持與金屬壁的相對位置。這就可使熱交換器不僅可以垂直地安裝，而且可以水平地和傾斜地安裝，對熱交換器的定位不會有什么限制。
而且，由于有許多用鐵制的并具有高導(dǎo)熱性的支撐件(支承件)固定在金屬板等部件上，所以，在支撐件受到燃燒廢氣加熱時，所受的熱量會傳輸?shù)浇饘侔宓炔考?。因此改善了熱交換器的傳熱效率。
在上面所述的各個實施例中，燃燒熔化爐中的燃燒氣流借助熱交換器進(jìn)行燃燒。該氣流并不特別限于在熱交換器中進(jìn)行燃燒，而且可用作熱分解鍋筒(未示出)中的氣流或其他的氣流。
雖然在上述的各實施例中采用了第一和第二間隙，但是，只設(shè)第一間隙，而省去第二間隙也是可以的。
熱交換器的整個截面形狀除了上述各實施例所示的矩形以外，還可以做成圓形、多角形、橢圓形等。在相關(guān)的圖中，相同的或相似的部件用同樣的標(biāo)號表示之。
雖然上面已結(jié)合附圖所示實施例極為詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但是不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明僅限于這些實施例，應(yīng)該指出的是，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，該裝置設(shè)置在一種含有高溫氣體的氣氛中，并具有一個用來在與高溫氣體發(fā)生熱交換時加熱流過傳熱管道的待加熱氣流的傳熱管道，該傳熱管道含有一根或多根安裝成讓待加熱氣流流過的傳熱管和一個耐火材料制成的耐火保護(hù)管，該耐火保護(hù)管同軸地罩住上述傳熱管，并使傳熱管與耐火保護(hù)管之間形成一個間隙。
2．一種加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，該裝置設(shè)置在一種含有高溫氣體的氣氛中，并具有一個用來在與高溫氣體發(fā)生熱交換時加熱流過傳熱管道的待加熱氣流的傳熱管道，該傳熱管道含有一個用金屬制成的在其頂端敞開的內(nèi)傳熱管和一個用耐火材料制成的并同軸地罩住上述內(nèi)金屬傳熱管的外傳熱管，在上述內(nèi)傳熱管與外傳熱管之間形成一個間隙，當(dāng)待加熱氣流流過內(nèi)傳熱管之后，便在從內(nèi)傳熱管的開口端流入內(nèi)傳熱管與外傳熱管之間的間隙通道的同時被高溫氣體加熱。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管的結(jié)構(gòu)上具有橫截面為帶角形的面。設(shè)置多個上述的傳熱管道并且使其與相鄰的耐火保護(hù)管或者外耐火傳熱管在其帶角面上彼此面對面相接觸而固定。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或3的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的傳熱管道的傳熱管包含一個用金屬制成的內(nèi)傳熱管和一個用金屬制的并套在上述內(nèi)金屬傳熱管外面的外傳熱管，在上述兩種傳熱管之間形成一個間隙，待加熱氣流在流過內(nèi)管與外管之間的間隙時被高溫氣體所加熱，上述的耐火保護(hù)管安裝成罩住外金屬傳熱管并與該外管同軸地設(shè)置，在上述保護(hù)管與外管之間形成一個間隙。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或3的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的傳熱管道的傳熱管包含一個金屬制成的外傳熱管和一個安裝成與上述外管的一端連通的內(nèi)管，在該內(nèi)管與外管之間形成一個間隙，上述內(nèi)管做成一種導(dǎo)熱性比金屬小的隔熱結(jié)構(gòu)，待加熱氣流在流過外金屬傳熱管與內(nèi)隔熱管之間的間隙時，沿外金屬傳熱管的外壁被高溫氣體所加熱。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的內(nèi)管用一種導(dǎo)熱性比金屬低的隔熱材料制成。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的內(nèi)管做成一種將隔熱材料填入兩層金屬管之間的隔熱結(jié)構(gòu)。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的內(nèi)管做成一種由金屬制成并且呈一種雙管抽真空方式的隔熱結(jié)構(gòu)。
9．根據(jù)權(quán)利要求6或7的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的隔熱材料是陶瓷。
10．根據(jù)權(quán)利要求4～9中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，待加熱的氣流沿著與高溫氣體流相反的方向流過構(gòu)成傳熱管道的內(nèi)管與外管之間的間隙。
11．根據(jù)權(quán)利要求1,3～9中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，有多個支承件牢牢地置于傳熱管下面，以支承上述的耐火保護(hù)管。
12．根據(jù)權(quán)利要求4～11中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，在上述的外金屬傳熱管的壁上設(shè)有通孔使上述的間隙與待加熱氣流的流道相連通。
13．根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，在傳熱管的頂端與耐火保護(hù)管或耐火傳熱管的頂端相對的區(qū)域形成一個隔開的空間，待加熱氣流被引進(jìn)該兩管頂端的相隔的空間內(nèi)。
14．根據(jù)權(quán)利要求4～11中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，設(shè)置一種裝置將外加氣流引入上述的耐火保護(hù)管與外金屬傳熱管之間的間隙內(nèi)。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，在外金屬傳熱管的頂端與耐火保護(hù)管頂端相對的區(qū)域形成一個隔開的空間，將外加氣流引入該兩管頂端相隔開的空間內(nèi)。
16．根據(jù)權(quán)利要求1～15中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管的頂端做成凸出狀，以便減小對高溫氣體流的阻力。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，所述的凸出狀是半球形的。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，所述的凸出狀是圓錐形的。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，所述的凸出狀是一種凸出的多面體形。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，所述的凸出狀是由平面或曲面構(gòu)成的或者由平面和曲面構(gòu)成的凸出形狀。
21．根據(jù)權(quán)利要求16～20中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，傳熱管道的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管做成其截面為圓形的柱子狀，并且，每根管從其凸出的頂端至其基端做成圓滑過渡。
22．根據(jù)權(quán)利要求16～20中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述傳熱管道的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管做成其截面為四邊形的柱子狀，每個管從其凸出的頂端至其基端做成圓滑過渡。
23．根據(jù)權(quán)利要求1～15中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管的頂端做成一種可拆卸的耐火蓋子。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，所述的耐火蓋子做成凸出狀，以便減小對高溫氣流的阻力。
25．根據(jù)權(quán)利要求23的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述的耐火蓋子與傳熱管的頂端是螺紋連接的，并在實現(xiàn)螺紋連接后使頂端相對處形成一個局部間隙，而且，傳熱管的頂端設(shè)有一個通孔，使通過的待加熱氣流部分地流入上述間隙中。
26．根據(jù)權(quán)利要求23～25中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述傳熱管道的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管做成其截面為圓形的柱子狀，上述的蓋子與任一根管以外部圓滑過渡的方式互相連接。
27．根據(jù)權(quán)利要求23～25中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，上述傳熱管道的耐火保護(hù)管或外耐火傳熱管做成其截面為四邊形的柱子狀，上述的蓋子與任一根管子以外部圓滑過渡的方式互相連接。
28．根據(jù)權(quán)利要求1～27中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，該裝置含有一個置于高溫氣體流道之上游處的第一氣流加熱器，和一個置于高溫氣體流道之下游處的第二氣流加熱器，待加熱的氣流供入第二氣流加熱器并在此加熱，然后將加熱后的氣流傳送到上述的第一氣流加熱器中。
29．根據(jù)權(quán)利要求1～27中任一項的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，該裝置含有一個置于高溫氣體流道之上游處的第一氣流加熱器和一個置于上述流道之下游的第二氣流加熱器，待加熱氣流分別供入第一加熱器和第二加熱器進(jìn)行加熱，兩股已加熱的氣流合并在一起，然后向外流出。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的加熱高溫氣流的裝置，其特征在于，一部分待加熱的氣流供入構(gòu)成第一氣流加熱器的傳熱管(或者說外管和內(nèi)管)中的任一個并在其中加熱，其余部分的待加熱氣流供入構(gòu)成第二氣流加熱器的傳熱管，或者外管和內(nèi)管中的任一個，并在其中加熱。
31．一種用于熱交換器中隔開氣流通道與廢氣通道的隔板，其特征在于，該隔板含有一個其一面與氣體通道相接觸的金屬板，在該金屬板的外側(cè)與耐火材料板的另一側(cè)之間形成第一間隙，該間隙與設(shè)置在金屬板上的透孔連通，從而使燃燒過的含有腐蝕性組分和灰塵的廢氣流入廢氣通道中，有多個支承件牢牢地固定在金屬板的另一面上以便支承耐火材料板。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的用于熱交換器中的隔板，其特征在于，在上述支承件與耐火材料板之間形成一種第二間隙，該間隙與上述的第一間隙相通。
33．一種用于制造熱交換器中用來隔開氣流通道與廢氣通道的隔板的方法，所述隔板含有一個其一個側(cè)面與氣流通道相接觸的金屬板和一個其一個側(cè)面與廢氣通道相接觸的耐火材料板，在金屬板的另一側(cè)面與耐火材料板的另一側(cè)面之間形成一種第一間隙，該間隙與設(shè)在金屬板上的透孔相連通，從而使燃燒過的含有腐蝕性組分和灰分的廢氣流入廢氣通道，有多個支承件牢牢地固定在金屬板的另一面上，以支承耐火材料板，其特征在于，上述的工藝包含如下步驟在金屬板的另一側(cè)面上覆蓋乙烯薄板或紙帶，或者在該側(cè)面上涂上瀝青或涂料，制成一種上述金屬板側(cè)面的層間材料，然后在該層間材料上涂敷或噴涂一種可澆注成形的含水材料，再加熱使其干燥和焙燒，而形成耐熱材料板并除去上述的層間材料，結(jié)果，在除去層間材料處便形成耐火材料板的第一間隙。
34．一種制造熱交換器中用的隔板的方法，其中，在支承件與耐火材料板之間形成一種第二間隙，并與第一間隙連通，其特征在于，上述的工藝包含如下步驟在支承件焊到金屬板上之前或者之后，在支承件上纏繞聚氯乙烯絕緣帶，或套上一段切短的乙烯管，制成一種支承件的層間材料，然后在該層間材料上涂敷或噴涂一種可澆注成形的含水材料，再進(jìn)行加熱使之干燥和焙燒而形成耐熱材料板并除去上述的層間材料，結(jié)果，在除去層間材料處便形成了支承件上的第二間隙。
35．一種廢物處理設(shè)備，它帶有一個使廢物熱分解而產(chǎn)生熱分解氣體和熱分解殘渣的熱分解反應(yīng)器；一個將熱分解殘渣分開成可燃組分和不可燃組分的分離器；一個可使上述熱分解氣體和可燃組分在可熔化粉塵的溫度下燃燒而排出熔漿狀的不可燃物質(zhì)的燃燒熔化爐，和一個加熱高溫氣流的裝置，在該裝置中，通過與氣流的熱交換而回收高溫氣體的熱能，其特征在于，上述的加熱高溫氣流的裝置是權(quán)利要求1～30中任一項所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明可延長通過熱交換作用回收廢物處理設(shè)備中產(chǎn)生的高溫廢氣中的熱能的高溫氣流加熱裝置的使用壽命,提高該加熱裝置的工作速率和熱交換的熱能回收效率,并使該高溫氣流加熱裝置不易變形,減少灰塵沉積量。其解決措施是:在高溫氣體環(huán)境中設(shè)置一種高溫氣流加熱裝置,使在傳熱管道內(nèi)流動的待加熱氣流與高溫氣體進(jìn)行熱交換而被加熱。上述的傳熱管道包含一種供待加熱氣流流通的傳熱管和一種耐火材料制成的耐火保護(hù)管。該耐火保護(hù)管與上述傳熱管同軸地安裝并套住傳熱管,且在它們之間形成一個間隙。耐火保護(hù)管的橫截面是多角形的,將多個傳熱管道安裝在一起使相鄰的傳熱管道以多角形截面的一面互相接觸而固定之。
文檔編號F23G5/46GK1215468SQ9719352
公開日1999年4月28日 申請日期1997年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月29日
發(fā)明者難波政雄, 三浦健藏, 木內(nèi)英洋, 里山輝夫, 友保純直, 原田裕昭, 嶋村和郎, 手塚則雄 申請人:三井造船株式會社