CN102818389A - 一种高温废气降温、余热回收方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高温废气降温、余热回收方法及其装置，该方法包括下述步骤：高温废气经气流通道与热交换单元筒的外壁相接触并放热，从而降温；导热媒介吸收热交换单元筒外壁传过来的热量，传热给内置于导热媒介中的金属管，金属管中的水被加热，热水回用。该方法能快速、高效地降低工业高废气的排放温度，同时能大量提供热能转换后的副产品热水，为企业节能减排；该装置包括外壳和热转换单元筒，结构简单、降温效果好，热回收效率高，日常维护就如同清洗普通通风管道一样简单。
Description
技术领域
本发明涉及能源回收再利用领域，尤其涉及一种高温废气降温、余热回收方法及其装置。
背景技术
余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性的影响，在已投运的工业企业耗能装置中，在原始设计中未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
工业余热资源普遍存在，特别在钢铁、化工、石油、建材、轻工和食品等行业的生产过程中，都存在丰富的余热资源，所以充分利用余热资源是企业节能的主要内容之一。
在此大背景下，各种板式、热管式余热回收器如雨后春笋般从出不穷。但当前市场上许多余热回收器的热回收效率低，持续运行性差，即这些设备随着使用时间的延长，因无法彻底清洁热管，导致热管表面被污物包裹，逐步失去原有的热交换效果。
同时高温工业废气也需做净化处理，但因温度过高所以在作净化处理前需对高温废气进行降温才能满足净化设备的工作要求。而传统降温方式则是水喷淋或风冷等，设备体积大降温效率低，又会造成污水二次污染。
发明内容
本发明提供一种高温废气降温、余热回收方法，包括下述步骤：高温废气经气流通道与热交换单元筒的外壁相接触并放热，从而降温；导热媒介吸收热交换单元筒外壁传过来的热量，传热给内置于导热媒介中的金属管，金属管中的水被加热，热水回用。
本发明还提供一种高温废气降温、余热回收装置；该方法能快速、高效地降低工业高废气的排放温度，同时能大量提供热能转换后的副产品热水，为企业节能减排；该装置结构简单、降温效果好，热回收效率高，日常维护就如同清洗普通通风管道一样简单。
该装置的外壳为两端开口的空心结构，内置热交换单元筒，二者通过固定肋板连接；所述热交换单元筒亦为两端开口的空心结构，其外侧壁和内侧壁围成密闭储液腔，该储液腔内设有金属管盘绕与热交换单元筒的内侧壁；外壳的两端各为进气口或出气口；热交换单元筒将外壳围成的柱形空间分成内外两层；金属管的两端端头各穿过热交换单元筒的两端和外壳，为进水口和出水口；另设有管道穿过外壳与热交换单元筒的储液腔相连通，为灌液口。
储液腔内充有水或比热容低于水的液体作为导热媒介。
导热媒介可增快传热效率。
导热媒介的体积占储液腔的容积的12%-16%。
所述储液腔中有负压。
因为在出厂前将储液腔抽真空至负压1.3×10-1—1.3×10-4Pa，后充入导热媒介。
有负压后充入导热媒介，以减少储液腔内的空气，使导热媒介中的气泡减少，从而增快传热效率。
作为对本发明的进一步改进，外壳内放置有1个以上的直径逐次减小的热交换单元筒。
在本装置的外壳内形成多层气流，进一步增加工作时的换热面积，增强设备的换热效率。
外壳下侧设有维护孔，用活动盖板密封，便于对装置内部污物进行清理。
用法兰连接通风管道和本发明所述装置的一端。
当工业高温废气被收集后通过相关管路导引而进入该余热回收装置时，在中间热转换单元筒的作用下，高温废气自动流入内层气流通道与外层气流通道中，即与热转换单元筒的内外两面同时接触。热转换单元筒的主体即储液腔，内部充满具有超强热转换效率的导热媒介，当热转换单元筒的外壳与高温废气直接接触时，高温废气中的热量通过筒壳迅速传递到内部导热媒介中，使导热媒介温度急剧升高；而在导热媒介中包含有环型金属管，金属管内流动的是自来水，所以当导热媒介温度升高时即向其内部温度较低的环型金属管放热，将从高温废气中吸收的热量直接导入环形金属管，再经环形金属管传入管内的自来水中，使温度较低的自来水通过环形金属管吸收导热媒介中热量将其温度提高变成热水流出金属管。
此方法与装置主要功能为两点：余热回收利用及废气降温。利用导热效率高的导热媒介迅速从高温废气中吸收热量，而高温废气中的热量因大量被导热媒介所吸收，使其排放出的废气温度得到降低。直接采用流动性好的自来水做冷却水，利用环形金属管内的自来水吸收导热媒介中的热量，使自来水温度升高，则排放出的热水即可做生产用热水或职工生活用热水，节省企业的能源消耗。
该方法与装置还可与工业仪器仪表及PLC控制系统配合使用，提高其自动化程度。
本发明所述高温废气降温、余热回收方法及其回收装置的优点包括：
1）结构合理、高效、实用性强。
2）环保、节能、维护方便。
3）可塑性强，可与各种仪器仪表组合使用，可智能化控制。
4）热转换单元与高温废气接触性好，热量交换效率高，降温效果好。
5）可将该装置串联或并联使用，增加降温及余热回收的效果。
6）使用过程中为企业节能效果显著。
附图说明
附图1：本发明所述高温废气降温及余热回收装置的结构示意图。
附图2 ：本发明所述高温废气降温及余热回收装置的纵向截面图。
附图3 ：本发明所述高温废气降温及余热回收方法的工艺流程图。
其中：1-进气口，高温废气由此导入装置。
2-进水口，自来水由此进入环形金属管。
3-灌液口，由此灌入液体导热媒介。
4-固定肋板。
5-外壳。
6-储液腔，内储导热媒介。
7-环形金属管，其中流动冷却自来水。
8-出水口，自来水由此流出环形金属管。
9-出气口，高温废气由此导出装置。
10-维护孔。
11-气流内通道，高温气流通过，与热转换单元充分接触。
12-气流外通道，高温气流通过，与热转换单元充分接触。
13-热转换单元筒。
14-冷却水。
15-法兰，连接通风管道。
具体实施方式 ：
一种高温废气降温、余热回收装置：该装置的外壳5为两端开口的空心圆柱，内置热交换单元筒13，二者通过固定肋板4连接；所述热交换单元筒13亦为空心圆柱状，其外侧壁和内侧壁围成密闭储液腔6，该储液腔6内设有金属管7盘绕与热交换单元筒13的内侧壁；外壳5的两端各为进气口1或出气口9；热交换单元筒13将外壳5围成的柱形空间分成内外两层；金属管7的两端端头各穿过热交换单元筒13的两端和外壳5，为进水口2和出水口8；另设有管道穿过外壳5与储液腔相6连通，为灌液口3。
储液腔6内充有水作为导热媒介。
储液腔6内的水占储液腔容积的12%-16%。
储液腔内有负压。
外壳下侧设有维护孔10，用活动盖板密封。
用法兰15连接通风管道和本发明所述装置的一端。
处理流程为：
工业生产过程中产生的高温废气经通风管道引导通过进风口1进入该装置，管道引进的高温废气被热转换单元筒13分成两部分通入气流内通道11和气流外通道12，高温废气在气流通道内与热转换单元筒13进入热量交换。即热转换单元筒内储存的导热媒介6将高温废气中的热量迅速吸收，使导热媒介6温度急聚升高，高温状态的导热媒介6则会直接向其内部的环形金属管7放热，环形金属管7吸收热量后又将热量传入管内流动的冷却水9中，管内冷却水9直接由进水口2流入的自来水充当，自来水由进水口2流入环形金属管7中，再经出水口8流出形成流动状态，将导热媒介6中的热量带走形成循环热量交换过程。最终效果是高温废气温度得到降低，冷却水由冷水变成热水排出。
效果：2T的燃煤蒸汽锅炉，热水回用后节约燃煤约40%以上；锅炉排放的约178度高温废气，经该装置降温后排放的废气温度约80度，降温效率达46%。
Claims (8)
1.一种高温废气降温、余热回收方法，其特征在于该方法包括下述步骤：高温废气经气流通道与热交换单元筒的外壁相接触并放热，从而降温；导热媒介吸收热交换单元筒外壁传过来的热量，传热给内置于导热媒介中的金属管，金属管中的水被加热，热水回用。
2.权利要求1所述的高温废气、余热回收方法所用的装置，其特征在于： 该装置的外壳为两端开口的空心结构，内置热交换单元筒，二者通过固定肋板连接；所述热交换单元筒亦为两端开口的空心结构，其外侧壁和内侧壁围成密闭储液腔，该储液腔内设有金属管盘绕与热交换单元筒的内侧壁；外壳的两端各为进气口或出气口；热交换单元筒将外壳围成的柱形空间分成内外两层；金属管的两端端头各穿过热交换单元筒的两端和外壳，为进水口和出水口；另设有管道穿过外壳与热交换单元筒的储液腔相连通，为灌液口。
3.根据权利要求2所述的高温废气降温、余热回收装置，其特征在于所述储液腔内充有水或比热容小于水的液体作为导热媒介。
4.根据权利要求2所述的高温废气降温、余热回收装置，其特征在于所述储液腔内充有水或比热容低于水的液体作为导热媒介。
5.根据权利要求2所述的高温废气降温、余热回收装置，其特征在于所述导热媒介的体积占储液腔的容积的12%-16%。
6.根据权利要求2所述的高温废气降温、余热回收装置，其特征在于所述储液腔中有负压。
7.根据权利要求3所述的高温废气降温、余热回收装置，其特征在于外壳内放置有一个以上的直径逐次减小的热交换单元筒。
8.根据权利要求3所述的高温废气降温、余热回收装置，其特征在于外壳下侧设有维护孔，用活动盖板密封。
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 211106 NANJING, JIANGSU PROVINCE TO: 225824 YANGZHOU, JIANGSU PROVINCE |
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Effective date of registration: 20141223 Address after: Guo Xia Lu Baoying County in Jiangsu province 225824 Yangzhou City Summer Town Industrial Zone Patentee after: Yangzhou Kechuang Environmental Engineering Technology Co. Ltd. Address before: 211106 6 Jin Demao garden, 8 Buddha Road East, Jiangning District, Jiangsu, Nanjing Province, 102 Patentee before: Pei Dengming |
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Denomination of invention: Method and device for cooling high-temperature waste gas and recovering waste heat Effective date of registration: 20190118 Granted publication date: 20140709 Pledgee: Baoying Branch of Bank of China Limited Pledgor: Yangzhou Kechuang Environmental Engineering Technology Co. Ltd. Registration number: 2019320000057 |
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Address after: Guo Xia Lu Baoying County in Jiangsu province 225824 Yangzhou City Summer Town Industrial Zone Patentee after: Kechuang Yangzhou Environmental Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: Guo Xia Lu Baoying County in Jiangsu province 225824 Yangzhou City Summer Town Industrial Zone Patentee before: NANJING KECHUANG ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
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