CN103657402B - 催化净化和换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种催化净化和换热系统，包括：壳体、换热器主体、分隔件、热载体、烟气通路和空气通路，壳体限定有腔室。换热器主体设置在腔室内且绕换热器主体的中心轴线可旋转。分隔件沿着中心轴线的方向设置在换热器主体内，且将换热器主体分隔成相对的第一容纳部分和第二容纳部分。热载体含有催化剂且分别容纳在第一容纳部分和第二容纳部分中。烟气通路设置成与所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的一个相连通。空气通路设置成与所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的另外一个相连通，以使空气与其中容纳的所述热载体进行换热。根据本发明的催化净化和换热系统，可在连续催化去除有害气体或脱硝的过程中实现废热的再利用。

Description

催化净化和换热系统

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种催化净化和换热系统。

背景技术

在现有的脱硝或者去除其他有害气体的工艺中，需要在一定的温度之下进行。例如，在现有技术中，通常将低温烟气加热到一定温度后再脱硝，或对热烟气使用换向方法间断进行脱硝，由此造成的问题在于，烟气加热浪费了很大一部分能量，且脱硝效果差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可在连续催化去除有害气体或脱硝的过程中实现废热的再利用的催化净化和换热系统。

根据本发明实施例的催化净化和换热系统，包括：壳体，所述壳体限定有腔室；换热器主体，所述换热器主体设置在所述腔室内且绕所述换热器主体的中心轴线可旋转；分隔件，所述分隔件沿着所述中心轴线的方向设置在所述换热器主体内，且将所述换热器主体分隔成相对的第一容纳部分和第二容纳部分；热载体，所述热载体含有催化剂且分别容纳在所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中，所述热载体由非金属材料所形成；烟气通路，所述烟气通路设置成与所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的一个相连通，以将从所述烟气通路的入口端通入的烟气与容纳在所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的一个的热载体进行换热；空气通路，所述空气通路设置成与所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的另外一个相连通，以使空气与其中容纳的所述热载体进行换热。

根据本发明实施例的催化净化和换热系统，通过将换热器主体分隔成第一容纳部分和第二容纳部分，第一容纳部分和第二容纳部分内分别设有含有催化剂的热载体，从而在换热器主体旋转的过程中，第一容纳部分或第二容纳部分中的催化剂可在烟气高温的作用下被活化，以对烟气中的有害气体进行净化，同时第一容纳部分中吸收热量的热载体或第二容纳部分中吸收热量的热载体与空气进行换热，以加热空气，进而催化净化和换热系统可对烟气进行连续的催化净化以去除有害气体或进行脱硝，同时通过这种交替换热的方式可最大程度的吸收烟气的显热和潜热，以用于加热空气，提高了加热效率且减少了热损失，降低了成本，同时采用这种热载体先吸收烟气的热量，然后再通过吸收热量的热载体加热空气的方式，可避免烟气和空气接触，进而该催化净化和换热系统可在连续催化有害气体的过程中实现了废热的再利用，实现了节能环保。

且通过采用非金属材料的热载体，热载体的蓄热量大，可以在较低的转速和较大的换热器主体的体积下实现大规模的气体加热，可有效的降低气体加热的成本，增加气体加热的应用范围，同时通过采用非金属材料的热载体，热载体的比重小、重量轻，可降低催化净化和换热系统的能耗，又由于通过采用非金属材料的热载体，热载体耐腐蚀，不仅烟气（例如含硫的烟气）可为对金属有腐蚀性的气体，且可以使烟气的温度尽可能降低，而不用担心烟气中对金属有腐蚀性的物质析出，从而最大限定吸收烟气的显热和潜热，以加热气体，同时在烟气与热载体进行换热时，由于热载体的蓄热量大，可最大限度的吸收烟气的显热和潜热，从而可使得热载体内的催化剂所处的高温环境的温度尽可能的高且持续时间较长，充分保证了催化剂的催化条件，保证了催化剂的催化性能。。

另外，根据本发明的催化净化和换热系统还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，催化净化和换热系统进一步包括：上盖，所述上盖用于密封所述腔室的顶部开口端，所述上盖上限定有烟气进口和空气出口；以及下座，所述换热器主体可旋转地设置在所述下座上，所述下座设置在所述腔室的底部且形成有为所述烟气通路的一部分的烟气出口和为所述空气通路的一部分的空气入口。

进一步地，所述换热器主体通过设置在其下边缘的第一迷宫密封装置与所述下座边缘密封配合；以及所述换热器主体通过设置在其上边缘的第二迷宫密封装置与所述上盖的边缘密封配合。从而可提高换热器主体与上盖和下座之间的密封性，避免了烟气和空气的泄露。

在本发明的一些实施例，所述下座的中央形成有第一轴向中心孔，所述换热器主体通过设置在底面上的主轴与设置在所述第一轴向中心孔内的回转轴承匹配，以绕所述主轴的中心线可旋转。从而不仅使得换热器主体与下座之间的配合简单稳定，且可减小换热器主体旋转时的摩擦力，延长催化净化和换热系统的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，催化净化和换热系统进一步包括：驱动齿轮，所述驱动齿轮可被驱动旋转且连接至所述腔室的内侧壁上；以及多个滚柱，所述滚柱形成在所述换热器主体的外圆周上，且适于与所述驱动齿轮的齿啮合。从而通过使得换热器主体运行稳定，同时可通过控制驱动齿轮的转速，改变换热器主体的转速，可扩大催化净化和换热系统的使用范围。

在本发明的一些实施例中，所述换热器主体沿着竖直方向被分隔成上换热段、下换热段以及中间段，其中所述上换热段包括：上中心轴段，所述上中心轴段与所述中心轴线共轴；上支撑盘，所述上支撑盘套设在所述上中心轴段的下端，且其位于所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的部分上支撑有上热载体；所述下换热段包括：下中心轴段，所述下中心轴段套设在所述主轴上且与所述中心轴线共轴；下支撑盘，所述下支撑盘套设在所述下中心轴段的下端，且其位于所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的部分上支撑有下热载体；所述中间段包括：中间中心轴段，所述中间中心轴段通过穿设所述主轴和所述下中心轴段的支撑管而固定支撑，且与所述中心轴线共轴；以及一对第一分隔板，所述第一分隔板竖直地设置在所述上支撑盘和所述下支撑盘之间，且沿着所述中间中心轴段成径向相对设置，以通过所述一对第一分隔板以及所述换热器主体的内侧壁分隔成彼此隔开的第三容纳部分和第四容纳部分，所述第三容纳部分与所述烟气通路相连通，且所述第四容纳部分与所述空气通路相连通。从而可进一步避免烟气和空气之间互串。

具体地，所述第一分隔板构造成沿着垂直于所述中心轴线的平面内的投影为扇形截面。

在本发明的一些实施例中，所述支撑管为中空管且可通过所述支撑管向所述第三容纳部分内供给催化还原剂。从而可进一步去除烟气中的有害气体。

进一步地，所述中间段进一步包括：多个下隔风板，所述下隔风板自所述中间中心轴段径向向外延伸至所述换热器主体的所述内侧壁附近。从而可进一步避免烟气和空气之间互串。

进一步地，所述下隔风板沿着所述中间段的周向均匀分布，且位于所述第三容纳部分被所述下隔风板分隔的区域内分别设置有沿着所述中间段径向延伸的喷管，所述喷管与所述支撑管相连通。从而可保证催化还原剂可均匀的喷洒在第三容纳部分内以与烟气进行充分的混合，保证了可充分的去除烟气中的有害气体。

在本发明的一些实施例中，催化净化和换热系统进一步包括：多个上隔风板，所述上隔风板形成在与所述上盖相对的所述上中心轴段的上端且径向向外延伸至所述换热器主体的所述内侧壁。从而可进一步避免烟气和空气之间的互串。

进一步地，所述上隔风板沿着周向均匀分布。

在本发明的一些具体实施例中，所述上盖与所述上换热段相对的表面上形成有两个扇形的凹部，且所述凹部之间的扇形区域与所述第一分隔板的位置相对应，与所述第三容纳部分位于相同侧的所述凹部上形成有所述烟气进口，与所述第四容纳部分位于相同侧的所述凹部上形成有所述空气出口。从而便于上盖的加工成型，且保证了将烟气通路和空气通路分隔开，避免了空气和烟气之间的互串。

进一步地，所述下座通过一对第二分隔板而分隔成与所述烟气出口相连通的部分和与所述空气入口相连通的部分，其中所述第二分隔板沿着垂直于所述中心轴线的平面的投影的形状和位置与所述第一分隔板相对应。从而使得下座的结构简单，便于下座的加工成型，同时保证了将烟气通路和空气通路分隔开，避免了空气和烟气之间的互串。

在本发明的一些实施例中，催化净化和换热系统进一步包括：支撑座，所述支撑座设置在所述下座和所述腔室的所述底部之间，且所述下座和所述支撑座之间设置有至少一个调节装置，以调节所述下座沿着所述竖直方向的高度。从而通过设有该调节装置，可调节下座的上下高度，以保证换热器主体与上盖之间的间隙。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的催化净化和换热系统的主剖面图；

图2为图1中A-A方向的剖面图；

图3为图1中B方向的俯视图；

图4为图1中C部分的放大示意图；

图5为图1中D部分的放大示意图；

图6为根据本发明实施例的催化净化和换热系统中的上盖的仰视图；

图7为根据本发明实施例的催化净化和换热系统中的下座的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的一种催化净化和换热系统100，该催化净化和换热系统100可对通入其的烟气进行催化净化以对烟气脱硝或去除烟气中的其他有害气体，还可对通入其的空气进行加热。需要说明的是，在下述的催化净化和换热系统100中，只描述了该催化净化和换热系统100形成一对容纳部分（即第一容纳部分和第二容纳部分）的情况，但是需要说明的是，本发明不限于此，普通技术人员显然知道的是，在阅读了本发明此处公开的教导，可以将该实施例应用于换热器主体2被分隔成多对容纳部分的情况，且每个容纳部分中均容纳有热载体的情况，这也落入本发明的保护范围之内。下面将对该催化净化和换热系统100进行详细说明。

根据本发明实施例的催化净化和换热系统100，如图1所示，包括：壳体1、换热器主体2、分隔件、热载体4、烟气通路5和空气通路6，其中，壳体1限定有腔室10。换热器主体2设置在腔室10内且绕换热器主体2的中心轴线可旋转。分隔件沿着中心轴线的方向设置在换热器主体2内，且将换热器主体2分隔成相对的第一容纳部分和第二容纳部分。热载体4含有催化剂且分别容纳在第一容纳部分和第二容纳部分中。烟气通路5设置成与第一容纳部分和第二容纳部分中的一个相连通，以将从烟气通路5的入口端通入的烟气与容纳在第一容纳部分和第二容纳部分中的一个的热载体进行换热。空气通路6设置成与第一容纳部分和第二容纳部分中的另外一个相连通，以使空气与其中容纳的热载体进行换热。在本发明的示例中，换热器主体2形成为圆柱体，换热器主体2的内壁上设有耐温隔热内衬。

其中，热载体4可为具有小球状、片状或者多孔状的结构，由此通过增大接触面积来加强烟气和空气与热载体4之间的换热效率。

在下面的描述中，以该换热器主体2逆时针旋转，烟气通路5设在换热器主体2的左侧，空气通路6设在换热器主体2的右侧，即烟气从中心轴线的左侧进入到换热器主体2内，空气从中心轴线的右侧进入到换热器主体2内。

在本发明的示例中，在初始状态，换热器主体2处于未旋转状态，第一容纳部分位于换热器主体2的左侧，第二容纳部分位于换热器主体2的右侧，从烟气通路5的入口端通入的烟气进入到第一容纳部分内以与设在第一容纳部分内的热载体4进行换热，此时烟气的高温活化了第一容纳部分内的热载体4中的催化剂，满足了第一容纳部分内的催化剂的催化条件，以对烟气中的有害气体进行净化，达到了催化净化的目的，同时烟气对第一容纳部分内的热载体4进行加热。

第一容纳部分内的热载体4吸收热量后，换热器主体2逆时针转动，此时第一容纳部分旋转到换热器主体2的右侧，第二容纳部分旋转到换热器主体2的左侧，旋转到右侧的第一容纳部分内的吸收热量的热载体4与通入其的空气进行换热，从而第一容纳部分内的热载体4中的催化剂由于温度的降低处于失活状态，同时空气的温度升高。旋转到左侧的第二容纳部分的热载体4与通入其的烟气进行换热，此时烟气的高温活化了第二容纳部分内的热载体4中的催化剂，满足了第二容纳部分内的催化剂的催化条件，以对烟气中的有害气体进行净化或对烟气进行脱硝，到达了催化净化的目的，同时烟气对第二容纳部分内的热载体4进行加热。

第二容纳部分内的热载体4吸收热量后，换热器主体2继续逆时针转动，此时第一容纳部分旋转回换热器主体2的左侧，第二容纳部分旋转回换热器主体2的右侧，旋转回左侧的第一容纳部分内的热载体4与通入其的烟气进行换热，烟气的高温再次活化了第一容纳部分内的热载体4中的催化剂，满足了第一容纳部分内的催化剂的催化条件，以对烟气中的有害气体进行净化或对烟气进行脱硝，达到了催化净化的目的，同时烟气对第一容纳部分内的热载体4进行加热。旋转回右侧的第二容纳部分内的吸收热量的热载体4与通入其的空气进行换热，从而第二容纳部分内的热载体4中的催化剂由于温度的降低处于失活状态，同时空气的温度升高，如此重复。

值得理解的是，当换热器主体2为顺时针旋转，或在初始状态，第一容纳部分位于中心轴线的右侧，第二容纳部分位于中心轴线的左侧时，催化净化和换热系统100的换热过程和换热原理、与当换热器主体2为逆时针旋转且在初始状态第一容纳部分位于中心轴线的左侧，第二容纳部分位于中心轴线的右侧时的换热过程和换热原理相同，这里不再进行详细描述。

根据本发明实施例的催化净化和换热系统100，通过将换热器主体2分隔成第一容纳部分和第二容纳部分，第一容纳部分和第二容纳部分内分别设有含有催化剂的热载体4，从而在换热器主体2旋转的过程中，第一容纳部分或第二容纳部分中的催化剂可在烟气高温的作用下被活化，以对烟气中的有害气体进行净化或对烟气进行脱硝，同时第一容纳部分中吸收热量的热载体4或第二容纳部分中吸收热量的热载体4与空气进行换热，以加热空气，进而催化净化和换热系统100可对烟气进行连续的催化净化以去除有害气体，同时通过这种交替换热的方式可最大程度的吸收烟气的显热和潜热，以用于加热空气，提高了加热效率且减少了热损失，降低了成本，同时采用这种热载体4先吸收烟气的热量，然后再通过吸收热量的热载体4加热空气的方式，可避免烟气和空气接触，进而该催化净化和换热系统100可在连续催化有害气体的过程中实现了废热的再利用，实现了节能环保。

其中，热载体4由非金属材料所形成。从而，通过采用非金属材料的热载体4，热载体4的蓄热量大，可以在较低的转速和较大的换热器主体2的体积下实现大规模的气体加热，可有效的降低气体加热的成本，增加气体加热的应用范围，同时通过采用非金属材料的热载体4，热载体4的比重小、重量轻，可降低催化净化和换热系统100的能耗，又由于通过采用非金属材料的热载体4，热载体4耐腐蚀，不仅烟气（例如含硫的烟气）可为对金属有腐蚀性的气体，且可以使烟气的温度尽可能降低，而不用担心烟气中对金属有腐蚀性的物质析出，从而最大限定吸收烟气的显热和潜热，以加热气体，同时在烟气与热载体进行换热时，由于热载体的蓄热量大，可最大限度的吸收烟气的显热和潜热，从而可使得热载体内的催化剂所处的高温环境的温度尽可能的高且持续时间较长，充分保证了催化剂的催化条件，保证了催化剂的催化性能。

例如，对于含硫的烟气，在现有的旋转式气体换热器中，烟气在通过该气体换热器之后的出口温度是不能降低到130℃以下，因为这会导致硫的沉积和硫酸析出，从而导致对该气体换热器内由金属制造的部件的严重腐蚀。但是，在本发明的一个实施例中，由于热载体由例如SiC、陶瓷等的非金属固体材料所形成，从而不用顾虑硫等的腐蚀性，而把出口温度降低到硫的凝结点之下的温度，从而最大程度地进行换热，根据本发明的一个实施例，烟气离开催化净化和换热系统100的出口温度小于130℃，进一步地，烟气离开催化净化和换热系统100的出口温度小于70℃。该温度在传统的气体换热器中是几乎不可能实现的。此外，在将出口温度降低到凝结点的温度之下，S从气体变成固体水蒸气冷凝析出为液体水，释放了大量的潜热（水从100℃变为100℃的水蒸气吸收的热量相当于水从0℃升高至100℃时所吸收热量的3倍）。根据发明人使用该领域内的公认计算方法的计算，在例如燃烧煤锅炉的尾气换热过程中，出口温度每降低10度，整个锅炉的效率可以提高0.5%，而所释放的潜热相当于提高了整个锅炉效率的1.5%，从而节省了锅炉中的大量煤炭燃烧，同时扩大了煤炭的适用范围，即降低了所使用的煤的品位，进一步地降低了生产成本。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，催化净化和换热系统100进一步包括：上盖7和下座8，上盖7用于密封腔室10的顶部开口端，上盖7上限定有烟气进口70和空气出口71。换热器主体2可旋转地设置在下座8上，下座8设置在腔室10的底部且形成有为烟气通路5的一部分的烟气出口80和为空气通路6的一部分的空气入口81。从而使得壳体1的结构简单。

进一步地，换热器主体2通过设置在其下边缘的第一迷宫密封装置9与下座8边缘密封配合。换热器主体2通过设置在其上边缘的第二迷宫密封装置11与上盖7的边缘密封配合。从而可提高换热器主体2与上盖7和下座8之间的密封性，避免了烟气和空气的泄露。

在本发明的一些示例中，如图1所示，第一迷宫密封装置9为环形件，第二迷宫密封装置11为环形件。进一步地，如图5所示，第一迷宫密封装置9包括第一密封件90和第二密封件91，第一密封件90设在换热器主体2的下边缘，第二密封件91设在下座8上，第一密封件90的下表面上形成有多个环形的第一凸起901，第二密封件91的上表面上形成有多个环形的第一凹槽911，该多个第一凹槽911分别与多个第一凸起901一一配合，在换热器主体2转动时，每个第一凸起901在相应的第一凹槽911内转动，不仅可保证换热器主体2自由旋转还可保证换热器主体2与下座8之间的密封性，避免烟气和空气泄漏，同时使得第一迷宫密封装置9结构简单。

如图4所示，进一步地，第二迷宫密封装置11包括第三密封件110和第四密封件111，第三密封件110设在上盖7上，第四密封件111设在换热器主体2的上边缘上，第三密封件110的下表面上形成有多个环形的第二凹槽1101，第四密封件111的上表面上形成有多个环形的第二凸起1111，多个第二凹槽1101分别与多个第二凸起1111一一配合，在换热器主体2转动时，每个第二凸起1111在相应的第二凹槽1101内转动，不仅可保证换热器主体2自由旋转还可保证换热器主体2与上盖7之间的密封性，避免烟气和空气泄漏，同时使得第二迷宫密封装置11结构简单。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，下座8的中央形成有第一轴向中心孔83，换热器主体2通过设置在底面上的主轴12与设置在第一轴向中心孔83内的回转轴承13匹配，以绕主轴12的中心线可旋转。换言之，回转轴承13设在下座8的第一轴向中心孔83内，换热器主体2的底面上设有主轴12，主轴12与回转轴承13配合以使得换热器主体2可旋转。从而不仅使得换热器主体2与下座8之间的配合简单稳定，且可减小换热器主体2旋转时的摩擦力，延长催化净化和换热系统100的使用寿命。

在本发明的进一步实施例中，如图2所示，催化净化和换热系统100进一步包括：驱动齿轮14和多个滚柱15，驱动齿轮14可被驱动旋转且连接至腔室10的内侧壁上。滚柱15形成在换热器主体2的外圆周上，且适于与驱动齿轮14的齿啮合。其中，该驱动齿轮14可被电机等驱动装置驱动旋转，当驱动齿轮14旋转时，驱动齿轮14与分布在换热器主体2的外圆周上的滚柱15配合，从而驱动换热器主体2旋转。从而通过驱动齿轮14与滚柱15的配合以驱动换热器主体2转动，使得换热器主体2运行稳定，同时可通过控制驱动齿轮14的转速，改变换热器主体2的转速，可扩大催化净化和换热系统100的使用范围。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，换热器主体2沿着竖直方向被分隔成上换热段23、下换热段24以及中间段25，其中上换热段23包括：上中心轴段230和上支撑盘231，上中心轴段230与中心轴线共轴。上支撑盘231套设在上中心轴段230的下端，且其位于第一容纳部分和第二容纳部分中的部分上支撑有上热载体40。可选地，上中心轴段230形成为中空且下端封闭的圆柱形。下换热段24包括：下中心轴段240和下支撑盘241，下中心轴段240套设在主轴12上且与中心轴线共轴。下支撑盘241套设在下中心轴段240的下端，且其位于第一容纳部分和第二容纳部分中的部分上支撑有下热载体41。

中间段25包括：中间中心轴段250和一对第一分隔板251，中间中心轴段250通过穿设主轴12和下中心轴段240的支撑管26而固定支撑，且与中心轴线共轴。第一分隔板251竖直地设置在上支撑盘231和下支撑盘241之间，且沿着中间中心轴段250成径向相对设置，以通过一对第一分隔板251以及换热器主体2的内侧壁分隔成彼此隔开的第三容纳部分252和第四容纳部分253，第三容纳部分252与烟气通路5相连通，且第四容纳部分253与空气通路6相连通。从而可进一步避免烟气和空气之间互串。

当烟气从上盖7上的烟气进口70进入到第一容纳部分或第二容纳部分内时，烟气首先与上换热段23中的上热载体40进行换热，烟气经过整个上换热段23后降低了一定温度，即进行了第一次降温，然后烟气经过中间段25中的第三容纳部分252后进入到下换热段24内，烟气与下换热段24中的下热载体41进行换热，烟气经过整个下换热段24后又降低了一定温度，即进行了第二次降温，最后经过两次降温的烟气从下座8上的烟气出口80排出。其中，在烟气进行换热的过程中，上热载体40和下热载体41中的催化剂被活化以对烟气中的有害气体进行净化。

空气从下座8上的空气入口81进入到第一容纳部分或第二容纳部分内时，空气先进入到下换热段24内，下换热段24内的吸收热量的下热载体41与空气进行换热，即对空气进行第一次加热，然后空气经过中间段25中的第四容纳部分253后进入到上换热段23内，进入到上换热段23内的空气与上换热段23内吸收热量的上热载体40进行换热，即对空气进行第二加热，经过两次加热的空气从上盖7上的空气出口71排出。

进一步地，第一分隔板251构造成沿着垂直于中心轴线的平面内的投影为扇形截面。

根据本发明的进一步实施例，如图1所示，支撑管26为中空管且可通过支撑管26向第三容纳部分252内供给催化还原剂。其中，值得理解的是，在换热器主体2旋转的过程中，支撑管26不做旋转，以使得催化还原剂只供给第三容纳部分252内。此时，烟气在经过上换热段23进行第一次降温后进入到中间段25内，在中间段25中的催化还原剂的作用下进行催化还原反应，从而可进一步去除烟气中的有害气体。在发明的一些实施例中，中间中心轴段250和下中心轴段240中分别填充有隔热保温棉，以避免喷管19和支撑管26由于受烟气高温的影响而过热而影响催化还原剂的反应效果。

如图3所示，在本发明的进一步实施例中，中间段25进一步包括：多个下隔风板254，下隔风板254自中间中心轴段250径向向外延伸至换热器主体2的内侧壁附近。从而可进一步避免烟气和空气之间互串。

具体地，如图3所示，下隔风板254沿着中间段25的周向均匀分布，且位于第三容纳部分252被下隔风板254分隔的区域内分别设置有沿着中间段25径向延伸的喷管19，喷管19与支撑管26相连通。换言之，第三容纳部分252被多个下隔风板254分隔成多个区域，每个区域内分别设有一个喷管19，每个喷管19与支撑管26相连通，进入到支撑管26内的催化还原剂从每个喷管19喷入到与每个喷管19相对应的区域内，以使得该区域内的烟气可发生催化还原反应以去除有害气体，从而可保证催化还原剂可均匀的喷洒在第三容纳部分252内以与烟气进行充分的混合，保证了可充分的去除烟气中的有害气体。进一步地，每个喷管19的周壁上可设有多个小孔，从而可进一步保证将催化还原剂均匀喷出。具体地，多个喷管19可上下交错的焊接在支撑管26上。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，进一步包括：催化净化和换热系统100还包括多个上隔风板232，上隔风板232形成在与上盖7相对的上中心轴段230的上端且径向向外延伸至换热器主体2的内侧壁。换言之，每个上隔风板232设在上中心轴段230的上端，每个上隔风板232从每个上中心轴段230的周壁沿径向向外延伸至换热器主体2的内侧壁上。从而通过设有多个上隔风板232，可进一步避免烟气和空气之间的互串。优选地，上隔风板232沿着周向均匀分布。从而便于换热器主体2的加工成型。具体地，上隔风板232可使用耐高温的碳化硅或陶瓷材料制成。

如图6所示，在本发明的一些实施例中，上盖7与上换热段23相对的表面上形成有两个扇形的凹部73，且两个凹部73之间的扇形区域与第一分隔板251的位置相对应，与第三容纳部分252位于相同侧的凹部73上形成有烟气进口70，与第四容纳部分253位于相同侧的凹部73上形成有空气出口71。从而便于上盖7的加工成型，且保证了将烟气通路5和空气通路6分隔开，避免了空气和烟气之间的互串。

进一步地，如图7所示，下座8通过一对第二分隔板16而分隔成与烟气出口80相连通的部分和与空气入口81相连通的部分，其中第二分隔板16沿着垂直于中心轴线的平面的投影的形状和位置与所述第一分隔板251相对应。从而使得下座8的结构简单，便于下座8的加工成型，同时保证了将烟气通路5和空气通路6分隔开，避免了空气和烟气之间的互串。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，催化净化和换热系统100进一步包括：支撑座17，支撑座17设置在下座8和腔室10的底部之间，且下座8和支撑座17之间设置有至少一个调节装置18，以调节下座8沿着竖直方向的高度。从而通过设有该调节装置18，可调节下座8的上下高度，以保证换热器主体2与上盖7之间的间隙。

在本发明的一些实施例中，在上盖7和换热器主体2的密封处还设有风冷装置，以使得该催化净化和换热系统100适用于温度较高的场合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种催化净化和换热系统，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定有腔室；

换热器主体，所述换热器主体设置在所述腔室内且绕所述换热器主体的中心轴线可旋转；

分隔件，所述分隔件沿着所述中心轴线的方向设置在所述换热器主体内，且将所述换热器主体分隔成相对的第一容纳部分和第二容纳部分；

热载体，所述热载体含有催化剂且分别容纳在所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中，所述热载体由非金属材料所形成；

烟气通路，所述烟气通路设置成与所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的一个相连通，以将从所述烟气通路的入口端通入的烟气与容纳在所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的一个的热载体进行换热；

空气通路，所述空气通路设置成与所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的另外一个相连通，以使空气与其中容纳的所述热载体进行换热；

上盖，所述上盖用于密封所述腔室的顶部开口端，所述上盖上限定有烟气进口和空气出口；以及

下座，所述换热器主体可旋转地设置在所述下座上，所述下座设置在所述腔室的底部且形成有为所述烟气通路的一部分的烟气出口和为所述空气通路的一部分的空气入口；所述下座的中央形成有第一轴向中心孔，所述换热器主体通过设置在底面上的主轴与设置在所述第一轴向中心孔内的回转轴承匹配，以绕所述主轴的中心线可旋转；

所述换热器主体沿着竖直方向被分隔成上换热段、下换热段以及中间段，其中

所述上换热段包括：

上中心轴段，所述上中心轴段与所述中心轴线共轴；

上支撑盘，所述上支撑盘套设在所述上中心轴段的下端，且其位于所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的部分上支撑有上热载体；

所述下换热段包括：

下中心轴段，所述下中心轴段套设在所述主轴上且与所述中心轴线共轴；

下支撑盘，所述下支撑盘套设在所述下中心轴段的下端，且其位于所述第一容纳部分和所述第二容纳部分中的部分上支撑有下热载体；

所述中间段包括：

中间中心轴段，所述中间中心轴段通过穿设所述主轴和所述下中心轴段的支撑管而固定支撑，且与所述中心轴线共轴；以及

一对第一分隔板，所述第一分隔板竖直地设置在所述上支撑盘和所述下支撑盘之间，且沿着所述中间中心轴段成径向相对设置，以通过所述一对第一分隔板以及所述换热器主体的内侧壁分隔成彼此隔开的第三容纳部分和第四容纳部分，所述第三容纳部分与所述烟气通路相连通，且所述第四容纳部分与所述空气通路相连通。

2.根据权利要求1所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述换热器主体通过设置在其下边缘的第一迷宫密封装置与所述下座边缘密封配合；以及

所述换热器主体通过设置在其上边缘的第二迷宫密封装置与所述上盖的边缘密封配合。

3.根据权利要求1所述的催化净化和换热系统，其特征在于，进一步包括：

驱动齿轮，所述驱动齿轮可被驱动旋转且连接至所述腔室的内侧壁上；以及

多个滚柱，所述滚柱形成在所述换热器主体的外圆周上，且适于与所述驱动齿轮的齿啮合。

4.根据权利要求1所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述第一分隔板构造成沿着垂直于所述中心轴线的平面内的投影为扇形截面。

5.根据权利要求1所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述支撑管为中空管且可通过所述支撑管向所述第三容纳部分内供给催化还原剂。

6.根据权利要求5所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述中间段进一步包括：

多个下隔风板，所述下隔风板自所述中间中心轴段径向向外延伸至所述换热器主体的所述内侧壁附近。

7.根据权利要求6所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述下隔风板沿着所述中间段的周向均匀分布，且位于所述第三容纳部分被所述下隔风板分隔的区域内分别设置有沿着所述中间段径向延伸的喷管，所述喷管与所述支撑管相连通。

8.根据权利要求4所述的催化净化和换热系统，其特征在于，进一步包括：

多个上隔风板，所述上隔风板形成在与所述上盖相对的所述上中心轴段的上端且径向向外延伸至所述换热器主体的所述内侧壁。

9.根据权利要求8所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述上隔风板沿着周向均匀分布。

10.根据权利要求9所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述上盖与所述上换热段相对的表面上形成有两个扇形的凹部，且所述凹部之间的扇形区域与所述第一分隔板的位置相对应，与所述第三容纳部分位于相同侧的所述凹部上形成有所述烟气进口，与所述第四容纳部分位于相同侧的所述凹部上形成有所述空气出口。

11.根据权利要求1所述的催化净化和换热系统，其特征在于，所述下座通过一对第二分隔板而分隔成与所述烟气出口相连通的部分和与所述空气入口相连通的部分，其中

所述第二分隔板沿着垂直于所述中心轴线的平面的投影的形状和位置与所述第一分隔板相对应。

12.根据权利要求1所述的催化净化和换热系统，其特征在于，进一步包括：

支撑座，所述支撑座设置在所述下座和所述腔室的所述底部之间，且所述下座和所述支撑座之间设置有至少一个调节装置，以调节所述下座沿着所述竖直方向的高度。