CN103697733B - 湿热废气回收利用轮式换热器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿热废气回收利用轮式换热器及其使用方法，旨在解决烘干设备排出的湿热废气直接排放，湿热废气中较高的热焓得不到利用而造成热量的浪费，而且目前大多换热器对湿热废气的换热效果差的不足。该发明包括换热器壳体，换热器壳体热空气接口、湿热气体接口、吹气口，换热器壳体下端设有常温空气接口、废气排出口、冷凝水排出口，换热器壳体内连接换热转轮，换热器壳体内的上密封毛刷和下密封毛刷一一对应设置并将换热器壳体内腔分隔成湿热气体冷却区、冷凝水吹扫区、空气加热区，湿热气体接口和废气排出口均匀湿热气体冷却区连通，吹气口和冷凝水排出口均与冷凝水吹扫区连通，热空气接口和常温空气接口均与空气加热区连通。

Description

湿热废气回收利用轮式换热器及其使用方法

技术领域

   本发明涉及一种换热装置，更具体地说，它涉及一种换热效率高的湿热废气回收利用轮式换热器。

背景技术

   目前，在化工、建材、环保等工业领域，众多的物料需要有烘干工艺过程，在整个过程中主要是采用烘干机对物料进行烘干操作。目前常用的粉体烘干系统采用单个烘干机直接对含水较高的粉体滤饼进行烘干操作，烘干完成后直接输送出干粉，在这个过程中烘干机排出大量的高温、高湿气体，此气体热焓较高，而现在这部分热焓较高的湿热废气得不到较好的利用，直接排放会造成热量的浪费。由于湿热废气的湿度较高，采用一般的换热器在很多时候不能满足使用要求。

   中国专利公告号CN201311212Y，公开了一种高温换热器，包括换热器及分别连接于换热器本体前、后方的管程进口部件与管程出口部件，换热器本体至少包括高温段，高温段包括壳体、位于壳体前部的前管板、位于壳体后部且平行于前管板的后管板及位于壳体内的换热管，前管板及后管板上分别对应换热管开设有管孔，换热管与管孔相配合，管程进口部件及管程出口部件与换热管相通，换热管之间的区域称为管间，换热器本体的前、后部分分别设有与管间相通的壳程出口部件及壳程进口部件，换热管穿过前管板的管孔向前突伸，突伸于前管板前方的换热管的管间设有隔热材料。这种结构的换热管用于湿热废气换热时容易在换热管内沉积冷凝水，不利于换热管内气体的流通，换热效果差。

发明内容

本发明克服了烘干设备排出的湿热废气直接排放，湿热废气中较高的热焓得不到利用而造成热量的浪费，而且目前大多换热器对湿热废气的换热效果差的不足，提供了一种湿热废气回收利用轮式换热器及其使用方法，它用于对烘干设备排出的热焓较高的湿热废气的热量进行回收利用，换热过程中产生的冷凝水排放及时，换热器的换热效果好。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种湿热废气回收利用轮式换热器，包括换热器壳体，换热器壳体上端相对设有热空气接口和湿热气体接口，换热器壳体上端热空气接口和湿热气体接口之间设有吹气口，换热器壳体下端设有分别与热空气接口、湿热气体接口、吹气口一一相对设置的常温空气接口、废气排出口、冷凝水排出口，换热器壳体内可转动连接有换热转轮，换热转轮内设有轴向设置的换热片，换热片内设有若干上下连通的通气孔；换热转轮上端与换热器壳体上端内壁之间形成上腔体，换热转轮下端与换热器壳体下端内壁之间形成下腔体；上腔体内热空气接口和湿热气体接口之间、湿热气体接口与吹气口之间以及热空气接口与吹气口之间均设有上密封毛刷；下腔体内常温空气接口和废气排出口之间、废气排出口与冷凝水排出口之间以及常温空气接口与冷凝水排出口之间均设有下密封毛刷，上密封毛刷和下密封毛刷一一对应设置并将换热器壳体内腔分隔成湿热气体冷却区、冷凝水吹扫区、空气加热区，湿热气体接口和废气排出口均与湿热气体冷却区连通，吹气口和冷凝水排出口均与冷凝水吹扫区连通，热空气接口和常温空气接口均与空气加热区连通。

将换热转轮作为传递热量的介质，首先将干燥机排出的湿热气体通过湿热气体接口输送到换热器壳体上腔体内湿热气体冷却区，转过湿热气体冷却区的换热转轮内的换热片吸收湿热气体的热量并继续转动到冷凝水吹扫区，换热后的湿热气体从废气排出口排出。换热片吸收湿热空气的热量后在表面残留冷凝水，从吹气口向换热器壳体内冷凝水吹扫区吹气，向下吹走残留在换热片表面的冷凝水，吹走的冷凝水从冷凝水排出口排出。换热转轮继续转动经过加热并吹扫过冷凝水的换热片转到空气加热区，空气从常温空气接口输送到下腔内并通过加热过的换热片吸收换热片上的热量升高常温空气的温度，经过加热后的常温空气从热空气接口输出作为预干燥的热源。由于换热片上的冷凝水在冷凝水吹扫区已经进行过吹扫，因此掺杂在常温空气中的冷凝水较少，在热空气接口能够输出高温干燥的热空气，作为预干燥的热源，干燥效果好。湿热废气回收利用轮式换热器用于对烘干设备排出的热焓较高的湿热废气的热量进行回收利用，换热过程中产生的冷凝水排放及时，换热器的换热效果好。

作为优选，换热器壳体的上下两端可转动连接有转轴，换热转轮连接在转轴上，转轴与换热转轮连接位置的外壁上均布设有若干条轴向设置的连接凸条，换热转轮内壁上设有若干条和连接凸条一一对应适配的连接凹槽，连接凹槽贯穿换热转轮的上下两端，转轴外壁上连接凸条的下方设有向外凸起的限位凸缘，换热转轮下端支撑在限位凸缘上。换热器壳体的下腔体底面上设有两块对称设置的第一凸块和两块对称设置的第二凸块，第一凸块和第二凸块的上表面均沿着逆时针方向倾斜设置，一块第一凸块设置在冷凝水排出口和废气排出口之间，一块第二凸块设置在废气排出口中间位置的边缘；换热转轮的下端面上设有两块用于与第一凸块和第二凸块回转搭接配合的振动块，两振动块对称设置，振动块下表面倾斜设置并且倾斜方向与第一凸块、第二凸块上表面的倾斜方向相反。

换热转轮通过限位凹槽和限位凸条的适配与转轴连接在一起，换热转轮能够在转轴上沿轴向向上移动而不能径向转动，换热转轮在转动的过程中，换热转轮下端的振动块依次与第一凸块和第二凸块搭接摩擦，由于第一凸块、第二凸块以及振动块均倾斜设置，因此振动块在经过第一凸块和第二凸块的时候换热转轮会被向上顶起。换热转轮被顶到最顶端后，振动块与第一凸块或第二凸块分离，换热转轮收到重力的作用向下移动，遇到转轴上的限位凸缘后立即停止移动，此时换热片上的冷凝水受到惯性的作用被向下抖动下来，大大减少了残留在换热片表面的冷凝水。设置两块对称的第一凸块和两块对称设置的第二凸块，使换热转轮在上下移动的时候更加平稳。

作为优选，转轴上换热转轮上端和换热器壳体上端内壁之间套接有回位弹簧。回位弹簧方便换热转轮向上移动到顶端后的回位，使换热转轮的上下移动更加顺畅。

作为优选，转轴的上下两端分别通过轴承连接在换热器壳体上，两轴承分别连接在轴承座内，两轴承座分别连接在换热器壳体上下两端面上；转轴的上端连接传动链轮。转轴两端分别通过轴承连接在换热器壳体上，连接简单方便。而转轴上端采用链条传动，传动可靠平稳。

作为优选，换热器壳体呈圆柱形筒状结构，热空气接口、湿热气体接口和吹气口均呈腰圆形结构，吹气口长度方向的对称线在换热器壳体上端面的直径上，热空气接口、湿热气体接口宽度方向的对称线在换热器壳体上端面的直径上，热空气接口和湿热气体接口对称设置，吹气口设置在靠近热空气接口和湿热气体接口的中间偏向湿热气体接口的位置。热空气接口、湿热气体接口和吹气口沿着筒形换热器壳体的一周设置，在换热转轮的转动过程中不断进行热交换，换热效果好。

作为优选，吹气口上端竖直连接有进气管，进气管连接供气装置，热空气接口上连接引风装置。换热转轮的换热片内的通孔是竖直设置的，因此连接在吹气口上的进气管也竖直设置，进气管吹向换热片的气体能够更有效地将残留在换热片上的冷凝水吹落下来。引风装置能够将换热器内的热空气快速地引出以供利用。

作为优选，换热转轮内的换热片为铝箔材质并且截面呈蜂窝状结构。蜂窝状的铝箔换热片换热面积大，换热效果好。

一种湿热废气回收利用轮式换热器的使用方法，其特征是，将干燥机排出的湿热气体通过湿热气体接口输送到换热器壳体上腔体内湿热气体冷却区，换热转轮在传动链轮的带动下不断转动，换热转轮在转动的过程中依次扫过湿热气体冷却区、冷凝水吹扫区、空气加热区，在湿热气体冷却区湿热气体对扫过的换热片进行加热，在冷凝水吹扫区从吹气口向内吹气吹走换热片加热后残留在换热片上的冷凝水，在空气加热区从常温空气接口向内输送常温空气流经换热片后换热片对常温空气进行加热最后从热空气接口输送出。换热转轮的转动速度为5-15转/分。从换热器输出的热空气用于干燥机对物料的预干燥处理。换热转轮的转速控制在较低的速度，换热转轮的转动过程更加平稳，换热效果好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）湿热废气回收利用轮式换热器用于对烘干设备排出的热焓较高的湿热废气的热量进行回收利用，换热过程中产生的冷凝水排放及时，换热器的换热效果好；（2）常温空气经过换热器的换热后能够输出干燥的热空气，用于干燥机对物料的预干燥，使用效果好。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的图1中的A-A剖视图；

图3是本发明的换热器壳体底面结构示意图；

图中：1、换热器壳体，2、热空气接口，3、湿热气体接口，4、吹气口，5、常温空气接口，6、废气排出口，7、冷凝水排出口，8、换热转轮，9、换热片，10、通气孔，11、上腔体，12、下腔体，13、上密封毛刷，14、下密封毛刷，15、湿热气体冷却区，16、冷凝水吹扫区，17、空气加热区，18、转轴，19、连接凸条，20、连接凹槽，21、限位凸缘，22、第一凸块，23、第二凸块，24、振动块。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：一种湿热废气回收利用轮式换热器（参见附图1），包括换热器壳体1，换热器壳体呈圆柱形筒状结构，换热器壳体上端相对设有热空气接口2和湿热气体接口3，换热器壳体上端热空气接口和湿热气体接口之间设有吹气口4，换热器壳体下端设有分别与热空气接口、湿热气体接口、吹气口一一相对设置的常温空气接口5、废气排出口6、冷凝水排出口7（参见附图3）。热空气接口、湿热气体接口和吹气口均呈腰圆形结构，吹气口长度方向的对称线在换热器壳体上端面的直径上，热空气接口、湿热气体接口宽度方向的对称线在换热器壳体上端面的直径上，热空气接口和湿热气体接口对称设置，吹气口设置在靠近热空气接口和湿热气体接口的中间偏向湿热气体接口的位置。吹气口上端竖直连接有进气管，进气管连接供气装置，热空气接口上连接引风装置。供气装置为气泵，引风装置为引风机。换热器壳体内可转动连接有换热转轮8，换热转轮内设有轴向设置的换热片9，换热片内设有若干上下连通的通气孔10（参见附图2），换热转轮内的换热片为铝箔材质并且截面呈若干个正六边形单元拼接而成的蜂窝状结构。换热转轮上端与换热器壳体上端内壁之间形成上腔体11，换热转轮下端与换热器壳体下端内壁之间形成下腔体12；上腔体内热空气接口和湿热气体接口之间、湿热气体接口与吹气口之间以及热空气接口与吹气口之间均设有上密封毛刷13；下腔体内常温空气接口和废气排出口之间、废气排出口与冷凝水排出口之间以及常温空气接口与冷凝水排出口之间均设有下密封毛刷14，上密封毛刷和下密封毛刷一一对应设置并将换热器壳体内腔分隔成湿热气体冷却区15、冷凝水吹扫区16、空气加热区17，湿热气体接口和废气排出口均与湿热气体冷却区连通，吹气口和冷凝水排出口均与冷凝水吹扫区连通，热空气接口和常温空气接口均与空气加热区连通。换热器壳体的上下两端可转动连接有转轴18，换热转轮连接在转轴上，转轴与换热转轮连接位置的外壁上均布设有四条轴向设置的连接凸条19，换热转轮中间设有环形的连接套，换热转轮的连接套内壁上设有四条和连接凸条一一对应适配的连接凹槽20，连接凹槽贯穿换热转轮的上下两端，转轴外壁上连接凸条的下方设有向外凸起的限位凸缘21，换热转轮下端支撑在限位凸缘上。换热转轮通过限位凹槽和限位凸条的适配与转轴连接在一起，换热转轮能够在转轴上沿轴向向上移动而不能径向转动。换热器壳体的下腔体底面上设有两块对称设置的第一凸块22和两块对称设置的第二凸块23，第一凸块和第二凸块的上表面均沿着逆时针方向倾斜设置，第一凸块和第二凸块厚度沿着逆时针方向逐渐增加，一块第一凸块设置在冷凝水排出口和废气排出口之间，一块第二凸块设置在废气排出口中间位置的边缘；换热转轮的下端面上设有两块用于与第一凸块和第二凸块回转搭接配合的振动块24，两振动块对称设置，振动块下表面倾斜设置并且倾斜方向与第一凸块、第二凸块上表面的倾斜方向相反。转轴上换热转轮上端和换热器壳体上端内壁之间套接有回位弹簧。回位弹簧位置连接有环形隔离套，隔离套与三个上密封毛刷连接，回位弹簧设置在隔离套内。设置隔离套防止上密封毛刷与回位弹簧发生干涉。转轴的上下两端分别通过轴承连接在换热器壳体上，两轴承分别连接在轴承座内，两轴承座分别连接在换热器壳体上下两端面上；转轴的上端连接传动链轮。转轴采用链条的传动方式进行传动，传动平稳。

一种湿热废气回收利用轮式换热器的使用方法，将干燥机排出的湿热气体通过湿热气体接口输送到换热器壳体上腔体内湿热气体冷却区，换热转轮在传动链轮的带动下不断转动，换热转轮在转动的过程中依次扫过湿热气体冷却区、冷凝水吹扫区、空气加热区，在湿热气体冷却区湿热气体对扫过的换热片进行加热，在冷凝水吹扫区从吹气口向内吹气吹走换热片加热后残留在换热片上的冷凝水，在空气加热区从常温空气接口向内输送常温空气流经换热片后换热片对常温空气进行加热最后从热空气接口输送出。换热转轮的转动速度为5-15转/分，本实施例中换热转轮的转动速度为10转/分。

将换热转轮作为传递热量的介质，首先将干燥机排出的湿热气体通过湿热气体接口输送到换热器壳体上腔体内湿热气体冷却区，转过湿热气体冷却区的换热转轮内的换热片吸收湿热气体的热量并继续转动到冷凝水吹扫区，换热后的湿热气体从废气排出口排出。换热片吸收湿热空气的热量后在表面残留冷凝水，从吹气口向换热器壳体内冷凝水吹扫区吹气，向下吹走残留在换热片表面的冷凝水，吹走的冷凝水从冷凝水排出口排出。换热转轮继续转动经过加热并吹扫过冷凝水的换热片转到空气加热区，空气从常温空气接口输送到下腔内并通过加热过的换热片吸收换热片上的热量升高常温空气的温度，经过加热后的常温空气从热空气接口输出作为预干燥的热源。由于换热片上的冷凝水在冷凝水吹扫区已经进行过吹扫，因此掺杂在常温空气中的冷凝水较少，在热空气接口能够输出高温干燥的热空气，作为预干燥的热源，干燥效果好。湿热废气回收利用轮式换热器用于对烘干设备排出的热焓较高的湿热废气的热量进行回收利用，换热过程中产生的冷凝水排放及时，换热器的换热效果好。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种湿热废气回收利用轮式换热器，包括换热器壳体，其特征是，换热器壳体上端相对设有热空气接口和湿热气体接口，换热器壳体上端热空气接口和湿热气体接口之间设有吹气口，换热器壳体下端设有分别与热空气接口、湿热气体接口、吹气口一一相对设置的常温空气接口、废气排出口、冷凝水排出口，换热器壳体内可转动连接有换热转轮，换热转轮内设有轴向设置的换热片，换热片内设有若干上下连通的通气孔；换热转轮上端与换热器壳体上端内壁之间形成上腔体，换热转轮下端与换热器壳体下端内壁之间形成下腔体；上腔体内热空气接口和湿热气体接口之间、湿热气体接口与吹气口之间以及热空气接口与吹气口之间均设有上密封毛刷；下腔体内常温空气接口和废气排出口之间、废气排出口与冷凝水排出口之间以及常温空气接口与冷凝水排出口之间均设有下密封毛刷，上密封毛刷和下密封毛刷一一对应设置并将换热器壳体内腔分隔成湿热气体冷却区、冷凝水吹扫区、空气加热区，湿热气体接口和废气排出口均与湿热气体冷却区连通，吹气口和冷凝水排出口均与冷凝水吹扫区连通，热空气接口和常温空气接口均与空气加热区连通；换热器壳体的上下两端可转动连接有转轴，换热转轮连接在转轴上，转轴与换热转轮连接位置的外壁上均布设有若干条轴向设置的连接凸条，换热转轮内壁上设有若干条和连接凸条一一对应适配的连接凹槽，连接凹槽贯穿换热转轮的上下两端，转轴外壁上连接凸条的下方设有向外凸起的限位凸缘，换热转轮下端支撑在限位凸缘上；换热器壳体的下腔体底面上设有两块对称设置的第一凸块和两块对称设置的第二凸块，第一凸块和第二凸块的上表面均沿着逆时针方向倾斜设置，一块第一凸块设置在冷凝水排出口和废气排出口之间，一块第二凸块设置在废气排出口中间位置的边缘；换热转轮的下端面上设有两块用于与第一凸块和第二凸块回转搭接配合的振动块，两振动块对称设置，振动块下表面倾斜设置并且倾斜方向与第一凸块、第二凸块上表面的倾斜方向相反。

2.根据权利要求1所述的湿热废气回收利用轮式换热器，其特征是，转轴上换热转轮上端和换热器壳体上端内壁之间套接有回位弹簧。

3.根据权利要求1所述的湿热废气回收利用轮式换热器，其特征是，转轴的上下两端分别通过轴承连接在换热器壳体上，两轴承分别连接在轴承座内，两轴承座分别连接在换热器壳体上下两端面上；转轴的上端连接传动链轮。

4.根据权利要求1所述的湿热废气回收利用轮式换热器，其特征是，换热器壳体呈圆柱形筒状结构，热空气接口、湿热气体接口和吹气口均呈腰圆形结构，吹气口长度方向的对称线在换热器壳体上端面的直径上，热空气接口、湿热气体接口宽度方向的对称线在换热器壳体上端面的直径上，热空气接口和湿热气体接口对称设置，吹气口设置在靠近热空气接口和湿热气体接口的中间偏向湿热气体接口的位置。

5.根据权利要求1所述的湿热废气回收利用轮式换热器，其特征是，吹气口上端竖直连接有进气管， 进气管连接供气装置，热空气接口上连接引风装置。

6.根据权利要求1所述的湿热废气回收利用轮式换热器，其特征是，换热转轮内的换热片为铝箔材质并且截面呈蜂窝状结构。

7.一种权利要求1至6任意一项所述的湿热废气回收利用轮式换热器的使用方法，其特征是，将干燥机排出的湿热气体通过湿热气体接口输送到换热器壳体上腔体内湿热气体冷却区，换热转轮在传动链轮的带动下不断转动，换热转轮在转动的过程中依次扫过湿热气体冷却区、冷凝水吹扫区、空气加热区，在湿热气体冷却区湿热气体对扫过的换热片进行加热，在冷凝水吹扫区从吹气口向内吹气吹走换热片加热后残留在换热片上的冷凝水，在空气加热区从常温空气接口向内输送常温空气流经换热片后换热片对常温空气进行加热最后从热空气接口输送出。

8.根据权利要求7所述的湿热废气回收利用轮式换热器的使用方法，其特征是，换热转轮的转动速度为5-15转/分。