CN103940246A

CN103940246A - 低温烟气余热回收装置

Info

Publication number: CN103940246A
Application number: CN201310016612.5A
Authority: CN
Inventors: 陈�峰; 张宝林; 盛飞; 李京红; 杨志; 徐奎江; 张志成; 官祎男; 杨利民; 王恺; 赵晋红; 代志伟; 耿拓; 辛晓磊; 赵殿生
Original assignee: Beijing Lucency Enviro Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Lucency Enviro Tech Co Ltd
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-07-23

Abstract

本发明公开了一种低温烟气余热回收装置，包括烟气侧和汽水侧，所述装置内设置有多根间隔排列的热管，所述热管的吸热段布置于烟气侧，冷凝段布置于汽水侧。所述装置上设置有一个烟气入口、一个烟气出口、一个冷却水入口、一个蒸汽出口或热水出口、至少一个抽真空口、至少一个清洗入口、至少一个清洗出口、至少一个疏水口和至少一个蒸汽吹扫口。通过对发明的低温烟气余热回收装置及其余热系统的使用，可以有效利用热管的特性，提高传热效率，从而提高低温烟气余热回收系统的能源利用率。

Description

低温烟气余热回收装置

技术领域

本发明涉及低温烟气余热回收节能环保技术领域，具体涉及一种低温烟气余热回收装置。

背景技术

目前我国能源的利用效率低，经济效益差，能源利用系统的技术和管理落后的局面没有得到根本转变，很多产品的单位能耗与发达国家相比差距很大，如钢铁、发电、建材、化工等行业的主要工业产品单位能耗高出20%～80%，特别是各类工业窑炉的热效率很多都低于70%，其排烟温度在150～500℃之间，排空的废气热值占窑炉总能耗的20%以上，废气的余热利用率仅为4～5%，造成能源的严重浪费，因此，发展有效的余热回收装置是能源得以合理利用的有效方式。

由于余热的低品位性及存在的普遍性，要求余热回收装置能在小传热温压下传递大热流量，热回收率高，阻力小，还要求结构简单、紧凑、经济，并能妥善处理低温腐蚀问题。常规形式的换热器由于传热温压小、体积庞大、投资费用昂贵，或是由于换热流程长、阻力大，驱动功耗剧增，运行费用高，或是由于制造复杂、难以维护，或是由于腐蚀、结垢、危急设备寿命等原因，其在余热回收中的应用受到限制。

低温烟气余热回收装置是余热回收系统中一个重要设备。但传统的余热回收装置相对传热端差较大，系统效率较较低，造价昂贵。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种可有效提高余热利用效率的低温烟气余热回收装置。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明的一个方面，为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种低温烟气余热回收装置，包括烟气侧和汽水侧，所述装置内设置有多根间隔排列的热管，所述热管的吸热段布置于烟气侧，冷凝段布置于汽水侧。所述装置上设置有一个烟气入口、一个烟气出口、一个冷却水入口、一个蒸汽出口或热水出口、至少一个抽真空口、至少一个清洗入口、至少一个清洗出口、至少一个疏水口和至少一个蒸汽吹扫口。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

作为优选，所述每根热管的管径为10～100毫米，长度为500～20000毫米，相邻孔边距为100～800毫米；

作为优选，所述清洗流体方向与介质流体方向相反；

作为优选，所述一个蒸汽出口或热水出口处设置有汽水分离器，所述汽水分离器为波形板式；

作为优选，所述汽水侧内设置有隔板；

作为优选，所述烟气温度范围为80℃～500℃，出水(蒸汽)温度可为30℃～450℃；

作为优选，所述低温烟气余热回收装置的加热方式为逆流加热；

作为优选，所述低温烟气余热回收装置的疏水口处设置疏水装置；

作为优选，所述低温烟气余热回收装置的冷却水入口处设置配水装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

通过对发明的低温烟气余热回收装置使用，可以有效利用热管的特性，提高传热效率，从而余热回收系统的能源利用率。具体可以是：

（1）传热系数高: 这是由热管本身的特性所决定；

（2）换热效率高：通过热管的高效作用下，提高系统效率；

（3）结构紧凑: 由于换热效率高，所以占用空间相对较小；

（4）造价便宜:由于采用热管换热，避免合金管道直接换热；

（5）系统操作安全可靠，即便发生传热管泄漏，不会影响系统效率；

（6）冷热流体不混杂；

（7）操作弹性大，负荷可从30％到110％变化；

（8）维修方便；

（9）清洗方便。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本发明一个实施例的低温余热回收装置的结构示意图。图中，热管（101），隔板（102），波形板汽水分离器（103），壳体（104），烟气侧（105），汽水侧（106），烟气入口（107），烟气出口（108），蒸汽吹扫口（109），疏水口（110），冷却水入口（111），蒸汽出口或热水出口（112），清洗入口（113），清洗出口（114），抽真空口（115），疏水装置（116），配水装置（117）。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图1示出了根据本发明一个实施例的低温余热回收装置的结构示意图。参考图1所示一种低温余热回收装置的一个实施例，包括壳体（104），所述壳体（104）内设置有多根间隔排列的热管（101），利用热管（101）的传热性能，可以保证在低温下安全运行，以提高效率及能源效率；所述多根间隔排列的热管（101）可以根据烟气的运行温度分为高、中、低温热管；壳体（104）中间设有隔板（102），将其分为烟气侧（105）和汽水侧（106）两部分，烟气侧设置有一个烟气入口（107）、一个烟气出口（108）、一个蒸汽吹扫口（109）、一个疏水口（110），在疏水出口处设置疏水装置（116），使烟气中含有的水蒸汽降温后变为疏水通过，而烟气不得通过。在汽水侧（106），在加热出口处安装有波形板汽水分离器（103），可以保证提高蒸汽的品质，并在冷却水入口处设置有配水装置(117)，可以保证进水均匀加热，所述汽水侧(106)上设置有一个冷却水入口(111)、一个蒸汽出口或热水出口(112)、一个清洗入口(113)、一个清洗出口(114)、一个抽真空口(115)。

其中烟气入口(107)、烟气出口(108)、蒸汽吹扫口（109）、疏水口（110）、冷却水入口（111）、蒸汽出口或热水出口（112）、清洗入口（113）、清洗出口（114）和抽真空口（115）的数量不限，可以为多个。

所述每根热管（101）的管径为0～100毫米，长度为500～20000毫米，相邻孔边距为100～800毫米。另一个实施例可以是，热管（101）的管径为50毫米，长度为10000毫米，相邻孔边距为500毫米。

为了保证传热效果，要求在汽水侧的水流速度小于0.5m/s。

如图1所示，烟气由左侧烟气入口（107）进入，进入后的烟气开始冲刷热管（101），热管（101）被激活便自动将热量传导至上部分，这时热管（101）加热段吸热，烟气经热管（101）后温度逐渐下降，因为温度下降，烟气内含有的水蒸汽开始凝结，其疏水经过疏水装置（116）后由疏水口（110）排出，热量被热管（101）吸收并传导至汽水侧（106）；当热管（101）加热段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向冷凝段，在海水的冷却下，释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回加热段，如此循环不止，热量由热管（101）一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。热管（101）在实现这一热量转移的过程中，从而冷却水吸热蒸发。

原水由冷却水入口（111）进入，并在配水装置（117）的均匀分配下，均匀的喷撒到热管（101）上，这时热管冷凝段经过放热，将热量传递给雾化的海水，使其加热汽化，通过波形板汽水分离器（103）时，由于汽、水流向互相垂直，汽流转弯时的离心力将水滴分离出来，粘附在波形板汽水分离器（103）上形成薄薄的水膜，靠重力慢慢向下流动，在波形板汽水分离器（103）的下端形成较大的水滴落下，从而进行汽水分离，最后由蒸汽出口或热水出口（112）排出。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、 “实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种低温烟气余热回收装置，其特征在于，包括烟气侧和汽水侧，所述装置内设置有多根间隔排列的热管，所述热管的吸热段布置于烟气侧，冷凝段布置于汽水侧；所述装置上设置有一个烟气入口、一个烟气出口、一个冷却水入口、一个蒸汽出口或热水出口、至少一个抽真空口、至少一个清洗入口、至少一个清洗出口、至少一个疏水口和至少一个蒸汽吹扫口。

2.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述每根热管的管径为10～100毫米，长度为500～20000毫米，相邻孔边距为100～800毫米。

3.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述清洗流体方向与介质流体方向相反。

4.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述一个蒸汽出口或热水出口处设置有汽水分离器，所述汽水分离器为波形板式。

5.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述汽水侧内与烟气侧中间设置有隔板。

6.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，所述烟气温度范围为60℃～500℃，出口蒸汽(出口热水)温度可为30℃～450℃。

7.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，加热方式为逆流加热。

8.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，疏水口处设置疏水装置。

9.根据权利要求1所述的低温烟气余热回收装置，其特征在于，冷却水入口处设置配水装置。