CN104353288A - 气固分离热能回收一体化装置 - Google Patents

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    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
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Abstract

本发明涉及一种气固分离热能回收一体化装置，包括筒体，所述筒体内壁和外壁之间由隔板形成换热介质通道，筒体上部设气固进料口和换热介质出口，下部设固体物料出口和换热介质入口，筒体中部沿轴线方向设有中心管，中心管上端为气体物料出口。筒体由上部直形段和下部锥形段组成。气固进料口沿筒壁切向设置，连通筒体内腔。所述中心管下部设锥形气体收集口。隔板沿筒体轴线方向呈螺旋型设置，隔板与筒体内壁或外壁固接。与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了在同一装置上一次性完成气固分离和热能回收过程，在获得良好除尘效果的同时实现较高的热能回收率，装置结构简单，占地面积小，投资少，经济性好。

Description

气固分离热能回收一体化装置
技术领域
本发明涉及工业领域高温气固物料分离和余热回收技术领域，尤其涉及一种气固分离热能回收一体化装置。
背景技术
目前，钢铁、焦化、化工和发电等企业对高温烟气进行余热回收是有效的节能措施。但在高温烟气处理的过程中，除尘净化和余热回收通常采用两个各自独立的系统，装置功能单一，占地面积大，装置成本投入较大。很多企业为了减少投资，只设置除尘净化装置，使大量热能未实现有效回收利用，使系统的整体经济性较差，热量损失严重。
发明内容
本发明提供了一种气固分离热能回收一体化装置，在同一装置上一次性完成气固分离和热能回收过程，在获得良好除尘效果的同时实现较高的热能回收率，装置结构简单，投资少，占地面积小，经济性好。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
气固分离热能回收一体化装置，包括筒体，所述筒体内壁和外壁之间由隔板形成换热介质通道，筒体上部设气固进料口和换热介质出口，下部设固体物料出口和换热介质入口，筒体中部沿轴线方向设有中心管，中心管上端为气体物料出口。
所述筒体由上部直形段和下部锥形段组成。
所述气固进料口沿筒壁切向设置，连通筒体内腔，其沿进料方向向下倾斜角度为0～45°。
所述中心管下部设锥形气体收集口，其锥度为30～150°，气体收集口下沿距筒体下端距离为200～1000mm。
所述隔板沿筒体轴线方向呈螺旋型设置，螺旋角为10～70°，隔板与筒体内壁或外壁固接，并且与不固接一侧筒壁间距为1～3mm。
所述固体物料出口设在筒体下部中心部位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
实现了在同一装置上一次性完成气固分离和热能回收过程，在获得良好除尘效果的同时实现较高的热能回收率，装置结构简单，占地面积小，投资少，经济性好。
附图说明
图1是本发明的主视剖面图。
图2是本发明的俯视图。
图中：1.气固进料口 2.固体物料出口 3.气体物料出口 4.换热介质入口 5.换热介质出口 6.筒体外壁 7.筒体内壁 8.隔板 9.气体收集口 10.直形段 11.锥形段12.中心管
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1-图2，是本发明的结构示意图，本发明气固分离热能回收一体化装置，包括筒体，所述筒体内壁7和外壁6之间由隔板8形成换热介质通道，筒体上部设气固进料口1和换热介质出口5，下部设固体物料出口2和换热介质入口4，筒体中部沿轴线方向设有中心管12，中心管12上端为气体物料出口3。
所述筒体由上部直形段10和下部锥形段11组成。
所述气固进料口1沿筒壁切向设置，连通筒体内腔，其沿进料方向向下倾斜角度为0～45°。
所述中心管12下部设锥形气体收集口9，其锥度为30～150°，气体收集口9下沿距筒体下端距离为200～1000mm。
所述隔板8沿筒体轴线方向呈螺旋型设置，螺旋角为10～70°，隔板8与筒体内壁7或外壁6固接，并且与不固接一侧筒壁间距为1～3mm。
所述固体物料出口2设在筒体下部中心部位。
筒体上的气固进料口1、固体物料出口2、气体物料出口3和中心管12组成了气固分离结构；筒体外壁6和内壁7形成的换热介质通道、换热介质入4口和换热介质出口5组成了热能回收结构。
本发明气固分离热能回收一体化装置的工作原理是:
在气固分离结构部分，相当于旋风分离器的作用机理，含有固态颗粒的高温气流通过切向设置的气固进料口1进入筒体内腔后，沿着壁面旋转，同时在中心管12作用下沿重力方向下降，到达筒体锥形段11后，旋转半径减小，根据动量守恒定律，旋转速度逐渐增加，气流中的固态颗粒受到更大的离心力，由于离心力产生的离心加速度比重力加速度大，细颗粒在旋转气流中分离，沿着筒体锥形段11内壁下落分离，气体到达筒体锥形段11底部时反转，中心部气体上升，通过中心管12下部的气体收集口9收集，从中心管12上端的气体物料出口3流出；分离后的固体颗粒由筒体底端中部设置的固体物料出口2排出。
在热能回收结构部分，筒体外壁6和内壁7形成夹层，螺旋隔板8等距分布在夹层空间内，形成换热介质通道，并可增加换热介质在通道内的流速和流经长度，有效提高换热效率。换热介质沿换热介质入口4流入换热介质通道，由于螺旋隔板8均匀布置、流通通道截面积较小、长度较大，循环水与烟气的换热时间和路程较长，同时气固物料的旋转流动，增加了高温物料的停留时间和流动速度，在筒体锥形段11气固物料高速旋转，进一步强化换热过程。换热介质和高温气固物料逆流强化换热后沿螺旋型通道旋转流动，最后由换热介质出口5流出，完成热量回收过程。
换热介质可以是水或其他液体导热介质。
隔板8与筒体内壁7或外壁6一侧固接，主要是考虑制作工艺及筒体变形因素影响，在不影响安装的前提下，隔板8与不固接一侧筒壁的间隙应尽可能小。

Claims (6)

1.气固分离热能回收一体化装置，其特征在于，包括筒体，所述筒体内壁和外壁之间由隔板形成换热介质通道，筒体上部设气固进料口和换热介质出口，下部设固体物料出口和换热介质入口，筒体中部沿轴线方向设有中心管，中心管上端为气体物料出口。
2.根据权利要求1所述的气固分离热能回收一体化装置，其特征在于，所述筒体由上部直形段和下部锥形段组成。
3.根据权利要求1所述的气固分离热能回收一体化装置，其特征在于，所述气固进料口沿筒壁切向设置，连通筒体内腔，其沿进料方向向下倾斜角度为0～45°。
4.根据权利要求1所述的气固分离热能回收一体化装置，其特征在于，所述中心管下部设锥形气体收集口，其锥度为30～150°，气体收集口下沿距筒体下端距离为200～1000mm。
5.根据权利要求1所述的气固分离热能回收一体化装置，其特征在于，所述隔板沿筒体轴线方向呈螺旋型设置，螺旋角为10～70°，隔板与筒体内壁或外壁固接，并且与不固接一侧筒壁间距为1～3mm。
6.根据权利要求1所述的气固分离热能回收一体化装置，其特征在于，所述固体物料出口设在筒体下部中心部位。
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