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

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马建
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D11/02—Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/65—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology

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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