CN104501617A - 降pm2.5复合流动层换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降PM2.5复合流动层换热器，包括液体介质喷雾器(3)、换热器高温换热面(2)、流层换热器(4)、流动层水分布器(6)、液体介质流动层(7)和流动层水收集器(10)，液体介质喷雾器(3)设置在换热器的入口处，液体介质喷雾器(3)、换热器高温换热面(2)、流层换热器(4)沿着入口至出口方向依次排列，流层换热器(4)上部设有流动层水分布器(6)，流动层水分布器(6)在流层换热器(4)的外壁上形成液体介质流动层(7)，液体介质流动层(7)下方设有流动层水收集器(10)；本发明不仅可将排烟中的显热和潜热一并吸收，而且还可同时将烟气中的各种微粒收集在水中，减少了大气污染物的排放。
Description
[技术领域]
本发明涉及余热回收及控制污染物排放技术领域，具体地说是一种降PM2.5复合流动层换热器。
[背景技术]
现有的烟气-液体换热器，其换热系数很低，一般在50W/㎡以下，烟气温度无法降到100℃以下。且，现有的烟气除尘装置一般是采用喷雾式或喷淋式结构，由于烟气温度高，有水蒸汽产生，并携带大量微小颗粒(pm2.5)排出在空气中，该微小颗粒最终演变成胶体态浮悬在空气中，成为雾霾的主要物体，造成了对空气质量的污染。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种降PM2.5复合流动层换热器，采用水或其他介质作为辅助换热媒介，不仅可将排烟中的显热和潜热一并吸收，而且还可同时将烟气中的各种微粒收集在水中，减少了大气污染物的排放。
为实现上述目的设计一种降PM2.5复合流动层换热器，包括液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流层换热器4、流动层水分布器6、液体介质流动层7和流动层水收集器10，所述液体介质喷雾器3设置在换热器的入口处，所述液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流层换热器4沿着入口至出口方向依次排列，所述流层换热器4上部设有流动层水分布器6，所述流动层水分布器6在流层换热器4的外壁上形成液体介质流动层7，所述液体介质流动层7下方设有流动层水收集器10。
所述复合流动层换热器为卧式结构，所述液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流层换热器4、液体介质流动层7自左向右或自右向左依次排列。
所述复合流动层换热器为立式结构，所述液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流动层水收集器10、流层换热器4、液体介质流动层7、流动层水分布器6自下而上依次设置。
所述流层换热器4的上端开设有换热介质出口8，所述流层换热器4的下端开设有换热介质进口11。
所述流动层水收集器10的底端开设有流层水出口9。
所述液体介质流动层7内部设有多个传热管，所述传热管之间形成水流动层。
所述液体介质流动层7连接投碱装置。
本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，由于采用流动层换热技术作为一种新的换热方式，将其应用在气体与液体的换热，特别应用在烟气与水的换热上，能够使烟气温度降到40度以下，让烟气中的冷凝热放出，热效率可以超过100％(按燃料低位发热量计算)；同时，能够使得烟气中的微粒几乎全面拘束在水中，控制了烟气中Pm2.5等微粒的排放，从而起到了良好的节能减排作用；本发明不仅可应用在煤、油、气、生物质等燃料的锅炉上，还可以应用在内燃机、燃气轮机等热工机械上，同时也能应用在各种熔炼炉、冶炼炉、煅烧炉等各种工业窑炉上，可有效的控制这些设备Pm2.5的排放，为净化环境做贡献；此外，本发明所述的复合流动层换热器，其应用流动层换热技术制造的设备结构简单，寿命长，使用维护简便，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本发明的卧式结构示意图；
图2是本发明的立式结构示意图；
图中：1、高温烟气 2、换热器高温换热面 3、液体介质喷雾器 4、流层换热器 5、湿混合烟气 6、流动层水分布器 7、液体介质流动层 8、换热介质出口 9、流层水出口 10、流动层水收集器 11、换热介质进口 12、低温烟气。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
本发明包括：液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流层换热器4、流动层水分布器6、液体介质流动层7和流动层水收集器10，液体介质喷雾器3设置在换热器的入口处，液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流层换热器4沿着入口至出口方向依次排列，流层换热器4上部设有流动层水分布器6，流动层水分布器6在流层换热器4的外壁上形成液体介质流动层7，液体介质流动层7下方设有流动层水收集器10。
如附图1所示，该复合流动层换热器为卧式结构，当卧式安装时，液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流层换热器4、液体介质流动层7自左向右或自右向左依次排列，该卧式安装能够适用于各种与其配合的安装位置；流动层水分布器6设置在流层换热器4的上部，流动层水收集器10设置在液体介质流动层7的下方，流层换热器4的上端开设有换热介质出口8，流层换热器4的下端开设有换热介质进口11，流动层水收集器10的底端开设有流层水出口9；液体介质流动层7内部设有多个传热管，传热管之间形成水流动层。
如附图2所示，该复合流动层换热器为立式结构，当立式安装时，烟气由下部进入上部排出，液体介质喷雾器3、换热器高温换热面2、流动层水收集器10、流层换热器4、液体介质流动层7、流动层水分布器6自下而上依次设置，该立式安装能够适用于各种与其配合的安装位置；流层换热器4的上端开设有换热介质出口8，该换热介质出口8可设有两个，流层换热器4的下端开设有换热介质进口11，流动层水收集器10的底端开设有流层水出口9；液体介质流动层7内部设有多个传热管，传热管之间形成水流动层。
本发明的工作过程为：高温烟气1进入换热器后与液体介质喷雾器3喷出的雾状水混合，水蒸发成为过热蒸汽，与烟气混合成为湿混合烟气5，湿混合烟气与换热器高温换热面2进行对流换热，由于湿混合烟气质量大焓值高，换热系数很大，经过换热后烟气温度下降，蒸汽达到饱和状态，这时烟气又进入流层换热器4，流层换热器4上部的流动层水分布器6将水形成液体介质流动层7，如水流动层，烟气与水流动层换热，烟气中的水蒸气冷凝在水流动层中，水流动层温度升高，并与换热器中的介质对流换热，介质温度上升进入上一级换热器。烟气中的灰尘微粒被水捕捉，经流动层水收集器10排入收集水池，硫等有害环境的物质也被水带走。最后，干净的低温烟气12排放到空中。
本发明的关键技术为：
(1)流层体形成，在换热器外壁形成稳定的液体流层，使原来的气体与液体换热变成液体与液体换热，包含大量蒸汽的锅炉排烟，通过流动层时，直接接触到介质，产生激烈的热平衡，在烟气里的蒸汽凝结，冷凝潜热很容易得到回收。在介质流动层内部的传热管表面上，引起介质层流动化，增大传热，热传导数值约5000-12000W/㎡。再者，排烟的污染成分，会在换热器传热面上出现沉着水垢的问题，现在可以通过传热管排列之间形成的水流动层内部自体清洁的功能，实现全面清除。另外，排烟内部酸性成分的凝结，产生低温腐蚀的难题，目前也可以通过在液体介质流动层里面连接投碱装置，投入碱性药品，让它酸碱中和，即可消除流动层内部传热管的腐蚀。通过使用流动层冷凝换热器，解决了低温腐蚀和水垢沉着现象，连排烟冷凝潜热也一并回收。
(2)湿烟气体的形成，将雾状液体喷在热烟气中，液体蒸发成为过热蒸汽，烟气质量增加将，换热系数提高。
本发明是一种流动层换热器，采用水或其他介质作为辅助换热媒介，能够将排烟中的显热和潜热一并吸收，换热系数在2500W/㎡以上，同时可将烟气中的各种微粒收集在水中，减少了大气污染物的排放。该流动层换热技术与现有的喷雾式、喷淋式技术均不同，几乎没有水蒸汽排放，避免了蒸汽携带微粒在空气中蒸发后，微粒胶体浮悬在空气中，形成雾霾的现象。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：包括液体介质喷雾器(3)、换热器高温换热面(2)、流层换热器(4)、流动层水分布器(6)、液体介质流动层(7)和流动层水收集器(10)，所述液体介质喷雾器(3)设置在换热器的入口处，所述液体介质喷雾器(3)、换热器高温换热面(2)、流层换热器(4)沿着入口至出口方向依次排列，所述流层换热器(4)上部设有流动层水分布器(6)，所述流动层水分布器(6)在流层换热器(4)的外壁上形成液体介质流动层(7)，所述液体介质流动层(7)下方设有流动层水收集器(10)。
2.如权利要求1所述的降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：所述复合流动层换热器为卧式结构，所述液体介质喷雾器(3)、换热器高温换热面(2)、流层换热器(4)、液体介质流动层(7)自左向右或自右向左依次排列。
3.如权利要求1所述的降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：所述复合流动层换热器为立式结构，所述液体介质喷雾器(3)、换热器高温换热面(2)、流动层水收集器(10)、流层换热器(4)、液体介质流动层(7)、流动层水分布器(6)自下而上依次设置。
4.如权利要求2或3所述的降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：所述流层换热器(4)的上端开设有换热介质出口(8)，所述流层换热器(4)的下端开设有换热介质进口(11)。
5.如权利要求4所述的降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：所述流动层水收集器(10)的底端开设有流层水出口(9)。
6.如权利要求5所述的降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：所述液体介质流动层(7)内部设有多个传热管，所述传热管之间形成水流动层。
7.如权利要求6所述的降PM2.5复合流动层换热器，其特征在于：所述液体介质流动层(7)连接投碱装置。
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| CN201410789420.2A CN104501617A (zh) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | 降pm2.5复合流动层换热器 |
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| CN109000491A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-12-14 | 南京常荣声学股份有限公司 | 一种用于可流动高温介质降温的耦合换热器及换热系统 |
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2014
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| CN109000491A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-12-14 | 南京常荣声学股份有限公司 | 一种用于可流动高温介质降温的耦合换热器及换热系统 |
| CN109000491B (zh) * | 2018-08-28 | 2023-11-14 | 南京常荣声学股份有限公司 | 一种用于可流动高温介质降温的耦合换热器及换热系统 |
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