CN105222145A - 一种用于含尘烟气的余热回收装置及工艺 - Google Patents

一种用于含尘烟气的余热回收装置及工艺 Download PDF

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徐文青
周璇
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Abstract

本发明提供了一种用于含尘烟气的余热回收装置及工艺，所述余热回收装置包括：壳体、热管和隔热板；所述隔热板将壳体分为上下两部分，分别为上壳体和下壳体，上壳体上设有换热介质进口和换热介质出口，下壳体为锥形，其上设有烟气进口和烟气出口，其底部设有烟尘出口；隔热板上安装有热管，热管的一端位于上壳体内，热管的另一端位于下壳体内。所述含尘烟气的余热回收装置对含尘烟气的余热回收效率高，并且在余热回收过程中不会造成装置的堵塞；另外，所述余热回收装置的结构简单、智能，对含尘烟气的余热回收工艺流程短，能够有效降低烟气温度，保证烟气处理的后续工序顺利进行。

Description

一种用于含尘烟气的余热回收装置及工艺
技术领域
本发明属于烟气的余热回收技术领域，尤其涉及一种用于含尘烟气的余热回收装置及工艺。
背景技术
在烟气除尘的过程中，有些除尘器在烟气较高温度下容易损害，比如袋式除尘器，在较高温度下滤料和滤袋都会损坏，从而影响除尘效果。因此，在除尘前需要对含尘烟气进行降温处理，余热回收装置既降温又回收热能成为首选的降温装置。
目前有关余热回收装置研究较多，如CN201020108217.1提供了一种用于纺织印染废气的余热回收装置，包括壳体、重力式热管；若干根重力式热管呈数排交错排列地设于壳体内，壳体的内腔由隔板分隔成上、下两室，在上室的两侧分别设有冷水气进口和热水气出口，在下室的两侧分别设有废气进口和废气出口。在上述冷水气进口、热水气出口、废气进口和废气出口处均设有与控制器相连的测温元件，并且在冷水气进口处设有与控制器相连的电动调节阀。此装置可实现纺织印染废气余热回收，起到节能减排的作用；CN2014200348727.4公开了一种氧化铝焙烧炉烟气余热回收装置，余热回收装置下部下方设有热水箱，余热回收装置下部上方设有余热回收装置上部，余热回收装置下部一侧与烟气进气管连接，余热回收装置下部另一侧与烟气出气管的一端连接，烟气出气管的另一端与余热回收装置上部的下部侧壁连接；CN201420243554.X公开了一种蓄热式高温焚化炉烟气余热回收装置，包括蓄热式高温焚化炉和烟气余热回收装置，所述烟气余热回收装置通过高温进烟管与蓄热式高温焚化炉出口的风机的排风口连接，其中，还包括锅炉与用热点，所述锅炉和用热点之间设置有高温供水管和低温回水管；所述烟气余热回收装置通过高温出水管、低温进水管与低温回水管连接，所述高温出水管和低温进水管通过截止阀与锅炉低温回水管连接。
以上余热回收装置都是针对不同行业需求开发的，但是，这些装置对含尘烟气进行余热回收时，会造成出气口堵塞等问题，因此，无法针对含尘烟气。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于含尘烟气的余热回收装置及工艺，所述余热回收装置能够高效回收含尘烟气的余热，并且结构简单，能够有效降低烟气温度，保证烟气处理的后续工序顺利进行。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种用于含尘烟气的余热回收装置，所述余热回收装置包括：壳体、热管和隔热板；所述隔热板将壳体分为上下两部分，分别为上壳体和下壳体，上壳体上设有换热介质进口和换热介质出口，下壳体为锥形，其上设有烟气进口和烟气出口，其底部设有烟尘出口；隔热板上安装有热管，热管的一端位于上壳体内，热管的另一端位于下壳体内。
所述换热介质进口安装有电动调节阀，所述烟气进口安装有流量计和第一测温元件，所述烟气出口安装有第二测温元件；所述电动调节阀、流量计、第一测温元件和第二测温元件与控制器相连。
所述下壳体是锥角为50-70°的锥形，优选锥角为60°。
所述烟尘出口处安装有阀门。
所述热管表面为光面。
优选地，所述热管的个数为28-52个，优选为32个。
优选地，所述热管位于下壳体的长度为热管总长度的1/2-2/3，优选为2/3。
所述热管为不锈钢热管、碳钢热管或钢铝复合材料热管。
所述上壳体为长方形或正方形。
另一方面，本发明提供了一种所述余热回收装置的余热回收工艺，包括如下步骤：
含尘烟气经烟气进口进入下壳体中，与热管进行热量交换之后经烟气出口排出，烟尘沉积于下壳体中，经烟尘出口排出；热管将热量传递到上壳体；同时换热介质经换热介质进口进入上壳体中，与热管进行热量交换后经换热介质出口排出，完成含尘烟气的余热回收。
所述烟气进口处的烟气流量为50000-80000m3/h。
所述烟气进口处的烟气温度为300-400℃。
优选地，所述烟气出口处的烟气温度为150-200℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的含尘烟气的余热回收装置能够高效回收含尘烟气的余热，其余热回收效率可达到90-98％，并且回收余热过程中不会造成装置的堵塞；另外，所述余热回收装置的结构简单，工艺流程短，能够针对不同流量的含尘烟气进行余热回收；能够有效降低烟气温度，保证烟气处理的后续工序顺利进行；利用所述余热回收装置回收余热的工艺智能、简单。
附图说明
图1是实施例1提供的一种用于含尘烟气的余热回收装置的结构示意图。
其中，1-冷水进口；2-热水出口；3-上壳体；4-热管；5-隔热板；6-烟气出口；7-烟气进口；8-电动调节阀；9-烟尘出口；10-阀门；11-第一测温元件；12-第二测温元件；13-控制器；14-流量计；15-下壳体。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一方面，本发明提供了一种用于含尘烟气的余热回收装置，所述余热回收装置包括：壳体、热管4和隔热板5；所述隔热板5将壳体分为上下两部分，分别为上壳体3和下壳体15，上壳体3上设有换热介质进口和换热介质出口，下壳体15为锥形，其上设有烟气进口7和烟气出口6，其底部设有烟尘出口9；隔热板5上安装有热管4，热管4的一端位于上壳体3内，热管4的另一端位于下壳体15内。
所述含尘烟气的余热回收装置主要是用于除尘器之前的含尘烟气的余热回收，尤其适用于布袋除尘器前含尘烟气的余热回收。
所述换热介质用于储存从含尘烟气中回收的热量，典型但非限制性的换热介质为水，也可为其他的流体，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择。
所述隔热板5起到阻止壳体中热量扩散得作用，本领域的技术人员可根据实际需要选择不同材质的隔热板。
本发明提供的含尘烟气的余热回收装置结构简单，由于下壳体15底部设置有烟尘出口9，对含尘烟气进行余热回收的过程中不会堵塞装置；采用热管4作为换热元件，余热回收效率高，并能够有效降低烟气温度，保证烟气处理的后续工序顺利进行。
所述换热介质进口处安装有电动调节阀8，所述烟气进口7处安装有流量计14和第一测温元件11，所述烟气出口6处安装有第二测温元件12；所述电动调节阀8、流量计14、第一测温元件11和第二测温元件12与控制器13相连。
所述控制器13能够实时显示烟气进口7与烟气出口6处的温度，并能通过烟气进口7处的温度值自动调节烟气的进气量和换热介质的流量，使烟气出口6处的温度达到设定值。
电动调节阀8、流量计14、第一测温元件11、第二测温元件12及控制器13使得所述余热回收装置自动化程度提高，操作简单。
所述下壳体15是锥角为50-70°的锥形，如锥角为52°、55°、58°、60°、62°、65°、67°或69°等的锥形，优选锥角为60°。所述锥形可为圆锥形或方锥形，选择锥形下壳体15有利于烟气的沉积及聚集。
优选地，所述烟气进口7和烟气出口6分别位于下壳体15的两侧。
所述烟尘出口6处安装有阀门10，阀门10的设置有利于对下壳体15中的烟尘作定期清理。
所述热管4表面为光面，光面的热管有利于下壳体中烟尘的沉积，并且方便清洗。
壳体中安装的热管4数量无特殊限制，本领域的技术人员可根据实际需要进行调节，经试验，上、下壳体中热管4的个数优选为28-52个，如30个、32个、35个、38个、40个、42个、45个、48个或50个等，优选为32个。
优选地，所述热管4位于下壳体15的长度为热管总长度的1/2-2/3，如1/2、7/12或2/3等，优选为2/3。
所述热管4为不锈钢热管、碳钢热管或钢铝复合材料热管。
所述上壳体3为长方形或正方形。
优选地，所述换热介质进口与换热介质出口分别位于上壳体3的两侧。
另一方面，本发明提供了一种所述余热回收装置的余热回收工艺，包括如下步骤：
含尘烟气经烟气进口7进入下壳体15中，与热管4进行热量交换之后经烟气出口6排出，烟尘沉降于下壳体15中；热管4将热量传递到上壳体3；同时换热介质经换热介质进口进入上壳体3中，与热管4进行热量交换后经换热介质出口排出。
所述余热回收工艺智能化程度高。
所述烟气进口7处的烟气流量为50000-80000m3/h，如55000m3/h、60000m3/h、65000m3/h、70000m3/h或75000m3/h等。
所述烟气进口7处的烟气温度为300-400℃，如320℃、350℃、370℃、380℃或390℃等。
优选地，所述烟气出口6处的烟气温度为150-200℃，如155℃、160℃、165℃、170℃、180℃、190℃或195℃。
实施例1
一种含尘烟气的余热回收装置如图1所示，包括壳体、热管4和隔热板5。壳体被隔热板5分为上下两部分，分别为上壳体3和下壳体15，上壳体3两侧分别设有冷水进口1和热水出口2，下壳体15两侧分别设有烟气进口7和烟气出口6，下壳体15底部设有烟尘出口9，烟尘出口9处安装有阀门10，上壳体3为方形，下壳体15是锥角为60°的圆锥形；隔热板5上安装有热管4，热管4的一端位于上壳体3内，热管4的另一端位于下壳体15内；冷水进口1安装有电动调节阀8，烟气进口7安装有流量计14和第一测温元件11，烟气出口6安装有第二测温元件12，电动调节阀8、流量计14、第一测温元件11和第二测温元件12与温控器13相连。
利用如上所述装置进行含尘烟气的余热回收工艺为：含尘烟气经烟气进口7处的流量计14进入下壳体15，与热管4进行热量交换之后经烟气出口6排出，烟尘沉降于下壳体15中，经烟尘出口9排出；热管4将热量传递到上壳体3；同时冷却水经冷水进口1经自动控制阀8进入上壳体3中，与热管4进行热量交换后经热水出口2排出。控制器13实时显示烟气进口7和烟气出口6的温度，根据烟气进口7处烟气的温度自动调节冷却水的流量和烟气的流量，使烟气出口6的温度达到设定值。当烟尘出口9处的阀门10的打开时，烟尘排出，当阀门10关闭时，烟尘聚集在烟尘出口9。
实施例2
利用实施例1所述装置进行含尘烟气的余热回收：
将流量为50000m3/h，温度为300℃的含尘烟气经烟气进口7进入下壳体15中，热管的数量为32个，下壳体中热管的长度为热管总长度的2/3，含尘烟气在下壳体中与热管4进行热量交换，经烟气出口6排出，此时烟气温度可降到150℃，烟尘沉降于下壳体15中，余热回收装置工作半月打开阀门10进行清灰，避免灰尘沉积堵塞烟气出口6。此时的余热回收效率为95％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种用于含尘烟气的余热回收装置，其特征在于，所述余热回收装置包括：壳体、热管(4)和隔热板(5)；所述隔热板(5)将壳体分为上下两部分，分别为上壳体(3)和下壳体(15)，上壳体(3)上设有换热介质进口和换热介质出口，下壳体(15)为锥形，其上设有烟气进口(7)和烟气出口(6)，其底部设有烟尘出口(9)；隔热板(5)上安装有热管(4)，热管(4)的一端位于上壳体(3)内，热管(4)的另一端位于下壳体(15)内。
2.根据权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于，所述换热介质进口安装有电动调节阀(8)，所述烟气进口(7)安装有流量计(14)和第一测温元件(11)，所述烟气出口(6)安装有第二测温元件(12)；所述电动调节阀(8)、流量计(14)、第一测温元件(11)和第二测温元件(12)与控制器(13)相连。
3.根据权利要求1或2所述的余热回收装置，其特征在于，所述下壳体(15)是锥角为50-70°的锥形，优选锥角为60°。
4.根据权利要求1-3之一所述的余热回收装置，其特征在于，所述烟尘出口(6)处安装有阀门(10)。
5.根据权利要求1-4之一所述的余热回收装置，其特征在于，所述热管(4)表面为光面；
优选地，所述热管(4)的个数为28-52个，优选为32个；
优选地，所述热管(4)位于下壳体(15)的长度为热管总长度的1/2-2/3，优选为2/3。
6.根据权利要求1-5之一所述的余热回收装置，其特征在于，所述热管(4)为不锈钢热管、碳钢热管或钢铝复合材料热管。
7.根据权利要求1-6之一所述的余热回收装置，其特征在于，所述上壳体(3)为长方形或正方形。
8.一种利用权利要求1-7之一所述余热回收装置的余热回收工艺，包括如下步骤：
含尘烟气经烟气进口(7)进入下壳体(15)中，与热管(4)进行热量交换之后经烟气出口(6)排出，烟尘沉积于下壳体(15)中，经烟尘出口(9)排出；热管(4)将热量传递到上壳体(3)；同时换热介质经换热介质进口进入上壳体(3)中，与热管(4)进行热量交换后经换热介质出口排出，完成含尘烟气的余热回收。
9.根据权利要求8所述的余热回收工艺，其特征在于，所述烟气进口(7)处的烟气流量为50000-80000m3/h。
10.根据权利要求8或9所述的余热回收工艺，其特征在于，所述烟气进口(7)处的烟气温度为300-400℃；
优选地，所述烟气出口(6)处的烟气温度为150-200℃。
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