CN109579031A - 用于间接换热集中供热余热利用的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于间接换热集中供热余热利用的装置，包括依次连接的热氧化炉、新风高温换热器、废气换热器、新风低温换热器、水汽化学换热器、热水换热器装置以及废气引风机，还包括涂烘箱、涂装室、化学烘箱、水汽化学送风机与热水加热装置；热氧化炉出气口排出的燃烧废气先通过新风高温换热器一次降温换热，再通过废气换热器进行二次降温换热，然后再通过新风低温换热器进行三次降温换热，通过水汽化学换热器进行四次降温换热，最后通过热水换热器装置进行五次降温换热；通过换热器内外腔的设计将高温气体的热量传递给低温废气及生活用水，经过水气换热器换热后最终排放的气体温度可降低至103℃，循环利用了热源，降低了能源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及废气预热再利用领域，特别涉及一种用于间接换热集中供热余热利用的装置。
背景技术
现有技术中，由于板材在烘干的过程中，会挥发出大量的有机废气和有毒气体，如果直接将这些气体排入大气中，会破坏环境和生态，甚至危及到人和动物的生命，所以需要处理后才能排放。现在一般是通过高温焚烧，来彻底地去除废气中的有毒气体，分解有机废气随后排出干净的二氧化碳和水，达到环保要求后排放。从涂烘箱出来的废气温度一般为200℃，而废气治理的炉温要求在850～1000℃，现有技术一般不对废气进行预热直接用热氧化炉将200℃的废气燃烧至850～1000℃，此过程虽然能达到治理的效果，但是未考虑到能源的循环利用，比较浪费能源；此外，废气经过热氧化炉高温焚烧后需要降温排放，现有技术一般是先将850℃～1000℃的高温气体直接通过急冷塔冷却到120～180℃，随后在排放到大气中，此过程虽然能将气体温度降低，但是未考虑到能源的利用，对于能源浪费十分严重。
再有，现有技术未能将涂烘箱、涂装室、化学烘箱等多个装置连通起来，将需要高温废气和产出低温废气的装置之间进行废气的循环。
发明内容
本发明克服了上述现有技术中所存在的不足，提供了一种间接换热集中供热余热利用的装置，该装置通过热量的循环，对需要焚烧治理的废气预热约到500℃后，再排入热氧化炉内焚烧治理，通过循环热源，来提高废气的初始温度，有效地节约了能源；此外，焚烧后的废气通过该装置换热将温度从850℃～1000℃的高温降低到100℃，高温的废气将热量传递给低温的废气及需要加热的水中，有效率用了热源，减少能源的浪费。
本发明的技术方案是这样实现的：
用于间接换热集中供热余热利用的装置，包括依次连接的热氧化炉、新风高温换热器、废气换热器、新风低温换热器、水汽化学换热器、热水换热器装置以及废气引风机，还包括有涂烘箱、涂装室、化学烘箱、水汽化学送风机与热水加热装置；其中，热氧化炉具有热氧化炉进、出气口，新风高温换热器具有内通道、内通道出入口，与外通道、外通道出入口，废气换热器具有相隔开的第一内腔与第一外腔，第一内腔具有第一内腔出入口，第一外腔具有第一外腔出入口，新风低温换热器具有相隔开的第二内腔与第二外腔，第二内腔具有第二内腔出入口，第二外腔具有第二外腔出入口，水汽化学换热器具有相隔开的第三内腔与第三外腔，第三内腔具有第三内腔出入口，第三外腔具有第三外腔出入口，热水换热器装置具有相隔开的内盘管与外盘管，内盘管具有内盘管出入口，外盘管具有外盘管出入口；涂烘箱具有第一进气口与第一出气口，涂装室具有第二出气口，化学烘箱具有第三进气口，水汽化学送风机具有第三出气口，热水加热装置具有冷水出口与热水入口；涂烘箱的第一进气口与新风高温换热器的内通道出口连接，涂烘箱的第一出气口与废气换热器的第一内腔入口连接，废气换热器的第一内腔出口与热氧化炉进气口连接，热氧化炉出气口与新风高温换热器外通道入口连接，新风高温换热器外通道出口与废气换热器第一外腔入口连接；热氧化炉出气口排出的燃烧废气先通过新风高温换热器一次降温换热，再通过废气换热器进行二次降温换热；涂装室的第二出气口与新风低温换热器的第二内腔入口连接，新风低温换热器的第二内腔出口与新风高温换热器的内通道入口连接，废气换热器第一外腔出口与新风低温换热器的第二外腔入口连接，通过废气换热器降温的废气再通过新风低温换热器进行三次降温换热；水汽化学送风机的第三出口与水汽化学换热器的第三内腔入口连接，水汽化学换热器的第三内腔出口与化学烘箱的第三进气口连接，新风低温换热器的第二外腔出口与水汽化学换热器的第三外腔入口连接，通过新风低温换热器降温的废气再通过水汽化学换热器进行四次降温换热；所述热水加热装置的冷水出口与热水换热器装置的内盘管入口连接，热水换热器装置的内盘管出口与热水加热装置的热水入口连接，水汽化学换热器的第三外腔出口与热水换热器装置的外盘管入口连接， 通过水汽化学换热器降温的废气再通过热水换热器装置进行五次降温换热；热水换热器装置的外盘管出口连接废气引风机。
具体的，涂装室产生的废气约为20℃，20℃的废气经过涂装室的第二出气口出来后，通过新风低温换热器的第二内腔入口进入后，从新风低温换热器的第二内腔出口传出温度升高到300℃，300℃的废气再经过新风高温换热器的内通道入口进入到新风高温换热器升温至520℃，520℃的废气通过与新风高温换热器的内通道出口连接的涂烘箱第一进气口进入到涂烘箱内，为涂烘箱提供用于烘干板材的高温废气，工作完的废气温度降至200℃，200℃的废气从废气换热器的第一内腔入口进入到废气换热器中升温至500℃后从废气换热器的第一内腔出口出来，500℃废气通过进入到热氧化炉进气口进入到热氧化炉内燃烧，初始温度为500℃的废气大大节约了热氧化炉的热源。通过热氧化炉治理后的废气温度升高至750℃~1000℃，高温废气从热氧化炉的出气口出来，通过新风高温换热器外通道入口进入到新风高温换热器内，将新风高温换热器内通道内的低温废气升温之后从新风高温换热器的外通道的外通道出口流出，此时温度降为630℃，630℃的废气通过废气换热器的第一外腔入口进入到废气换热器的第一外腔302内，将废气换热器的第一内腔内的低温废气加热后从废气换热器的第一外腔出口出来，此时温度降至315℃～330℃；315℃～330℃的废气再通过新风低温换热器第二外腔入进入到新风低温换热器第二外腔内，将新风低温换热器的第二内腔里的废气加热后从第二外腔出口流出，此时温度降至160℃～180℃；160℃～180℃的废气通过水汽化学换热器第三外腔入口进入到水汽化学换热器内，与水汽化学换热器第三内腔内的废气进行换热后从第三外腔出口流出，此时温度降至138℃～155℃，138℃～155℃的废气经过热水换热器装置外盘管入口进入到热水换热器装置外盘管内，与热水换热器装置内盘管的废气进行换热后从热水换热器装置外盘管出口 流出，此时温度降至103℃，经过废气引风机排出。共四次降温和升温，将高温废气从750℃~1000℃降至103℃，将低温废气从20℃升温至500℃后进入烘箱焚烧治理，此过程中，充分利用热量转换，节约资源。
作为优选，所述热水加热装置的热水入口处设有两根热水管，分别为第一热管与第一汽管，第一热管与第一汽管通过汽水分离器隔开，其中第一汽管连接在热水加热装置的顶部储水库中，第一热管连接在热水加热装置的中部储水库内。
作为优选，所述热水加热装置内设有水槽燃烧器，以备应急使用。
作为优选，所述热水换热器装置的内、外盘管，管壁上设有翅片，翅片具有增加热交换效率作用。
作为优选，在翅片的正反两面均设有多个冲压而成的凸起，凸起305c的高度为2-5mm，且翅片正反两面的凸起交错设置。翅片正反两面的凸起，使得在用相同重量材料的情况下，有凸起的翅片能与气体之间的接触面积更大，因而热交换的效果更好。
作为优选，翅片包括连接热水换热器装置的内、外盘管，管腔的根部以及远离热水换热器装置的自由端；由根部至自由端方向，翅片分为3段，分别为与套管连接的第一支片、与第一支片呈一定夹角连接的第二支片、与第二支片呈一定夹角连接的第三支片。
作为优选，所述第二支片与第一支片的夹角为120-150度，第三支片与第二支片的夹角为130-150度。这样的形状设计可以在翅片附近形成回旋，延长空气的停留时间，提高空气与翅片的接触次数，从而使热量能够充分交换。
作为优选，第一支片的厚度为1.5mm-2mm、第二支片的厚度为1.2mm-1.5mm、第三支片的厚度为1.0mm-1.2mm。
采用了上述技术方案的本发明的设计出发点、理念及有益效果是：
本发明为一种用于间接换热集中供热余热利用的装置，通过换热器内外腔的设计将高温气体的热量传递给低温废气，高温气体换热后加热水及需要燃烧的废气。经过水气换热器换热后最终排放的气体温度可降低至103℃，循环利用了热源，降低了能源的浪费。
附图说明
图1为本发明装置示意图；
图2为本发明翅片凸起示意图；
图3为本发明翅片示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，用于间接换热集中供热余热利用的装置，包括依次连接的热氧化炉1、新风高温换热器2、废气换热器3、新风低温换热器4、水汽化学换热器5、热水换热器装置6以及废气引风机7，还包括有涂烘箱8、涂装室9、化学烘箱10、水汽化学送风机11与热水加热装置12；其中，热氧化炉1具有热氧化炉1进、出气口1a、1b，新风高温换热器2具有内通道201、内通道出入口2a，2b与外通道202、外通道出入口2c，2d，废气换热器3具有相隔开的第一内腔301与第一外腔302，第一内腔301具有第一内腔出入口3a，3b，第一外腔302具有第一外腔出入口3c，3d，新风低温换热器4具有相隔开的第二内腔401与第二外腔402，第二内腔401具有第二内腔出入口4a，4b，第二外腔402具有第二外腔出入口4c，4d，水汽化学换热器5具有相隔开的第三内腔501与第三外腔502，第三内腔501具有第三内腔出入口5a，5b，第三外腔502具有第三外腔出入口5c，5d，热水换热器装置6具有相隔开的内盘管601与外盘管602，内盘管601具有内盘管出入口6a，6b，外盘管602具有外盘管出入口6c，6d；涂烘箱8具有第一进气口8a与第一出气口8b，涂装室9具有第二出气口9a，化学烘箱10具有第三进气口10a，水汽化学送风机11第三出气口11b，热水加热装置12具有冷水出口12a与热水入口12b；涂烘箱8的第一进气口8a与新风高温换热器2的内通道出口2a连接，涂烘箱8的第一出气口8b与废气换热器3的第一内腔入口3b连接，废气换热器3的第一内腔出口3a与热氧化炉1进气口1a连接，热氧化炉1出气口1b与新风高温换热器2外通道入口2d连接，新风高温换热器2外通道出口2c与废气换热器3第一外腔入口3d连接；热氧化炉1出气口1b排出的燃烧废气先通过新风高温换热器2一次降温换热，再通过废气换热器3进行二次降温换热；涂装室9的第二出气口9a与新风低温换热器4的第二内腔入口4b连接，新风低温换热器4的第二内腔出口4a与新风高温换热器2的内通道入口2b连接，废气换热器3第一外腔出口3a与新风低温换热器4的第二外腔入口4d连接，通过废气换热器3降温的废气再通过新风低温换热器4进行三次降温换热；水汽化学送风机11的第三出口11b与水汽化学换热器5的第三内腔入口5b连接，水汽化学换热器5的第三内腔出口5a与化学烘箱10的第三进气口10a连接，新风低温换热器4的第二外腔出口4c与水汽化学换热器5的第三外腔入口5d连接，通过新风低温换热器4降温的废气再通过水汽化学换热器5进行四次降温换热；所述热水加热装置12的冷水出口12a与热水换热器装置6的内盘管入口6b连接，热水换热器装置6的内盘管出口6a与热水加热装置12的热水入口12b连接，水汽化学换热器5的第三外腔出口5c与热水换热器装置6的外盘管入口6d连接， 通过水汽化学换热器5降温的废气再通过热水换热器装置6进行五次降温换热；热水换热器装置6的外盘管出口6c连接废气引风机7。
具体的，涂装室9产生的废气约为20℃，20℃的废气经过涂装室9的第二出气口9a出来后，通过新风低温换热器4的第二内腔入口4b进入后，从新风低温换热器4的第二内腔出口4a传出温度升高到300℃，300℃的废气再经过新风高温换热器2的内通道入口2b进入到新风高温换热器2升温至520℃，520℃的废气通过与新风高温换热器2的内通道出口2a连接的涂烘箱8第一进气口8a进入到涂烘箱8内，为涂烘箱8提供用于烘干板材的高温废气，工作完的废气温度降至200℃，200℃的废气从废气换热器3的第一内腔入口3b进入到废气换热器3中升温至500℃后从废气换热器3的第一内腔出口3a出来，500℃废气通过进入到热氧化炉1进气口1a进入到热氧化炉1内燃烧，初始温度为500℃的废气大大节约了热氧化炉1的热源。通过热氧化炉1治理后的废气温度升高至750℃~1000℃，高温废气从热氧化炉1的出气口1b出来，通过新风高温换热器2外通道入口2d进入到新风高温换热器2内，将新风高温换热器2内通道201内的低温废气升温之后从新风高温换热器2的外通道202的外通道出口2c流出，此时温度降为630℃，630℃的废气通过废气换热器3的第一外腔入口3d进入到废气换热器3的第一外腔302内，将废气换热器3的第一内腔301内的低温废气加热后从废气换热器3的第一外腔出口3c出来，此时温度降至315℃～330℃；315℃～330℃的废气再通过新风低温换热器4第二外腔入4d进入到新风低温换热器4第二外腔402内，将新风低温换热器4的第二内腔401里的废气加热后从第二外腔出口4c流出，此时温度降至160℃～180℃；160℃～180℃的废气通过水汽化学换热器5第三外腔入口5d进入到水汽化学换热器5内，与水汽化学换热器5第三内腔501内的废气进行换热后从第三外腔出口5c流出，此时温度降至138℃～155℃，138℃～155℃的废气经过热水换热器装置6外盘管入口6d进入到热水换热器装置6外盘管602内，与热水换热器装置6内盘管601的废气进行换热后从热水换热器装置6外盘管出口 6c流出，此时温度降至103℃，经过废气引风机7排出。共四次降温和升温，将高温废气从750℃~1000℃降至103℃，将低温废气从20℃升温至500℃后进入烘箱焚烧治理，此过程中，充分利用热量转换，节约资源。
所述热水加热装置12的热水入口12b处设有两根热水管，分别为第一热管12c与第一汽管12d，第一热管12c与第一汽管12d通过汽水分离器12e隔开，其中第一汽管12d连接在热水加热装置12的顶部储水库中，第一热管12c连接在热水加热装置12的中部储水库内。
所述热水加热装置12内设有水槽燃烧器12f，以备应急使用。
如图2、3所示，所述热水换热器装置6的内、外盘管601，602管壁上设有翅片303c，翅片具有增加热交换效率作用。在翅片303c的正反两面均设有多个冲压而成的凸起305c，凸起305c的高度为4mm，且翅片303c正反两面的凸起305c交错设置。翅片303c正反两面的凸起305c，使得在用相同重量材料的情况下，有凸起305c的翅片303c能与气体之间的接触面积更大，因而热交换的效果更好。
翅片303c包括连接热水换热器装置6的内、外盘管601，602管腔的根部3031c以及远离热水换热器装置6的自由端；由根部3031c至自由端方向，翅片303c分为3段，分别为与套管306c连接的第一支片3032c、与第一支片3032c呈一定夹角连接的第二支片3033c、与第二支片3032c呈一定夹角连接的第三支片3034c。
所述第二支片3033c与第一支片3032c的夹角为120-150度，第三支片3034c与第二支片3032c的夹角为130-150度。这样的形状设计可以在翅片附近形成回旋，延长空气的停留时间，提高空气与翅片的接触次数，从而使热量能够充分交换。
第一支片3032c的厚度为1.8mm、第二支片3033c的厚度为1.3mm、第三支片3034c的厚度为1.1mm。
本发明为一种用于间接换热集中供热余热利用的装置，通过换热器内外腔的设计将高温气体的热量传递给低温废气，高温气体换热后加热水及需要燃烧的废气。本实施例中共进行了五次热交换，经过水气换热器换热后最终排放的气体温度可降低至103℃，循环利用了热源，降低了能源的浪费。
Claims (8)
1.用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：包括依次连接的热氧化炉（1）、新风高温换热器（2）、废气换热器（3）、新风低温换热器（4）、水汽化学换热器（5）、热水换热器装置（6）以及废气引风机（7），还包括有涂烘箱（8）、涂装室（9）、化学烘箱（10）、水汽化学送风机（11）与热水加热装置（12）；其中，热氧化炉（1）具有热氧化炉（1）进、出气口（1a、1b），新风高温换热器（2）具有内通道（201）、内通道出入口（2a，2b）与外通道（202）、外通道出入口（2c，2d），废气换热器（3）具有相隔开的第一内腔（301）与第一外腔（302），第一内腔（301）具有第一内腔出入口（3a，3b），第一外腔（302）具有第一外腔出入口（3c，3d），新风低温换热器（4）具有相隔开的第二内腔（401）与第二外腔（402），第二内腔（401）具有第二内腔出入口（4a，4b），第二外腔（402）具有第二外腔出入口（4c，4d），水汽化学换热器（5）具有相隔开的第三内腔（501）与第三外腔（502），第三内腔（501）具有第三内腔出入口（5a，5b），第三外腔（502）具有第三外腔出入口（5c，5d），热水换热器装置（6）具有相隔开的内盘管（601）与外盘管（602），内盘管（601）具有内盘管出入口（6a，6b），外盘管（602）具有外盘管出入口（6c，6d）；涂烘箱（8）具有第一进气口（8a）与第一出气口（8b），涂装室（9）具有第二出气口（9a），化学烘箱（10）具有第三进气口（10a），水汽化学送风机（11）具有第三出气口（11b），热水加热装置（12）具有冷水出口（12a）与热水入口（12b）；涂烘箱（8）的第一进气口（8a）与新风高温换热器（2）的内通道出口（2a）连接，涂烘箱（8）的第一出气口（8b）与废气换热器（3）的第一内腔入口（3b）连接，废气换热器（3）的第一内腔出口（3a）与热氧化炉（1）进气口（1a）连接，热氧化炉（1）出气口（1b）与新风高温换热器（2）外通道入口（2d）连接，新风高温换热器（2）外通道出口（2c）与废气换热器（3）第一外腔入口（3d）连接；热氧化炉（1）出气口（1b）排出的燃烧废气先通过新风高温换热器（2）一次降温换热，再通过废气换热器（3）进行二次降温换热；涂装室（9）的第二出气口（9a）与新风低温换热器（4）的第二内腔入口（4b）连接，新风低温换热器（4）的第二内腔出口（4a）与新风高温换热器（2）的内通道入口（2b）连接，废气换热器（3）第一外腔出口（3a）与新风低温换热器（4）的第二外腔入口（4d）连接，通过废气换热器（3）降温的废气再通过新风低温换热器（4）进行三次降温换热；水汽化学送风机（11）的第三出口（11b）与水汽化学换热器（5）的第三内腔入口（5b）连接，水汽化学换热器（5）的第三内腔出口（5a）与化学烘箱（10）的第三进气口（10a）连接，新风低温换热器（4）的第二外腔出口（4c）与水汽化学换热器（5）的第三外腔入口（5d）连接，通过新风低温换热器（4）降温的废气再通过水汽化学换热器（5）进行四次降温换热；所述热水加热装置（12）的冷水出口（12a）与热水换热器装置（6）的内盘管入口（6b）连接，热水换热器装置（6）的内盘管出口（6a）与热水加热装置（12）的热水入口（12b）连接，水汽化学换热器（5）的第三外腔出口（5c）与热水换热器装置（6）的外盘管入口（6d）连接， 通过水汽化学换热器（5）降温的废气再通过热水换热器装置（6）进行五次降温换热；热水换热器装置（6）的外盘管出口（6c）连接废气引风机（7）。
2.根据权利要求1所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：所述热水加热装置（12）的热水入口（12b）处设有两根热水管，分别为第一热管（12c）与第一汽管（12d），第一热管（12c）与第一汽管（12d）通过汽水分离器（12e）隔开，其中第一汽管（12d）连接在热水加热装置（12）的顶部储水库中，第一热管（12c）连接在热水加热装置（12）的中部储水库内。
3.根据权利要求1所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：所述热水加热装置（12）内设有水槽燃烧器（12f）。
4.根据权利要求1所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：所述热水换热器装置（6）的内、外盘管（601，602）管壁上设有翅片（303c）。
5.根据权利要求4所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：在翅片（303c）的正反两面均设有多个冲压而成的凸起（305c），凸起（305c）的高度为2-5mm，且翅片（303c）正反两面的凸起（305c）交错设置。
6.根据权利要求5所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：翅片（303c）包括连接热水换热器装置（6）的内、外盘管（601，602）管腔的根部（3031c）以及远离热水换热器装置（6）的自由端；由根部（3031c）至自由端方向，翅片（303c）分为3段，分别为与套管（306c）连接的第一支片（3032c）、与第一支片（3032c）呈一定夹角连接的第二支片（3033c）、与第二支片（3032c）呈一定夹角连接的第三支片（3034c）。
7.根据权利要求6所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：所述第二支片（3033c）与第一支片（3032c）的夹角为120-150度，第三支片（3034c）与第二支片（3032c）的夹角为130-150度。
8.根据权利要求6所述的用于间接换热集中供热余热利用的装置，其特征在于：第一支片（3032c）的厚度为1.5mm-2mm、第二支片（3033c）的厚度为1.2mm-1.5mm、第三支片（3034c）的厚度为1.0mm-1.2mm。
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