CN109724425B - 一种蓄热式烟气回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄热式烟气回收装置，涉及烟气回收技术领域，该蓄热式烟气回收装置包括四通阀，四通阀的四个分支管分别与两个炉体的排烟管、高热烟气管和低热烟气管接通，高热烟气管与第一余热回收装置接通，低热烟气管与第二余热回收装置接通，所述第二余热回收装置套设在三通管的外部，第二余热回收装置通过烟气回流管与第一余热回收装置接通，所述阀叶位于位置A时一侧的排烟管与高热烟气管接通，另一侧的排烟管与低热烟气管接通；本发明结构简单，对现有设备改造成本低，利于推广，并且能够持续的对高温烟气进行使用，余热回收利用率高；而炉体在出钢时产生的低温烟气也持续的对三通管内的空气持续的加热，进一步提高余热回收效率。

Description

一种蓄热式烟气回收装置

技术领域

本发明涉及烟气回收技术领域，具体是一种蓄热式烟气回收装置。

背景技术

由于电炉冶炼的周期性影响，电炉产生间断性的烟气余热难以回收被利用，通常采用“水冷+空冷”的方式冷却至200℃后经除尘排放，大量烟气余热经过冷却水、空气散发到大气中，导致大量电炉烟气余热浪费；同时，冷却还需要增加额外电力、水资源消耗。

目前少数电炉通过废钢预热方式或热管余热锅炉回收部分电炉烟气余热，其中电炉废钢预热技术由于受炉型、布置、维护等因素影响，国内外使用效果均不理想。另一方面，尽管余热回收系统设有蓄热器，但由于电炉回收蒸汽流量、压力波动较大导致难以匹配合适的蒸汽用户，最终影响了电炉余热回收的实际效果，导致余热回收效率低。

在授权公告号为CN203785472U的中国专利中公开了一种双蓄热式电炉烟气余热回收装置，包括：蓄热式水冷沉降室、余热锅炉以及给水组件；蓄热式水冷沉降室包括：若干蜂窝陶瓷蓄热体墙、膜式水冷壁以及第一汽包；余热锅炉包括：高温蒸发器、过热器，低温蒸发器以及第二汽包；给水组件包括：给水泵、蓄热器。

但是上述技术方案不仅结构复杂，难以对现有设备直接进行改造，不利于推广，而且利用陶瓷蓄热墙体在炉体炼钢时吸热，在炉体放钢时放热来减轻烟气余热波动的能力有限，还是会存在炉体炼钢时烟气热量高而放钢时烟气热量低的情况，难以保证持续的高温烟气来生成稳定的蒸汽。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种蓄热式烟气回收装置，解决了现有技术不仅结构复杂，难以对现有设备直接进行改造，不利于推广，而且利用陶瓷蓄热墙体在炉体炼钢时吸热，在炉体放钢时放热来减轻烟气余热波动的能力有限，还是会存在炉体炼钢时烟气热量高而放钢时烟气热量低的情况，难以保证持续的高温烟气来生成稳定的蒸汽的问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种蓄热式烟气回收装置，包括四通阀、鼓风机和与鼓风机接通的三通管，三通管分别与两个炉体的进风端接通，所述四通阀包括驱动器和阀叶，驱动器驱动阀叶使阀叶具有位置A和位置B，所述四通阀的四个分支管分别与两个炉体的排烟管、高热烟气管和低热烟气管接通，高热烟气管与第一余热回收装置接通，低热烟气管与第二余热回收装置接通，所述第二余热回收装置套设在三通管的外部，第二余热回收装置通过烟气回流管与第一余热回收装置接通，所述阀叶位于位置A时一侧的排烟管与高热烟气管接通，另一侧的排烟管与低热烟气管接通，所述阀叶位于位置B时一侧的排烟管与低热烟气管接通，另一侧的排烟管与高热烟气管接通。

作为本发明再进一步的方案：所述第二余热回收装置包括套设在三通管上的保温筒体，所述低热烟气管和烟气回流管分别与保温筒体的两端接通。

作为本发明再进一步的方案：所述三通管的外层套设有陶瓷环，陶瓷环位于保温筒体内。

作为本发明再进一步的方案：所述第一余热回收装置包括保温壳体，保温壳体内横向设置有两个隔板，两个隔板将保温壳体的内部从下至上依次分为烟气通过腔、预热水腔和蒸汽水腔，预热水腔和蒸汽水腔通过接通管接通，蒸汽水腔通过蒸汽排出管与蒸汽储存罐接通，所述高热烟气管与烟气通过腔接通，所述保温壳体的内部设置有若干平行设置的导热件，导热件贯穿两个隔板，且若干的导热件的底端从烟气进端至烟气出端依次朝向下侧延伸。

作为本发明再进一步的方案：所述预热水腔内设置有输入水管，输入水管上接通有若干分支管，分支管通过防水轴承转动连接有旋转管，旋转管上开设有切向孔，切向孔的轴线与旋转管的内壁切向设置，所述输入水管的另一端延伸出保温壳体且接通有泵体。

作为本发明再进一步的方案：位于所述蒸汽水腔内的所述接通管的端部与若干同轴设置的环形管接通，环形管的中心设置有盘形空壳，相邻的环形管之间和环形管与盘形空壳之间通过固定管接通，环形管和盘形空壳上均开设有喷射孔。

作为本发明再进一步的方案：所述导热件由蓄热墙体和嵌装在蓄热墙体内部的导热棒组成。

作为本发明再进一步的方案：所述保温壳体的下部设置有第一烟尘回收箱，第一烟尘回收箱通过位于导热件正下方的落尘口与保温壳体接通。

作为本发明再进一步的方案：所述第一余热回收装置通过烟气出管与除灰机构接通。

作为本发明再进一步的方案：所述除灰机构包括箱体，箱体的内部设置有过滤网，过滤网的中心处连接有折风板，折风板上安装有振动电机，过滤网的下部设置有中心开设有通风孔的上凸件，所述烟气出管与箱体的接通端位于上凸件的下方，所述箱体的下部设置有第二烟尘回收箱，第二烟尘回收箱接通有排尘管，排尘管的另一端位于上凸件的上方，所述箱体上接通有废气排管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将现有的间歇产生的高温烟气余热资源转换为稳定输出的高温烟气余热资源，从而使第一余热回收装置能够稳定的吸收余热，能够使第一余热回收装置持续的对水进行加热，形成稳定的蒸汽，供其他居民用户等的使用，本发明结构简单，对现有设备改造成本低，利于推广，并且能够持续的对高温烟气进行使用，余热回收利用率高；而炉体在出钢时产生的低温烟气也持续的对三通管内的空气持续的加热，进一步提高余热回收效率；

2、低温烟气通过烟气回流管进入到第一余热回收装置内，进一步提高对烟气的余热回收效率，三通管的外层套设有陶瓷环，陶瓷环位于保温筒体内，陶瓷环具有较好的蓄热和导热能力，提高三通管的吸热效果；

3、通过高热烟气管和烟气回流管的烟气进入到保温壳体的烟气通过腔内，烟气冲击到导热件后使烟气的流速降低，从而使烟气中的悬浮颗粒下降落在烟气通过腔底部，因此提高了烟气的除尘效果；

4、导热件在被烟气冲击后持续的吸收烟气中的热量，通过导热件的导热作用，使热量进入到预热水腔和蒸汽水腔内，对水持续的加热，从而在蒸汽水腔内形成稳定的蒸汽，方便居民用户等可以直接使用这些蒸汽；并且由于水是先进入到预热水腔内，因此使凉水进入到预热水腔后先被预热，再通过接通管进入到蒸汽水腔内，使位于蒸汽水腔内的热水热量分布均匀，提高了蒸汽纯度，避免现有的蒸汽发生器等直接将冷水注入到蒸汽筒内，使热水热量分布不均匀而导致的蒸汽中含水量过大的问题；

5、冷水进入到旋转管后最终通过切向孔喷出，由于切向孔的轴线与旋转管的内壁切向设置，因此通过水的反冲力使旋转管旋转式喷水，从而使冷水均匀的喷入到预热水腔内，使冷水与热水快速的混合，减小水温差，使进入到蒸汽水腔内的预热水温度均匀；

6、预热水腔内的热水通过接通管进入到蒸汽水腔内，而后通过若干同轴设置的环形管和盘形空壳上的喷射孔喷出，喷出的预热水快速均匀的分布在蒸汽水腔内，快速消除水温差，提高蒸汽的纯度；

7、烟气通过烟气出管进入到箱体内，通过上凸件中心处的通风孔后烟气撞击到折风板上，而后烟气折流至位于折风板外圈的滤网，滤网对烟尘进行过滤，烟尘被截留在滤网的下表面，通过振动电机的作用，则烟尘脱落滤网的下表面落在上凸件的上表面，由于箱体具有风压，因此容易使推挤在排尘管处的烟尘通过排尘管进入到第二烟尘回收箱内，进一步提高对烟尘的过滤效果，并且便于回收烟尘。

附图说明

图1为本发明中阀叶处于位置A的主视图；

图2为本发明中阀叶处于位置B的局部主视图；

图3为图1中Ⅰ的放大图；

图4为图1中第一余热回收装置和除灰机构的结构示意图；

图5为图3中沿A-A线的剖视图；

图6为图4中沿B-B线的剖视图；

图7为图4中C向的示意图；

图8为图4中D向的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，一种蓄热式烟气回收装置，包括四通阀3、鼓风机11和与鼓风机11接通的三通管9，三通管9分别与两个炉体1的进风端接通，所述四通阀3包括驱动器301和阀叶302，驱动器301驱动阀叶302使阀叶302具有位置A和位置B，所述四通阀3的四个分支管分别与两个炉体1的排烟管2、高热烟气管4和低热烟气管6接通，高热烟气管4与第一余热回收装置5接通，低热烟气管6与第二余热回收装置7接通，所述第二余热回收装置7套设在三通管9的外部，第二余热回收装置7通过烟气回流管10与第一余热回收装置5接通，所述阀叶302位于位置A时一侧的排烟管2与高热烟气管4接通，另一侧的排烟管2与低热烟气管6接通，所述阀叶302位于位置B时一侧的排烟管2与低热烟气管6接通，另一侧的排烟管2与高热烟气管4接通；

由于炉体1在炼钢时，炉体1产生的烟气流量大、温度高，在出钢时，炉体1的烟气流量小、温度低，因此将两个炉体1的炼钢和出钢时间错开，如图1所示，此时左侧的炉体1处于炼钢状态，而右侧的炉体1处于出钢状体，通过控制四通阀3上的驱动器301(需要说明的是，由于四通阀3为现有技术，也为本技术领域人员常用的阀门件，故在此不再赘述其具体控制结构)，使阀叶302处于如图1所示的位置A，炼钢状态的左侧的炉体1通过四通阀3后，使高温烟气朝着如图1所示的箭头方向流动至高热烟气管4内，高热烟气管4的高温烟气进入到第一余热回收装置5内，位于右侧的炉体1内的烟气通过四通阀3后进入到低热烟气管6内，而后进入到第二余热回收装置7内，对三通管9进行加热，从而使鼓风机1鼓出的空气经过三通管9进行加热后再进入到炉体1内，提高了热量利用率；当位于左侧的炉体1开始出钢时，则此时的烟气流量小、温度低，则位于右侧的炉体1处于炼钢的状态，然后及时的控制四通阀3上的驱动器301使阀叶302处于位置B，如图2所示，则位于右侧的炉体1内的高温烟气进入到高热烟气管4内，使高热烟气管4内的高温烟气能够不间断的供应至第一余热回收装置5内，因此本发明将现有的间歇产生的高温烟气余热资源转换为稳定输出的高温烟气余热资源，从而使第一余热回收装置5能够稳定的吸收余热，能够使第一余热回收装置5持续的对水进行加热，形成稳定的蒸汽，供其他居民用户等的使用，本发明结构简单，对现有设备改造成本低，利于推广，并且能够持续的对高温烟气进行使用，余热回收利用率高；而炉体1在出钢时产生的低温烟气也持续的对三通管9内的空气持续的加热，进一步提高余热回收效率。

具体的，如图3和5所示，所述第二余热回收装置7包括套设在三通管9上的保温筒体701，所述低热烟气管6和烟气回流管10分别与保温筒体701的两端接通，低温烟气通过低热烟气管6进入到保温筒体701内，使位于保温筒体701内的三通管9持续的吸收热量，最后低温烟气通过烟气回流管10进入到第一余热回收装置5内，进一步提高对烟气的余热回收效率，所述三通管9的外层套设有陶瓷环703，陶瓷环703位于保温筒体701内，陶瓷环703具有较好的蓄热和导热能力，提高三通管9的吸热效果。

具体的，如图4所示，所述第一余热回收装置5包括保温壳体501，保温壳体501内横向设置有两个隔板502，两个隔板502将保温壳体501的内部从下至上依次分为烟气通过腔、预热水腔和蒸汽水腔，预热水腔和蒸汽水腔通过接通管511接通，蒸汽水腔通过蒸汽排出管516与蒸汽储存罐517接通，所述高热烟气管4与烟气通过腔接通，所述保温壳体501的内部设置有若干平行设置的导热件504，导热件504贯穿两个隔板502，且若干的导热件504的底端从烟气进端至烟气出端依次朝向下侧延伸；

通过高热烟气管4和烟气回流管10的烟气进入到保温壳体501的烟气通过腔内，烟气冲击到导热件504后使烟气的流速降低，从而使烟气中的悬浮颗粒下降落在烟气通过腔底部，因此提高了烟气的除尘效果，而导热件504在被烟气冲击后持续的吸收烟气中的热量，通过导热件504的导热作用，使热量进入到预热水腔和蒸汽水腔内，对水持续的加热，从而在蒸汽水腔内形成稳定的蒸汽，方便居民用户等可以直接使用这些蒸汽；并且由于水是先进入到预热水腔内，因此使凉水进入到预热水腔后先被预热，再通过接通管511进入到蒸汽水腔内，使位于蒸汽水腔内的热水热量分布均匀，提高了蒸汽纯度，避免现有的蒸汽发生器等直接将冷水注入到蒸汽筒内，使热水热量分布不均匀而导致的蒸汽中含水量过大的问题。

进一步的，如图4和7所示，所述预热水腔内设置有输入水管507，输入水管507上接通有若干分支管508，分支管508通过防水轴承转动连接有旋转管509，旋转管509上开设有切向孔510，切向孔510的轴线与旋转管509的内壁切向设置，所述输入水管507的另一端延伸出保温壳体501且接通有泵体506；泵体506将水源处的冷水注入到输入水管507内，冷水进入到旋转管509后最终通过切向孔510喷出，由于切向孔510的轴线与旋转管509的内壁切向设置，因此通过水的反冲力使旋转管509旋转式喷水，从而使冷水均匀的喷入到预热水腔内，使冷水与热水快速的混合，减小水温差，使进入到蒸汽水腔内的预热水温度均匀。

如图4和8所示，位于所述蒸汽水腔内的所述接通管511的端部与若干同轴设置的环形管512接通，环形管512的中心设置有盘形空壳513，相邻的环形管512之间和环形管512与盘形空壳513之间通过固定管514接通，环形管512和盘形空壳513上均开设有喷射孔515；预热水腔内的热水通过接通管511进入到蒸汽水腔内，而后通过若干同轴设置的环形管512和盘形空壳513上的喷射孔515喷出，喷出的预热水快速均匀的分布在蒸汽水腔内，快速消除水温差，提高蒸汽的纯度。

优选的，如图6所示，所述导热件504由蓄热墙体和嵌装在蓄热墙体内部的导热棒505组成，能够提高导热件504的蓄热能力和导热能力，对烟气的热量利用率高。

优选的，所述保温壳体501的下部设置有第一烟尘回收箱518，第一烟尘回收箱518通过位于导热件514正下方的落尘口519与保温壳体501接通，在烟气通过腔内下降的悬浮物通过落尘口519进入到第一烟尘回收箱518内，方便对烟尘进行回收处理。

更进一步的，如图4所示，所述第一余热回收装置5通过烟气出管12与除灰机构8接通，所述除灰机构8包括箱体801，箱体801的内部设置有过滤网803，过滤网803的中心处连接有折风板804，折风板804上安装有振动电机805，过滤网803的下部设置有中心开设有通风孔的上凸件802，所述烟气出管12与箱体801的接通端位于上凸件802的上方，所述箱体801的下部设置有第二烟尘回收箱807，第二烟尘回收箱807接通有排尘管808，排尘管808的另一端位于上凸件802的下方，所述箱体801上接通有废气排管806；

烟气通过烟气出管12进入到箱体801内，通过上凸件802中心处的通风孔后烟气撞击到折风板804上，而后烟气折流至位于折风板804外圈的滤网803，滤网803对烟尘进行过滤，烟尘被截留在滤网803的下表面，通过振动电机805的作用，则烟尘脱落滤网803的下表面落在上凸件802的上表面，由于箱体801具有风压，因此容易使推挤在排尘管808处的烟尘通过排尘管808进入到第二烟尘回收箱807内，进一步提高对烟尘的过滤效果，并且便于回收烟尘。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种蓄热式烟气回收装置，包括四通阀(3)、鼓风机(11)和与鼓风机(11)接通的三通管(9)，三通管(9)分别与两个炉体(1)的进风端接通，所述四通阀(3)包括驱动器(301)和阀叶(302)，驱动器(301)驱动阀叶(302)使阀叶(302)具有位置A和位置B，其特征是，所述四通阀(3)的四个分支管分别与两个炉体(1)的排烟管(2)、高热烟气管(4)和低热烟气管(6)接通，高热烟气管(4)与第一余热回收装置(5)接通，低热烟气管(6)与第二余热回收装置(7)接通，所述第二余热回收装置(7)套设在三通管(9)的外部，第二余热回收装置(7)通过烟气回流管(10)与第一余热回收装置(5)接通，所述阀叶(302)位于位置A时一侧的排烟管(2)与高热烟气管(4)接通，另一侧的排烟管(2)与低热烟气管(6)接通，所述阀叶(302)位于位置B时一侧的排烟管(2)与低热烟气管(6)接通，另一侧的排烟管(2)与高热烟气管(4)接通。

2.根据权利要求1所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述第二余热回收装置(7)包括套设在三通管(9)上的保温筒体(701)，所述低热烟气管(6)和烟气回流管(10)分别与保温筒体(701)的两端接通。

3.根据权利要求2所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述三通管(9)的外层套设有陶瓷环(703)，陶瓷环(703)位于保温筒体(701)内。

4.根据权利要求1所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述第一余热回收装置(5)包括保温壳体(501)，保温壳体(501)内横向设置有两个隔板(502)，两个隔板(502)将保温壳体(501)的内部从下至上依次分为烟气通过腔、预热水腔和蒸汽水腔，预热水腔和蒸汽水腔通过接通管(511)接通，蒸汽水腔通过蒸汽排出管(516)与蒸汽储存罐(517)接通，所述高热烟气管(4)与烟气通过腔接通，所述保温壳体(501)的内部设置有若干平行设置的导热件(504)，导热件(504)贯穿两个隔板(502)，且若干的导热件(504)的底端从烟气进端至烟气出端依次朝向下侧延伸。

5.根据权利要求4所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述预热水腔内设置有输入水管(507)，输入水管(507)上接通有若干分支管(508)，分支管(508)通过防水轴承转动连接有旋转管(509)，旋转管(509)上开设有切向孔(510)，切向孔(510)的轴线与旋转管(509)的内壁切向设置，所述输入水管(507)的另一端延伸出保温壳体(501)且接通有泵体(506)。

6.根据权利要求4所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，位于所述蒸汽水腔内的所述接通管(511)的端部与若干同轴设置的环形管(512)接通，环形管(512)的中心设置有盘形空壳(513)，相邻的环形管(512)之间和环形管(512)与盘形空壳(513)之间通过固定管(514)接通，环形管(512)和盘形空壳(513)上均开设有喷射孔(515)。

7.根据权利要求4所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述导热件(504)由蓄热墙体和嵌装在蓄热墙体内部的导热棒(505)组成。

8.根据权利要求4所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述保温壳体(501)的下部设置有第一烟尘回收箱(518)，第一烟尘回收箱(518)通过位于导热件(514)正下方的落尘口(519)与保温壳体(501)接通。

9.根据权利要求1-8任一所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述第一余热回收装置(5)通过烟气出管(12)与除灰机构(8)接通。

10.根据权利要求9所述的蓄热式烟气回收装置，其特征是，所述除灰机构(8)包括箱体(801)，箱体(801)的内部设置有过滤网(803)，过滤网(803)的中心处连接有折风板(804)，折风板(804)上安装有振动电机(805)，过滤网(803)的下部设置有中心开设有通风孔的上凸件(802)，所述烟气出管(12)与箱体(801)的接通端位于上凸件(802)的下方，所述箱体(801)的下部设置有第二烟尘回收箱(807)，第二烟尘回收箱(807)接通有排尘管(808)，排尘管(808)的另一端位于上凸件(802)的上方，所述箱体(801)上接通有废气排管(806)。

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