CN109798792B - 一种余热回收的换热设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种余热回收的换热设备，其换热面积大，有效防止了换热装置的堵塞，提高了换热效率，其包括换热器筒体，换热器筒体包括热流体进口和热流体出口，换热器筒体上设置冷流体进口和冷流体出口，换热器筒体内设置有两张金属板卷制成两个螺旋形通道，两个所述螺旋形通道中一个螺旋通道为封闭螺旋通道，封闭螺旋通道两端分别连接所述冷流体进口和所述冷流体出口。
Description
技术领域
本发明涉及换热装置的技术领域，特别涉及一种余热回收的换热设备。
背景技术
在污泥处理以及煤化工等环保行业，经常利用高温处理工艺方法来干化污泥以及煤等的气化。工艺流程中所产生的尾气由于含有比较高的温度（余热），从节能和回收的角度出发，都希望能将这部分热能很好的回收利用，采用换热器设备来实现能量转移。但由于尾气中含有大量的固体颗粒以及化学聚合物容易附着在换热器的换热表面以及堵塞常规管壳式换热器的换热管，从而带来换热效率下降，严重时会导致换热器不能正常使用。其次尾气的操作压力比较低（微正压，几千帕到十几千帕），经过换热器时压力降必须有效控制，这也是常规的换热器无法应用的限制因素。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种余热回收的换热设备，其换热面积大，有效防止了换热装置的堵塞，提高了换热效率。
其技术方案是这样的：一种余热回收的换热设备，其包括换热器筒体，所述换热器筒体包括热流体进口和热流体出口，所述换热器筒体上设置冷流体进口和冷流体出口，其特征在于：所述换热器筒体内设置有双板卷制成两个竖向螺旋形通道，两个所述螺旋形通道中一个螺旋通道为封闭螺旋通道，所述封闭螺旋通道两端分别连接所述冷流体进口和所述冷流体出口。
其进一步特征在于，所述螺旋通道上端设置有冲洗口；所述冲洗口连接冲洗管，所述冲洗管上设置有多个喷水口；所述冷流体进口设置在所述换热器筒体下端，所述冷流体出口设置在所述换热器筒体上端；所述换热器筒体上设置有测量温度仪表口；所述换热器筒体上设置有支座；所述换热器筒体上设置有人孔；两张所述金属板的换热表面上涂覆陶瓷涂层；所述换热器筒体上设置有压力表。
本发明采用上述结构，换热器筒体内设置有两张金属板卷制成两个螺旋形通道，两个螺旋形通道中一个螺旋通道为封闭螺旋通道，封闭螺旋通道两端分别连接冷流体进口和冷流体出口，冷流体在封闭螺旋通道内流动，而热流体通道是上下敞开的结构，热流体沿筒体轴向直线式向下运动，实现了热量的交换，且这种直线式路径运动大大减少了压力损失。其次螺旋板表面都是换热表面，在有限的空间内，此种换热器换热面积最大，提高了换热效率，同时板状换热面可以减小了颗粒的附着，即使有部分颗粒附着在换热面上，由于热流体从上向下运动，对换热面有一个很强的冲刷作用，这样双重功能有效防止了换热装置的堵塞。
附图说明
图1为本发明余热回收的换热设备的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为螺旋通道截面示意图；
图4为螺旋通道螺旋板截面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
见图1、图2和图3，一种余热回收的换热设备，其包括换热器筒体1，换热器筒体1包括热流体进口2和热流体出口3，换热器筒体1上设置冷流体进口4和冷流体出口5，换热器筒体1内设置有两张金属板卷制成两个螺旋形竖向通道6-1、6-2，两个螺旋形通道中一个螺旋通道6-2为封闭螺旋通道，封闭螺旋通道6-2两端分别连接冷流体进口4和冷流体出口5，冷流体在封闭螺旋通道内流动， 6-1通道上下是敞开的结构，热流体在另一螺旋通道内从上向下轴向流动，实现了热量的交换，由于螺旋板表面都是换热表面，在有限的空间内，此种换热器换热面积最大，提高了换热效率，同时板状换热面可以减小了颗粒的附着，有效防止了换热装置的堵塞。
本实施例中采用金属卷板，当然也可以采用其他材料的卷板。
螺旋通道6-1、6-2上端设置有冲洗口7，冲洗口7连接冲洗管8，冲洗管8上设置有多个喷水口9，当螺旋通道螺旋板表面附着固体颗粒以及化学聚合物时，通过冲洗口和冲洗管喷水将附着固体颗粒以及化学聚合物冲刷掉，保证了换热表面无附着物，提高了换热效率。
冷流体进口4设置在换热器筒体1下端，冷流体出口5设置在换热器筒体上端，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。该设备同时具有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时，流速会相对提高，容易把杂质冲掉。其次相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动，可得到最大的对数平均温差，有利于小温差传热，适用于回收低温位热能。
含有温度的尾气（热流体）从顶部往下流，设备主体的热侧流道从上往下是敞开的结构，此结构有利于固体颗粒下降，即使有局部固体附着在换热表面，也容易被气体向下的动量冲刷掉。其次此种结构由于轴向流动，大大降低了压力降，很好的弥补了尾气操作压力低的工况要求。
换热器筒体上设置有测量温度仪表口10，检查换热效果。
换热器筒体上设置有压力表15，检测筒体内压力。
换热器筒体上设置有支座11，实现了余热回收的换热设备的安装；
换热器筒体上设置有人孔12，可以通过人孔实现工作人员对换热器筒体内进行污物清理和设备维修。
见图4，为了再次降低换热表面因聚合物附着，使换热效率下降的问题，在换热螺旋通道螺旋板表面也进行了特殊涂层处理，螺旋通道螺旋板13采用了金属陶瓷涂层14。涂上金属陶瓷涂层，可以降低换热表面的张力，使聚合物难以附着。涂层表面光滑摩擦系数低，它的摩擦系数为：在流速为2750L/S 时=0.0158。一般物体运动时的摩擦系数为：0.5～1.2 .换热表面涂装金属陶瓷材料后，流体同管道表面的摩擦系数减小了几十倍，阻力减小后,聚合物在换热表面附着机会大大降低和减轻。换热表面静电的吸附力造成聚合物附着。从理论上讲：当固相体和液相体接触时，固、液两相界面携带相反的电荷。因此，产液中的聚合物在电荷吸引力作用下被吸附的换热表面。金属陶瓷涂料为优良绝缘材料，当流体在换热表面流动时，不会产生静电吸附作用。因此有效阻止了聚合物因静电吸附在换热表面。金属陶瓷材料为长效、耐高温、耐腐蚀特殊材料，经金属陶瓷材料防腐后的换热器安全使用寿命可达到：15～20年。
本发明的有益效果：采用特殊的螺旋换热结构，可以使换热面积最大化，使能量回收效率提高。同时特殊的结构设计，大大减少了污垢附着。降低了堵塞风险。其次换热表面采用金属陶瓷涂层，涂层后，表面摩擦系数可减小几十倍，聚合物在换热管表面附着机会大大降低和减轻。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，只要本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种余热回收的换热设备，其包括换热器筒体，所述换热器筒体包括热流体进口和热流体出口，所述换热器筒体上设置冷流体进口和冷流体出口，其特征在于：所述换热器筒体内设置有双板卷制成两个螺旋形通道，两个所述螺旋形通道中一个螺旋通道为封闭螺旋通道，所述封闭螺旋通道两端分别连接所述冷流体进口和所述冷流体出口；
所述螺旋通道上端设置有冲洗口；
所述冷流体进口设置在所述换热器筒体下端，所述冷流体出口设置在所述换热器筒体上端；
所述换热器筒体上设置有测量温度仪表口；
所述双板卷制成两个螺旋形通道的换热表面上涂覆陶瓷涂层；
所述换热器筒体上设置有压力表。
2.根据权利要求1所述的一种余热回收的换热设备，其特征在于：所述冲洗口连接冲洗管，所述冲洗管上设置有多个喷水口。
3.根据权利要求1所述的一种余热回收的换热设备，其特征在于：所述换热器筒体上设置有支座。
4.根据权利要求1所述的一种余热回收的换热设备，其特征在于：所述换热器筒体上设置有人孔。
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