CN111879152A - 含硫烟气换热器、陶瓷砖生产系统及含硫烟气换热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含硫烟气换热器、陶瓷砖生产系统及含硫烟气换热方法，其中，换热器包括：烟气内管及空气外管，空气外管套设在烟气内管外缘，且空气外管内壁与烟气内管外壁之间预留有空气通道；烟气内管一端用于连接成品窑，另一端用于连接脱硫塔；空气外管的进气口用于引进空气，出气口用于连接干燥窑。本发明所提供的换热器，利用烟气内管将含硫烟气直接输送至脱硫塔，解决了含硫烟气腐蚀干燥窑的问题，提高了干燥窑的使用寿命，并通过空气外管引入空气，使空气通道中的空气与烟气内管中的含硫烟气进行冷热交换，使冷空气升温为热空气，并将热空气输送至干燥窑进行余热利用，保留了传统陶瓷砖生产系统能够利用含硫烟气所携带余热的功能。

Description

含硫烟气换热器、陶瓷砖生产系统及含硫烟气换热方法

技术领域

本发明涉及陶瓷砖生产系统技术领域，尤其涉及的是一种含硫烟气换热器、陶瓷砖生产系统及含硫烟气换热方法。

背景技术

陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。通常在室温下通过干压、挤压或其他成型方法成型，然后干燥，在一定温度下烧成。

在烧结过程中，燃料及陶瓷原料中硫的氧化会形成含硫烟气(由于是烧结过程中产生的含硫烟气，因此含硫烟气携带有大量的余热)，现有的陶瓷砖生产系统在干燥窑后端通过管道连接有脱硫塔，使成品窑内产生的含硫烟气先进入干燥窑(利用其携带的热量进行陶瓷坯体的干燥)，而后送入脱硫塔；以便在有效利用含硫烟气所携带余热的同时，进行环保化的烟气排放。

但含硫烟气具备腐蚀性，因此，现有的陶瓷砖生产系统中的干燥窑普遍存在使用寿命较低的问题。

可见，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含硫烟气换热器、陶瓷砖生产系统及含硫烟气换热方法，旨在解决现有陶瓷砖生产系统中的干燥窑使用寿命较低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种含硫烟气换热器，其中，包括：烟气内管及空气外管，所述空气外管套设在所述烟气内管外缘，且所述空气外管内壁与烟气内管外壁之间预留有空气通道；所述烟气内管一端用于连接成品窑，另一端用于连接脱硫塔；所述空气外管上设置有进气口和出气口，所述进气口用于引进空气，所述出气口用于连接干燥窑。

在进一步地优选方案中，所述烟气内管沿所述空气外管的轴线方向设置，且设置有多个。

在进一步地优选方案中，所述烟气内管的外缘形成有至少一个散热翅片。

在进一步地优选方案中，所述散热翅片为螺旋状缠绕翅片。

在进一步地优选方案中，所述烟气内管的内壁和外壁均涂覆有导热涂料。

在进一步地优选方案中，所述空气外管的第一端设置有用于支撑烟气内管第一端的第一支撑盖，所述空气外管的第二端设置有用于支撑烟气内管第二端的第二支撑盖。

在进一步地优选方案中，所述第一支撑盖上开设有第一穿透孔，所述第一穿透孔的数量与烟气内管的数量相同，所述烟气内管的第一端与所述第一穿透孔相连通；所述第二支撑盖上开设有第二穿透孔，所述第二穿透孔的数量与烟气内管的数量相同，所述烟气内管的第二端与所述第二穿透孔相连通。

在进一步地优选方案中，所述空气外管与所述干燥窑之间设置有循环风机。

本发明还提供一种陶瓷砖生产系统，其中，所述陶瓷砖生产系统包括如上所述的含硫烟气换热器。

本发明还提供一种基于如上所述含硫烟气换热器实现的含硫烟气换热方法，其中，包括步骤：

成品窑所产生的含硫烟气通入烟气内管，与所述空气外管内的空气进行冷热交换，并持续送入脱硫塔，直至成品窑停止运行时间达到预设值；

在含硫烟气通入烟气内管的同时，鼓风机启动将空气打入空气外管，被打入的空气在空气外管与烟气内管之间的空气通道内流动，并与烟气内管进行冷热交换，升温后的空气持续送入干燥塔，直至成品窑停止运行时间达到预设值。

与现有技术相比，本发明提供的含硫烟气换热器，包括：烟气内管及空气外管，所述空气外管套设在所述烟气内管外缘，且所述空气外管内壁与烟气内管外壁之间预留有空气通道；所述烟气内管一端用于连接成品窑，另一端用于连接脱硫塔；所述空气外管上设置有进气口和出气口，所述进气口用于引进空气，所述出气口用于连接干燥窑。本发明所提供的含硫烟气换热器，利用烟气内管将含硫烟气直接输送至脱硫塔，解决了含硫烟气腐蚀干燥窑的问题，提高了干燥窑的使用寿命，并通过空气外管引入空气，使空气通道中的空气与烟气内管中的含硫烟气进行冷热交换，使冷空气升温为热空气，并将热空气输送至干燥窑进行余热利用，保留了传统陶瓷砖生产系统能够利用含硫烟气所携带余热的功能。

附图说明

图1是本发明优选实施例含硫烟气换热器的结构示意图。

图2是本发明优选实施例含硫烟气换热器的剖面图。

图3是本发明所用烟气内管的结构示意图。

附图标记说明：

100、烟气内管；110、散热翅片；200、空气外管；210、进气口；220、管道本体；230、出气口；300、第一支撑盖；310、第一穿透孔；400、空气通道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。

干燥窑是用于工业生产中的一种大型干燥设备，在水泥工业、冶金工业、木材干燥、砖瓦干燥等生产中有广泛的应用。干燥窑生产过程中窑体反应温度较高，因此窑体温度等过程参数采集与监测控制是保证焙烧质量的重要环节。

现有干燥窑热源为烧成窑烟气和余热两部份，其中烟气中含有大量湿气.灰尘和部份带腐蚀性的硫化气体。烟气进入干燥窑会逐渐腐蚀窑架和窑体内部结构，造成干燥窑使用寿命下降。湿气和灰尘会逐渐凝结掉落产品表面形成落脏，影响产品质量和升高生产成本。

本发明提供了一种含硫烟气换热器，请参阅图1和图2，其包括：烟气内管100及空气外管200，所述空气外管200套设在所述烟气内管100外缘，空气外管200的第一端用于连接成品窑，空气外管200的第二端用于连接脱硫塔(两端皆优选呈锥台状，一方面方便端口连通成品窑及脱硫塔，另一方面增大烟气内管100本体的直径，降低含硫烟气的流动速度，使含硫烟气所携带的余热得以更多的释放)；所述空气外管200上设置有进气口210和出气口230，所述进气口210用于引进空气，所述出气口230用于连接干燥窑(优选在出风口与所述干燥窑之间设置有循环风机，或者负压风机等等亦可)。本发明中干燥窑内热量循环原理是将干燥窑内加热坯体后排出的部份热气体经循环风机再次送入干燥箱内二次干燥产品，增加热气的利用效率，减少排出量，降低风机使用功率。

如图2所示，所述空气外管200内壁与烟气内管100外壁之间预留有空气通道400，从进气口210进入的空气将在空气通道400内流动，最终通过出气口230送入干燥窑；因烟气内管100连接在成品窑与脱硫塔之间，因此，烧结过程中产生的含硫烟气将通过烟气内管100直接输送至脱硫塔，而含硫烟气中的余热将散发至外壁，并与空气通道400中的空气进行冷热交换，使空气升温。也就是说，空气加热后送入干燥窑用做干燥热源，原烧成窑烟气不经干燥窑，直送入脱硫塔脱硫处理。

在具体实施时，优选空气外管200包括管道本体220、进气管和出气管。所述进气口210设置在所述进气管上，所述出气口230设置在所述出气管上。当然，除上述实施例外，还有其他可替代结构，只要可将空气或其他气体引入空气通道400，并将升温后的气体送入干燥窑即可，本发明无法一一列举，不再赘述，对此也不进行具体限定。

作为本发明地优选实施例，所述烟气内管100沿所述空气外管200的轴线方向设置，且设置有多个。在烟气内管100只有一个或数量较少的情况下，含硫烟气与空气通道400中空气的冷热交换效率较低，一方面是因为含硫烟气在烟气内管100中的流动速度较快，导致热量释放不足；另一方面是因为基本只有最外圈气体将所携带的热量传递至含硫烟气的管壁得以留存。而在设置有多个烟气内管100的情况下，含硫烟气分别进入多个烟气内管100，经多个烟气内管100送至烟气内管100第二端。在这种情况下，所有的含硫烟气所携带的热量大部分都将得以释放，并留存在烟气内管100上，在烟气内管100的温度上升至一定值后，即可提高空气通道400内空气的温度上升速度。

进一步地，请参阅图3，所述烟气内管100的外缘形成有至少一个散热翅片110，具体地，所述散热翅片110可以设置为螺旋状缠绕翅片,。散热翅片110一方面增加了烟气内管100的换热面积，另一方面增加了烟气内管100与空气的接触面积，再一方面降低了空气在多个烟气内管100之间的流动速度。在这种情况下，所有的含硫烟气所携带的热量大部分都将得以释放。

较佳地是，所述烟气内管100的内壁和外壁均涂覆有导热涂料，以提高烟气内管100的换热效率。

在具体实施时，所述空气外管200的第一端设置有用于支撑烟气内管100第一端的第一支撑盖300，所述空气外管200的第二端设置有用于支撑烟气内管100第二端的第二支撑盖。这样，防止了烟气回流污染空气。

进一步地，所述第一支撑盖300上开设有第一穿透孔310，所述第一穿透孔310的数量与烟气内管100的数量相同，所述烟气内管100的第一端与所述第一穿透孔310相连通；所述第二支撑盖上开设有第二穿透孔，所述第二穿透孔的数量与烟气内管100的数量相同，所述烟气内管100的第二端与所述第二穿透孔相连通。并且，所述第一穿透孔310用于连接成品窑，所述第二穿透孔用于连接脱硫塔。

进一步地，所述空气外管200与所述干燥窑之间设置有循环风机。

可知，本发明能解决烟气对干燥窑箱体的腐蚀问题，延长干燥窑体使用寿命；可大幅减少干燥窑落脏，改善干燥窑周边环境，提高产品质量。本装置能把辊道烧成窑产生的含有硫化物的湿烟气，经过换热器后置换成相对干净、干燥的热气送入干燥窑,减少干燥窑落脏的出现，减少对干燥窑箱体和坯体的腐蚀，提高产品质量，提高经济效益；通过烟气换热和干燥窑自循环系统的运转，实现小热源干燥。

也就是说，本发明中，含硫化物气体经换热器后不再进入干燥窑而直送入脱硫系统脱硫处理，可有效减少对干燥窑箱体结构的腐蚀，延长干燥窑箱体使用寿命；置换后的热源中不含硫化物气体和灰尘，同时湿气下降，可大幅减少干燥窑内因湿气和灰尘逐渐凝结掉落产品表面形成的落脏，提高产品品质；干燥窑热量循环系统可最大化利用热量，减少干燥窑对成品窑热量的需求，降低了能耗。

本发明还提供了一种陶瓷砖生产系统，其包括如上所述的含硫烟气换热器。因此，所述陶瓷砖生产系统可具有如上所述含硫烟气换热器的所有特征及效果，不再赘述。

本发明中的系统运用了干燥窑新型自循环系统，可循环最大化利用干燥窑内热量，适应经换热器换热后热源热量的减少，只需用较少部份烧成窑余热源就可达到完全干燥效果，降低干燥窑能耗。

本发明还提供了一种基于如上所述含硫烟气换热器实现的含硫烟气换热方法，其包括步骤：

成品窑所产生的含硫烟气通入烟气内管，与所述空气外管内的空气进行冷热交换，并持续送入脱硫塔，直至成品窑停止运行时间达到预设值；

在含硫烟气通入烟气内管的同时，鼓风机启动将空气打入空气外管，被打入的空气在空气外管与烟气内管之间的空气通道内流动，并与烟气内管进行冷热交换，升温后的空气持续送入干燥塔，直至成品窑停止运行时间达到预设值。

综上所述，本发明提供的含硫烟气换热器，包括：烟气内管及空气外管，所述空气外管套设在所述烟气内管外缘，且所述空气外管内壁与烟气内管外壁之间预留有空气通道；所述烟气内管一端用于连接成品窑，另一端用于连接脱硫塔；所述空气外管上设置有进气口和出气口，所述进气口用于引进空气，所述出气口用于连接干燥窑。本发明所提供的含硫烟气换热器，利用烟气内管将含硫烟气直接输送至脱硫塔，解决了含硫烟气腐蚀干燥窑的问题，提高了干燥窑的使用寿命，并通过空气外管引入空气，使空气通道中的空气与烟气内管中的含硫烟气进行冷热交换，使冷空气升温为热空气，并将热空气输送至干燥窑进行余热利用，保留了传统陶瓷砖生产系统能够利用含硫烟气所携带余热的功能。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种含硫烟气换热器，其特征在于，包括：烟气内管及空气外管，所述空气外管套设在所述烟气内管外缘，且所述空气外管内壁与烟气内管外壁之间预留有空气通道；所述烟气内管一端用于连接成品窑，另一端用于连接脱硫塔；所述空气外管上设置有进气口和出气口，所述进气口用于引进空气，所述出气口用于连接干燥窑。

2.根据权利要求1所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述烟气内管沿所述空气外管的轴线方向设置，且设置有多个。

3.根据权利要求2所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述烟气内管的外缘形成有至少一个散热翅片。

4.根据权利要求3所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述散热翅片为螺旋状缠绕翅片。

5.根据权利要求2所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述烟气内管的内壁和外壁均涂覆有导热涂料。

6.根据权利要求2所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述空气外管的第一端设置有用于支撑烟气内管第一端的第一支撑盖，所述空气外管的第二端设置有用于支撑烟气内管第二端的第二支撑盖。

7.根据权利要求6所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述第一支撑盖上开设有第一穿透孔，所述第一穿透孔的数量与烟气内管的数量相同，所述烟气内管的第一端与所述第一穿透孔相连通；所述第二支撑盖上开设有第二穿透孔，所述第二穿透孔的数量与烟气内管的数量相同，所述烟气内管的第二端与所述第二穿透孔相连通。

8.根据权利要求1所述的含硫烟气换热器，其特征在于，所述空气外管与所述干燥窑之间设置有循环风机。

9.一种陶瓷砖生产系统，其特征在于，所述陶瓷砖生产系统包括如权利要求1至8中任意一项所述的含硫烟气换热器。

10.一种基于如权利要求1至8中任意一项所述含硫烟气换热器实现的含硫烟气换热方法，其特征在于，包括步骤：

成品窑所产生的含硫烟气通入烟气内管，与所述空气外管内的空气进行冷热交换，并持续送入脱硫塔，直至成品窑停止运行时间达到预设值；

在含硫烟气通入烟气内管的同时，鼓风机启动将空气打入空气外管，被打入的空气在空气外管与烟气内管之间的空气通道内流动，并与烟气内管进行冷热交换，升温后的空气持续送入干燥塔，直至成品窑停止运行时间达到预设值。

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