CN1123735C - 除尘余热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种除尘余热锅炉，锅炉内置有换热元件和多个旋风除尘器，换热元件置于锅炉的烟气的进口或出口处，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处，旋风除尘器内置有减阻换热管，减阻换热管沿圆周均布，减阻换热管的上端沿旋风除尘器排气芯管伸出旋风除尘器，下端固定在旋风除尘器的锥体上。本发明的锅炉，把通常需要由除尘器和余热锅炉两套设备完成的工作集中完成，减小了设备体积；由于利用了减阻换热管，使设备压差阻力小。
Description
本发明涉及一种除尘余热锅炉，属环保设备技术领域。
化工、轻工、建材、冶金、机械等诸多工业领域都涉及到需同时考虑除尘净化以满足工艺或环保要求，以及余热利用以减少能量浪费的情况。目前一般是利用除尘器进行除尘净化，再利用余热锅炉或自行设计换热设备进行余热利用，用户需投入两套设备的资金、场地等等。虽然目前余热锅炉中有的已具备除尘能力，但仅仅是靠流道转弯等利用了惯性除尘机理，除尘效率不高，满足不了净化要求。而且常规余热锅炉设计的重点是高效换热，并不能同时考虑到各种实际应用场合的具体情况(如粉尘物性)，不能正常工作(如堵塞)的情况以及由于经费限制不能购置余热锅炉而使热量白白浪费的情况很多，如化工行业硫酸生产中矿石的煅烧或碚烧工段。虽然目前除尘器中有的已考虑了换热，但其仅仅靠在外表面包敷水套，换热表面少，换热效率低。
本发明的目的是设计一种除尘余热锅炉，利用离心分离机理进行气固分离和利用传导对流机理进行换热，使除尘和余热利用两种功能在一台设备内实现，使多管除尘器同时具有余热锅炉的功能，或使余热锅炉具备高效除尘的作用。
本发明设计的除尘余热锅炉，可以有三种不同的结构，第一种结构为：锅炉内置有换热元件和多个旋风除尘器，换热元件置于锅炉的烟气出口处，同时位于多个旋风除尘器的上部，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处。第二种结构为：其中的换热元件置于锅炉的烟气入口处，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处。第三种结构为：其中的换热元件为高温换热管和低温换热管，高温换热管置于除尘余热锅炉的烟气入口处，旋风除尘器置于除尘余热锅炉内，低温换热管置于锅炉的烟气出口处，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处。上述三种不同结构的锅炉中，其中的旋风除尘器内置有减阻换热管，减阻换热管沿圆周均布，减阻换热管的上端沿旋风除尘器排气芯管伸出旋风除尘器，下端固定在旋风除尘器的锥体上，并与锥体外的空间相连通。
本发明设计的除尘余热锅炉，把通常需要由除尘器和余热锅炉两套设备完成的工作集中于一套设备内完成，大大减小了设备的体积和占地面积。由于利用了减阻换热管以及能巧妙合理地设计气液固流场，使设备压差阻力小，而且对引风机无特殊要求，设备阻力与常规多管除尘器相当，约为900Pa。从锅炉内得到的余热既可为生产所用，如生产供气，也可为生活所用，如蒸饭、洗澡、冬季供暖、夏季空调等。
附图说明：
图1、图2和图3分别为本发明设计的除尘余热锅炉的三种不同结构形式。
图1-图3中，1是尾气入口，2是高温换热管，3是挡板，4是灰斗，5是旋风除尘器，6是旋风除尘器入口，7是减阻换热管，8是旋风除尘器外空间，9是旋风除尘器排灰口，10是除尘余热锅炉排灰口，11是旋风除尘器排气芯管出口，12是低温换热管，13是尾气出口，14是冷水入口，15是减阻换热管下端入口，16是减阻换热管上端出口，17是热水管，18是热水泵，19是气包，20是蒸汽出口。
本发明设计的除尘余热锅炉，第一种结构如图1所示，该锅炉内置有换热元件12和多个旋风除尘器5，换热元件12置于锅炉的烟气出口13处，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口6对准锅炉的烟气入口1处；旋风除尘器内置有减阻换热管7，减阻换热管沿圆周均布，减阻换热管的上端16沿旋风除尘器排气芯管伸出旋风除尘器，下端15固定在旋风除尘器的锥体上，并与锥体外的空间相连通。
本发明设计的除尘余热锅炉的第二种结构形式如图2所示，其中的换热元件2置于锅炉烟气入口1处。第三种结构形式如图3所示，其中的换热元件包括低温换热管12和高温换热管2。低温换热管12置于锅炉的尾气出口13处，高温换热管2置于锅炉的烟气入口1处。
本发明的目的是这样实现的：
气液逆流接触，实现逆流换热。具体为：高温含尘尾气进入设备后首先在惯性分离粉尘的同时冲刷高温换热管，将其所携带的部分热量传给其内热水，以产生高温热水或蒸汽。之后尾气进入旋风除尘器内在离心分离粉尘的同时冲刷减阻换热管，将其所携带的部分热量传给减阻换热管内的温水、部分热量传给旋风除尘器外面的温水。净化后的尾气在设备出口内冲刷低温换热管，将其所携带的部分热量传给低温换热管内的冷水。已与液体介质进行了充分热交换且已进行了高效除尘净化后的尾气经设备出口排出除尘余热锅炉。另一方面，冷水自低温换热管进口进入，首先在低温换热管内与即将排出设备的尾气进行热交换。之后在旋风除尘器外面、设备内壁里面的空间通过旋风除尘器外壁与旋风除尘器内处理的尾气进行热交换。随后从旋风除尘器锥体部分的开孔进入减阻换热管，与旋风除尘器处理的尾气进一步进行热交换。此过程产生的热水被热水泵抽出再送至高温换热管与设备进口处的高温尾气进行热交换以产生高温热水或蒸汽。如果仅产生高温热水或低压蒸汽，热水可直接进入高温换热管而不需要热水泵。
以下结合附图1，基于旋风除尘器组合的多管除尘器、在进出口均布置换热管时产生高压蒸汽的工作流程，本发明作进一步说明。高温含尘尾气从锅炉烟气进口1进入，在进口段内将其所携带热量传给高温换热管2内热水的同时，由于挡板3的作用，将其所携带粉尘中的较大颗粒在惯性力作用下分离至灰斗4中。之后，气体通过旋风除尘器5的入口6进入旋风除尘器内，一方面在离心力作用下进行高效除尘，一方面将其所携带热量部分传给减阻换热管7内的温水、部分传给旋风除尘器外空间8内的温水。被分离的粉尘通过旋风除尘器排灰口9落入灰斗4中，最后通过设备排灰口10排出。在旋风除尘器内经过高效除尘和换热的气体从旋风除尘器排气芯管出口11进入设备出口段，与低温换热管12内的冷水进行热交换后从设备出口13排出。另一方面，冷水从入口14进入，在低温换热管12中被加热成温水后进入旋风除尘器外壁外空间8，从减阻换热管7下端入口15进入、然后从上端出口16排出，此过程温水被加热成热水。然后，热水通过热水管17引出，被热水泵18送入高温换热管2以产生蒸汽。最后，在气包19中稳定的蒸汽从蒸汽出口20送出。
Claims (3)
1、一种除尘余热锅炉，其特征在于，该锅炉内置有换热元件和多个旋风除尘器，换热元件置于锅炉的烟气出口处，同时位于多个旋风除尘器的上部，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处；所述的旋风除尘器内置有减阻换热管，减阻换热管沿圆周均布，减阻换热管的上端沿旋风除尘器排气芯管伸出旋风除尘器，下端固定在旋风除尘器的锥体上，并与锥体外的空间相连通。
2、一种除尘余热锅炉，其特征在于，该锅炉内置有换热元件和多个旋风除尘器，换热元件置于锅炉的烟气入口处，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处；所述的旋风除尘器内置有减阻换热管，减阻换热管沿圆周均布，减阻换热管的上端沿旋风除尘器排气芯管伸出旋风除尘器，下端固定在旋风除尘器的锥体上，并与锥体外的空间相连通。
3、一种除尘余热锅炉，其特征在于，该锅炉内置有换热元件和多个旋风除尘器，换热元件为高温换热管和低温换热管，高温换热管置于除尘余热锅炉的烟气入口处，旋风除尘器置于除尘余热锅炉内，低温换热管置于锅炉的烟气出口处，多个旋风除尘器置于锅炉内，每个旋风除尘器的入口对准锅炉的烟气入口处；所述的旋风除尘器内置有减阻换热管，减阻换热管沿圆周均布，减阻换热管的上端沿旋风除尘器排气芯管伸出旋风除尘器，下端固定在旋风除尘器的锥体上，并与锥体外的空间相连通。
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