CN114199047A - 浓缩尾气处理翅片换热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于钛白粉生产技术领域，具体涉及一种浓缩尾气处理翅片换热器。该浓缩尾气处理翅片换热器包括换热器主体，所述换热器主体为方形结构，所述换热器主体上贯穿插接有多个换热管，换热器主体内部的所述换热管外侧焊接有多个吸热翅片，吸热翅片在竖直方向上间隔均布；本发明通过尾气从换热器主体前端进入，常温水从多个换热管顶端处的串联的起始端处进入，随后常温水分散进入到串联处的每个换热管内，尾气内含有的热量传递给换热管后，将常温水加热，最终加热后的水到达换热管底端后，将其引流到二氧化钛的水洗工序处，用于二氧化钛的水洗用水，从而降低能耗，并且吸热翅片增大了换热面积，使热量更充分的传递给换热管，提高了换热效果。

Description

浓缩尾气处理翅片换热器

技术领域

本发明属于钛白粉生产技术领域，特别涉及一种浓缩尾气处理翅片换热器。

背景技术

在生产钛白粉时，首先将母液采用喷雾蒸发浓缩，浓缩采用煤气燃烧产生的热量作为浓缩热源，蒸发母液中的部分水分，使母液浓度提高后回用到生产过程中，母液浓缩是二氧化钛生产一种重要的三废利用途径。

在母液浓缩过程产生大量温度为125℃的烟气，烟气热量没有得到合理利用，造成公司能源的消耗。

因此，发明浓缩尾气处理翅片换热器来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种浓缩尾气处理翅片换热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种浓缩尾气处理翅片换热器，包括换热器主体，所述换热器主体为方形结构，所述换热器主体上贯穿插接有多个换热管，换热器主体内部的所述换热管外侧焊接有多个吸热翅片，吸热翅片在竖直方向上间隔均布，且相邻两个吸热翅片之间的所述换热管表面插接有储水机构。

优选的，所述储水机构包括延伸管，延伸管端部设置有封盖，封盖上贯穿插接有水平设置的横杆，横杆外侧套接有与封盖内壁连接的扭簧，横杆外侧套接有机械密封件，与封盖形成机械密封，横杆沿其中心轴转动设置，横杆一端位于换热管内部，并设置有储水槽，另一端位于延伸管外侧，并固定连接有横板，且横板底部设置有热膨胀伸缩件，热膨胀伸缩件底部设置有支撑板，支撑板固定连接在封盖上。

优选的，每个所述储水槽顶部均设置有圆台导流槽，圆台导流槽顶部边缘处固定连接在换热管内壁上，圆台导流槽低端的直径比储水槽顶部的直径小，圆台导流槽表面插接有多个竖向杆，竖向杆底端螺纹连接有限位球，竖向杆顶端固定连接有空心球，竖向杆的直径逐渐向上变大，且竖向杆表面设置有导向板，导向板竖直限位卡接在圆台导流槽侧壁上。

优选的，所述圆台导流槽底部设置有多个连接绳，多个连接绳底端设置有同一个重力块，重力块位于储水槽内部，且重力块底部为半球面，且底部设置有橡胶球，橡胶球底部设置有多个凸起，凸起与储水槽不接触。

优选的，所述储水槽一侧铰接有套管，套管内部插接有插杆，在储水槽倾斜时，插杆在套管内滑动，并与换热管接触。

优选的，所述插杆和横板分别位于相邻的横杆两侧。

优选的，所述插杆端部为半球面，插杆位于套管内部的一端的圆柱面处嵌入有滚珠。

优选的，多个所述换热管在换热器主体内为并联状态，随后换热管两端分别贯穿换热器主体顶部和底部，且多个换热管的顶端连通合并为串联状态。

优选的，所述换热器主体和换热管均采用耐腐蚀31603不锈钢材料制成，且换热器主体内部喷涂有隔热保温涂层。

优选的，所述换热管顶端入水口的直径大于换热管底端出水口的直径。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过尾气从换热器主体前端进入，常温水从多个换热管顶端处的串联的起始端处进入，随后常温水分散进入到串联处的每个换热管内，尾气内含有的热量传递给换热管后，将常温水加热，最终加热后的水到达换热管底端后，将其引流到二氧化钛的水洗工序处，用于二氧化钛的水洗用水，从而降低能耗，并且吸热翅片增大了换热面积，使热量更充分的传递给换热管，提高了换热效果。

2、本发明通过储水机构的设置，储水机构可以存储一定量的水分，无需使换热管内存储水分，在有尾气进入时，储水机构内的水分可以第一时间吸收热量，在不需要使用时，可以将储水机构取下，进行清洗，相比于清洗换热管内壁，清洗更加方便，可保证换热管的热传导效率。

3、本发明通过在换热管内壁上设置有圆台导流槽，可无需关闭换热管底端处的阀门，直接从顶部向换热管内注入常温水时，常温水从顶部向下流动的过程中，会被圆台导流槽阻挡而向中心处聚集当装满顶部的储水槽后，多余的水溢出，而依次掉落到底部的圆台导流槽，并最终依次进入储水槽内部，从而可更方便的对储水槽输入常温水；并且空心球受浮力而上移，由于竖向杆在上升过程中，竖向杆插接在圆台导流槽处的直径逐渐变小，因此圆台导流槽用于插接竖向杆的孔会裸露出来，从而使圆台导流槽与换热管内的水的接触面积变大，加快热量传导到水中的几率。

4、本发明通过重力块底部的凸起对储水槽内长时间静止的水产生的污垢挤压变形，从而使流出储水槽的水对污垢冲刷而掉落，降低储水槽的清洗频率，并通过插杆、套管和储水槽增大热量与水的接触面积，从而提高了热量的传导效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明浓缩尾气处理翅片换热器的立体示意图；

图2是本发明中图1的其中一个角度的剖视图；

图3是本发明中储水机构与换热管的剖视图；

图4是本发明中图3的A部放大图；

图5是本发明中图3的其中一个角度的示意图；

图6是本发明中图5的B部放大图。

图中：换热器主体1、换热管2、吸热翅片3、储水机构4、延伸管41、封盖42、横杆43、扭簧44、储水槽45、横板46、热膨胀伸缩件47、支撑板48、圆台导流槽5、竖向杆6、限位球7、空心球8、导向板9、连接绳10、重力块11、橡胶球12、凸起13、套管14、插杆15。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供了如图1-6所示的浓缩尾气处理翅片换热器，包括换热器主体1，所述换热器主体1为方形结构，所述换热器主体1上贯穿插接有多个换热管2，多个所述换热管2在换热器主体1内为并联状态，随后换热管2两端分别贯穿换热器主体1顶部和底部，且多个换热管2的顶端连通合并为串联状态；换热器主体1内部的所述换热管2外侧焊接有多个吸热翅片3，吸热翅片3在竖直方向上间隔均布，且相邻两个吸热翅片3之间的所述换热管2表面插接有储水机构4。

尾气从换热器主体1前端进入，常温水从多个换热管2顶端处的串联的起始端处进入，随后常温水分散进入到串联处的每个换热管2内，尾气内含有的热量传递给换热管2后，将常温水加热，最终加热后的水到达换热管2底端后，将其引流到二氧化钛的水洗工序处，用于二氧化钛的水洗用水，从而降低能耗，并且吸热翅片3增大了换热面积，使热量更充分的传递给换热管2，提高了换热效果，在没有尾气时，如果换热管2内部充满水分，当有尾气产生并进入到换热器主体1内时，尾气中的热量可以第一时间传递给换热管2内的水分，但是如果产生尾气的间隔时间过长时，即长时间没有进行换热工作时，换热管2内的水分长时间处于静止状态，换热管2内壁会慢慢滋生污垢，影响换热管2的热传导，且不易清洗，因此通过储水机构4的设置，储水机构4可以存储一定量的水分，无需使换热管2内存储水分，在有尾气进入时，储水机构4内的水分可以第一时间吸收热量，在不需要使用时，可以将储水机构4取下，进行清洗，相比于清洗换热管2内壁，清洗更加方便，可保证换热管2的热传导效率。

参照说明书附图3-6，所述储水机构4包括延伸管41，延伸管41端部设置有封盖42，封盖42上贯穿插接有水平设置的横杆43，横杆43外侧套接有与封盖42内壁连接的扭簧44，横杆43外侧套接有机械密封件，与封盖42形成机械密封，横杆43沿其中心轴转动设置，横杆43一端位于换热管2内部，并设置有储水槽45，另一端位于延伸管41外侧，并固定连接有横板46，且横板46底部设置有热膨胀伸缩件47，热膨胀伸缩件47为内部设有氢气的活塞式机构，氢气受热膨胀，可使活塞式机构伸长一定的程度，热膨胀伸缩件47底部设置有支撑板48，支撑板48固定连接在封盖42上。

储水机构4的使用过程如下：储水槽45内存储一定量的水分，当有尾气进入换热器主体1内部后，尾气中的高温热量可使热膨胀伸缩件47受热膨胀伸长，从而推动横板46向上偏转，带动横杆43转动，而横杆43另外一端连接的储水槽45由水平状态逐渐倾斜，从而使水分流出，正好与换热管2表面吸收的尾气中的热量所接触，从而使水分第一时间被加热，由于换热管2在不使用时，没有静止的水分与其内壁接触，从而降低了其表面污垢的生成，保证使用时对尾气的换热效果，随后当尾气停止进入后，也停止水分的注入，待换热管2内加热后的水分完全流出后，热膨胀伸缩件47冷却伸缩，扭簧44带动横杆43转动回到原位，储水槽45复原为水平状态，此时可将换热管2底端设有的阀门关闭，重新向换热管2内注入常温水后，将换热管2底部的阀门打开，换热管2内部的水流出，储水槽45内存留一部分常温水，由于没有水分与换热管2内壁接触，可避免换热管2内壁滋生污垢。

参照说明书附图3-6，每个所述储水槽45顶部均设置有圆台导流槽5，圆台导流槽5顶部边缘处固定连接在换热管2内壁上，圆台导流槽5低端的直径比储水槽45顶部的直径小，圆台导流槽5表面插接有多个竖向杆6，竖向杆6底端螺纹连接有限位球7，竖向杆6顶端固定连接有空心球8，竖向杆6的直径逐渐向上变大，且竖向杆6表面设置有导向板9，导向板9竖直限位卡接在圆台导流槽5侧壁上。

由于使储水槽45在尾气换热完成后存留常温水时需要使阀门关闭，阀门较多，操作较为繁琐，因此在换热管2内壁上设置有圆台导流槽5，可无需关闭换热管2底端处的阀门，直接从顶部向换热管2内注入常温水时，常温水从顶部向下流动的过程中，会被圆台导流槽5阻挡而向中心处聚集，当装满顶部的储水槽45后，多余的水溢出，而依次掉落到底部的每个圆台导流槽5上，并最终依次进入储水槽45内部，从而可更方便的对储水槽45输入常温水，并且在对尾气换热过程中，换热管2内充满的水会使空心球8受浮力而上移，由于竖向杆6在上升过程中，竖向杆6插接在圆台导流槽5处的直径逐渐变小，因此圆台导流槽5用于插接竖向杆6的孔会裸露出来，从而使圆台导流槽5与换热管2内的水的接触面积变大，加快热量传导到水中的几率；随后换热管2内的水分排空后，空心球8和竖向杆6重新下移，竖向杆6重新将圆台导流槽5表面开设的孔封堵，方便后续由顶部注入常温水时，水能够完全被圆台导流槽5导流到储水槽45内部，防止水分从竖向杆6处穿过圆台导流槽5。

针对空心球8是否能够在水向下流动的过程中向上浮动的问题，由于换热管2顶部只有一个总的进水口，而底部却有多个出水口，为了保证水分完全充满换热管2，因此在进行设计时，换热管2底端排水的孔径设计在一个合理的直径以下，保证进水和出水处于动态平衡的状态，从而保证空心球8顺利向上移动。

参照说明书附图3-4，所述圆台导流槽5底部设置有多个连接绳10，多个连接绳10底端设置有同一个重力块11，重力块11位于储水槽45内部，且重力块11底部为半球面，且底部设置有橡胶球12，橡胶球12底部设置有多个凸起13，凸起13与储水槽45不接触。

在储水槽45跟随横杆43转动而处于倾斜状态时，储水槽45倾斜过程中，与重力块11底部的凸起13接触，从而使重力块11底部的凸起13对储水槽45内长时间静止的水产生的污垢挤压变形，从而使流出储水槽45的水对污垢冲刷而掉落，降低储水槽45的清洗频率。

参照说明书附图3-4，所述储水槽45一侧铰接有套管14，套管14内部插接有插杆15，插杆15可在套管14内移动，并且插杆15无法从套管14内完全移出，在储水槽45倾斜时，插杆15在套管14内滑动，并与换热管2接触;所述插杆15端部为半球面，插杆15位于套管14内部的一端的圆柱面处嵌入有滚珠。嵌入的滚珠可降低插杆15在套管14内移动时的摩擦，插杆15端部为半球面，可持续改变插杆15端部与换热管2内壁的接触位置，降低插杆15同一位置的磨损。

在储水槽45倾斜后，套管14可在储水槽45上偏转，套管14内的插杆15移动，插杆15端部可接触到换热管2，换热管2的热量通过插杆15和套管14进行传导，最终传导到储水槽45上，插杆15、套管14和储水槽45增大热量与水的接触面积，从而提高了热量的传导效率。

参照说明书附图3-4，所述插杆15和横板46分别位于相邻的横杆43两侧。

可保证横杆43两侧负重的均匀性。

参照说明书附图1，所述换热器主体1和换热管2均采用耐腐蚀31603不锈钢材料制成，导热效率好，耐腐蚀寿命长，且换热器主体1内部喷涂有隔热保温涂层，型号为UGC-B02型陶瓷保温隔热材料，可避免热量经过换热器主体1传递到外界。

参照说明书附图2，所述换热管2顶端入水口的直径大于换热管2底端出水口的直径。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：包括换热器主体（1），换热器主体（1）为方形结构，换热器主体（1）上贯穿插接有多个换热管（2），换热器主体（1）内部的换热管（2）外侧焊接有多个吸热翅片（3），吸热翅片（3）在竖直方向上间隔均布，且相邻两个吸热翅片（3）之间的换热管（2）表面插接有储水机构（4）；

储水机构（4）包括延伸管（41），延伸管（41）端部设置有封盖（42），封盖（42）上贯穿插接有水平设置的横杆（43），横杆（43）外侧套接有与封盖（42）内壁连接的扭簧（44），横杆（43）外侧套接有机械密封件，与封盖（42）形成机械密封，横杆（43）沿其中心轴转动设置，横杆（43）一端位于换热管（2）内部，并设置有储水槽（45），另一端位于延伸管（41）外侧，并固定连接有横板（46），且横板（46）底部设置有热膨胀伸缩件（47），热膨胀伸缩件（47）底部设置有支撑板（48），支撑板（48）固定连接在封盖（42）上。

2.根据权利要求1所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：每个储水槽（45）顶部均设置有圆台导流槽（5），圆台导流槽（5）顶部边缘处固定连接在换热管（2）内壁上，圆台导流槽（5）低端的直径比储水槽（45）顶部的直径小，圆台导流槽（5）表面插接有多个竖向杆（6），竖向杆（6）底端螺纹连接有限位球（7），竖向杆（6）顶端固定连接有空心球（8），竖向杆（6）的直径逐渐向上变大，且竖向杆（6）表面设置有导向板（9），导向板（9）竖直限位卡接在圆台导流槽（5）侧壁上。

3.根据权利要求2所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：圆台导流槽（5）底部设置有多个连接绳（10），多个连接绳（10）底端设置有同一个重力块（11），重力块（11）位于储水槽（45）内部，且重力块（11）底部为半球面，且底部设置有橡胶球（12），橡胶球（12）底部设置有多个凸起（13），凸起（13）与储水槽（45）不接触。

4.根据权利要求3所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：储水槽（45）一侧铰接有套管（14），套管（14）内部插接有插杆（15），在储水槽（45）倾斜时，插杆（15）在套管（14）内滑动，并与换热管（2）接触。

5.根据权利要求4所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：插杆（15）和横板（46）分别位于相邻的横杆（43）两侧。

6.根据权利要求5所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：插杆（15）端部为半球面，插杆（15）位于套管（14）内部的一端的圆柱面处嵌入有滚珠。

7.根据权利要求6所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：多个换热管（2）在换热器主体（1）内为并联状态，随后换热管（2）两端分别贯穿换热器主体（1）顶部和底部，且多个换热管（2）的顶端连通合并为串联状态。

8.根据权利要求7所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：换热器主体（1）和换热管（2）均采用耐腐蚀31603不锈钢材料制成，且换热器主体（1）内部喷涂有隔热保温涂层。

9.根据权利要求8所述的浓缩尾气处理翅片换热器，其特征在于：换热管（2）顶端入水口的直径大于换热管（2）底端出水口的直径。

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