CN114659402B - 一种烟气换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气换热器，属于硫酸装置的烟气热回收领域，包括换热管，换热管的一端插接有放热端，换热管的外侧设置有安装板以及位于安装板下端的废渣收集机构，安装板上安装有用于清洁换热管的超声波发生器，换热管的外侧和放热端的内壁之间通过设置有真空隔热板插接，换热管上设置有告警机构，放热端外壁的一侧设置有用于控制超声波发生器和告警机构的控制器，放热端的一端设置有制冷机构，告警机构包括装配在换热管上的前气压计和后气压计，且后气压计设置在放热端的内部，放热端上端的外壁固定安装有警示灯，它可以实现减少换热管散失的超声波，便于换热管在超声波的作用下高效除垢。

Description

一种烟气换热器
技术领域
本发明涉及烟气换热装置领域，更具体地说，涉及一种烟气换热器。
背景技术
烟气换热器是用于烟气脱硫制酸过程中实现余热回收利用和节能的专用设备，主要由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。它广泛应用于能源、动力、石油、冶金、化工、制药、制冷等工业领域中，能够方便两种或两种以上在不同温度的流体之间热量传递；
如授权公告号为CN111735340A所公开的一种新型煤气预热器，包括下管箱、上管箱、上管板、筒体、换热管束、折流板、超声波装置、下管板、蒸汽入口、下封头、煤气入口、冷凝水出口、导流板、螺栓、蒸汽出口、上封头和煤气出口，其虽然通过将换热管采用波节管，介质流经波节管时，在管内外产生明显扰动，使得阻断边界层增厚，能够强化传热，同时增设超声波装置，通过超声场作用在成垢物质上，使其分散、松脱而不易附着管壁、器壁形成积垢；
但是并未解决现有预热器在对换热管进行冷却的过程中，通过增设超声波装置，使得超声场作用在换热管管壁的积垢上，而换热管在冷却时需要连接放热端，换热管上的部分超声波传递给放热端，从而换热管上的超声波部分散失，造成换热管因部分超声波散失导致除垢效果不佳的问题，为此我们提出一种烟气换热器。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种烟气换热器，它可以实现减少换热管散失的超声波，便于换热管在超声波的作用下高效除垢。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种烟气换热器，包括换热管，所述换热管的一端插接有放热端，所述换热管的外侧设置有安装板以及位于安装板下端的废渣收集机构，所述安装板上安装有用于清洁换热管的超声波发生器，所述换热管的外侧和放热端的内壁之间通过设置有真空隔热板插接，所述换热管上设置有告警机构，所述放热端外壁的一侧设置有用于控制超声波发生器和告警机构的控制器，所述放热端的一端设置有制冷机构。
进一步的，所述告警机构包括装配在换热管上的前气压计和后气压计，且所述后气压计设置在放热端的内部，所述放热端上端的外壁固定安装有警示灯。
进一步的，所述真空隔热板的内壁和换热管外壁之间通过设置有内衬层插接，所述真空隔热板的外壁和放热端的内壁之间通过设置密封胶固定连接。
进一步的，所述废渣收集机构包括固定安装在换热管外壁的斜板，所述斜板远离安装板的一端固定安装有下料斗，所述下料斗的下端固定安装有废料管，所述废料管的一端延伸出放热端内部且设置有废料存储机构。
进一步的，所述废料存储机构包括与废料管一端固定连接的存储箱，所述存储箱的上端固定安装有气体回流管，所述气体回流管远离存储箱的一端固定连接于放热端的下端。
进一步的，所述气体回流管的外壁装配有单向阀，所述气体回流管和放热端的连接处固定安装有过滤网。
进一步的，所述存储箱的内部对称开设有两个插槽，所述存储箱通过插槽插接有过滤层。
进一步的，所述斜板的两侧均固定安装有挡板，所述斜板下端的四个角均固定安装有支撑柱，所述斜板的下端固定安装有多个散热片。
进一步的，所述制冷机构包括固定安装在放热端一端的鼓风机，所述放热端一端的内壁设置有制冷管，所述放热端远离鼓风机的一端设置有余热回收机构。
进一步的，所述余热回收机构包括固定安装在放热端一端的温差发电片，所述温差发电片的输出端电性连接有与放热端外侧固定连接的蓄电池。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过放热端吸收换热管上的热量，并且通过制冷机构向放热端中鼓入冷空气，进一步加强放热端的散热效率，然后通过超声波发生器向换热管上发射超声波，方便清理换热管上附着的结垢，同时通过真空隔热板封堵换热管和放热端之间的缝隙，能够阻止放热端中的冷空气沿着缝隙逸出，并且方便阻止换热管上的超声波散失到放热端上，来减少换热管散失的超声波，便于换热管在超声波的作用下高效除垢。
(2)本方案当换热管上结垢被超声波作用时，结垢碎裂并形成废渣，通过斜板承接废渣，使得废渣沿着斜板下滑，直至废渣进入下料斗，随后下料斗中的废渣滑入废料管，便于废渣离开放热端内部，降低废渣堆积在换热管位于放热端内部区域的情况发生，来减少换热管逸散到废渣上的超声波，进一步提高换热管除垢的效率。
(3)本方案当废渣收集机构工作时，废渣接触斜板并将自身的部分热量传递给斜板，同时斜板遮挡一部分冷空气，通过支撑柱加强斜板和放热端的联系，方便提高斜板的稳定性，并且斜板阻碍换热管上热量的散失，通过散热片增大斜板和冷空气的接触面积，来提高斜板散热的效率，便于换热管上的部分热量通过斜板散失到空气中，进一步地，散热片的材质为石墨烯，方便进一步提高斜板的散热效率。
(4)本方案当换热管上有超声波时，换热管在超声波的作用下振动，通过内衬层分隔真空隔热板和换热管，来缓解换热管振动时对真空隔热板造成的冲击，便于延长真空隔热板的使用寿命，进一步地，内衬层的材质为橡胶，便于内衬层封堵真空隔热板和换热管之间的空隙，同时通过密封胶加强放热端和真空隔热板之间的联系，便于提高真空隔热板的牢固性，使得超声波能够稳定地清除换热管上的结垢。
附图说明
图1为本发明的剖视的结构示意图；
图2为本发明的换热管的主视结构示意图；
图3为本发明的安装板的俯视结构示意图；
图4为本发明的真空隔热板的主视结构示意图；
图5为本发明的斜板的仰视结构示意图；
图6为本发明的存储箱的剖视结构示意图；
图7为本发明的气体回流管的主视结构示意图。
图中标号说明：
1、换热管；2、放热端；3、安装板；4、超声波发生器；5、真空隔热板；6、控制器；7、前气压计；8、后气压计；9、警示灯；10、内衬层；11、密封胶；12、斜板；13、下料斗；14、废料管；15、存储箱；16、气体回流管；17、单向阀；18、过滤网；19、鼓风机；20、制冷管；21、温差发电片；22、蓄电池；23、过滤层；24、插槽；25、挡板；26、支撑柱；27、散热片。
具体实施方式
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、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例：
请参阅图1-7，一种烟气换热器，包括换热管1，换热管1的一端插接有放热端2，换热管1的外侧设置有安装板3以及位于安装板3下端的废渣收集机构，安装板3上安装有用于清洁换热管1的超声波发生器4，超声波发生器4的一端电性连接有超声波换能器，此技术方案为现有技术，图中未画出，换热管1的外侧和放热端2的内壁之间通过设置有真空隔热板5插接，换热管1上设置有告警机构，放热端2外壁的一侧设置有用于控制超声波发生器4和告警机构的控制器6，放热端2的一端设置有制冷机构，工作时，通过放热端2吸收换热管1上的热量，并且通过制冷机构向放热端2中鼓入冷空气，进一步加强放热端2的散热效率，然后通过超声波发生器4向换热管1上发射超声波，使得超声波作用在换热管1内壁或外壁附着的结垢上，方便清理换热管1上附着的结垢，同时通过真空隔热板5封堵换热管1和放热端2之间的缝隙，能够阻止放热端2中的冷空气沿着缝隙逸出，并且方便阻止换热管1上的超声波散失到放热端2上，来降低换热管1散失的超声波，便于换热管1在超声波的作用下高效除垢。
参阅图1，制冷机构包括固定安装在放热端2一端的鼓风机19，放热端2一端的内壁设置有制冷管20，放热端2远离鼓风机19的一端设置有余热回收机构，当放热端2散热时，通过鼓风机19向放热端2中鼓入空气，同时通过制冷管20降低放热端2中气体的温度来形成冷空气，便于冷空气带走换热管1上的热量。
参阅图1，余热回收机构包括固定安装在放热端2一端的温差发电片21，温差发电片21的输出端电性连接有与放热端2外侧固定连接的蓄电池22，当制冷机构工作时，冷空气吸收换热管1上的热量形成热气流，通过热气流将热量传递给温差发电片21，使得温差发电片21各处出现温差，来形成电流，然后将电流存储在蓄电池22，方便为控制器6提供电能。
参阅图1和图5，废渣收集机构包括固定安装在换热管1外壁的斜板12，斜板12和换热管1形成一定夹角，且斜板12的材质为铅，便于减少斜板12分散换热管1上超声波的情况发生，斜板12远离安装板3的一端固定安装有下料斗13，下料斗13的下端固定安装有废料管14，废料管14的一端延伸出放热端2内部且设置有废料存储机构，当换热管1上结垢被超声波作用时，结垢碎裂并形成废渣，通过斜板12承接废渣，使得废渣沿着斜板12下滑，直至废渣进入下料斗13，随后下料斗13中的废渣滑入废料管14，便于废渣离开放热端2内部，降低废渣堆积在换热管1位于放热端2内部区域的情况发生，来减少换热管1逸散到废渣上的超声波，进一步提高换热管1除垢的效率。
参阅图2和图5，斜板12的两侧均固定安装有挡板25，斜板12下端的四个角均固定安装有支撑柱26，支撑柱26远离斜板12的一端固定连接于放热端2内部的下壁，斜板12的下端固定安装有多个散热片27，当废渣收集机构工作时，废渣接触斜板12并将自身的部分热量传递给斜板12，同时斜板12遮挡一部分冷空气，通过支撑柱26加强斜板12和放热端2的联系，方便提高斜板12的稳定性，并且斜板12阻碍换热管1上热量的散失，通过散热片27增大斜板12和冷空气的接触面积，来提高斜板12散热的效率，便于换热管1上的部分热量通过斜板12散失到空气中，进一步地，散热片27的材质为石墨烯，方便进一步提高斜板12的散热效率。
参阅图1，废料存储机构包括与废料管14一端固定连接的存储箱15，存储箱15的上端固定安装有气体回流管16，气体回流管16远离存储箱15的一端固定连接于放热端2的下端，当废料管14排出废渣时，通过存储箱15收纳废渣，同时放热端2内部的部分气体沿着废料管14流入存储箱15内部，通过气体回流管16引导存储箱15内部的气体流动，使得存储箱15内部带有热量的气体输送到放热端2内部，便于余热回收机构利用存储箱15内部气体的热量。
参阅图1和图6，存储箱15的内部对称开设有两个插槽24，存储箱15通过插槽24插接有过滤层23，当废料存储机构工作时，通过过滤层23过滤存储箱15气体中的废渣，便于阻止废渣进入气体回流管16的内部，而当过滤层23需要更换时，通过插槽24拔出过滤层23并进行更换，步骤简便易操作。
参阅图1和图7，气体回流管16的外壁装配有单向阀17，气体回流管16和放热端2的连接处固定安装有过滤网18，当气体沿着气体回流管16流动时，通过单向阀17限制气体回流管16内部的气体，减少放热端2内部气体沿气体回流管16流入废料存储机构的情况发生，同时通过过滤网18封堵气体回流管16的一端，便于气体沿着气体回流管16流动并且阻拦废渣，能够减少放热端2内部废渣进入气体回流管16的情况发生，来防止废渣堵塞气体回流管16。
参阅图1和图4，真空隔热板5的内壁和换热管1外壁之间通过设置有内衬层10插接，真空隔热板5的外壁和放热端2的内壁之间通过设置密封胶11固定连接，当换热管1上有超声波时，换热管1在超声波的作用下振动，通过内衬层10分隔真空隔热板5和换热管1，来缓解换热管1振动时对真空隔热板5造成的冲击，便于延长真空隔热板5的使用寿命，进一步地，内衬层10的材质为橡胶，便于内衬层10封堵真空隔热板5和换热管1之间的空隙，同时通过密封胶11加强放热端2和真空隔热板5之间的联系，便于提高真空隔热板5的牢固性，使得超声波能够稳定地清除换热管1上的结垢。
参阅图1和图2，告警机构包括装配在换热管1上的前气压计7和后气压计8，且后气压计8设置在放热端2的内部，放热端2上端的外壁固定安装有警示灯9，当换热管1内部产生结垢时，换热管1内部位于结垢前或后的不同区段产生不同的气压，通过前气压计7和后气压计8实时检测换热管1内部不同区段的气压信号并传输给控制器6，而在气压信号出现差异时，通过控制器6控制超声波发生器4工作，使得超声波发生器4发射超声波给换热管1，来清理换热管1内部的结垢，并控制警示灯9发出醒目的光芒，来提醒工作人员换热管1内部产生结垢。
工作原理：工作时，通过放热端2吸收换热管1上的热量，并且通过制冷机构向放热端2中鼓入冷空气，进一步加强放热端2的散热效率，然后通过超声波发生器4向换热管1上发射超声波，使得超声波作用在换热管1内壁或外壁附着的结垢上，方便清理换热管1上附着的结垢，同时通过真空隔热板5封堵换热管1和放热端2之间的缝隙，能够阻止放热端2中的冷空气沿着缝隙逸出，并且方便阻止换热管1上的超声波散失到放热端2上，来降低换热管1散失的超声波，便于换热管1在超声波的作用下高效除垢。
当换热管1上结垢被超声波作用时，结垢碎裂并形成废渣，通过斜板12承接废渣，使得废渣沿着斜板12下滑，直至废渣进入下料斗13，随后下料斗13中的废渣滑入废料管14，便于废渣离开放热端2内部，降低废渣堆积在换热管1位于放热端2内部区域的情况发生，来减少换热管1逸散到废渣上的超声波，进一步提高换热管1除垢的效率。
当废渣收集机构工作时，废渣接触斜板12并将自身的部分热量传递给斜板12，同时斜板12遮挡一部分冷空气，通过支撑柱26加强斜板12和放热端2的联系，方便提高斜板12的稳定性，并且斜板12阻碍换热管1上热量的散失，通过散热片27增大斜板12和冷空气的接触面积，来提高斜板12散热的效率，便于换热管1上的部分热量通过斜板12散失到空气中，进一步地，散热片27的材质为石墨烯，方便进一步提高斜板12的散热效率。
当换热管1上有超声波时，换热管1在超声波的作用下振动，通过内衬层10分隔真空隔热板5和换热管1，来缓解换热管1振动时对真空隔热板5造成的冲击，便于延长真空隔热板5的使用寿命，进一步地，内衬层10的材质为橡胶，便于内衬层10封堵真空隔热板5和换热管1之间的空隙，同时通过密封胶11加强放热端2和真空隔热板5之间的联系，便于提高真空隔热板5的牢固性，使得超声波能够稳定地清除换热管1上的结垢。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种烟气换热器，包括换热管（1），其特征在于：所述换热管（1）的一端插接有放热端（2），所述换热管（1）的外侧设置有安装板（3）以及位于安装板（3）下端的废渣收集机构，所述安装板（3）上安装有用于清洁换热管（1）的超声波发生器（4），所述换热管（1）的外侧和放热端（2）的内壁之间通过设置有真空隔热板（5）插接，所述换热管（1）上设置有告警机构，所述放热端（2）外壁的一侧设置有用于控制超声波发生器（4）和告警机构的控制器（6），所述放热端（2）的一端设置有制冷机构，所述废渣收集机构包括固定安装在换热管（1）外壁的斜板（12），所述斜板（12）远离安装板（3）的一端固定安装有下料斗（13），所述下料斗（13）的下端固定安装有废料管（14），所述废料管（14）的一端延伸出放热端（2）内部且设置有废料存储机构，所述废料存储机构包括与废料管（14）一端固定连接的存储箱（15），所述存储箱（15）的上端固定安装有气体回流管（16），所述气体回流管（16）远离存储箱（15）的一端固定连接于放热端（2）的下端。
2.根据权利要求1所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述告警机构包括装配在换热管（1）上的前气压计（7）和后气压计（8），且所述后气压计（8）设置在放热端（2）的内部，所述放热端（2）上端的外壁固定安装有警示灯（9）。
3.根据权利要求1所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述真空隔热板（5）的内壁和换热管（1）外壁之间通过设置有内衬层（10）插接，所述真空隔热板（5）的外壁和放热端（2）的内壁之间通过设置密封胶（11）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述气体回流管（16）的外壁装配有单向阀（17），所述气体回流管（16）和放热端（2）的连接处固定安装有过滤网（18）。
5.根据权利要求1所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述存储箱（15）的内部对称开设有两个插槽（24），所述存储箱（15）通过插槽（24）插接有过滤层（23）。
6.根据权利要求1所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述斜板（12）的两侧均固定安装有挡板（25），所述斜板（12）下端的四个角均固定安装有支撑柱（26），所述斜板（12）的下端固定安装有多个散热片（27）。
7.根据权利要求1所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述制冷机构包括固定安装在放热端（2）一端的鼓风机（19），所述放热端（2）一端的内壁设置有制冷管（20），所述放热端（2）远离鼓风机（19）的一端设置有余热回收机构。
8.根据权利要求7所述的一种烟气换热器，其特征在于：所述余热回收机构包括固定安装在放热端（2）一端的温差发电片（21），所述温差发电片（21）的输出端电性连接有与放热端（2）外侧固定连接的蓄电池（22）。
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Denomination of invention: A flue gas heat exchanger

Effective date of registration: 20230925

Granted publication date: 20230718

Pledgee: Jiangsu Yangzhou Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Shugang Slender West Lake Sub branch

Pledgor: JIANGSU QING FENG PROJECT GROUP CO.,LTD.

Registration number: Y2023980058322

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