CN204944249U - 低温烟气余热利用直通多管换热器 - Google Patents

Abstract

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器,包括箱体，箱体上设置有进液总管和出液总管，箱体内设置有直通的用于通入烟气的多根换热管，换热管两端的入口烟道和出口烟道分别贯穿于箱体的两侧。由于本技术方案让烟气在直通的多根换热管内流动，而冷却液在换热管外穿过，保证了烟气流动的最小阻力，同时，冷却液全部封在箱体中，也不会漏出，实现了提供一种对烟气流动影响最小的低温烟气余热利用直通多管换热器。

Description

低温烟气余热利用直通多管换热器

技术领域

本申请涉及余热利用技术领域，更具体地说，涉及一种低温烟气余热利用直通多管换热器。

背景技术

现在国内电解铝生产过程中电解槽排放的烟气经排烟管网收集后，进入净化系统进行处理后排放到大气中，这就是通用的电解烟气干法净化技术。其中，随着我国电解槽大型化技术的不断进度，现单套净化系统处理的烟气量也在不断扩大，一般为流量为每小时一百万立方米左右，但由于这部分烟气的温度一般在90～130℃范围内，属于低温烟气，并且电解烟气成分中含有HF，具有很强的腐蚀性。

但由于缺少一种高效换热的换热器来完成低温烟气的余热利用，并且不影响净化系统的正常运行，同时避免烟气结露并能够避免对于换热器本身抗腐蚀能力的要求，使得现有净化系统低温余热利用技术的关键在于发明一种高效、低阻、抗腐的换热器。最重要的是，该换热器不能对烟气流动造成影响。

因此，如何提供一种对烟气流动影响最小的换热器，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种低温烟气余热利用直通多管换热器，以实现提供一种对烟气流动影响最小的低温烟气余热利用直通多管换热器。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种低温烟气余热利用直通多管换热器，包括箱体，箱体上设置有进液总管和出液总管，箱体内设置有直通的用于通入烟气的多根换热管，换热管两端的入口烟道和出口烟道分别贯穿于箱体的两侧。

可选的，箱体位于入口烟道一侧的侧壁上设置有进气接口，进气接口呈箱形，罩于入口烟道外侧，且进气接口的用于流入烟气的开口面积小于或者等于全部换热管的入口烟道有效流入口的总面积。

可选的，箱体位于出口烟道一侧的侧壁上设置有出气接口，出气接口呈箱形，罩于出口烟道外侧，且出气接口的用于流出烟气的开口面积大于或者等于全部换热管的出口烟道有效流出口的总面积。

可选的，进液总管设置于箱体的顶部，出液总管设置于箱体的底部。

可选的，多根换热管呈矩阵排布，设置于箱体内。

可选的，进液总管包括水平的进液干路管和连通于进液干路管上的多根竖直的进液支路管，进液支路管的末端均匀排布于箱体上。

可选的，出液总管包括水平的出液干路管和连通于出液干路管上的多根竖直的出液支路管，出液支路管的末端均匀排布于箱体上。

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器,包括箱体，箱体上设置有进液总管和出液总管，箱体内设置有直通的用于通入烟气的多根换热管，换热管两端的入口烟道和出口烟道分别贯穿于箱体的两侧。由于本技术方案让烟气在直通的多根换热管内流动，而冷却液在换热管外穿过，由进液总管流入，由出液总管流出，保证了烟气流动的最小阻力，同时，冷却液全部封在箱体中，也不会漏出，实现了提供一种对烟气流动影响最小的低温烟气余热利用直通多管换热器。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器的结构示意图；

图2为是图1的左视图；

图3为图1的轴测图。

上图中：1为入口烟道，2为出口烟道，3为进液总管，4为出液总管，5为换热管，6为箱体。

具体实施方式

本申请提供了一种低温烟气余热利用直通多管换热器，实现了提供一种对烟气流动影响最小的低温烟气余热利用直通多管换热器。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器的结构示意图；图2为是图1的左视图；图3为图1的轴测图。

本申请提供的一种低温烟气余热利用直通多管换热器，包括箱体6，箱体6上设置有进液总管3和出液总管4，箱体6内设置有直通的用于通入烟气的多根换热管5，换热管5两端的入口烟道1和出口烟道2分别贯穿于箱体6的两侧。由于本技术方案让烟气在直通的多根换热管5内流动，而冷却液在换热管5外穿过，由进液总管3流入，由出液总管4流出，保证了烟气流动的最小阻力，同时，冷却液全部封在箱体6中，也不会漏出，实现了提供一种对烟气流动影响最小的低温烟气余热利用直通多管换热器。

在本申请一具体实施例中，箱体6位于入口烟道1一侧的侧壁上设置有进气接口，进气接口呈箱形，罩于入口烟道1外侧，且进气接口的用于流入烟气的开口面积小于或者等于全部换热管5的入口烟道1有效流入口的总面积。为了保证本申请提供的低温烟气余热利用直通多管换热器对烟气的流速影效果最小，采用这种技术方案，用进气接口控制接入的出烟管道截面积，该截面积是小于换热管5排布呈的形状的总面积的，更具体的说，出烟管道的截面积要小于所有换热管5的内圈截面的总和，这样，相当于本低温烟气余热利用直通多管换热器的烟道比出烟管道更宽敞，实现了提供一种对烟气流动影响最小的低温烟气余热利用直通多管换热器。另外，进气接口本身呈箱形，具有容纳烟气和缓冲的作用。需要说明的是，罩形的进气接口保证了截面积较小的出烟管道与截面较大的换热管5总截面连接。换热管5一般用花板固定。由于本低温烟气余热利用直通多管换热器最小的影响流速，也能避免烟气中粉尘沉降。

在本申请一具体实施例中，箱体6位于出口烟道2一侧的侧壁上设置有出气接口，出气接口呈箱形，罩于出口烟道2外侧，且出气接口的用于流出烟气的开口面积大于或者等于全部换热管5的出口烟道2有效流出口的总面积。与前述方案类似，要实现对烟气流动的最小阻碍，需要出气接口的有效流动截面较大，大于接入的出烟管道的截面积。

在本申请一具体实施例中，进液总管3设置于箱体6的顶部，出液总管4设置于箱体6的底部。由于进液总管3和出液总管4上下布置，在进冷却液的时候，利用了液体本身的流速和重力作用，能够加速液体流动，提供更好的冷却效果。

在本申请一具体实施例中，多根换热管5呈矩阵排布，设置于箱体6内。矩阵排列是在有效空间内能够最好的排列换热管5的方式。

在本申请一具体实施例中，进液总管3包括水平的进液干路管和连通于进液干路管上的多根竖直的进液支路管，进液支路管的末端均匀排布于箱体6上。由于进液支路管设置了多根，实现了进液均匀，液体流动在箱体6内也更均匀，实现均匀换热。

在本申请一具体实施例中，出液总管4包括水平的出液干路管和连通于出液干路管上的多根竖直的出液支路管，出液支路管的末端均匀排布于箱体6上。由于出液支路管设置了多根，实现了出液均匀，液体流动在箱体6内也更均匀，实现均匀换热。

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器，具体地说是电解铝生产过程中电解槽排除大量温度约在100度左右的烟气，在净化系统的排烟管网上安装低温烟气余热利用直通多管换热器，将这部分热量进行置换出来供给相应的热用户，满足余热利用的需求。同时降低进入净化系统的烟气温度和烟气量，以提高净化系统的净化效果。

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器，针对电解槽低温烟气的预热利用装置，在充分利用电解烟气低温余热的同时，充分考虑降低结构阻力以不影响净化系统的运行，并避免余热利用过程中烟气结露的问题，防止低温烟气余热利用直通多管换热器被腐蚀，总之，本低温烟气余热利用直通多管换热器具有高效、低阻、抗腐的特点。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：在净化系统排烟管网汇总管上安装至少一个低温烟气余热利用直通多管换热器，或者并联或串联多个低温烟气余热利用直通多管换热器，在烟气由低温烟气余热利用直通多管换热器入口进入后，含有氟化氢的电解烟气与换热管中液体介质通过换热管进行热交换，其中液体介质的流量根据电解烟气温度和流量来确定，换热量应满足烟气中不出现结露情况。同时，根据烟气流动特性确定换热管5阵列布置方案，保证低温烟气余热利用直通多管换热器结构阻力最低，以不影响净化系统的运行。

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器，采用换热管以保证每根换热管具有较大的换热面积，从而确保低温烟气余热利用直通多管换热器在体积有限的情况下具有较高的换热效率，同时换热管具有较高的结构强度，满足低温烟气余热利用直通多管换热器结构强度的要求。

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器，进出口安装在换热箱花板上，且换热管截面积的总和与电解烟气排烟管网的出烟管道截面积相等或略大，以保证烟气通过低温烟气余热利用直通多管换热器时烟气等速运行，避免烟气中粉尘沉降现场。同时由于整根管道统一制作，以避免管道漏水渗入低温烟气余热利用直通多管换热器的风险。因换热量的定量吸收以避免结露，兼顾考虑避免管道渗水风险以确保电解烟气中HF保持气体状态，从而保证低温烟气余热利用直通多管换热器不受电解烟气中强酸的腐蚀。并且，因换热管5的布置采用阵列方式，根据烟气流动特性进行排列，从而确保本低温烟气余热利用直通多管换热器具有高效换热、低阻运行、避免腐蚀的优点。

本申请所提供的低温烟气余热利用直通多管换热器，电解烟气经低温烟气余热利用直通多管换热器入口烟道1进入换热箱6，低温烟气通过换热管5与管道内液体介质进行换热。其中换热管5外侧的液体介质由进液总管3进入换热管，参与热量交换后，经回液总管4将热量输送到热用户，每根换热管5依靠换热箱6两侧的花板进行固定，确保气体流速稳定。电解低温烟气热量被液体介质吸收后，经低温烟气余热利用直通多管换热器的出口烟道2进入净化系统的除尘器。

其中本发明结构尺寸可根据电解烟气不同的温度、流量和烟气成分进行调整，以提高本换热装置的适应性。

总之，针对电解低温烟气余热利用需求，在电解烟气排烟管网上安装本低温烟气余热利用直通多管换热器，可以充分利用电解烟气的大量余热，并在低结构阻力下使用以不影响电解烟气净化系统的正常运行，采用特殊的管道形式和安装方式以避免设备腐蚀的问题，同时由于降低了进入净化系统除尘器的烟气温度，一方面提高了净化系统吸附反应的温度，确保较好的净化效果，另一方面缩小了电解烟气的烟气量，可以降低净化系统的整体规模和运行成本，具有重大的推广价值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种低温烟气余热利用直通多管换热器，其特征在于，包括箱体(6)，所述箱体(6)上设置有进液总管(3)和出液总管(4)，所述箱体(6)内设置有直通的用于通入烟气的多根换热管(5)，所述换热管(5)两端的入口烟道(1)和出口烟道(2)分别贯穿于所述箱体(6)的两侧。

2.如权利要求1所述的低温烟气余热利用直通多管换热器,其特征在于，所述箱体(6)位于所述入口烟道(1)一侧的侧壁上设置有进气接口，所述进气接口呈箱形，罩于所述入口烟道(1)外侧，且所述进气接口的用于流入烟气的开口面积小于或者等于全部所述换热管(5)的入口烟道(1)有效流入口的总面积。

3.如权利要求2所述的低温烟气余热利用直通多管换热器,其特征在于，所述箱体(6)位于所述出口烟道(2)一侧的侧壁上设置有出气接口，所述出气接口呈箱形，罩于所述出口烟道(2)外侧，且所述出气接口的用于流出烟气的开口面积大于或者等于全部所述换热管(5)的出口烟道(2)有效流出口的总面积。

4.如权利要求3所述的低温烟气余热利用直通多管换热器,其特征在于，所述进液总管(3)设置于所述箱体(6)的顶部，所述出液总管(4)设置于所述箱体(6)的底部。

5.如权利要求3所述的低温烟气余热利用直通多管换热器,其特征在于，多根所述换热管(5)呈矩阵排布，设置于所述箱体(6)内。

6.如权利要求1-5任一项所述的低温烟气余热利用直通多管换热器,其特征在于，所述进液总管(3)包括水平的进液干路管和连通于所述进液干路管上的多根竖直的进液支路管，所述进液支路管的末端均匀排布于所述箱体(6)上。

7.如权利要求1-5任一项所述的低温烟气余热利用直通多管换热器,其特征在于，所述出液总管(4)包括水平的出液干路管和连通于所述出液干路管上的多根竖直的出液支路管，所述出液支路管的末端均匀排布于所述箱体(6)上。