CN205227355U - 一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置 - Google Patents

Abstract

一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置，包括漏斗、第一球阀、储存罐、第二球阀、出料口、支座、压缩空气接入管、第三球阀、压力表，其中储存罐的下部设置支座，所述储存罐包括圆柱形的筒体和顶部的顶盖，顶盖上设有压缩空气接入口和第三球阀、压力表，所述顶盖中部固定所述漏斗和所述第一球阀，所述储存罐下部连接所述出料口和第二球阀，颗粒炭黑通过漏斗装入储存罐内，压缩空气通入储存罐内，入料和出料过程通过压力表观察储存罐中压力控制各个球阀。该装置能有效清除换热器的烟灰挂壁，使换热效率有较明显提高。

Description

一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置

技术领域

本实用新型涉及一种换热领域，尤其涉及一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置。

背景技术

管壳式换热器已经广泛应用于节能领域，采用管道壁传热的原理，利用一种高温介质来加温低温介质或者利用低温介质来为高温介质进行降温。炭黑是一种无定形碳，是含碳物质如煤、天然气、重油、燃料油等在氧气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。炭黑用于制造油墨、油漆、轮胎、橡胶等。炭黑生产过程中广泛使用管壳式换热器，包括空气预热器、余热锅炉等。这种管壳式换热器一方面利用过程余热将工艺空气加热或产生蒸汽用于生产，另一方面将过程烟气大幅降温减少水的消耗，降低后续设备的负荷。高温的空气预热器能将工艺空气预热到850℃甚至950℃，使炭黑烟气降低300℃。余热锅炉能使炭黑烟气降低150℃，最大产气量可达8吨/小时。

由于炭黑是一种附着性较强的纳米级材料，在炭黑生产过程中所用的高温空气预热器、余热锅炉等管壳式换热器的换热管长期运行后表面极易产生炭黑烟气附着在管壁上也就是挂壁，从而造成换热器压差升高，使换热效率下降，影响产品的性能和指标。解决炭黑生产过程中换热管挂壁问题已经成为行业内的重要课题，为此出现了在换热器前部安装的脉冲喷水装置，利用水的汽化体积膨胀造成系统冲击来清扫管壁形成的炭黑挂壁，但由于水的汽化速度不足，所形成的冲击力不够，清扫效果不佳。也出现了在换热器入口安装超音喇叭的装置，利用声波震动来消除挂壁，但由于超声喇叭使用压缩空气，大量压缩空气进入炭黑烟气会发生燃烧现象，而使用氮气成本高，未达到良好的除灰效果，不获行业认可。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的换热器的换热管表面烟灰附着挂壁难清除的技术问题，本实用新型提出了一种炭黑生产中换热器减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置。

本实用新型的技术方案如下：一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置，其与炭黑成产设备的高温空气预热器或余热锅炉连接，该装置包括漏斗、第一球阀、储存罐、第二球阀、出料口、支座、压缩空气接入口、第三球阀、压力表，其中储存罐的下部设置支座将该装置固定在高温空气预热器或余热过滤附近，储存罐包括圆柱形的筒体，圆柱形筒体顶部设有顶盖，顶盖上设有压缩空气接入口，顶盖中部固定漏斗用于进料，漏斗与顶盖之间设有第一球阀，储存罐的圆柱形筒体下方具有锥形下部，锥形下部的下方连接出料口，在锥形下部与出料口之间设有第二球阀，在高温空气预热器或余热锅炉的根部安装阀并通过高强橡胶软管与所述出料口连接，压缩空气作通过压缩空气接入口通入储存罐内，通过第三球阀用于控制压缩空气的通入量，颗粒炭黑通过漏斗装入储存罐并用第一球阀进行入料量控制，入料过程通过压力表观察储存罐中压力，出料时打开储存罐的第二球阀，储存罐中的炭黑随压缩空气快速喷入换热器中，出料过程中观察压力表2的变化，当压力快速下降时关闭第三球阀和第二球阀。

储存罐中的炭黑随压缩空气快速喷入换热器中，喷入的炭黑经生产过程中的烟气带入换热管中，炭黑颗粒在动力作用下与换热管壁发生不间断碰撞，类似喷砂装置的喷砂与筒壁的碰撞运动，从而将换热管的挂壁的烟灰清除。炭黑全部进入生产系统过程中发生短暂燃烧现象，造成系统压力脉冲式冲击力，该冲击力与炭黑颗粒同时起到清除挂壁烟灰的作用。

本实用新型设备构造简单，制造费用低廉，投入使用后换热器前后压差长期运转未见明显上涨，换热效率有较明显的提高，检修频率显著降低，检修时打开换热器检查换热管未再发生堵塞现象。

附图说明

图1是高温空气预热器的工作原理图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图2中1.漏斗，2.压力表，3.第一球阀，4.储存罐，5.支座，6.出料口，7.第二球阀，8.第三球阀，9.压缩空气接入口

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1所示，高温空气预热器工作原理是高温炭黑烟气从烟气进入口a进入换热管内，与空气进行热交换，炭黑烟气降温后从烟气出口c流出；而空气则从换热段上部空气入口d进入壳程，在折流板的引导下沿列管间隙从上而下流动，通过热交换被加热后从下部口b流出。通过烟气与空气的逆流传导，使烟气的热量充分地传导给空气，烟气温度降低，空气温度升高。空气温度达到工艺指标后进入反应炉内参与燃烧反应，从而降低能源消耗。空气预热器余热温度越高，可利用的过剩氧气量越多，对于相同的空流量可喷入的原料量越大，同时可以节约急冷水。预热锅炉等管壳式换热器的运行原理相同。

本实用新型的一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置见图2，其与炭黑成产设备的高温空气预热器连接，该装置包括漏斗1、第一球阀3、储存罐4、第二球阀7、出料口6、支座5、压缩空气接入口9、第三球阀8、压力表2，其中储存罐4的下部设置支座5将该装置固定在高温空气预热器附近，储存罐4包括圆柱形的筒体，圆柱形筒体顶部设有顶盖，顶盖上设有压缩空气接入口9，顶盖中部固定漏斗1用于进料，漏斗1与顶盖之间设有第一球阀3，储存罐4的圆柱形筒体下方具有锥形下部，锥形下部的下方连接出料口6，在锥形下部与出料口6之间设有第二球阀7。高温空气预热器前设有直径为80mm左右的孔，该孔与换热管上的孔相连，在高温空气预热器的根部安装阀并通过高强橡胶软管与所述出料口6连接。压力为0.5-0.8MPa的压缩空气作为动力通过压缩空气接入口9通入储存罐4内。在压缩空气接入口9上还设有第三球阀8用于控制压缩空气的通入量。所述减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置所用原料为颗粒炭黑，可用同类型号炭黑的不合格品代替，以减少成本。颗粒炭黑通过漏斗1装入储存罐4中，并用第一球阀3进行入料量控制，每次承装罐体的量为50％左右，达到承装量后关闭第一球阀3。然后打开压缩空气接入口9的第三球阀8将储存罐4中充满压缩空气，在储存罐4的顶盖上设有压力表2，通过压力表2观察储存罐4中压力情况，达到所需压力后，打开换热器开孔的根部阀，并打开储存罐4的第二球阀7，储存罐4中的炭黑随压缩空气快速喷入换热器中，喷入的炭黑经生产过程中的烟气带入换热管中，炭黑颗粒在动力作用下与换热管壁发生不间断碰撞，类似喷砂装置的喷砂与筒壁的碰撞运动，从而将换热管的挂壁的烟灰清除。炭黑全部进入生产系统过程中发生短暂燃烧现象，造成系统压力脉冲式冲击力，该冲击力与炭黑颗粒同时起到清除挂壁烟灰的作用。出料过程中要密切观察压力表2的变化，当压力快速下降时表明储存罐4中的炭黑已经全部进入生产系统，要关闭第三球阀8和第二球阀7，此次操作结束。在炭黑生产过程中可根据换热器的前后压差的变化确定该减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置的运行频率。

实施例2：一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置，其与炭黑成产设备的余热锅炉连接，该装置包括漏斗1、第一球阀3、储存罐4、第二球阀7、出料口6、支座5、压缩空气接入口9、第三球阀8、压力表2，其中储存罐4的下部设置支座5将该装置固定在余热锅炉附近，储存罐4包括圆柱形的筒体，圆柱形筒体顶部设有顶盖，顶盖上设有压缩空气接入口9，顶盖中部固定漏斗1，漏斗1与顶盖之间设有第一球阀3，顶盖上还设有压力表2。储存罐4的圆柱形筒体下方具有锥形下部，锥形下部的下方连接出料口6，在锥形下部与出料口6之间设有第二球阀7。余热锅炉前设有孔与换热管上的孔相连，在余热锅炉的根部安装阀并通过高强橡胶软管与所述出料口6连接。压力为0.5-0.8MPa的压缩空气作为动力通过压缩空气接入口9通入储存罐4内，并通过压缩空气接入口9上设有的第三球阀8控制压缩空气的通入量。所述减少烟灰附着挂壁的装置所用原料为颗粒炭黑，颗粒炭黑通过漏斗1装入储存罐4中，并用第一球阀3进行入料量控制，每次承装罐体的量为50％左右，达到承装量后关闭第一球阀3。然后打开压缩空气接入口9的第三球阀8将储存罐4中充满压缩空气，通过储存罐4的顶盖压力表2观察储存罐4中压力情况，达到所需压力后，打开余热锅炉的换热器开孔的根部阀，并打开储存罐4的第二球阀7，储存罐4中的炭黑随压缩空气快速喷入换热器中，喷入的炭黑经生产过程中的烟气带入换热管中，炭黑颗粒在动力作用下与换热管壁发生不间断碰撞，类似喷砂装置的喷砂与筒壁的碰撞运动，从而将换热管的挂壁的烟灰清除。炭黑全部进入生产系统过程中发生短暂燃烧现象，造成系统压力脉冲式冲击力，该冲击力与炭黑颗粒同时起到清除挂壁烟灰的作用。出料过程中要密切观察压力表2的变化，当压力快速下降时表明储存罐4中的炭黑已经全部进入生产系统，要关闭第三球阀8和第二球阀7，此次操作结束。在炭黑生产过程中可根据换热器的前后压差的变化确定该减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置的运行频率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置，其与炭黑成产设备的高温空气预热器或余热锅炉连接，所述装置包括漏斗(1)、第一球阀(3)、储存罐(4)、第二球阀(7)、出料口(6)、支座(5)、压缩空气接入口(9)、第三球阀(8)、压力表(2)，其特征在于：其中所述储存罐(4)的下部设置所述支座(5)将该装置固定在高温空气预热器或余热锅炉附近，所述储存罐(4)包括圆柱形的筒体和设于所述圆柱形筒体顶部的顶盖，所述顶盖上设有所述压缩空气接入口(9)，所述顶盖中部固定所述漏斗(1)，在所述漏斗(1)与所述顶盖之间设有所述第一球阀(3)进行入料量控制，所述顶盖上还设有所述压力表(2)，所述储存罐(4)通过其圆柱形筒体下方的锥形下部连接所述出料口(6)，在所述锥形下部与出料口(6)之间设有第二球阀(7)，颗粒炭黑通过所述漏斗(1)装入所述储存罐(4)内，压缩空气通过所述压缩空气接入口(9)通入所述储存罐(4)内，通过第三球阀(8)控制压缩空气的通入量，入料过程通过所述压力表(2)观察储存罐(4)中压力，出料时打开所述第二球阀(7)并观察压力表(2)的变化，当压力快速下降时关闭所述第三球阀(8)和所述第二球阀(7)。

2.根据权利要求1所述的减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置，其特征在于在高温空气预热器或余热锅炉的根部安装阀并通过高强橡胶软管与所述出料口(6)连接。

3.根据权利要求1所述的减少换热管表面烟灰附着挂壁的装置，其特征在于所述压缩空气的压力为0.5-0.8MPa。