CN209197493U - 加热炉余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热炉余热回收装置，属于余热回收技术领域。所述装置包括：从上至下依次连接的分离室与加热室；分离室上端具有第一排气管；加热室外壁具有进气管、进液管与第二排气管，底端具有排液管，内部沿中心轴纵向由内向外依次包括：中心管、加热管与外套筒；加热管包括由内向外的第一环体与第二环体，第一环体沿轴向上下两端均贯通，第二环体沿轴向上下两端均封闭，第二环体外壁分别与中心管的外壁、外套筒连接；中心管的直径大于第一环体的直径；进液管与中心管上端连通，且与第二环体与中心管之间的间隙连通；进气管一端与加热管的第二环体一端连通，另一端与加热炉烟气出口连通；第二排气管与加热管的第二环体另一端连通。

Description

加热炉余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，特别涉及一种加热炉余热回收装置。

背景技术

加热炉是化工领域中最为核心的设备之一，加热炉在加热过程中会产生大量的高温烟气，为了提高加热炉整体的热效率，减少能源消耗，需要将加热炉高温烟气所携带的热量进行回收。因此，有必要提供一种加热炉余热回收装置回收加热炉高温烟气所携带的热量。

相关技术提供的加热炉余热回收装置包括：从上至下顺次连接的分离室与加热室，分离室上端设有第一排气管，加热室表面外壁设置有进气管、进液管与第二排气管，底端设有排液管，加热室内部横向设有加热管，加热管一端与进气管连通，另一端与第二排气管连通。高温烟气通过进气管进入加热管，冷却水通过进液管进入加热室，高温烟气与冷却水在加热室内通过加热管间接接触，进行热交换，冷却水一部分吸收高温烟气的热量瞬间气化，生成蒸汽从第一排气管排出，另一部分冷却水从排液管排出，温度降低的高温烟气从第二排气管排出，排出的蒸汽用于生产中的循环供热，实现了高温烟气的热量回收。

设计人发现相关技术至少存在以下技术问题：

冷却水在加热管上受热沸腾，且由加热管作支撑，冷却水在加热管上沸腾后容易进入分离室内，影响分离室内蒸汽气液分离的品质，同时，由于加热管的结构简单，冷却水与高温烟气接触面积狭窄，导致换热面积不够，影响换热效率。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种加热炉余热回收装置，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种加热炉余热回收装置，所述装置包括：分离室与加热室，所述分离室与所述加热室从上至下依次连接；

所述分离室上端具有第一排气管；

所述加热室外壁具有进气管、进液管与第二排气管，底端具有排液管，内部沿中心轴纵向由内向外依次包括：中心管、加热管与外套筒；

所述加热管包括由内向外的第一环体与第二环体，所述第一环体沿轴向上下两端均贯通，所述第二环体沿轴向上下两端均封闭，所述第二环体外壁分别与所述中心管的外壁、所述外套筒连接；

所述中心管的直径大于所述第一环体的直径；

所述进液管与所述中心管上端连通，且与所述第二环体与所述中心管之间的间隙连通；

所述进气管一端与所述加热管的所述第二环体的一端连通，另一端与加热炉烟气出口连通；

所述第二排气管与所述加热管的所述第二环体的另一端连通。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括：除沫器，所述除沫器位于所述分离室内。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括：过滤器，所述进气管通过所述过滤器与所述第二环体连通。

在一种可选的实施方式中，所述加热管为多个，每个所述加热管之间通过导管连通，

所述进气管通过所述导管与所述第二环体连通。

在一种可选的实施方式中，所述排液管下端设有控制阀。

在一种可选的实施方式中，所述装置还包括：端盖，所述端盖盖合在所述分离室上端，所述第一排气管位于所述端盖上。

在一种可选的实施方式中，所述第一排气管包括：顺次连通的垂直短、弯头与水平段，所述垂直短与所述端盖连通，所述水平段与蒸汽回收装置连通。

在一种可选的实施方式中，所述中心管的直径为所述加热管直径的3-4倍。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过在加热室内纵向设置中心管以及加热管，避免了给冷却水的沸腾提供支撑，使其沸腾后进入分离室内。且中心管的直径大于加热管的直径，因此，冷却水在中心管内的流量大于中心管与加热管间隙的流量，进而，冷却水在中心管内的温度也相应的小于加热管的第一环体内冷却水的温度，此时，中心管内的冷却水与中心管与加热管间隙的冷却水热交换后的温度相互平衡，加热室内的冷却水沸腾后，不易上升到分离室内，不会影响分离室内蒸汽气化后气体的分离品质。同时，通过加热管第一环体的内壁与第二环体的外壁同时与冷却水接触，增大了冷却水与高温烟气之间的换热面积，提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的加热炉余热回收装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的加热炉余热回收装置结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的加热炉余热回收装置俯视图；

图4是本实用新型实施例提供的加热炉余热回收装置过滤器结构示意图。

附图标记分别表示：

1-分离室，11-第一排气管，12-除沫器，

2-加热室，21-进气管，22-进液管，23-第二排气管，24-排液管，25-中心管，26-加热管，261-第一环体，262-第二环体，27-外套筒，28-过滤器，281-过滤罩，29-导管，

3-控制阀，4-端盖。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本实用新型实施例提供了一种加热炉余热回收装置，如附图1和附图2所示，该装置包括：分离室1与加热室2，分离室1与加热室2从上至下依次连接。

分离室1上端设置有第一排气管11。

加热室2外壁设有进气管21、进液管22与第二排气管23，底端设有排液管24，内部沿中心轴纵向由内向外依次设有中心管25、加热管26与外套筒27。

加热管26包括由内向外的第一环体261与第二环体262，第一环体261沿轴向上下两端均贯通，第二环体262沿轴向上下两端均封闭，第二环体262外壁分别与中心管25的外壁、外套筒27连接。

中心管25的直径大于第一环体261的直径。

进液管22与中心管25上端连通，且与第二环体262之间间隙以及第二环体262与中心管25之间的间隙连通。

进气管21一端与加热管26的第二环体262一端连通，另一端与加热炉烟气出口连通。第二排气管23与加热管26的第二环体262另一端连通。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供的装置的工作原理如下：

本实用新型实施例提供的装置，如附图1和附图2所示，加热炉排出的高温烟气通过进气管21进入加热室2内的加热管26内，冷却水通过进液管22进入中心管25内、中心管25与加热管26的间隙，冷却水与加热管26内的高温烟气间接接触，进行热交换，冷却水一部分吸收高温烟气的热量瞬间气化，生成蒸汽从第一排气管11排出，另一部分冷却水从排液管24排出，温度降低的高温烟气从第二排气管23排出，排出的蒸汽用于生产中的循环供热，实现了高温烟气中热量的回收。

本实用新型实施例提供的装置至少具有以下技术效果：

本实用新型实施例通过在加热室2内纵向设置中心管25以及加热管26，避免了给冷却水沸腾后提供支撑，使其沸腾后进入分离室1内。且中心管25的直径大于加热管26的直径，因此，冷却水在中心管25内的流量大于中心管25与加热管26间隙的流量，进而，冷却水在中心管25内的温度也相应的小于加热管26的第一环体261内冷却水的温度，此时，中心管25内的冷却水与中心管25与加热管26间隙的冷却水热交换后的温度相互平衡，加热室2内的冷却水沸腾后，不易上升到分离室1内，不会影响分离室1内蒸汽气化后气体的分离品质。同时，通过第一环体261的内壁与第二环体262的外壁同时与冷却水接触，增大了冷却水与高温烟气之间的换热面积，提高了换热效率。

可选的，如附图3所示，中心管25的直径可以为加热管26直径的3-4倍。

本实用新型实施例提供的余热回收装置中，分离室1与加热室2的大小可以根据生产时加热炉所产生的高温烟气的含量进行确定。分离室1与加热室2的形状不做具体限定，如附图1所示，分离室1可以是圆柱形的筒，加热室2可以是与分离室1相适配的圆柱形筒，分离室1套装在加热室2上；分离室1也可以是四边形的筒，加热室2可以是与分离室1的四边形筒相适配的筒。分离室1与加热室2之间可以是固定连接，例如焊接等；也可以是可拆卸连接，例如螺纹连接等。由于分离室1与加热室2需要承受高温烟气以及冷却水气化后气体带来的热量，因此，分离室1与加热室2可以是具有一定耐高温材质的筒，例如钢制的筒等。

分离室1的作用是将从加热室2排出的水蒸汽进行分离，即水蒸汽经过分离室1后，气体通过第一排气管11排出，液体经过冷凝，沉降到加热室2内，继续进行吸热、气化。因此，分离室1的高度可以根据具体作业时，气体排出的时间确定。即，当水蒸汽通过分离室1时，气体不会被冷凝回流，液体不会随着气体一起被分离即可。

冷却水与高温烟气在加热室2内进行热量交换，中心管25与加热管26的长度应该保证高温烟气与冷却水有足够的时间进行热量交换，即中心管25与加热管26的长度不应该太短，太短会导致高温烟气与冷却水之间的接触时间过短，不能充分的进行热量交换，太长则没有必要，反而会增加装置的成本。中心管25与加热管26的长度也可以设置成一样长，可以使高温烟气与冷却水充分接触的同时节约装置的成本。中心管25与加热管26的长度可以根据加热室2的高度进行确定。中心管25与加热管26可以是具有一定耐热耐压强度的聚氯乙烯材质的管子，也可以是钢管等。

本实用新型实施例提供的装置，如附图3所示，通过设置加热管26包括由内向外的第一环体261与第二环体262，第一环体261沿轴向上下两端均贯通，第二环体262沿轴向上下两端均封闭，使高温烟气通入第二环体262中，冷却水通过第一环体261与第二环体262内的高温烟气换热后，高温烟气与蒸汽不发生混合，因此，第二环体262沿轴向上下两端均封闭，高温烟气在第一环体261内与第二环体262的冷却水进行热交换后从第二排气管23排出。

第一环体261与第二环体262的直径可以根据高温烟气的流量进行确定，示例的，当高温烟气的含量较大时，第一环体261与第二环体262的直径可以偏大，当高温烟气的含量较小时，第一环体261与第二环体262的直径可以偏小，具体的数值可以根据生产时装置的具体尺寸进行确定。

可以理解的是，冷却水与高温烟气进行换热时，由于重力作用，当冷却水从中心管25与加热管26的顶端流向底端时，冷却水与高温烟气接触的时间最长，换热效率最高。因此，进液管22的一端与中心管25的上端连通，冷却水从中心管25的上端流向底端，进行换热。

将进液管22与第二环体262以及第二环体262与中心管25之间的间隙连通，冷却水可以通过进液管22进入第二环体262内，以及第二环体262与中心管25的间隙之间，与高温烟气进行热交换，由于本实用新型实施例将加热管26设置成具有第一环体261与第二环体262的环状结构，增大了冷却水与高温烟气的接触面积，提高了换热效率。

进气管21的大小可以根据实际生产中加热炉产生的热量进行设计，当加热炉产生的热量较大时，进气管21的直径可以较大，当加热炉产生的热量较小时，进气管21的直径可以较小。

示例的，进液管22的直径也可以根据加热炉产生的热量的大小来决定，当热量较大时就需要较大流量的冷却水进行热量交换，此时，进液管22的直径可以设计较大，当热量较小时，进液管22的直径可以较小，提高换热效率的同时，降低装置的生产成本。

可选的，如附图2所示，本实用新型实施例提供的装置还包括：除沫器12，除沫器12位于分离室1内。

加热室2内的液体在受热沸腾时会有雾沫进入到分离室1内，为了提高分离室1内气体的分离品质，在分离室1设置除沫器12，除沫器12内设置有隔离上述雾沫的丝网细丝，当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫在丝网细丝上形成较大的液滴，当聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴从细丝上分离下落。通过上述除沫器12进行处理的气体基本上不含有雾沫，提高了分离后气体的分离品质。

可选的，如附图4所示，本实用新型实施例提供的装置还包括：过滤器28，进气管21通过过滤器28与第二环体262连通。

从加热炉出来的高温烟气一般含有灰尘或颗粒杂质等，如果对其不进行预先处理，灰尘与颗粒杂质伴随高温烟气一起进入加热管26内，长时间积累会堵塞加热管26，因此，通过在进气管21上设置过滤器28，高温烟气在进入加热管26之前先进入过滤器28进行过滤后再通入加热管26，防止加热管26被堵塞。可以理解的是，过滤器28内设置有过滤罩281，通过过滤罩281将高温烟气中的灰尘或颗粒杂质过滤。

可选的，过滤器28可以通过两段连接管与进气管21连通，连接管的长度根据实际需要进行选择。

可选的，如附图1、附图2和附图3所示，加热管26为多个，多个加热管26之间通过导管29连通，

进气管21通过导管29与第二环体262连通。

通过设置多个加热管26，每个加热上管26之间通过导管29连通，高温烟气可以通过导管29在上述多个加热管26之间进行流动，冷却水可以通过与多个加热管26进行热交换，增大了换热面积，提高了换热效率。

可以理解的是，当加热管26为多个时，进气管21可以与多个加热管26中的任一个连通，或者与导管29连通，只要能将高温烟气通入加热管26内即可。示例的，第二排气管23也可以与多个加热管26中的任一个加热管26连通，也可以与导管29连通，当高温烟气换热结束后通过任一加热管26或者导管29排出即可。

可选的，如附图2所示，排液管24下端设有控制阀3。

通过设置控制阀3，可以通过控制阀3控制排液管24内液体的排出，示例的，当排液管24内的液体为少量时，可以通过控制阀24的关闭，控制排液管24内液体的不外排，此时，可以对加热室2内的温度进行保温，加快冷却水与高温烟气的热交换。当排液管24内的液体较多时，可以打开控制阀3，将液体排出，避免加热室2内的液体过多，影响冷却水与高温烟气的换热。

可选的，如附图1和附图2所示，上述装置还包括：端盖4，端盖4盖合在分离室1上端，第一排气管11位于端盖4上。

设置端盖4，可以对分离室1进行保温，保证分离室1内的温度不降低，避免气化的高温烟气再次冷凝回流，第一排气管11与端盖4可以是可拆卸连接，例如螺纹连接等，也可以是固定连接，例如焊接或铰接等。

端盖4可以是与分离室1相适配的盖子，作为一种示例，当分离室1为圆柱形的套筒时，端盖4可以是直径稍大于上述圆柱形的套筒直径的圆形端盖4。端盖4套接在分离室1上，作为一种示例，可以是圆形端盖4上设置的内螺纹与分离室1上的外螺纹连接，也可以是圆形端盖4上设置的外螺纹，与分离室1上的内螺纹连接。端盖4也可以是直径小于分离室1圆柱形套筒直径的盖子，分离室1套接在端盖4上。示例的，可以是在端盖4的外壁上设置外螺纹，圆柱形套筒上设置内螺纹；还可以是端盖4的外壁上设置内螺纹，圆柱形套筒上设置外螺纹。

可选的，如附图1和附图2所示，第一排气管11包括：顺次连通的垂直短、弯头与水平段，垂直短与端盖4连通，水平段与蒸汽回收装置连通。

通过将第一排气管11设置成弯头、垂直短与水平段，方便第一排气管11与生产中的装置连接，弯头的弯曲程度可以根据生产时具体情况选择不同角度的弯头，示例的，可以选择弯曲度为30°、45°、60°、80°等的弯头。弯头与平行段、垂直短之间可以是可拆卸连接，当为不同装置提供热量时，方便第一排气管11的拆卸更换。

可选的，中心管25的直径为加热管26直径的3-4倍。

中心管25的直径可以大于加热管26的直径，示例的，可以是加热管26直径的3-4倍，例如3倍、3.5倍、4倍等。当中心管25的直径大于加热管26的直径时，中心管25内的冷却水的流量大于第一环体261内冷却水的温度，当中心管25内的冷却水温度达不到沸腾所需的温度时，冷却水就会向下流动，与加热管26第一环体261内的冷却水热量平衡后，避免冷却水沸腾进入分离室1内。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的说明性实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加热炉余热回收装置，其特征在于，所述装置包括：分离室(1)与加热室(2)，所述分离室(1)与所述加热室(2)从上至下依次连接；

所述分离室(1)上端具有第一排气管(11)；

所述加热室(2)外壁具有进气管(21)、进液管(22)与第二排气管(23)，底端具有排液管(24)，内部沿中心轴纵向由内向外依次包括：中心管(25)、加热管(26)与外套筒(27)；

所述加热管(26)包括由内向外的第一环体(261)与第二环体(262)，所述第一环体(261)沿轴向上下两端均贯通，所述第二环体(262)沿轴向上下两端均封闭，所述第二环体(262)外壁分别与所述中心管(25)的外壁、所述外套筒(27)连接；

所述中心管(25)的直径大于所述第一环体(261)的直径；

所述进液管(22)与所述中心管(25)上端连通，且与所述第二环体(262)与所述中心管(25)之间的间隙连通；

所述进气管(21)一端与所述加热管(26)的所述第二环体(262)的一端连通，另一端与加热炉烟气出口连通；

所述第二排气管(23)与所述加热管(26)的所述第二环体(262)的另一端连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：除沫器(12)，所述除沫器(12)位于所述分离室(1)内。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：过滤器(28)，所述进气管(21)通过所述过滤器(28)与所述第二环体(262)连通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述加热管(26)为多个，每个所述加热管(26)之间通过导管(29)连通，

所述进气管(21)通过所述导管(29)与所述第二环体(262)连通。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排液管(24)下端设有控制阀(3)。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：端盖(4)，所述端盖(4)盖合在所述分离室(1)上端，所述第一排气管(11)位于所述端盖(4)上。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一排气管(11)包括：顺次连通的垂直段、弯头与水平段，所述垂直短与所述端盖(4)连通，所述水平段与蒸汽回收装置连通。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心管(25)的直径为所述加热管(26)直径的3-4倍。