CN211011450U - 一种烧结烟气防腐型降温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烧结烟气防腐型降温装置，属于烟气降温装置技术领域。本实用新型的一种烧结烟气防腐型降温装置，包括换热管和隔板，换热管的端部穿过隔板且通过弯头实现换热管之间的连接，弯头与换热管之间的焊缝位于隔板外侧；在所述换热管与隔板之间设置有密封结构，本实用新型的目的在于克服现有技术中烧结烟气降温装置换热管与弯头对接焊缝的腐蚀问题，提供了一种密封结构，将烧结烟气与上述焊缝有效地分隔开，避免焊缝接触到腐蚀性烟气，防止腐蚀与泄漏，可延长烧结烟气降温装置的使用寿命。同时，有效地避免烧结烟气环境中腐蚀性烟气外泄至大气环境而造成的环境污染。

Description

一种烧结烟气防腐型降温装置

技术领域

本实用新型涉及属于烟气降温装置技术领域，更具体地说，涉及一种烧结烟气防腐型降温装置。

背景技术

烧结是钢铁冶炼中的一个重要环节，是将各种不能直接入炉的炼铁原料，如粉矿、高炉炉尘、杂辅料等配加一定的燃料和熔剂，加热到1300～1500℃，使粉料烧结成块状的工艺。烧结过程中产生大量烟气，烟气是烧结混合料点火后，随台车运行，在高温烧结成型过程中所产生的的含尘废气。烧结烟气与其他环境含尘气体有着较大的区别，其主要特点是：

(1)烟气量大，每生产1t烧结矿大约产生4000～6000m³的烟气；

(2)烟气温度波动较大，随工艺操作状况的变化，烟气温度一般在

100～200℃左右；

(3)烟气携带粉尘量较大，含尘量一般为0.5～15g/m³；

(4)烟气含湿量大。按体积比计算，水分含量一般在10％左右；

(5)含有腐蚀性气体。煤气点火及混合料的烧结成型过程，均将产生一定量的SOx、NO_X等酸性气态污染物，造成环境污染和金属部件持续腐蚀；

(6)由于烟气量大，二氧化硫排放量较大。

在国家节能减排政策的指导下，烧结烟气脱硫成为钢铁行业污染节能减排的重点。而烧结工艺是二氧化硫的主要排放源，因此也是烟气脱硫技术领域的主要研发领域。现今烟气脱硫工艺主要分为：湿法脱硫、半干法脱硫、干法脱硫。较多的脱硫工艺会设置烟气降温装置，如：在湿法脱硫工艺中，由于从烟囱排出的烟气处于饱和状态，在环境温度较低时凝结水汽会形成白色烟羽，易形成石膏雨的现象，造成二次污染。设置烟气降温装置可通过吸收系统脱硫前的热量来加热脱硫后的排放烟气，缓解白色烟羽这一现象。

在典型的干法脱硫工艺中，常采用活性炭联合脱硫脱硝工艺，进入吸收塔的烟气温度在120℃～160℃之间时具有最高的脱除效率，该工艺需要的烟气温度并不高，因此，在烟气脱硫脱硝工艺中，烟气降温装置普遍得到应用。

但由于烧结烟气中大量的SO₂及其它腐蚀介质的存在，对于烧结烟气降温装置中处于烟气露点以下的材料必须考虑防腐要求。在防腐材料的选用上，可采用高性能抗腐蚀不锈钢来延长装置的使用寿命，但对于金属材料间的焊缝(如弯头的焊缝)，其腐蚀问题却较难解决，因此，烧结烟气降温装置的防腐问题是必须高度重视的问题。

例如已公开的一种换热器(申请号：201510206105.7，申请日：2015年4月28日)，该换热器由外壳、燃烧管、换热管、隔板组成，在外壳上设有进、出水口和进、排气口，隔板将外壳进行分隔，换热管焊接在隔板上，燃烧管焊接在外壳和隔板上形成独立的空气流通通道和水流通道。该换热器的换热管直接与腐蚀性气体接触，换热管上的焊缝容易被腐蚀而降低寿命。

又如已经公开的一种双流道储能换热器(申请号201810168030.1)，其包括管壳式换热器，所述的管壳式换热器包括内设有若干折流隔板的壳体、通过法兰连接设置在所述壳体上下端的管箱、排列设置在所述壳体内且与上下端的管箱连通的若干换热管，所述的换热管外套有环形套管，所述环形套管内孔与所述的换热管外壁之间的间隙中密封地填充有相变储能材料。换热管安装于套管内，换热管及其对接焊缝与烟气不接触，此种结构应用在烟气降温装置中时，无论换热管与套管之间存在空气间隙或填充储能介质，都会导致传热热阻大，严重影响烟气与换热管之间的换热。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中烧结烟气降温装置换热管与弯头对接焊缝的腐蚀问题，提供了一种烧结烟气防腐型降温装置，将烧结烟气与上述焊缝有效地分隔开，避免焊缝接触到腐蚀性烟气，防止腐蚀与泄漏，可延长烧结烟气降温装置的使用寿命。同时，有效地避免烧结烟气环境中腐蚀性烟气外泄至大气环境而造成的环境污染。

进一步地，本实用新型中的密封结构可以拆卸更换，安装简单，方便后期运行维护。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种烧结烟气防腐型降温装置，包括换热管和隔板，换热管的端部穿过隔板且通过弯头实现换热管之间的连接，弯头与换热管之间的焊缝位于隔板外侧；在所述换热管与隔板之间设置有密封结构。

作为本实用新型更进一步的改进，密封结构包括密封套，该密封套套装在换热管上，且密封套和隔板焊接连接，密封套和换热管紧密接触，保持密封。

作为本实用新型更进一步的改进，密封套的外端设置有凸台，该凸台尺寸大于隔板上用于安装密封套的开孔尺寸，凸台可以起到定位作用，并为密封套在隔板的固定提供支撑。

作为本实用新型更进一步的改进，密封结构由密封套和密封圈组成，密封套上设有密封槽，密封圈和密封槽尺寸相配合，密封圈可以安装于密封槽内，密封结构的作用是在隔板和换热管之间保持密封。

优选的，密封套和隔板焊接，如钎焊，可以保证稳定可靠的连接关系。

作为本实用新型更进一步的改进，密封槽是双槽、单槽或异形槽，根据密封圈型号以及对密封要求和不同工况的需要可以选取不同的密封槽；密封圈为圆形、矩形或椭圆形，密封圈主要在于与换热管配合，根据换热管型号不同匹配不同的密封圈型号，密封圈材质亦可根据不同使用条件及工况选取，相互配合达到良好的密封效果。

优选的，密封圈为弹性材料制成，有一定弹性的材料可以有效吸收换热管与隔板间的相对位移，保证密封的同时也提高了使用寿命。

优选的，该弹性材料为橡胶材料，比如金属橡胶，可以承压和密封。

优选的，换热管最好为多根，呈S型布置，换热管形成管束，有效提高换热效果。

作为本实用新型更进一步的改进，换热管外侧设置有翅片，翅片对流体的扰动使边界层破裂，因而具有较大的换热系数，传热能力大，传热效率高。

优选的，翅片采用H型翅片，H型翅片换热效率高，且管中间有一定宽度的缝隙，可引导气流吹扫管子上的积灰，具有一定的自清灰功能。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种烧结烟气防腐型降温装置，弯头与换热管之间的焊缝位于隔板外侧，可以有效避免高温烟气对于焊缝的腐蚀；在换热管与隔板之间设置有密封结构，该密封结构可避免烧结烟气环境中腐蚀性烟气外泄造成的环境污染问题。

(2)本实用新型的一种烧结烟气防腐型降温装置，密封结构包括密封圈和密封槽，可以形成多种配合，密封圈有多种型号和材质，配合不同的换热管使用，可以根据不同使用条件及工况选取，确保密封性能。优选的方案中密封圈为弹性材料，可以有效吸收换热管与隔板间的相对位移，保证密封的同时也提高了使用寿命。

(3)本实用新型的一种烧结烟气防腐型降温装置，换热管外设置有翅片，可以破坏外部烟气的边界层，进一步增强换热效果。优选的方案中换热管为多根，呈S型布置，形成换热管束，有效提高换热效果。

附图说明

图1为本实用新型烧结烟气防腐型降温装置的结构示意图；

图2为本实用新型中密封结构的示意图；

图3为本实用新型中密封槽的两种实施结构示意图；

图4为本实用新型中密封圈的两种实施结构示意图。

示意图中的标号说明：1、换热管；2、隔板；3、密封结构；31、密封套；32、密封圈；4、弯头；5、焊缝；6、烧结烟气。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

结合图1、图2、图3和图4，本实施例的一种烧结烟气防腐型降温装置，设置在烟道截面上，包括换热管1和隔板2，换热管1内部供冷流体通过，冷流体可以是液态水。隔板2优选为高性能抗腐蚀不锈钢，在隔板2内部形成封闭空间，用于热流体的流通，并与换热管1内部的冷流体进行热交换，该热流体可以为高温烧结烟气。

在具体应用时，冷流体的流动方向与热流体的流动方向最好相反，达到更好换热效果。

本实施例的换热管1的端部穿过隔板2且通过弯头4实现换热管1之间的连接，弯头4与换热管1之间的焊缝5位于隔板2外侧。如图1中所示，多根换热管1可以并列设置，弯头4为U型结构，从而把多根换热管1相连接，呈S型分布。在实际应用中，可以根据需要设置换热管1的数量以及其结构形式，并在隔板2外侧实现弯头4与换热管1之间的焊接。

采用该结构可将烧结烟气与上述焊缝有效地分隔开，避免焊缝接触到腐蚀性烟气，防止腐蚀与泄漏，可延长烧结烟气降温装置的使用寿命。

此外，本实施在换热管1与隔板2之间设置有密封结构3，密封结构3主要作用是隔绝烧结烟气6和外界环境，避免烧结烟气环境中腐蚀性烟气外泄至大气环境而造成的环境污染。密封结构3的主要是用于把隔板内部和外部环境隔开，其可以是填充的封堵材料，或者是安装套等结构，没有具体限制。

作为一种实施方式，结合图2，密封结构3包括密封套31，该密封套31套装在换热管1上，且密封套31和隔板2焊接连接。作为优选，密封套31的外端设置有凸台，该凸台尺寸大于隔板2上用于安装密封套31的开孔尺寸，则在焊接时，可以直接焊接凸台与隔板2的连接部分，容易焊接加工。而且采用这种结构，烟气不会直接和最外侧的密封套上的焊缝接触，有助于提高装置的使用寿命。

作为另一种实施方式，结合图2、图3，密封套31与换热管1之间设置有密封圈32具体的，密封套31上开设有密封槽，该密封槽位于密封套31的内径上，形成环形的槽体。密封圈32可以为橡胶密封圈，其安装于密封槽内，换热管1、密封圈32及密封槽相互配合，保持密封。

密封圈和密封槽的密封结构可以形成多种配合，密封圈有多种型号和材质，配合不同的换热管使用，可以根据不同使用条件及工况选取，确保密封性能。

密封套31上的密封槽是双槽、单槽或异形槽，优选为单槽或并列的双槽结构，并采用对应的密封圈32与之配合。

在具体应用中，密封圈32可以为圆型、矩形或椭圆形，密封圈32主要在于与换热管1配合，根据换热管1的结构匹配不同的密封圈32，并设置对应的槽体结构。密封圈32材质亦可根据不同使用条件及工况选取，以便相互配合达到良好的密封效果。

结合图3(a)和图4(a)，其示出的是双槽密封槽结构，且密封槽和圆形密封圈配合。

结合图3(b)和图4(b)，其示出的是单槽密封槽结构，且密封槽和矩形密封圈配合。

优选的，密封圈32可以由其他弹性材料制成，有一定弹性的材料可以有效吸收换热管1与隔板2间的相对位移，保证密封的同时也提高了使用寿命。

优选的，密封圈32的材料为橡胶材料，比如金属橡胶，可以承压和密封。

作为一种实施方式，换热管1外侧设置有翅片，翅片对流体的扰动使边界层破裂，因而具有较大的换热系数，传热能力大，传热效率高。

优选的，翅片采用H型翅片，H型翅片换热效率高，且管中间有一定宽度的缝隙，可引导气流吹扫管子上的积灰，具有一定的自清灰功能。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种烧结烟气防腐型降温装置，包括换热管(1)和隔板(2)，其特征在于：所述换热管(1)的端部穿过隔板(2)且通过弯头(4)实现换热管(1)之间的连接，弯头(4)与换热管(1)之间的焊缝(5)位于隔板(2)外侧；在所述换热管(1)与隔板(2)之间设置有密封结构(3)。

2.根据权利要求1所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述的密封结构(3)包括密封套(31)，该密封套(31)套装在换热管(1)上，且密封套(31)和隔板(2)焊接连接。

3.根据权利要求2所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述密封套(31)的外端设置有凸台，该凸台尺寸大于隔板(2)上用于安装密封套(31)的开孔尺寸。

4.根据权利要求2所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述密封套(31)与换热管(1)之间设置有密封圈(32)，该密封圈(32)安装在密封套(31)上的密封槽内。

5.根据权利要求4所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述的密封套(31)上的密封槽采用双槽、单槽或异形槽结构。

6.根据权利要求4所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述的密封圈(32)的截面为圆型、矩形或椭圆形。

7.根据权利要求4所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述的密封圈(32)为弹性材料制成。

8.根据权利要求1～7任一项所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述隔板(2)围成的腔体内设置有多根换热管(1)。

9.根据权利要求8所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述换热管(1)呈S型分布。

10.根据权利要求1～7任一所述的烧结烟气防腐型降温装置，其特征在于：所述换热管(1)外周设置有翅片。

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