CN212362935U - 一种烟气余热蓄热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气余热蓄热装置，包括：复数个蓄热单元,每个蓄热单元包括熔盐蓄热体和固体蓄热体以及加热器，固体蓄热体形成为中空的烟气通道,部分烟气通道设置于熔盐蓄热体的内部,将复数个蓄热单元组合在一起形成为一个整体，加热器设置于熔盐蓄热体内部。本实用新型提供的一种烟气余热蓄热装置热量利用率高，导热效率高；解决了烟气余热回收装置大，结构复杂和使用欠灵活的问题。

Description

一种烟气余热蓄热装置

技术领域

本实用新型属于蓄热领域，特别涉及一种烟气余热蓄热装置。

背景技术

我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70％，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30％左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低是造成能耗高的重要原因，我国能源利用率仅为33％左右，比发达国家低约10％，至少50％的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此我国工业余热资源丰富，广泛存在于工业各行业生产过程中，余热资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，其中可回收率达60％。余热回收的种类很多，其中烟气余热回收是推进我国节能减排工作的重要内容。烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，比如锅炉排烟耗能大约在15％，而其他设备比如印染行业的定型机、烘干机以及窑炉等主要耗能都是通过烟气排放，虽然采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高燃料的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热是一项重要的节能途径。

目前对于烟气余热回收的装置很多，主要是利用水将烟气中的余热带走，由于烟气在管道中的流速较快，这就造成了换热的不充分(大量的换热空间没有利用)，水的用量也比较大，对于一些水资源缺乏的地区应用很受限制。熔盐蓄热密度高，导热性能好，是现在广泛应用的新型蓄热材料，其可将烟气余热的能量储存起来，然后通过与水或其他介质进行换热为居民供暖或为工商业用户提供热源。

现有存在的技术问题如下：

(1)现有烟气余热回收装置回收效率不高，造成热源浪费严重，同时环保效益差，不适合推广应用，主要是因为烟气的速度很快，传统的水换热的方式导热效率低，造成了大量的热量流失；

(2)用水回收烟气中的余热，会使设备体积大，占地面积大。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本领域亟待解决的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种烟气余热蓄热装置，包括：

复数个蓄热单元,每个蓄热单元包括熔盐蓄热体和固体蓄热体以及加热器，固体蓄热体形成为至少一条中空的烟气通道,部分烟气通道设置于熔盐蓄热体的内部,将复数个蓄热单元组合在一起形成一个整体蓄热单元组，加热器设置于熔盐蓄热体内部。

通过这样的结构，将传统的大体积的熔盐蓄热体变为多个小体积的熔盐蓄热体，使每个熔盐蓄热体的熔盐量较少，从而避免熔盐温度分层带来的熔盐温度不均的问题。

进一步地，还包括烟气管道，从通道之中穿过或者与所述烟气通道的两端相连接。

通过这样的结构，使得高温烟气先通过与蓄热砖进行换热，然后蓄热砖加热熔盐蓄热体中的熔盐，熔盐不与烟气管道直接接触，不会造成管路的腐蚀且加热均匀。

优选地，复数个蓄热单元为上下叠放。

通过这样的结构，使得蓄热单元之间通过串联可以满足不同蓄热的需求。需要说明的是，可以根据需要选择不同数量的蓄热单元，连接方式简单灵活，本实用新型并不限定串联这一种方式。

优选地，裸露在蓄热单元外部的烟气管道包覆有保温材料，以减少热量的散失。

进一步地，固体蓄热体由若干蓄热砖组合而成。

优选地，加热器为电加热器。

通过这样的结构，每个熔盐蓄热体内部安装有电加热器，当烟气供应能量不足时可通过电加热的方式进行能量补充。

优选地，还包括控制柜，电加热器的接线端都连接在控制柜上。

进一步地，每个蓄热单元中的熔盐蓄热体中设置有水管道，冷水在水管道与熔盐进行热交换后变成热水流出蓄热装置。

优选地，水管道呈螺旋形缠绕在熔盐蓄热体的外壁面上。

优选地，蓄热单元组的外壁面包覆有保温材料。

通过这样的结构，进水管道螺旋缠绕在固体蓄热体的壁面上，冷水与熔盐在管道内进行热量传递，水被加热到一定温度后流出蓄热装置，通过调节每个蓄热单元的水的流量来获得用户所需要的不同热水温度，每个蓄热单元流出的热水混合后进入供热管道为用户供热。如果一个蓄热单元的热量不能满足用户的需求，可将两个或多个蓄热单元的进水口与出水口串联。蓄热装置外壁面和烟气管道都包裹有保温材料，以减少能量的散失。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的一种烟气余热蓄热装置具有以下优点：

(1)通过蓄热砖加热熔盐蓄热体相结合的方式对工业余热进行回收，大大提高了能量利用率，减少了能源的浪费；

(2)熔盐不与烟气管道直接接触，减少了管路的腐蚀；

(3)每个熔盐蓄热体的熔盐量较少，解决了熔盐温度分层严重的问题；

(4)解决了固体砖蓄热温度传热不均匀且局部过热的问题；

(5)系统结构简单、操作方便、成本造价低、环保节能和系统灵活；

(6)降低排烟温度，从而降低了烟气对环境的直接热污染，大大降低排烟能量损失，提高了设备运行效率；

(7)由于冷凝的作用使排入大气的有害物质大量减少；

(8)装置结构简单，体积小，在空间受限的情况下也可以很好地安装，在使用上不受时间的限制，具有很强的适应性，因而可以被广泛使用。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了符合本实用新型的装置和方法的实施方案，并与详细描述一起用于解释符合本实用新型的优点和原理。

图1是本实用新型的一个较佳实施例的烟气余热蓄热装置的结构示意图；

图2是烟气通道的侧剖视图；

图3是本实用新型的另一个较佳实施例的烟气余热蓄热装置的结构示意图；

图4是本实用新型的第三个实施例的蓄热体俯视图；

图5是本实用新型的第四个实施例的蓄热体俯视图。

附图标记说明

1-熔盐蓄热体

2-电加热器

3-烟气管道

4-固体蓄热体

5-烟气进口

6-烟气出口

7-蓄热砖

8-水管道

9-烟气通道

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。然而，本实用新型并不局限于以下描述的实施方式。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，且本实用新型的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

在以上具体实施例的说明中，方位术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖向”、“横向”和“侧向”等的使用仅仅出于便于描述的目的，而不应视为是限制性的。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一个较佳实施例提供了一种烟气余热蓄热装置，包括：

复数个蓄热单元,具体地,本实施例为三个蓄热单元。

其中，每个蓄热单元包括熔盐蓄热体1和固体蓄热体4以及加热器2。熔盐蓄热体1由熔盐储热材料和熔盐储罐组成，固体蓄热体4由多个固体蓄热砖7组成，形成为一条中空的烟气通道9,将3个蓄热单元组合在一起形成一个整体，加热器2设置于熔盐蓄热体1内部，且均匀布置在四周。固体蓄热体4设置于熔盐蓄热体1的下方。

通过这样的结构，将传统的大体积的熔盐蓄热体变为多个小体积的熔盐蓄热体，使每个熔盐蓄热体的熔盐量较少，从而避免熔盐温度分层带来的熔盐温度不均的问题。

三个蓄热单元之间的连接方式分为两种:

一种是还包括烟气管道3，从烟气通道9之中穿过，并将三个蓄热单元连接为一个整体。

再一种是每个蓄热单元之间通过烟气管道3连接,每个烟气通道的两端与不锈钢或者其他材质的烟气管道3相连接，烟气通道9和烟气管道3之间气密性连接，从而将三个蓄热单元连接成一个整体。

通过这样的结构，使得高温烟气先通过与蓄热砖进行换热，然后蓄热砖加热熔盐蓄热体中的熔盐，熔盐不与烟气管道直接接触，不会造成管路的腐蚀且加热均匀。

高温烟气通常含有大量的水蒸气，高温烟气经过除水装置将其中的水分除掉，然后从蓄热装置的底部烟气管道5进入，依次通过由蓄热砖7组成的烟气通道9，由上部烟气出口6排出经过换热后的低温烟气，高温烟气通过与蓄热砖7换热将热量储存在蓄热砖7中，蓄热砖7通过容器壁与熔盐蓄热体1中的熔盐进行换热，将熔盐加热，熔盐蓄热体1的上下两面(最上部熔盐蓄热体除外)均与蓄热砖7接触，熔盐加热均匀且加热速度快，由于每个熔盐蓄热体1中的熔盐量较少，避免了装置中熔盐的温度分层严重的问题。

本实施例中，3个蓄热单元为上下叠放。

通过这样的结构，使得蓄热单元之间通过串联可以满足不同蓄热的需求。需要说明的是，可以根据需要选择不同数量的蓄热单元，连接方式简单灵活，本实用新型并不限定串联这一种方式。

本实施例中，裸露在蓄热单元外部的烟气管道3包覆有保温材料，以减少热量的散失。

如图2所示，固体蓄热体4由若干蓄热砖7组合而成，固体蓄热砖7内部有凹槽，多个固体蓄热砖7组合在一起形成烟气通道9，

本实施例中，加热器2为电加热器。

通过这样的结构，每个熔盐蓄热体4内部安装有电加热器，当烟气供应能量不足时可通过电加热的方式进行能量补充。

本实施例中，还包括控制柜(图中未示出)，电加热器的接线端都连接在控制柜上。

本实施例中，每个蓄热单元中的熔盐蓄热体1中设置有水管道8，冷水在水管道8中与熔盐进行热交换后变成热水流出蓄热装置。

本实施例中，水管道呈螺旋形缠绕在熔盐蓄热体1的外壁面上。本实施例中，蓄热单元组的外壁面包覆有保温材料。

通过这样的结构，进水管道螺旋缠绕在蓄热单元的熔盐蓄热体1壁面上，冷水与熔盐在管道内进行热量传递，水被加热到一定温度后流出蓄热装置，每个蓄热单元流出的热水混合后进入供热管道为用户供热。

实施例2

如图3所示，本实用新型的另一个较佳实施例提供了一种烟气余热蓄热装置。与上述实施例不同之处在于：

每个蓄热单元包括熔盐蓄热体1和固体蓄热体4以及加热器2，且固体蓄热体4设置于熔盐蓄热体1的上方。熔盐蓄热体1内部布置电加热器2，用于对能量的补充，加热器2均布置在熔盐蓄热体1的四周。

本实施例中，具体地，蓄热砖为固体镁砖。每块固体镁砖紧密地排列结合在一起形成为烟气通道9。

实施例3

如图4所示，本实施例与上述2个实施例不同之处在于,每个蓄热单元中由固体蓄热砖7组成的烟气通道9为多条，多条通道并联在一起，而进出蓄热单元的烟气管道3均为一条。从固体蓄热体4中穿过的烟气通道9全部设置于蓄热单元内。高温烟气在烟气通道9中流动的路径见图4中箭头所示。

实施例4

如图5所示，本实施例与上述3个实施例不同之处在于,烟气通道3在进入蓄热单元之前由一条烟气管道分成多条并联的烟气管道3，则进入蓄热单元的烟气管道3为多条，烟气与蓄热单元换热后在蓄热单元外面汇合成一条烟气管道3。高温烟气在固体蓄热体4中的烟气通道9中流动的路径见图5中箭头所示。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的一种烟气余热蓄热装置具有以下优点：

(1)通过蓄热砖加热熔盐蓄热体相结合的方式对工业余热进行回收，大大提高了能量利用率，减少了能源的浪费；

(2)熔盐不与烟气管道直接接触，减少了管路的腐蚀；

(3)每个熔盐蓄热体的熔盐量较少，解决了熔盐温度分层严重的问题；

(4)解决了固体砖蓄热温度传热不均匀且局部过热的问题；

(5)系统结构简单、操作方便、成本造价低、环保节能和系统灵活；

(6)降低排烟温度，从而降低了烟气对环境的直接热污染，大大降低排烟能量损失，提高了设备运行效率；

(7)由于冷凝的作用使排入大气的有害物质大量减少；

(8)装置结构简单，体积小，在空间受限的情况下也可以很好地安装，在使用上不受时间的限制，具有很强的适应性，因而可以被广泛使用。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟气余热蓄热装置，其特征在于，包括复数个蓄热单元,每个蓄热单元包括熔盐蓄热体和固体蓄热体以及加热器，所述固体蓄热体形成为至少一条中空的烟气通道,部分所述烟气通道设置于所述熔盐蓄热体内部,将复数个所述蓄热单元组合在一起形成一个整体蓄热单元组，所述加热器设置于所述熔盐蓄热体内部。

2.根据权利要求1所述烟气余热蓄热装置，其特征在于，还包括烟气管道，从所述烟气通道之中穿过或者与所述烟气通道的两端相连接。

3.根据权利要求1或2所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，复数个所述蓄热单元为上下叠放。

4.根据权利要求2所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，裸露在所述蓄热单元外部的所述烟气通道或所述烟气管道包覆有保温材料，以减少热量的散失。

5.根据权利要求1所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，所述固体蓄热体由若干蓄热砖组合而成。

6.根据权利要求1所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，所述加热器为电加热器。

7.根据权利要求6所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，还包括控制柜，所述电加热器的接线端都连接在所述控制柜上。

8.根据权利要求1所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，每个所述蓄热单元中的熔盐蓄热体中设置有水管道，冷水在所述水管道与熔盐进行热交换后变成热水流出所述烟气余热蓄热装置。

9.根据权利要求8所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，所述水管道呈螺旋形缠绕在所述熔盐蓄热体的外壁面上。

10.根据权利要求1所述的烟气余热蓄热装置，其特征在于，所述蓄热单元组的外壁面包覆有保温材料。

Images