CN215411950U - 一种烟气处理系统急冷换热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烟气处理系统急冷换热设备，包括：一级换热器、二级换热器和连接管，所述二级换热器通过连接管与一级换热器相连通。一级换热器包括第一壳体和多个换热板，在第一壳体内部设有换热空腔，多个换热板相互平行的设置在换热空腔内部，且在相邻两换热板之间形成流通间隙。二级换热器包括第二壳体和多个超导热管，在第二壳体内部设有由上至下顺次布置的放热空腔、隔离空腔和吸热空腔，所述超导热管设置在第二壳体内部，且超导热管的一端置于放热空腔内部，另一端置于吸热空腔内部。本实用新型所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，能够提升燃烧废气的换热效率，避免二噁英生成。

Description

一种烟气处理系统急冷换热设备

技术领域

本实用新型属于土壤修复设备领域，尤其是涉及一种烟气处理系统急冷换热设备。

背景技术

热脱附是一种常见的土壤修复技术，在进行工作时，热脱附系统中的回转窑能对待处理的土壤进行加热，以使得污染物与土壤分离。随后焚烧设备将会对含有污染物的气体进行高温焚烧，从而去除气体中的有害物质，使燃烧废气满足排放要求。由于燃烧废气在通过燃后区域的过程中会因低温异相催化而产生二噁英，因此在现有技术中，本领域技术人员会通过烟气处理系统中的急冷换热设备对燃烧废气进行降温，从而抑制二噁英的生成。

但是，现有急冷换热设备的热交换效率有限，在进行工作时无法快速降低燃烧废气的温度，这样一来就会导致燃烧废气无法快速度过低温异相催化温度，从而使排放尾气中依然含有二噁英等有害物质。此外，现有的急冷换热设备内部通常采用气液换热的方式进行热交换，当含有有害物质的燃烧废气与冷却水相接触时，有害物质会溶解在冷却水内部，从而使冷却水遭受污染。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种烟气处理系统急冷换热设备，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种烟气处理系统急冷换热设备，包括：

一级换热器，所述一级换热器包括第一壳体和多个换热板，在第一壳体内部设有换热空腔，多个换热板相互平行的设置在换热空腔内部，且在相邻两换热板之间形成流通间隙；所述换热板上设有安装孔和导流板，在安装孔内部设有导流管；在所述第一壳体上设有第一热风进管、第一热风出管、第一冷风进管和第一冷风出管，所述导流管的两端分别与第一冷风进管和第一冷风出管相连通，第一热风进管和第一热风出管均与换热空腔相连通；

二级换热器，所述二级换热器包括第二壳体和多个超导热管，在第二壳体内部设有由上至下顺次布置的放热空腔、隔离空腔和吸热空腔，所述超导热管设置在第二壳体内部，且超导热管的一端置于放热空腔内部，另一端置于吸热空腔内部；在所述第二壳体上设有第二热风进管、第二热风出管、第二冷风进管和第二冷风出管，所述第二冷风进管和第二冷风出管均与放热空腔相连通，第二热风进管和第二热风出管均与吸热空腔相连通；

连接管，所述连接管的一端与第一热风出管相连通，另一端与第二热风进管相连通。

进一步的，所述导流板为多个，且多个导流板交替布置在换热板上，相应的，所述安装孔也为多个，且安装孔与导流板错位布置。

进一步的，所述安装孔的一端设有扰流坡面，另一端设有扰流凸起。

进一步的，所述换热板上设有安装槽，所述导流板的侧壁上设有安装条，所述安装条可拆卸的设置在安装槽内部。

进一步的，所述第一壳体内部设有第一热风空腔和第二热风空腔，所述第一热风空腔和第二热风空腔分别设置在换热空腔的上下两侧；所述第一热风空腔通过第一连通孔与换热空腔相连通，第二热风空腔通过第二连接孔与换热空腔相连通，且第二连通孔与第一连通孔错位布置；所述第一热风进管与第一热风空腔相连通，第一热风出管与第二热风空腔相连通。

进一步的，所述第一壳体内部设有第一冷风空腔和第二冷风空腔，所述第一冷风空腔和第二冷风空腔分别设置在换热空腔的前后两侧；所述第一冷风进管与第一冷风空腔相连通，第一冷风出管与第二冷风空腔相连通，且所述导流管的两端分别与第一冷风空腔和第二冷风空腔相连通。

进一步的，所述放热空腔内部设有导热翅片，所述导热翅片安装在超导热管的侧壁上。

进一步的，所述吸热空腔内部设有隔离套筒，所述隔离套筒远离第二热风进管的侧壁上设有导流孔，且所述第二热风出管与隔离套筒内部区域相连通。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种烟气处理系统急冷换热设备具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，能通过第一换热器和二级换热器的配合对燃烧废气进行两级热交换，与传统换热设备相比，连续两级的热交换能够具有更好的换热效果，因此能大幅降低燃烧废气的温度。其次，由于一级换热器内部设有多个换热板，且在换热板上设有导流板，因此燃烧废气会在换热空腔内部形成湍流循环，通过湍流循环能够提升燃烧废气在一级换热器内部的换热效率，从而快速降低废气温度，避免二噁英等有害物质生成。此外，由于本装置内部采用气-气换热的方式来降低燃烧废气的温度，且冷介质与燃烧废气不会发生直接接触，因此还能够防止冷介质遭受污染，从而避免产生污水或污染空气等换热副产物。

(2)本实用新型所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，能通过扰流凸起、扰流坡面和多个导流板的配合，进一步打乱燃烧废气在换热空腔内部的流向，从而提高本装置的换热效率。

(3)本实用新型所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其吸热空腔内部设有隔离套筒，通过设置隔离套筒能延长燃烧废气在二级换热器内部的停留时间，从而提升二级换热器的热交换效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的急冷换热设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一级换热器的爆炸图；

图3为本实用新型实施例所述的一级换热器的剖切内视图；

图4为本实用新型实施例所述的第一壳体的剖视图；

图5为本实用新型实施例所述的换热板和导流板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的换热板在另一角度下的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的二级换热器的剖视图。

附图标记说明：

1-第一壳体；11-换热空腔；12-第一热风空腔；121-第一热风进管；122-第一连通孔；13-第二热风空腔；131-第一热风出管；132- 第二连通孔；14-第一冷风空腔；141-第一冷风进管；15-第二冷风空腔；151-第一冷风出管；2-换热板；21-安装孔；22-安装槽；23-扰流坡面；24-扰流凸起；3-导流管；4-导流板；41-安装条；5-第二壳体；51-放热空腔；511-第二冷风进管；512-第二冷风出管；52-隔离空腔；53-吸热空腔；531-第二热风进管；532-第二热风出管；6-超导热管；61-导热翅片；7-连接管；8-隔离套筒；81-导流孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种烟气处理系统急冷换热设备，其结构可由图1进行示意，如图所示，在本实施例中急冷换热设备包括：一级换热器、二级换热器和连接管7，所述一级换热器和二级换热器通过连接管7相连通，在进行工作时，一级换热器和二级换热器的配合能够对燃烧产生的废气进行连续的两级换热处理，从而快速降低燃烧废气的温度。

附图2和附图3为一级换热器的示意图，如图所示，一级换热器包括第一壳体1和多个换热板2，所述第一壳体1内部设有换热空腔 11，多个换热板2相互平行的设置在换热空腔11内部，且在相邻两换热板2之间形成流通间隙。当待处理的燃烧废气进入换热空腔11内部后，流通间隙会对燃烧废气的流动方向进行引导，同时增大燃烧废气的换热面积，进而提升其换热效果。此外，在换热板2上设有安装孔21和导流板4，在所述安装孔21内部设有导流管3，通过导流管3能为冷介质提供流动空间，从而使冷介质与燃烧废气在换热空腔 11内部发生热交换，进而实现降低燃烧废气温度的目的。

为方便燃烧废气和冷介质进入一级换热器，在第一壳体1上设有第一热风进管121、第一热风出管131、第一冷风进管141和第一冷风出管151。其中导流管3的两端分别与第一冷风进管141和第一冷风出管151相连通，第一热风进管121和第一热风出管131均与换热空腔11相连通。

在进行使用时，工作人员可将第一热风进管121与燃烧设备(图中未示出)的出气口相连通，第一冷风进管141与冷风机(图中未示出)相连通，以使得燃烧废气和冷风(冷介质)进入换热空腔11内部。

可选的，为降低介质进入换热空腔11内部的流速，延长燃烧废气与冷风之间的换热时间，本实施例在第一壳体1内部还设有第一热风空腔12、第二热风空腔13、第一冷风空腔14和第二冷风空腔15。具体的，如图3和图4所示，第一热风空腔12和第二热风空腔13分别设置在换热空腔11的上下两侧，第一热风空腔12通过第一连通孔 122与换热空腔11相连通，第二热风空腔13通过第二连接孔与换热空腔11相连通，且第二连通孔132与第一连通孔122错位布置。第一冷风空腔14和第二冷风空腔15分别设置在换热空腔11的前后两侧，且导流管3的两端分别与第一冷风空腔14和第二冷风空腔15相连通。

在进行第一壳体1的加工时，设计人员应使第一热风进管121与第一热风空腔12相连通，第一热风出管131与第二热风空腔13相连通。同时应确保第一冷风进管141与第一冷风空腔14相连通，第一冷风出管151与第二冷风空腔15相连通。当进行工作时，燃烧废气会在第一热风空腔12内部进行缓冲，冷风会在第一冷风空腔14内部进行缓冲，此时两种热交换介质将会以缓慢的流速进入换热空腔11 内部，因此能延长一级换热器内部的热交换周期，从而显著降低燃烧废气的温度。

此外，为进一步提升一级换热器内部的热交换效率，本实施例所述的一级换热器还能借助燃烧废气的湍流循环提高热交换速度。具体的，如图5和图6所示，所述导流板4应设置为多个，且多个导流板 4交替布置在换热板2上。当燃烧废气进入流通间隙内部后，交替布置的换热板2能使燃烧废气进行多次折流，通过折流的过程能够打乱燃烧废气的流向，从而提升燃烧废气的换热效果。相应的，在换热板 2上也应设置多个安装孔21，且安装孔21应与导流板4错位布置。当燃烧废气进行折流流动时，与导流板4错位布置的安装孔21能使导流管3位于燃烧废气的流动路径之中。当燃烧废气与导流管3的侧壁发生接触时，导流管3不仅能通过管内的冷风吸收燃烧废气的热量，还能对流动的燃烧废气造成阻挡，从而进一步提升燃烧废气湍流程度，提高一级换热器的换热效果。

作为本实施例的一个可选实施方式，为方便工作人员根据实际工况调整燃烧废气在一级换热器内部的流动路径，所述换热板2上应设有安装槽22，相应的，在导流板4的侧壁上应设有安装条41。在进行使用前，工作人员可通过螺栓或其他可拆卸连接件将安装条41安装在安装槽22内部，从而使导流板4的安装位置满足不同的工作需求。

由于介质的热交换效率与介质流动的混乱程度成正比，因此在本实施例中，换热板2上还可设置扰流凸起24和扰流坡面23来进一步提高燃烧废气的混乱程度。具体的，如图5和图6所示，所述扰流坡面23设置在安装孔21的一端，扰流凸起24设置在安装孔21的另一端。当燃烧废气因导流管3的阻挡而形成湍流时，相邻两换热板2上的扰流凸起24和扰流坡面23能够提升湍流所在区域的内壁形状复杂程度，使燃烧废气在与扰流凸起24(或扰流坡面23)的碰撞后向其他方向折返，进而再次提升燃烧废气的乱流程度。

附图7为本实施例中二级换热器的剖视图，如图所示，为充分降低燃烧废气的温度，二级换热器包括第二壳体5和多个超导热管6。其中第二壳体5内部设有由上至下顺次布置的放热空腔51、隔离空腔52和吸热空腔53，所述超导热管6设置在第二壳体5内部，且超导热管6的一端置于放热空腔51内部，另一端置于吸热空腔53内部。

需要说明的是，本实施例中所述的超导热管6是一种利用无机热超导体材料作为相变介质的热管式传热元件。在进行工作时，超导热管6内部的无机超导材料会进行蒸发和冷凝，从而实现热量的传递。具体的，在本实施例中，位于吸热空腔53内部的超导热管6将会执行蒸发过程，因此会吸收热量，位于放热空腔51内部的超导热管6 将会执行冷凝过程，因此会释放热量。

为方便离开一级换热器的燃烧废气进入二级换热器内部，所述第二壳体5上设有第二热风进管531和第二热风出管532，且第二热风进管531和第二热风出管532均与吸热空腔53相连通。如图1所示，一级换热器的第一热风出管131通过连接管7与第二热风进管531相连通，因此离开一级换热器的燃烧废气将会进入二级换热器内部进行第二次热交换，从而再次降低燃烧废气的温度。

可选的，为延长燃烧废气在二级换热器内部的停留时间，本实施例在吸热空腔53内部设有隔离套筒8。所述隔离套筒8远离第二热风进管531的侧壁上设有导流孔81，且第二热风出管532与隔离套筒8内部区域相连通。在上述结构的作用下，燃烧废气会现在隔离套筒8外部进行流动，此时隔离套筒8外侧的超导热管6将会与其发生热交换。随后，燃烧废气会沿导流孔81进入隔离套筒8内部，此时隔离套筒8内侧的超导热管6将会再次与其发生热交换，并最终沿第二热风出管532离开本装置。通过隔离套筒8的分隔能有效延长燃烧废气在吸热空腔53内部的停留时间，同时还能使二级换热器内部的多个超导热管6对燃烧废气进行两次热交换，因此能够最大幅度的降低燃烧废气的温度。

此外，为提升无机超导材料的冷凝速度，在所述第二壳体5上还设有第二冷风进管511和第二冷风出管512，且第二冷风进管511和第二冷风出管512均与放热空腔51相连通。在进行工作时，工作人员可沿第二冷风进管511将冷空气注入放热空腔51内部，在冷空气的作用下，超导热管6内部的无机超导材料将会快速实现冷凝，因此能够提升二级换热器的工作效率。

可选的，为进一步提升无机超导材料的冷凝速度，所述放热空腔 51内部可设有导热翅片61，且导热翅片61安装在超导热管6的侧壁上。通过设置导热翅片61能够提升超导热管6与冷空气之间的换热面积，从而加速无机超导材料的冷凝。

下面对上述方案的效果进行说明：

本实施例提供了一种烟气处理系统急冷换热设备，能够第一换热器和二级换热器的配合对燃烧废气进行两级热交换，因此具有更好的换热效果。其次，本装置中的一级换热器能使燃烧废气以湍流循环的状态进行热交换，因此能够提升燃烧废气的降温效率，从而避免二噁英生成。此外，本装置还能通过隔离套筒延长燃烧废气在二级换热器内部的停留时间，从而提升燃烧废气的降温程度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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)

1.一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于包括：

一级换热器，所述一级换热器包括第一壳体(1)和多个换热板(2)，在第一壳体(1)内部设有换热空腔(11)，多个换热板(2)相互平行的设置在换热空腔(11)内部，且在相邻两换热板(2)之间形成流通间隙；所述换热板(2)上设有安装孔(21)和导流板(4)，在安装孔(21)内部设有导流管(3)；在所述第一壳体(1)上设有第一热风进管(121)、第一热风出管(131)、第一冷风进管(141)和第一冷风出管(151)，所述导流管(3)的两端分别与第一冷风进管(141)和第一冷风出管(151)相连通，第一热风进管(121)和第一热风出管(131)均与换热空腔(11)相连通；

二级换热器，所述二级换热器包括第二壳体(5)和多个超导热管(6)，在第二壳体(5)内部设有由上至下顺次布置的放热空腔(51)、隔离空腔(52)和吸热空腔(53)，所述超导热管(6)设置在第二壳体(5)内部，且超导热管(6)的一端置于放热空腔(51)内部，另一端置于吸热空腔(53)内部；在所述第二壳体(5)上设有第二热风进管(531)、第二热风出管(532)、第二冷风进管(511)和第二冷风出管(512)，所述第二冷风进管(511)和第二冷风出管(512)均与放热空腔(51)相连通，第二热风进管(531)和第二热风出管(532)均与吸热空腔(53)相连通；

连接管(7)，所述连接管(7)的一端与第一热风出管(131)相连通，另一端与第二热风进管(531)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述导流板(4)为多个，且多个导流板(4)交替布置在换热板(2)上，相应的，所述安装孔(21)也为多个，且安装孔(21)与导流板(4)错位布置。

3.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述安装孔(21)的一端设有扰流坡面(23)，另一端设有扰流凸起(24)。

4.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述换热板(2)上设有安装槽(22)，所述导流板(4)的侧壁上设有安装条(41)，所述安装条(41)可拆卸的设置在安装槽(22)内部。

5.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述第一壳体(1)内部设有第一热风空腔(12)和第二热风空腔(13)，所述第一热风空腔(12)和第二热风空腔(13)分别设置在换热空腔(11)的上下两侧；所述第一热风空腔(12)通过第一连通孔(122)与换热空腔(11)相连通，第二热风空腔(13)通过第二连接孔与换热空腔(11)相连通，且第二连通孔(132)与第一连通孔(122)错位布置；所述第一热风进管(121)与第一热风空腔(12)相连通，第一热风出管(131)与第二热风空腔(13)相连通。

6.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述第一壳体(1)内部设有第一冷风空腔(14)和第二冷风空腔(15)，所述第一冷风空腔(14)和第二冷风空腔(15)分别设置在换热空腔(11)的前后两侧；所述第一冷风进管(141)与第一冷风空腔(14)相连通，第一冷风出管(151)与第二冷风空腔(15)相连通，且所述导流管(3)的两端分别与第一冷风空腔(14)和第二冷风空腔(15)相连通。

7.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述放热空腔(51)内部设有导热翅片(61)，所述导热翅片(61)安装在超导热管(6)的侧壁上。

8.根据权利要求1所述的一种烟气处理系统急冷换热设备，其特征在于：所述吸热空腔(53)内部设有隔离套筒(8)，所述隔离套筒(8)远离第二热风进管(531)的侧壁上设有导流孔(81)，且所述第二热风出管(532)与隔离套筒(8)内部区域相连通。

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