CN217383899U - 一种烟气换热装置及具有其的消白系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烟气换热装置及具有其的消白系统，包括：换热外壳，在所述换热外壳内部设置换热芯体，所述换热芯体包括若干个换热管，所述换热管的内部形成管程，所述换热管外壁与换热外壳内壁之间形成壳程；第一气体介质进口，所述第一气体介质进口与换热芯体中的换热管中的管程相连通，第二气体介质进口，所述第二气体介质进口与壳程连通；其中，所述换热管在靠近第二气体介质进口的位置的设置密度为ρ₁，相邻沿第二气体介质进入方向的位置设置换热管的密度为ρ₂，ρ₁＜ρ₂。本实用新型所述的烟气换热装置，换热介质气体流动稳定可靠，换热管装配便捷，连接稳定，轻量化，大大提高了生产效率，降低了生产成本，提高了换热的性能。

Description

一种烟气换热装置及具有其的消白系统

技术领域

本实用新型涉及烟气换热技术领域，特别涉及一种烟气换热装置及具有其的消白系统。

背景技术

炼钢厂高炉冲渣乏汽，以及一些湿法脱硫排气，处于湿饱和状态的烟气经烟囱排入大气，其温度高于烟囱出口的大气温度，在烟气排出烟囱后的一定距离内，受温度较低的大气急剧冷却，烟气中水蒸汽冷凝成雾状液滴，烟气透射光率下降，出现白色烟羽现象。如果不进行消白，容易使周边居民产生“视觉污染”，影响当地的社会经济发展。

现有的换热装置一般通过将烟气、空气通入换热器中进行流动换热进行烟气余热回收，或者混兑换热进行高温烟气消白。但是现有的换热装置中换热管一般均布设置，而侧向进入的气体在换热管外部分布不均匀，会导致有效换热面积降低而换热效果不佳。

此外，现行的换热装置为了避免露点腐蚀和粘结性结灰，一般采用玻璃管进行换热，但是由于烟气的排烟温度已经较低，而玻璃的密度不够小，这样制备的换热装置一般具有整体重量不够轻、运输吊装成本较高的缺陷。

公开号为CN107192281A的专利申请公开了一种圆管管径规律变化的燃烧余热利用换热装置，包括换热芯体，所述换热芯体设置在废气烟道内，所述换热芯体包括圆管，所述圆管垂至于废气流动方向布置，设距离废气入口的距离为S，则圆管的内径为D，随着S的增加，圆管内径逐渐减小，其虽然公开了通过将换热管直径沿烟气流动方向逐渐变小的方式来提高换热效率，但是该装置存在需要用多种不同管径的换热管进行换热，装配较为复杂且生产成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种烟气换热装置及具有其的消白系统，以解决现有技术中烟气换热装置换热效率低、成本高的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种烟气换热装置，包括：

换热外壳，在所述换热外壳内部设置换热芯体，所述换热芯体包括若干个换热管，所述换热管的内部形成管程，所述换热管外壁与换热外壳内壁之间形成壳程；

第一气体介质进口，所述第一气体介质进口与换热芯体中的换热管中的管程相连通，

第二气体介质进口，所述第二气体介质进口与壳程连通；

其中，所述换热管在靠近第二气体介质进口的位置的设置密度为ρ₁，沿第二气体介质进入方向的相邻位置设置换热管的密度为ρ₂，ρ₁＜ρ₂。

进一步的，在所述换热外壳的下方设置集气腔，所述第一气体介质进口与所述集气腔连通，所述集气腔与所述换热外壳的连接处设置管板，所述换热管的一端穿过所述管板与所述集气腔连通。

进一步的，所述第二气体介质进口设置在所述换热外壳上靠近所述集气腔的一端，所述第二气体介质进口的进气方向与所述换热管管程内气体的流程方向垂直设置。

进一步的，在所述第二气体介质进口的进气方向，所述换热管至少形成三个分布区，分别为第一换热管部、第二换热管部、第三换热管部，其中，所述第一换热管部中与第二气体介质进口的进气方向垂直的相邻两个换热管的间距为H₁，所述第二换热管部中与第二气体介质进口的进气方向垂直的相邻两个换热管的间距为H₂，所述第三换热管部中与第二气体介质进口的进气方向垂直的相邻两个换热管的间距为H₃，其中，H₁＞H₂＞H₃。

进一步的，所述第一换热管部包含一排换热管或者包含多排换热管，所述第二换热管部包含一排换热管或者包含多排换热管，所述第三换热管部包含一排换热管或者包含多排换热管。

进一步的，所述换热管由工程塑料加工制备，且所述换热管的管壁小于1mm，所述换热管为圆管或者椭圆管。

进一步的，所述换热芯体还包括固定装置，所述固定装置用于将多个换热管固定为一体。

进一步的，所述固定装置包括固定格栅，所述固定格栅包括若干个弧形固定部，每个所述弧形固定部能够与换热管卡接连接。

进一步的，所述固定装置还包括连接格栅，所述连接格栅将多个所述固定格栅连为一体。

相对于现有技术，本实用新型所述的烟气换热装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的烟气换热装置，通过对换热外壳中的换热管布局的疏密程度进行优化改进，将靠近第二气体介质进口的位置的换热管呈由疏到密状布局，使得换热气体能够顺畅流动，起到均匀流场的作用。

(2)本实用新型所述的烟气换热装置，将第一气体介质和第二气体介质在管程和壳程内向同一侧流动设置，将两种气体换热混兑后通过一个出气口排出，简化结构设置，降低生产成本。

(3)本实用新型所述的烟气换热装置，换热介质气体流动稳定可靠，换热管装配便捷，连接稳定，大大提高了生产效率，降低了生产成本，提高了烟气消白系统中塑料换热装置换热的性能。

(4)本实用新型所述的烟气换热装置，换热管密度小，同时降低了支撑金属件的重量，整体重量更轻，降低生产、运输、安装成本。

本实用新型的另一目的在于提出一种烟气消白系统，包括如上述所述的烟气换热装置，其中，所述烟气换热装置中的第一气体介质进口用于接入烟气，所述烟气换热装置中的第二气体介质进口用于接入空气，将换热后的气体通过出气口排出或者排向下一步工序装置。

所述烟气消白系统与上述烟气换热装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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烟气换热装置的正视结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述烟气换热装置的左视结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述烟气换热装置的剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述烟气换热装置的侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述烟气换热装置中换热管布局示意图；

图6为本实用新型实施例所述固定装置的结构示意图；

图7为图6中A部的局部放大结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述固定装置的侧视结构示意图；

附图标记说明：

换热外壳1，第一换热管部101，第二换热管部102，第三换热管部103，集气腔2，第一气体介质进口3，第二气体介质进口4，出气口5，固定装置6，固定格栅61，弧形固定部6102，连接格栅62，换热管7，流水口8，管板9。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本实用新型的实施例进行详细说明。

需要说明，本实用新型中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“横向”、“纵向”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本实用新型，而不是要求本实用新型必须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。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本实用新型的描述中，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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

如图1～8所示，本实用新型公开了一种烟气换热装置，包括：

换热外壳1，在所述换热外壳1内部设置换热芯体，所述换热芯体包括若干个换热管7，所述换热管7的内部形成管程，所述换热管7外壁与换热外壳1内壁之间形成壳程；

第一气体介质进口3，所述第一气体介质进口3与换热芯体中的换热管7中的管程相连通，

第二气体介质进口4，所述第二气体介质进口4与壳程连通；

其中，所述换热管7在靠近第二气体介质进口4的位置的设置密度为ρ₁，相邻沿第二气体介质进入方向的位置设置换热管7的密度为ρ₂，ρ₁＜ρ₂，所述换热管7的设置密度为换热管7的管程截面相对换热外壳1截面的比例，所述换热管7的管程截面为与所述第一气体介质流动方向垂直的截面。

本实用新型公开了一种新的烟气换热装置，通过在换热外壳1内部设置若干个换热管7，将换热管7的管程与一种气体介质入口相连通，将换热管7与换热外壳1之间的壳程与第二种气体介质入口相连通，两种气体在管程和壳程之间换热流动，将靠近壳程通道入口附近的换热管，至少有一部分换热管布局密度呈由疏到密状设置，提高换热气体在壳程中的稳流效果，强化传热，提高换热效率。

本实用新型所述的烟气换热装置，通过对换热外壳1中的换热管布局的疏密程度进行优化改进，将靠近第二气体介质进口4的位置的换热管呈由疏到密状布局，使得换热气体能够顺畅流动，起到流量稳定的作用。

作为本实用新型的较佳示例，在所述换热外壳1的下方设置集气腔2，所述第一气体介质进口3与所述集气腔2连通，所述集气腔2与所述换热外壳1的连接处设置管板9，所述换热管7的一端穿过所述管板9与所述集气腔2连通。

该设置公开了一种第一气体介质进入管程的方式，通过集气腔2与管板9实现第一气体介质进口3进入的气体介质进入管程中，保证两种气体介质在换热初始相对分隔流动。

作为本实用新型的较佳示例，所述第二气体介质进口4设置在所述换热外壳1上靠近所述集气腔2的一端，所述第二气体介质进口4的进气方向与所述换热管7管程内气体的流程方向垂直设置。

该设置使得第一气体介质和第二气体介质在管程和壳程内向同一侧流动设置，将两种气体换热混兑后通过一个出气口5排出，简化结构设置，降低生产成本。

作为本实用新型的较佳示例，在所述第二气体介质进口4的进气方向，所述换热管7至少形成三个分布区，分别为第一换热管部101、第二换热管部102、第三换热管部103，其中，所述第一换热管部101中与第二气体介质进口4的进气方向垂直的相邻两个换热管7的间距为H₁，所述第二换热管部102中与第二气体介质进口4的进气方向垂直的相邻两个换热管7的间距为H₂，所述第三换热管部103中与第二气体介质进口4的进气方向垂直的相邻两个换热管7的间距为H₃，其中，H₁＞H₂＞H₃。

该设置公开了一种换热管7的具体布局方式，所述换热管7可以采用相同管径的装置，进而将沿着第二气体介质进口4的进气方向，依次布置的第一换热管部101、第二换热管部102、第三换热管部103中的换热管，在与第二气体介质进口4的进气垂直方向的相邻换热管的间距呈逐渐变小状设置，从而使得换热管的设置密度逐渐增大，达到优化介质流场的目的。

该设置公开了一种换热管呈由疏到密的设置方式，并且使得换热管相对错位，提高气体流动的稳定性，进一步增强换热效果。

作为本实用新型的较佳示例，所述第一换热管部101包含一排换热管7或者包含多排换热管7，所述第二换热管部102包含一排换热管7或者包含多排换热管7，所述第三换热管部103包含一排换热管7或者包含多排换热管7，所述换热管7为同结构换热管。

作为本实用新型的较佳示例，所述换热管7为圆管或者椭圆管。

具体的，如图3、图5所示，所述第一换热管部101、第二换热管部102、第三换热管部103均包括多排换热管7，所述第二气体介质进口4通入的气体为空气，所述第一气体介质进口3通入的介质为烟气，烟气经第一气体介质进口3、集气腔2、换热管7管程自下而上向上流动，空气经第二气体介质进口4后向远离第二气体介质进口4的一侧流动时，空气经过第一换热管部101、第二换热管部102、第三换热管部103的优化布局结构后呈相对分散状流动，并且同时自下而上向上流动，最终在换热管7的上端进一步混合，进而从出气口5排出。

该设置在保证换热气体流动均匀的基础上，便于换热管的加工和装配，提高本实用新型的生产效率，进一步降低了生产成本。

作为本实用新型的较佳示例，所述换热管7由工程塑料加工制备，且所述换热管7的管壁小于1mm。作为优选，所述换热管7的管壁为0.8mm。

本申请将换热管7采用薄壁塑料管加工制备，一方面提高了换热装置的换热效率，同时也降低了生产成本。得益于近些年工程塑料材料性能的逐步提升，尤其是含氟塑料已经广泛的应用于换热结构，本申请创造性的将薄壁塑料管应用于烟气混兑消白的换热装置中，所述换热管7为壁厚小于1mm的塑料圆管或者塑料椭圆管。

作为本实用新型的一个较佳示例，所述换热芯体还包括固定装置6，所述固定装置6用于将多个换热管7固定为一体。具体的，所述固定装置6包括固定格栅61，所述固定格栅61包括若干个弧形固定部6102，每个所述弧形固定部6102能够与换热管7卡接连接。作为优选，所述弧形固定部6102呈半圆形设置。

由于换热管7一般呈细长型设置，通过固定装置6将若干个换热管装配为一体，避免气体在管程和壳程中流动时造成换热管的晃动影响换热效果。该设置提高了换热管固定装置安装的便捷性，同时提高了换热装置换热的可靠性。

作为优选，所述固定装置6还包括连接格栅62，所述连接格栅62将多个所述固定格栅61连为一体。作为本实用新型的具体示例，所述固定装置6由工程塑料一体制备成型。该设置进一步提高了固定装置6固定换热管7的效率。

作为本实用新型的较佳示例，所述固定装置6在所述换热管7的不同高度设置多个。该设置进一步提高了换热管7相对固定的可靠性。

作为本实用新型的较佳示例，在所述集气腔2的下端设置流水口8。该设置用于将气体换热时形成的冷凝水回收，降低混兑后空气的湿度。

实施例2

本实用新型还公开了一种烟气消白系统，包括如实施例1中所述的烟气换热装置，其中，所述烟气换热装置中的第一气体介质进口3用于接入烟气，所述烟气换热装置中的第二气体介质进口4用于接入空气，将换热后的气体通过出气口5排出或者排向下一步工序装置。

本申请所述的烟气消白系统，只是对烟气消白换热装置进行改进，其它结构和系统装置可以采用现有技术中已经实施的任意一种工序系统装置。

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 (10)

1.一种烟气换热装置，其特征在于，包括：

换热外壳(1)，在所述换热外壳(1)内部设置换热芯体，所述换热芯体包括若干个换热管(7)，所述换热管(7)的内部形成管程，所述换热管(7)外壁与换热外壳(1)内壁之间形成壳程；

第一气体介质进口(3)，所述第一气体介质进口(3)与换热芯体中的换热管(7)中的管程相连通，

第二气体介质进口(4)，所述第二气体介质进口(4)与壳程连通；

其中，所述换热管(7)在靠近第二气体介质进口(4)的位置的设置密度为ρ₁，沿第二气体介质进入方向的相邻位置设置换热管(7)的密度为ρ₂，ρ₁＜ρ₂。

2.根据权利要求1所述的烟气换热装置，其特征在于，在所述换热外壳(1)的下方设置集气腔(2)，所述第一气体介质进口(3)与所述集气腔(2)连通，所述集气腔(2)与所述换热外壳(1)的连接处设置管板(9)，所述换热管(7)的一端穿过所述管板(9)与所述集气腔(2)连通。

3.根据权利要求2所述的烟气换热装置，其特征在于，所述第二气体介质进口(4)设置在所述换热外壳(1)上靠近所述集气腔(2)的一端，所述第二气体介质进口(4)的进气方向与所述换热管(7)管程内气体的流程方向垂直设置。

4.根据权利要求3所述的烟气换热装置，其特征在于，在所述第二气体介质进口(4)的进气方向，所述换热管(7)至少形成三个分布区，分别为第一换热管部(101)、第二换热管部(102)、第三换热管部(103)，其中，所述第一换热管部(101)中与第二气体介质进口(4)的进气方向垂直的相邻两个换热管(7)的间距为H₁，所述第二换热管部(102)中与第二气体介质进口(4)的进气方向垂直的相邻两个换热管(7)的间距为H₂，所述第三换热管部(103)中与第二气体介质进口(4)的进气方向垂直的相邻两个换热管(7)的间距为H₃，其中，H₁＞H₂＞H₃。

5.根据权利要求4所述的烟气换热装置，其特征在于，所述第一换热管部(101)包含一排换热管(7)或者包含多排换热管(7)，所述第二换热管部(102)包含一排换热管(7)或者包含多排换热管(7)，所述第三换热管部(103)包含一排换热管(7)或者包含多排换热管(7)。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的烟气换热装置，其特征在于，所述换热管(7)由工程塑料加工制备，且所述换热管(7)的管壁小于1mm，所述换热管(7)为圆管或者椭圆管。

7.根据权利要求6所述的烟气换热装置，其特征在于，所述换热芯体还包括固定装置(6)，所述固定装置(6)用于将多个换热管(7)固定为一体。

8.根据权利要求7所述的烟气换热装置，其特征在于，所述固定装置(6)包括固定格栅(61)，所述固定格栅(61)包括若干个弧形固定部(6102)，每个所述弧形固定部(6102)能够与换热管(7)卡接连接。

9.根据权利要求8所述的烟气换热装置，其特征在于，所述固定装置(6)还包括连接格栅(62)，所述连接格栅(62)将多个所述固定格栅(61)连为一体。

10.一种烟气消白系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的烟气换热装置，其中，所述烟气换热装置中的第一气体介质进口(3)用于接入烟气，所述烟气换热装置中的第二气体介质进口(4)用于接入空气，将换热后的气体通过出气口(5)排出或者排向下一步工序装置。

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