CN218358412U - 热反应器及废气处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种热反应器及废气处理设备，涉及冷却技术领域。该热反应器包括水冷壁和加热反应腔，水冷壁围设于加热反应腔的外侧，水冷壁内设有空腔，所述空腔沿自身周向设置有至少两个蛇形流道，每个蛇形流道的两端分别为进水口和出水口，其能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

Description

热反应器及废气处理设备

技术领域

本实用新型涉及冷却技术领域，具体而言，涉及一种热反应器及废气处理设备。

背景技术

在对工业废气处理过程中，烟气需在高温下反应，这一升温过程通过加热反应腔加热完成。烟气进入加热反应腔，与加热反应腔内的加热装置充分接触，烟气在加热反应腔内有效升温。加热反应腔外设置耐火砖、保温棉、水冷壁等保温隔热层，使加热装置的热量以最高效率传递给废气，同时降低加热反应腔的壁面温度，减小环境温升。

目前的水冷壁对加热反应腔壁面温度的降低程度有限。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种热反应器，其能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

本实用新型的目的还包括，例如，提供了一种废气处理设备，其能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种热反应器，包括水冷壁和加热反应腔，所述水冷壁围设于加热反应腔的外侧，所述水冷壁内设有空腔，所述空腔沿自身周向设置有至少两个蛇形流道，每个所述蛇形流道的两端分别为进水口和出水口。

通过在水冷壁内沿自身周向设置有多个蛇形流道，蛇形流道的进水口供水流进入，蛇形流道的出水口供水流流出，蛇形流道增大了水流与水冷壁内壁面的接触面积，增大了与加热反应腔之间的换热量，从而能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

可选的，每个所述蛇形流道均包括沿竖向设置的多个竖向流道以及沿横向设置的多个横向流道，每个所述横向流道连接于相邻的两个所述竖向流道之间。

在向水冷壁内供水的过程中，水流经进水口进入，随后依次经过每个竖向流道和横向流道，最后从出水口排出，延长了水流在空腔内的停留时间，增大了与加热反应腔之间的换热量，从而能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

可选的，每个所述蛇形流道均包括多个导流板和多个截流板，每个所述导流板均沿竖向设置，每个所述截流板均沿横向设置，每个所述截流板连接于间隔有一个所述导流板的两个所述导流板之间；所述水冷壁的内壁以及相邻所述导流板之间形成所述竖向流道，其中一个所述导流板的一端正对其中一个所述截流板，且与所述截流板之间设置有第一间隙，所述水冷壁的内壁、所述导流板和所述截流板在所述第一间隙处形成所述横向流道。

水流进入进水口后自上而下流动，在进入每个蛇形流道后速度增大，这相比自下而上流通水流需要克服重力做功，此设计下出水口的水流的流量更大；两次截流设置，增大了水流的流动路程，也增大了水流与水冷壁内壁面、加热反应腔外壁面的接触面积，增大了换热量。

可选的，所述空腔包括汇流腔，所述汇流腔位于所述空腔的底部，且同时连通多个所述出水口，所述汇流腔上连通设置有出水管。

水流经各个蛇形流道流出后汇聚到汇流腔内，最后通过出水管排出，汇流腔起到汇流的作用，便于将换热后的水流统一从出水管排出。

可选的，所述水冷壁的顶部设置有均流水槽，所述均流水槽同时与多个所述进水口相连通，所述均流水槽上连通设置有进水管。

水流从外部经进水管通入到均流水槽内满溢，再通过各个进水口通入到各个蛇形流道内，使水流各蛇形流道的压力一致。

可选的，所述均流水槽内沿周向设置有多个挡流板，所述挡流板水平设置，相邻所述挡流板之间设置有第二间隙；所述均流水槽内位于所述挡流板的上下两侧分别为第一引流腔和第二引流腔，所述第一引流腔通过所述第二间隙和所述第二引流腔相连通，所述第一引流腔与每个所述蛇形流道中的其中一个所述竖向流道相连通，所述进水管与所述第二引流腔相连通。

水流在经进水管通入到均流水槽后，依次经第二引流腔、第二间隙、第一引流腔后流入到每个蛇形流道中的进水口，再依次经过各个竖向流道和横向流道后经出水口流出到汇流腔内，最后经出水管流出。

可选的，所述导流板的顶部设置有导流片，所述导流片位于所述第一引流腔内，相邻的所述导流片分别设置于相邻的所述挡流板上，且位于所述第二间隙的两侧，或，相邻的所述导流片设置于同一所述挡流板上。

水流在经进水管通入到均流水槽后，经第二引流腔、第二间隙、导流片之间的间隙后流入到每个蛇形流道中的进水口，导流片起到了将进入第一引流腔内的水流导入各个进水口的作用。

可选的，所述进水口靠近所述水冷壁的顶部，所述出水口靠近所述水冷壁的底部。

通过将进水口和出水口分别设置于水冷壁的顶部和底部，能够使得由进水口流入的水流由上至下充分流经各个蛇形流道，增大换热面积。

可选的，所述水冷壁为圆筒状。

本实用新型的实施例还提供了一种废气处理设备，包括上述的热反应器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例中热反应器的结构示意图；

图2为本申请实施例中用于展示蛇形流道的结构示意图；

图3为本申请实施例中用于展示空腔、第一引流腔、第二引流腔位置关系的示意图；

图4为图3中A部分的放大图；

图5为本申请实施例中用于展示导流板设置位置的示意图；

图6为图5中B部分的放大图。

图标：100-水冷壁；110-蛇形流道；111-竖向流道；112-横向流道；113-导流板；1131-导流片；114-截流板；115-第一间隙；120-进水口；130-出水口；140-空腔；141-汇流腔；142-出水管；150-均流水槽；151-挡流板；152-第二间隙；153-第一引流腔；154-第二引流腔；160-进水管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

本申请的发明人发现，目前的水冷壁对加热反应腔壁面温度的降低程度有限，本实施例提供了一种热反应器，至少用于解决该技术问题。

请参考图1、图2，本实施例提供了一种热反应器，该热反应器包括水冷壁100和加热反应腔，水冷壁100围设于加热反应腔的外侧，水冷壁100内设有空腔140，所述空腔140沿自身周向设置有至少两个蛇形流道110，每个蛇形流道110的两端分别为进水口120和出水口130。

需要指出的是，水冷壁100与加热反应腔之间设有空腔140，每个蛇形流道110通过进水口120通入水流，出水口130排出水流。

通过在水冷壁100内沿自身周向设置有多个蛇形流道110，蛇形流道110的进水口120供水流进入，蛇形流道110的出水口130供水流流出，蛇形流道110增大了水流与水冷壁100内壁面、加热反应腔外壁面的接触面积，增大了与加热反应腔之间的换热量，从而能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

在可选的实施方式中，每个蛇形流道110均包括沿竖向设置的多个竖向流道111以及沿横向设置的多个横向流道112，每个横向流道112连接于相邻的两个竖向流道111之间。

需要指出的是，该竖向流道111的长度方向与水冷壁100的高度方向一致，横向流道112的长度方向与竖向流道111的长度方向相垂直，竖向流道111和横向流道112依次交错连接形成蛇形流道110，进水口120和出水口130分别设置于每个蛇形流道110两侧的两个竖向流道111上，进水口120靠近水冷壁100的顶部，出水口130靠近水冷壁100的底部。

在向水冷壁100内供水的过程中，水流经进水口120进入，随后依次经过每个竖向流道111和横向流道112，最后从出水口130排出。

在可选的实施方式中，每个蛇形流道110均包括多个导流板113和多个截流板114，每个导流板113均沿竖向设置，每个截流板114均沿横向设置，每个截流板114连接于间隔有一个导流板113的两个导流板113之间；水冷壁100的内壁以及相邻导流板113之间形成竖向流道111，其中一个导流板113的一端正对其中一个截流板114，且与截流板114之间设置有第一间隙115，水冷壁100的内壁、导流板113和截流板114在第一间隙115处形成横向流道112。

例如，每个蛇形流道110包括四个导流板113和两个截流板114，四个导流板113依次设置，其中一个截流板114的两端分别连接于第一个导流板113和第三个导流板113的底端，另一个截流板114的两端分别连接于第二个导流板113和第四个导流板113靠近顶端的位置；四个导流板113之间形成三个竖向流道111，第二个导流板113的底端与连接于第一个导流板113和第三个导流板113之间的截流板114之间设置有第一间隙115，第三个导流板113的顶端与连接于第二个导流板113和第四个导流板113之间的截流板114之间设置有第一间隙115，进水口120设置于第一个导流板113和第二个导流板113之间且靠近顶端的位置，出水口130设置于第三个导流板113和第四个导流板113之间且靠近底端的位置。

水流从进水口120进入后，由上至下流通，在连接于第一个导流板113和第三个导流板113之间的截流板114处第一次截流，使得水流改变方向由下往上流通，在连接于第二个导流板113和第四个导流板113之间的截流板114处第二次截流，再次使得水流改变方向由上至下流通，最终从出水口130排出；水流进入进水口120后自上而下流动，在进入每个蛇形流道110后速度增大，这相比自下而上流通水流需要克服重力做功，此设计下出水口130的水流的流量更大；两次截流设置，增大了水流的流动路程，也增大了水流与水冷内壁面、加热反应腔外壁面的接触面积，增大了换热量。

可以理解的是，每个蛇形流道110中导流板113和截流板114的数量可依据实际情况而定。

请参阅图3、图4，在可选的实施方式中，空腔140包括汇流腔141，汇流腔141位于空腔140的底部，且同时连通多个出水口130，汇流腔141上连通设置有出水管142。

汇流腔141为环形，水流经各个蛇形流道110流出后汇聚到汇流腔141内，最后通过出水管142排出，汇流腔141起到汇流的作用，便于将换热后的水流统一从出水管142排出。

在可选的实施方式中，水冷壁100的顶部设置有均流水槽150，均流水槽150同时与多个进水口120相连通，均流水槽150上连通设置有进水管160。

均流水槽150为环形，水流从外部经进水管160通入到均流水槽150内满溢，再通过各个进水口120通入到各个蛇形流道110内，使水流各蛇形流道110的压力一致。

在可选的实施方式中，均流水槽150内沿周向设置有多个挡流板151，挡流板151水平设置，相邻挡流板151之间设置有第二间隙152；均流水槽150内位于挡流板151的上下两侧分别为第一引流腔153和第二引流腔154，第一引流腔153通过第二间隙152和第二引流腔154相连通，第一引流腔153与每个蛇形流道110中的其中一个竖向流道111相连通，进水管160与第二引流腔154相连通。

需要指出的是，第一引流腔153与每个蛇形流道110中的进水口120相连通。

水流在经进水管160通入到均流水槽150后，依次经第二引流腔154、第二间隙152、第一引流腔153后流入到每个蛇形流道110中的进水口120，再依次经过各个竖向流道111和横向流道112后经出水口130流出到汇流腔141内，最后经出水管142流出。

请参阅图5、图6，在可选的实施方式中，导流板113的顶部设置有导流片1131，导流片1131位于第一引流腔153内，相邻的导流片1131分别设置于相邻的挡流板151上，且位于第二间隙152的两侧，或，相邻的导流片1131设置于同一挡流板151上。

需要指出的是，导流片1131的边缘与第一引流腔153的内壁相贴合，设置于相邻的挡流板151上的相邻的导流片1131之间的间隙与每个蛇形流道110的进水口120相连通。在依次设置的三个导流片1131中，第一个导流片1131和第二个导流片1131设置于相邻的挡流板151上，第二个导流片1131和第三个导流片1131设置于同一挡流板151上；或，第一个导流片1131和第二个导流片1131设置于同一挡流板151上，第二个导流片1131和第三个导流片1131设置于相邻的挡流板151上。

水流在经进水管160通入到均流水槽150后，经第二引流腔154、第二间隙152、导流片1131之间的间隙后流入到每个蛇形流道110中的进水口120，导流片1131起到了将进入第一引流腔153内的水流导入各个进水口120的作用。

在可选的实施方式中，水冷壁100为圆筒状。

本实施例还提供了一种废气处理设备，包括上述的热反应器。

该废气处理设备与上述的热反应器的技术效果大致相同，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种热反应器及废气处理设备，通过在水冷壁100内沿自身周向设置有多个蛇形流道110，蛇形流道110的进水口120供水流进入，蛇形流道110的出水口130供水流流出，蛇形流道110增大了水流与水冷壁100内壁面、加热反应腔外壁面的接触面积，增大了与加热反应腔之间的换热量，从而能够较大程度降低加热反应腔的壁面温度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热反应器，其特征在于，包括水冷壁(100)和加热反应腔，所述水冷壁(100)围设于所述加热反应腔的外侧，所述水冷壁(100)内设有空腔(140)，所述空腔(140)沿自身周向设置有至少两个蛇形流道(110)，每个所述蛇形流道(110)的两端分别为进水口(120)和出水口(130)。

2.根据权利要求1所述的热反应器，其特征在于，每个所述蛇形流道(110)均包括沿竖向设置的多个竖向流道(111)以及沿横向设置的多个横向流道(112)，每个所述横向流道(112)连接于相邻的两个所述竖向流道(111)之间。

3.根据权利要求2所述的热反应器，其特征在于，每个所述蛇形流道(110)均包括多个导流板(113)和多个截流板(114)，每个所述导流板(113)均沿竖向设置，每个所述截流板(114)均沿横向设置，每个所述截流板(114)连接于间隔有一个所述导流板(113)的两个所述导流板(113)之间；

所述水冷壁(100)的内壁以及相邻所述导流板(113)之间形成所述竖向流道(111)，其中一个所述导流板(113)的一端正对其中一个所述截流板(114)，且与所述截流板(114)之间设置有第一间隙(115)，所述水冷壁(100)的内壁、所述导流板(113)和所述截流板(114)在所述第一间隙(115)处形成所述横向流道(112)。

4.根据权利要求1所述的热反应器，其特征在于，所述空腔(140)包括汇流腔(141)，所述汇流腔(141)位于所述空腔(140)的底部，且同时连通多个所述出水口(130)，所述汇流腔(141)上连通设置有出水管(142)。

5.根据权利要求3所述的热反应器，其特征在于，所述水冷壁(100)的顶部设置有均流水槽(150)，所述均流水槽(150)同时与多个所述进水口(120)相连通，所述均流水槽(150)上连通设置有进水管(160)。

6.根据权利要求5所述的热反应器，其特征在于，所述均流水槽(150)内沿周向设置有多个挡流板(151)，所述挡流板(151)水平设置，相邻所述挡流板(151)之间设置有第二间隙(152)；所述均流水槽(150)内位于所述挡流板(151)的上下两侧分别为第一引流腔(153)和第二引流腔(154)，所述第一引流腔(153)通过所述第二间隙(152)和所述第二引流腔(154)相连通，所述第一引流腔(153)与每个所述蛇形流道(110)中的其中一个所述竖向流道(111)相连通，所述进水管(160)与所述第二引流腔(154)相连通。

7.根据权利要求6所述的热反应器，其特征在于，所述导流板(113)的顶部设置有导流片(1131)，所述导流片(1131)位于所述第一引流腔(153)内；

相邻的所述导流片(1131)分别设置于相邻的所述挡流板(151)上，且位于所述第二间隙(152)的两侧，或，相邻的所述导流片(1131)设置于同一所述挡流板(151)上。

8.根据权利要求1所述的热反应器，其特征在于，所述进水口(120)靠近所述水冷壁(100)的顶部，所述出水口(130)靠近所述水冷壁(100)的底部。

9.根据权利要求1所述的热反应器，其特征在于，所述水冷壁(100)为圆筒状。

10.一种废气处理设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的热反应器。

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