CN2295183Y - 蜂窝陶瓷烟道气换热器 - Google Patents

Abstract

一种蜂窝陶瓷烟道气换热器,属于锅炉炉窑热交换的技术领域。该换热器由两个装有蜂窝陶瓷体的箱体,两个换向四通阀及其控制器以及引风机和鼓风机构成,其间有管道相连接。热烟道气流经蜂窝陶瓷体吸储热能,供冷空气加热;冷空气经蜂窝陶瓷体加热后进入炉膛助燃,达到节约能源目的。该换热器换热效率高,达到60—90%。该换热器造价低廉,运转费用低,适应范围广,使用寿命长。

Description

蜂窝陶瓷烟道气换热器

本实用新型是一种热交换装置，称为换热器，就是将炉、窑产生的烟道气“废热”回收利用以提高燃料的热效率，属于炉窑热交换的技术领域。

在化工、热工等行业中历来使用各种各样的换热器(或称热交换器、空气预热器等)，就其使用的介质来分，有气-气换热器、气-液换热器和液-液换热器。这些换热器大都用金属材料制成，目的在于回收烟道气中废热加以利用，减少能源消耗。但是我国目前10吨蒸汽/小时以下的锅炉大多没有配备换热器，其原因是金属换热器体积大，设备易腐蚀，检修麻烦，经济效益并不显著。结果是从锅炉排出的温度在200-300℃不等的烟道气余热白自从烟囱散发掉，浪费能源。在现有技术中，也有利用非金属材料制成换热装置的，如有些炼焦厂、炼铁厂使用的储热室就是用格子砖制成换热器，耐高温，不腐蚀，经久耐用，换热效率也较高，但是其缺点是体积庞大，占用土地面积广，投资大。经检索，现有技术有：CN1115378A，CN2218918Y，CN2218357Y，CN2216672Y，CN2220628Y(多通道转阀切换式换热器)等热交换器或预热器，但对于采用蜂窝陶瓷体及换向装置的热交换器尚未见报道。

本实用新型的目的有二：一是进一步提高换热效率并缩小设备的体积，采用蜂窝陶瓷箱体吸收烟道气热能的新装置，用于进入炉窑空气的预热；二是为了更有效地预热空气，采用热气流体换向装置。

本实用新型的工作原理和内容简述如下：

炉窑燃烧料(煤、石油、天然气等)排出的烟道气体温度虽高，但主要是二氧化碳等不可燃气体，无助燃作用。只有通过热交换器回收热能用以预热空气然后再输入炉膛助燃，从而提高用热设备的热效率，减少燃料消耗。本技术方案应用这一原理，设计的装置由以下部分组成：两个箱体，箱体内各装有蜂窝陶瓷体，两个换向四通阀，换向四通阀的控制由换向电机及控制器组成。此外在连通的管路中还设有鼓风机和引风机以便输送空气和烟道气。

当热烟道气在引风机带动下进入装有蜂窝陶瓷的一个箱体。由于蜂窝陶瓷体的表面积大，储热效率高，逐步把烟道气的热量吸储于蜂窝体中，烟道气经冷却再经管道通入烟囱排出。换向四通阀的作用是在蜂窝陶瓷体吸储热量后四通阀改变方向，关闭通往烟囱的通道，开启方向阀门将冷空气鼓入已经吸热的蜂窝陶瓷箱体内，使空气加热，然后将已预热的空气进入炉膛助燃。在第一个蜂窝陶瓷箱体将空气加热的同时，第二个蜂窝陶瓷箱体在换向四通阀的作用下开始从烟道气中吸热储热，待第一个蜂窝陶体冷却时，四通阀又转换方向把冷空气引入第二个蜂窝陶瓷体加热，然后将热空气鼓入炉窑助燃。如此反复更迭，不断地从烟气中吸取热量转换为冷空气加温、升温。因此本实用新型蜂窝陶瓷烟气换向换热装置主要由两个蜂窝陶瓷箱体的两台受控的换向四通阀以及附属的管道、引风机、鼓风机等构成。

本实用新型与常见的金属结构的换热器相比，具有以下优点：

1、蜂窝陶瓷体几何表面积大，从100-2000m²/m³不等，远胜于金属换热器，因此该换热器的体积小，重量轻，占地面积少。

2、本装置换热效率高，可达到60-90％，而且对高温、中温烟道气都能达到很高的换热效率。

3、蜂窝陶瓷烟道气换热器耐高温，抗腐蚀，而且质地坚硬，抗气流冲刷。

4、本装置经久耐用，修理更换元件容易。

5、动转费用低，使用安全，造价低廉，适应范围广。

本实用新型有1张附图。

图1蜂窝陶瓷烟道气换热器示意图。图中：1、2为箱体；3为蜂窝陶瓷体；4、5为换向四通阀；6为换向电机；7为控制器；8为引风机；9为鼓风机。

以下结合附图提供一个实施例。

当两个四通阀4，5的阀心MN处于图1中实线位置时，热烟气在引风机8吸引下从四通阀5进入箱体2的下部，穿过箱体2中蜂窝陶瓷体3，并从四通阀4排至水幕除尘器再经引风机8从烟囱排往大气中去。在热烟气穿过蜂窝陶瓷体3时，冷的蜂窝陶瓷体3吸收了烟气的热量，烟气随即逐渐降温，而蜂窝陶瓷体3逐渐升温并储热。当设备运行一定时间，蜂窝陶瓷体3的温度由下而上逐渐接近烟气温度。这一过程称为蜂窝陶瓷体3的“吸热”过程。此时空气由鼓风机9输进四通阀4，经箱体1的上部空间穿过该箱体内蜂窝陶瓷体3，空气吸收了蜂窝陶瓷体3在上一流程中储有的烟气热能而变成助燃的热空气，经四通阀5进入锅炉膛或窑灶。随着箱体1中蜂窝陶瓷体3不断被空气穿过而温度逐渐降低，助燃空气的温度也随之降低。这一过程称为蜂窝陶瓷体的“放热”过程。当本装置运行到选定时间时，两个四通阀4，5同时换向，阀芯转过90°，处于图1中虚线位置。此时，热烟气气流和冷空气气流在两个箱体1、2中流动方向正好与上一流程相反，箱体2变成“放热”，箱体1变成“吸热”。当本装置运行到选定时间时，两个四通阀4、5又反向旋转90℃，恢复到阀芯MN的原来位置。两次换向所经历的时间为运转一周期。如此反复运转，反复“吸热”、“放热”相更迭而实现热烟道气与冷助燃空气的热交换。

本实施例在一个2吨蒸汽/小时锅炉运行时，该蜂窝陶瓷烟道气换热器中的蜂窝陶瓷体3的装载量在两个箱体内各为0.216m³，其表面积为500m²/m³，开孔率为66％，鼓风机风量为4012-7419m³/h，风压2014-1320Pa，入口空气通过蜂窝陶瓷体预热后其平均温度提高100℃，直接从烟道气中回收热能占总耗的6％，节能效果比较显著。

Claims (4)

1、一种蜂窝陶瓷烟道气换热器，其特征在于该换热器是由两个装有蜂窝陶瓷体的箱体、两个换向四通阀及其控制器以及引风机和鼓风机构成，箱体、四通阀、引风机、鼓风机之间有管道连接。

2、根据权利要求1所述的烟道气换热器，其特征在于蜂窝陶瓷体的外表面积可达100-2000m²/m³。

3、根据权利要求1所述的烟道气换热器，其特征在于换向四通阀的阀芯可正、反向旋转90°。

4、根据权利要求3所述的烟道气换热器，其特征在于由电机控制四通阀的换向阀芯。

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