CN85101891A - 热交换器 - Google Patents

Abstract

一种具有圆筒形容器(6)的热交换器，有一个切向的，位于容器周边的进气口(1)，一个轴向出气口(2)，一个进料口(3)，它把固体物以同涡旋气流在进料处相同的切向速度分量输入；还有一个出料口(5)。

Description

本发明是关于在固体粉状物和气体之间产生热交换的热交换器。这类热交换器例如被用在预热要进入燃烧过程的原料，而预热是利用在燃烧过程中排出的热空气来进行的。

固体粉状物的预热可以在一种旋风分离系统中完成。这种旋风分离系统包括有直立筒形容器的旋风分离器，并具有锥形底部，末端形成固体物的出口。而它的筒形容器的顶部是用环形顶板围成。通过顶板中间插入气体的输出管道伸入筒中。供料时，悬浮在气体中的固体物通过输入管道的开口沿切线方向进入园筒。由于气体在园筒容器中的旋转运动，固体物被抛向容器壁并在哪儿停下来，然后滑落到锥形底部，通过出口离开容器。同时，空气通过顶部中心的管道离开热交换器。

在立管中，悬浮的粉状物被气体夹带着。这时气体和固体物之间的热交换大部份是在立管中进行，这是一种顺流热交换。为了获得在两种媒质之间的充分的热交换，必须应用多个顺流热交换器系列。典型的情况是，在水泥粉料进入燃烧程序之前，有四个或五个预热阶段。

当热交换媒质逆流运动时，就能获得对热能的更充分的利用。我们希望将要被预热的物质连续不断地流进愈来愈热的气体中去的流动模式。

从英国A-98    82    84号专利中，我们可以了解到一种热交换器，它力图使粉状物和气体相互之间作逆流运动。这种热交换器具有表面平直的筒形容器，水平装置着一个园柱形的轴。气体沿切线方向被输进容器，并沿着一个螺旋形通道进入容器中心。气体在那儿通过容器另一端面中心的管道排出。粉状物沿着容器轴方向输入，这样就使粉状物产生一个和排出的气体完全相反的速度这样做也是为了避免粉状物被气体夹带着带出热交换器。在另一种结构中，固体物的进口离气体出口有一段距离。这样就确保容器中的涡旋气能使固体物产生一旋转运动，并被抛向容器四周。在那儿沉积下来的固体物通过容器四周最底层的出料口排出容器。

然而很明显，在根据英国A-98    82    84号专利所得知的热交换器中会出现粉状物被气体夹带走的现象。这就需要在排气管道安装一个传统的分离热交换器，使被气体夹带的固体物分离出来，然后这些固体物返回再输进筒形容器中距气体出口安全半径的某处。被输进的固体物离容器轴越远，固体物可以利用来对热气流产生逆流运动的距离就越短。

由此看来，本发明的目的就是设计一种热交换器，在这种热交换中，热气流和粉状物相互逆运动。而且它还装有经改进的分离装置，使被气体夹带着通过排气管带出去的粉状物更少。

按照本发明，这个目的是由一个包含有水平轴的园筒形容器完成的。这个容器四周有切线方向的气体入口。容器靠近轴的地方至少有一个气体出口通过容器端部，用来产生一个从气体入口流向出口的涡旋气流。在容器靠近轴的地方至少有一个进料口，用来输进固体物;一个出料口，用来把通过涡旋气流离心地抛向容器四周的固体物排出容器。它的特征在于，其或每一个进料口都这样安排，以便通过进料口输进固体物时，能使固体物产生一个相对轴的切向速度分量。这和涡旋气相对轴的流动的情况相同。

由于这样的安排，在固体物被输进容器时，就产生一个切向的速度分量。这一点并不取决于它是不是被气流所加速。它在临近容器轴的地方有一个指向气体出口的大的轴向分量，否则，气体就将趋向于使固体物产生一个旋转运动被离心地抛向容器壁之前，就可能把部份固体物通过气体出口带容器。

在输进固体物时，使它的切向速度大体上和在它被输入之处的气体旋转速度相同是可取的。

如果热交换器容器的一端只有一个气体出口，那么就可能在靠近容器的另一端输入固体物。在输入过程中，给予固体物的角速度分量确保它进行旋转运动。同时，靠近轴的气体的轴向速度决定了固体物在热交换器整个轴的宽度上分布。

在轴两端均有气体出口的热交换器中，容器中所通过固体物的分布的获得可以利用同样的方式在两个轴端的部分，即大体上在容器中间将物料输入容器。

在容器轴向宽度上装几个单独的进料口，就可以在整个容器的轴向宽度上得到任何所需要的固体物分布剖面。

参照附图，本发明可以得到更详细的解释。

图1是本发明所述的有水平轴的热交换器的前视图。

图2是图1所示的热交换器的侧视图。

图3是本发明所述的另一种热交换器的局部剖视图。图1和图2显示了一个热交换器的示意图，它是具有切向气体入口1和中心气体出口2的园筒形容器6。在入口和出口之间，气体沿着虚线所示的涡旋路径运动。被空气预热的粉状物料经管道3输入，它与热交换器的前轴端成一锐角，由此管道伸展。此外，管道位于与热交换器水平轴相平行的平面内。输入的物料具有一指向热交换器周边的速度，而它被转动的气体所偏转因而沿着虚线所示的涡旋路径运动。这两个涡旋都绕轴旋转，在这一点上是相同的，但是一个是径向向内运动，另一个是径向向外运动。

很明显，气体和固体物在某些程度上是在通过涡旋的偏转处时相互追随。当固体物从气体涡旋的一处偏转处抛向另一偏转处时，就可以莸得逆流效应。这样固物就能和越来越热的气体相接触。

在筒形容器的最底层，插入一个漏斗形的出料口4，它的末端接出口5，作为已经分离出来的粉状物的出口。

在图1和图2所示的例子中，固体物是通过管子3输送进来的。输进的固体物相对于容器轴产生了一个切向速度分量。它和气体的旋转方向相同。通过倾斜的进料管道，固体物获得一个轴向速度，使固体物分布在热交换器整个宽度上。

这种轴向分布也可以因下面的因素得到加强，即进料口装在筒形容器的轴端，和装有气体出口的另一端相对。结果，这个随旋转气体愈靠近轴而愈大的气体的轴向速度分量，对固体物在容器整个轴向宽度上的分布作出贡献。在上述有两个气体出口的热交换器中，粉状固体物只要通过轴向两端的任一端，就可以被输送到轴两端之间任何区域上。

可以用不同的方式来输进固体物。例如，固体物可以通过分布在一个散射盘或旋转斗形轮上的轴向喷口来输进。散射盘可以装上引向筋，使固体物产生一个相对轴而言的切向速度。而且斗形轮的旋转方向也可以和热交换器中气体流动方向一样。

图3显示了热交换器的一个实例，在这个实例中，固体物是通过几个单独的进料口输进的。

固体物通过几个轴向管道33输送，每一个管道都和一个单独的进料口喷管36相联。喷管36装在一个中心管道37上，管道37横穿热交换器容器，和气体出口管32同轴，而且把管道33包在中间。

由于具有上述的进料系统，使得通过各个喷管进行的进料过程能和气体在整个热交换器宽度上的速度分布一致，这一点是可能的，例如，使相应于气体速度的物料速度在进口处，而至少对切向速度分量来说相一致即可。

Claims (5)

1、一种热交换器，它包括一个有水平轴的筒形容器(6)，在容器四周有切向的气体入口(1)；容器靠近轴的一端至少有一个气体出口(2，32)，在使用中，产从气体入口流到气体出口的涡旋气流；至少有一个固体物入口(3，36)，用来把固体物输进靠近轴的容器内；还有一个固体收物出口(5)，用来放出因涡旋气流的作用被离心地向外抛向容器四周的固体物。它的特征在于，其(或)每一个进料口都是这样安排的：使通逮进料口输入的固体物相对轴而言有一个切向分量和涡旋气流相对轴的流向相同。

2、按照权利要求1的热交换器，通过每一轴端都有一个气体出口（32），其（或）每一个进料口（36）都位于两气体出口之间。

3、根据权利要求1的热交换器，它只有一个单独的气体出口（2），其（或）每一个进料口（3）都位于和气体出口所在的容器轴端相对的另一轴端。

4、根据以上权利要求中任何一项的热交换器，在这种热交换器中，有一个以上的进料口（36），且分布在容器的轴的全部宽度上。

5、一种应用上述权利要求中任何一项中的热交换器，在其中粉状固体物和气体之间进行换交换的方法。固体物是用大体上和进料处的气体相同的切向速度分量输入的。

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