專利名稱：鋼球換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉油、化工、冶金、電力等行業(yè)以及污水、污泥處理等過(guò)程中的熱交換體系，具體說(shuō)是一種鋼球換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在熱交換體系中，如何最大程度地增大換熱接觸面積，減少換熱過(guò)程中的熱 能損耗，并與反應(yīng)、冷卻體系形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)能源的流動(dòng)、循環(huán)式利用，以達(dá)到高效、節(jié) 能、環(huán)保的目地是世界各國(guó)所研究探討的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以高效、節(jié)能、環(huán)保為宗旨，且與熱源、冷卻體系成為一 個(gè)整體，易維護(hù)、成本低的鋼球換熱系統(tǒng)。所述鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)使用鋼球作為傳遞熱能的介質(zhì)，自帶有鋼球 加熱器與鋼球換熱器，所述鋼球加熱器與鋼球換熱器分別與加熱器鋼球提升斗和換熱器鋼 球提升斗結(jié)合，其中加熱器鋼球提升斗的頂部通過(guò)加熱器鋼球添加裝置與鋼球加熱器頂端 的開口連通，鋼球加熱器的底端經(jīng)過(guò)熱鋼球出口與換熱器鋼球提升斗底部的開口連通；換 熱器鋼球提升斗的頂部通過(guò)換熱器鋼球添加裝置與鋼球換熱器頂端的開口連通，鋼球換熱 器的底端經(jīng)過(guò)鋼球篩分器分別設(shè)有換熱物出口以及與加熱器鋼球提升斗底部開口連通的 換熱后鋼球出口。所述鋼球加熱器還外接有熱源入口和熱源出口。所述鋼球換熱器設(shè)有換熱物入口，內(nèi)置有攪拌器。所述加熱器鋼球提升斗和換熱器鋼球提升斗內(nèi)設(shè)有鋼球提升裝置。所述換熱器鋼球添加裝置設(shè)有鋼球流速控制系統(tǒng)。所述鋼球加熱器和鋼球換熱器內(nèi)置有測(cè)溫設(shè)備。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、電力等行業(yè)以及污水、污泥處理等過(guò)程 中的熱交換體系，適用于粘度較大的流體之間的熱交換。由于使用鋼球與換熱物直接接觸， 一方面省去了傳遞介質(zhì)，使換熱器結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，成本得以降低，另一方面極大程度提高換 熱接觸面積，減少熱量傳遞過(guò)程中的能量損耗，并且能與反應(yīng)器、冷凝器相結(jié)合，利用反應(yīng) 器產(chǎn)生的熱氣體直接或者間接與鋼球及反應(yīng)物進(jìn)行熱交換，形成流動(dòng)式、循環(huán)式的熱交換 體系，達(dá)到高效、節(jié)能、環(huán)保的目的。設(shè)備制造簡(jiǎn)單，鋼球清洗、更換容易，易操作，投入產(chǎn)出 率高。利用反應(yīng)或熱交換的余熱或反應(yīng)產(chǎn)生的熱廢氣的熱能，達(dá)到資源的再利用，并回收利 用熱廢氣，減少溫室氣體排放，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是加熱器鋼球提升斗的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-加熱器鋼球提升斗，2-換熱器鋼球提升斗，3-加熱器鋼球添加裝置，4-換熱器鋼球添加裝置，5-熱源入口，6-換熱物入口，7-熱源出口，8-鋼球加熱器，9-鋼球換熱 器，10-熱鋼球出口，11-鋼球篩分器，12-熱鋼球添加口，13-換熱后鋼球出口，14-換熱物出 口，15-提升裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明如圖1、2中所示鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是該 系統(tǒng)使用鋼球作為傳遞熱能的介質(zhì)，自帶有鋼球加熱器8與鋼球換熱器9，所述鋼球加熱器 8與鋼球換熱器9分別與加熱器鋼球提升斗1和換熱器鋼球提升斗2結(jié)合，其中加熱器鋼球 提升斗1的頂部通過(guò)加熱器鋼球添加裝置3與鋼球加熱器8頂端的開口連通，鋼球加熱器 8的底端經(jīng)過(guò)熱鋼球出口 10與換熱器鋼球提升斗2底部的開口連通；換熱器鋼球提升斗2 的頂部通過(guò)換熱器鋼球添加裝置4與鋼球換熱器9頂端的開口連通，鋼球換熱器9的底端 經(jīng)過(guò)鋼球篩分器11分別設(shè)有換熱物出口 14以及與加熱器鋼球提升斗1底部開口連通的換 熱后鋼球出口 13。所述鋼球加熱器8還外接有熱源入口 5和熱源出口 7。所述鋼球換熱器 9設(shè)有換熱物入口 6，內(nèi)置有攪拌器。所述加熱器鋼球提升斗1和換熱器鋼球提升斗2內(nèi)設(shè) 有鋼球提升裝置15。所述換熱器鋼球添加裝置4設(shè)有鋼球流速控制系統(tǒng)。與鋼球流速控制系統(tǒng)配套， 鋼球加熱器8和鋼球換熱器9內(nèi)置有測(cè)溫設(shè)備。鋼球換熱系統(tǒng)的工作過(guò)程如下待加熱的鋼球從鋼球加熱器8頂部的加熱器鋼球 添加裝置3中落入鋼球加熱器8中加熱，鋼球加熱器8還接有熱源入口 5，工業(yè)廢熱氣體從 此處進(jìn)入到鋼球加熱器8中，并從熱源出口 7處流出。鋼球在鋼球加熱器8中經(jīng)過(guò)阻尼下 落到鋼球加熱器8底部的熱鋼球出口 10，此時(shí)已被熱氣體加熱。被加熱的鋼球從熱鋼球出 口 10經(jīng)過(guò)通道，由重力下行，經(jīng)過(guò)熱鋼球添加口 12，進(jìn)入到換熱器鋼球提升斗2下部，換熱 器鋼球提升斗2內(nèi)裝有提升裝置15，提升裝置15上安裝的提升抓由電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦鋼 球由熱鋼球添加口 12落入，即進(jìn)入提升裝置15被提升抓帶動(dòng)上升，直到換熱器鋼球提升斗 2上部的另一側(cè)開口處落下，進(jìn)入換熱器鋼球添加裝置4。換熱器鋼球添加裝置4中有鋼球流速控制器來(lái)控制出口閥門，從而控制鋼球下落 速度，鋼球流速控制器根據(jù)鋼球和反應(yīng)物或需加熱物質(zhì)的比例、導(dǎo)熱值以及需要反應(yīng)物達(dá) 到的溫度等來(lái)確定鋼球落入鋼球換熱器9的流速，另外安裝在換熱系統(tǒng)內(nèi)各處的熱電偶信 號(hào)也接入到換熱器鋼球添加裝置4中的鋼球流速控制器。被加熱的鋼球就從換熱器鋼球 添加裝置4的出口落入到鋼球換熱器9中。鋼球換熱器9的上部有換熱物質(zhì)入口 6，待加 熱的換熱物質(zhì)從此處被加入到鋼球換熱器9中進(jìn)行換熱，待加熱換熱物質(zhì)為粘度較大的流 體。鋼球換熱器9中裝有電機(jī)帶動(dòng)的攪拌器，將熱鋼球和換熱物質(zhì)充分?jǐn)嚢杈鶆?，由于熱?球和帶加熱換熱物質(zhì)直接接觸，減少了熱傳遞介質(zhì)，且接觸面積比傳統(tǒng)的傳遞介質(zhì)成數(shù)倍 的增加，使得熱傳遞效率有了突破性的提升。熱鋼球和換熱物質(zhì)在鋼球換熱器9中經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬?，快速完成熱量交換過(guò)程， 混合在其中的熱鋼球數(shù)量和溫度決定了換熱物質(zhì)的出口溫度，實(shí)際上換熱物質(zhì)在鋼球換熱 器9的下部根據(jù)處理需要已變成熱干粉末裝，在鋼球換熱器9的底部進(jìn)入到鋼球篩分器11 中。在鋼球篩分器11的出口，有換熱后鋼球出口 13和換熱物質(zhì)出口 14，換熱物質(zhì)由換熱物質(zhì)出口 14流出，完成熱交換過(guò)程，成為低溫態(tài)的鋼球從換熱后鋼球出口 13經(jīng)過(guò)通道進(jìn)入到加熱器鋼球提升斗1的下部。加熱器鋼球提升斗1內(nèi)裝有類似換熱器鋼球提升斗2的提升裝置15，提升裝置15 由電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，將進(jìn)入其中的鋼球運(yùn)送到加熱器鋼球提升斗1上部另一側(cè)的出口處，鋼 球在此處落下到加熱器鋼球添加裝置3中，鋼球由此完成一個(gè)完整的循環(huán)過(guò)程，低溫態(tài)的 鋼球?qū)⑦M(jìn)入到鋼球加熱器8中被再次加熱。本發(fā)明首先由一定溫度的鋼球直接與常溫或低溫的反應(yīng)物或需加熱物質(zhì)直接接 觸混合，需加熱物質(zhì)要求有一定的粘性，且不與鋼球直接反應(yīng)，最大限度的增大了換熱接觸 面積，減少熱傳遞物質(zhì)，對(duì)反應(yīng)物或熱交換物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)無(wú)影響，且隨反應(yīng)物或換熱物質(zhì) 一起傳動(dòng)，當(dāng)反應(yīng)物或熱交換物質(zhì)進(jìn)一步升溫、蒸干進(jìn)入反應(yīng)體系或下一步體系中時(shí)，鋼球 與其自動(dòng)脫離，通過(guò)鋼球回收裝置將鋼球回收傳輸至初始常溫或低溫狀態(tài)的循環(huán)體系中， 形成熱能的循環(huán)利用。鋼球的加熱、熱傳動(dòng)，可與熱源反應(yīng)體系相連接，利用反應(yīng)產(chǎn)生的熱 能和反應(yīng)中產(chǎn)生的熱氣體，通過(guò)鋼球加熱器8中的冷凝器相連接，加上鼓風(fēng)以及傳動(dòng)設(shè)備 形成整體傳動(dòng)循環(huán)式熱交換體系，達(dá)到高效、節(jié)能、資源的再利用，減少溫室氣體排放。與傳統(tǒng)換熱器相比較，最大限度地增大了換熱的接觸面積，減少換熱過(guò)程中的介 質(zhì)導(dǎo)熱當(dāng)中的熱能損耗，能直接與反應(yīng)器、冷凝器等相連接，利用熱源側(cè)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱 能，實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用，并減少溫室氣體排放。整套設(shè)備制作簡(jiǎn)單，易操作、清洗、保養(yǎng)、 更換，極大地降低了設(shè)備的制作成本。
權(quán)利要求
一種鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)使用鋼球作為傳遞熱能的介質(zhì)，自帶有鋼球加熱器(8)與鋼球換熱器(9)，所述鋼球加熱器(8)與鋼球換熱器(9)分別與加熱器鋼球提升斗(1)和換熱器鋼球提升斗(2)結(jié)合，其中加熱器鋼球提升斗(1)的頂部通過(guò)加熱器鋼球添加裝置(3)與鋼球加熱器(8)頂端的開口連通，鋼球加熱器(8)的底端經(jīng)過(guò)熱鋼球出口(10)與換熱器鋼球提升斗(2)底部的開口連通；換熱器鋼球提升斗(2)的頂部通過(guò)換熱器鋼球添加裝置(4)與鋼球換熱器(9)頂端的開口連通，鋼球換熱器(9)的底端經(jīng)過(guò)鋼球篩分器(11)分別設(shè)有換熱物出口(14)以及與加熱器鋼球提升斗(1)底部開口連通的換熱后鋼球出口(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是所述鋼球加熱器(8)還外接有熱 源入口 (5)和熱源出口(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是所述鋼球換熱器(9)設(shè)有換熱物 入口(6)，內(nèi)置有攪拌器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是所述加熱器鋼球提升斗(1)和換 熱器鋼球提升斗(2)內(nèi)設(shè)有鋼球提升裝置(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是所述換熱器鋼球添加裝置(4)設(shè) 有鋼球流速控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2，或3所述的鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是所述鋼球加熱器(8)和 鋼球換熱器(9)內(nèi)置有測(cè)溫設(shè)備。
全文摘要
一種鋼球換熱系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)使用鋼球作為傳遞熱能的介質(zhì)，自帶有鋼球加熱器(8)與鋼球換熱器(9)，所述鋼球加熱器(8)與鋼球換熱器(9)分別與加熱器鋼球提升斗(1)和換熱器鋼球提升斗(2)結(jié)合，成為一個(gè)鋼球熱交換循環(huán)體系。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、電力等行業(yè)以及污水、污泥處理等過(guò)程中的熱交換體系，適用于粘度較大的流體之間的熱交換。與傳統(tǒng)換熱器相比較，最大限度地增大了換熱的接觸面積，減少換熱過(guò)程中的介質(zhì)導(dǎo)熱當(dāng)中的熱能損耗，極大地提升了熱傳遞效率。能直接與反應(yīng)器、冷凝器等相連接，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，并減少溫室氣體排放。設(shè)備制造簡(jiǎn)單，鋼球清洗、更換容易，易操作，投入產(chǎn)出率高。
文檔編號(hào)F28D19/04GK101813430SQ200910060810
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者李俊松 申請(qǐng)人:武漢東海石化重型裝備有限公司