本實(shí)用新型涉及一種煙氣凈化與余熱回收裝置。

背景技術(shù)：

目前，工業(yè)企業(yè)對(duì)于高溫含塵煙氣的處理利用，既需要對(duì)其進(jìn)行余熱回收，又需要對(duì)其進(jìn)行除塵處理，傳統(tǒng)方法為單獨(dú)對(duì)煙氣余熱進(jìn)行回收或除塵處理。

先進(jìn)行余熱回收后除塵處理，導(dǎo)致煙氣阻塞熱交換器的通道，同時(shí)黏附在熱交換器換熱面上的煙塵，增大換熱面熱阻，降低熱交換效率。此外，黏附在熱交換器換熱面上的煙塵，對(duì)熱交換器的內(nèi)表面也會(huì)有腐蝕作用。

先進(jìn)行除塵處理后余熱回收，導(dǎo)致煙氣的溫度降低，造成煙氣的余熱損失。并且，高溫?zé)煔獾酿ざ却笥诘蜏責(zé)煔獾酿ざ?，煙氣在分離器內(nèi)的阻力增大，需消耗更多的動(dòng)力，造成能源的浪費(fèi)。

基于此背景，我們提出一種煙氣凈化與余熱回收裝置，該裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫含塵煙氣的凈化和余熱回收。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的高溫含塵煙氣的余熱回收或除塵處理需單獨(dú)進(jìn)行的缺陷，而提供一種煙氣凈化與余熱回收裝置。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題：

本實(shí)用新型提供了一種煙氣凈化與余熱回收裝置，它包括灰斗、煙氣進(jìn)入通道、煙氣排出通道和熱源通道，煙氣進(jìn)入通道為繞煙氣排出通道設(shè)置的至少一個(gè)筒形管道，筒形管道與煙氣排出通道同軸設(shè)置，熱源通道與煙氣進(jìn)入通道、煙氣排出通道相貼合并熱交換，灰斗位于煙氣進(jìn)入通道、煙氣排出通道的下方，煙氣進(jìn)入通道與煙氣進(jìn)口、灰斗相連通，煙氣排出通道與煙氣出口、灰斗相連通，熱源通道的兩端分別設(shè)有熱源進(jìn)口和熱源出口。

該煙氣凈化與余熱回收裝置，在煙氣除塵處理的過(guò)程中也完成了余熱回收，減少了熱量損失，急速冷卻煙氣從而保護(hù)了后續(xù)裝置，同時(shí)減少了后續(xù)裝置的粘結(jié)，提高了后續(xù)裝置的換熱效率。

較佳地，熱源進(jìn)口、熱源出口均設(shè)置于熱源通道的上方，煙氣進(jìn)口位于煙氣進(jìn)入通道的上方，煙氣出口位于煙氣排出通道的上方。上述設(shè)置，保證了換熱介質(zhì)與煙氣充分熱交換，保證了煙氣充分除塵。

較佳地，灰斗的最下方設(shè)有出灰口。落入灰斗內(nèi)的煙塵顆粒通過(guò)出灰口從灰斗內(nèi)掉出。

較佳地，煙氣進(jìn)入通道分為煙氣進(jìn)入內(nèi)層、煙氣進(jìn)入外層，煙氣進(jìn)入內(nèi)層、煙氣進(jìn)入外層均與煙氣進(jìn)口、灰斗相連通。煙氣進(jìn)入通道分為多層，可以在控制裝置整體體積的情況下，增加煙氣進(jìn)入通道的整體長(zhǎng)度，使煙氣除塵的效果更好。

更佳地，煙氣進(jìn)口內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片將煙氣進(jìn)口分成兩部分并分別與煙氣進(jìn)入內(nèi)層、煙氣進(jìn)入外層相連通。通過(guò)導(dǎo)流葉片的分配，保證煙氣進(jìn)入內(nèi)層、煙氣進(jìn)入外層的煙氣流量相同。

更佳地，熱源通道分為相連通的熱源進(jìn)入層和熱源排出層，熱源進(jìn)口設(shè)置于熱源進(jìn)入層上，熱源出口設(shè)置于熱源排出層上；熱源進(jìn)入層夾在煙氣進(jìn)入內(nèi)層、煙氣進(jìn)入外層之間，熱源排出層夾在煙氣進(jìn)入內(nèi)層、煙氣排出通道之間。更較佳地，煙氣進(jìn)入外層、熱源進(jìn)入層、煙氣進(jìn)入內(nèi)層、熱源排出層為從外至內(nèi)依次嵌套的筒形管道，煙氣排出通道位于熱源排出層中間。煙氣流過(guò)的通道與換熱介質(zhì)流過(guò)的通道相互輪流設(shè)置，使煙氣與換熱介質(zhì)最大限度地充分熱交換。

較佳地，熱源通道分為相連通的熱源進(jìn)入層和熱源排出層，熱源進(jìn)口設(shè)置于熱源進(jìn)入層上，熱源出口設(shè)置于熱源排出層上，熱源進(jìn)入層、熱源排出層均為筒形管道。

更佳地，熱源進(jìn)入層或熱源排出層內(nèi)設(shè)有繞周向盤(pán)旋的螺旋導(dǎo)流片。換熱介質(zhì)沿該螺旋導(dǎo)流片盤(pán)旋向下或者向上，使換熱介質(zhì)在熱源進(jìn)入層或熱源排出層內(nèi)環(huán)繞流動(dòng)，使換熱介質(zhì)能與煙氣充分換熱，提高換熱效率，增強(qiáng)余熱回收的效果。一種更較佳的技術(shù)方案，螺旋導(dǎo)流片的傾斜角度為10～20度，該傾斜角度是使換熱介質(zhì)良好流動(dòng)的最優(yōu)的角度范圍。另一種更較佳的技術(shù)方案，螺旋導(dǎo)流片沿延伸方向每300～500mm斷開(kāi)10mm。換熱介質(zhì)沿螺旋導(dǎo)流片的延伸方向流動(dòng)的同時(shí)，還會(huì)從斷開(kāi)處直接流動(dòng)至下一層。

更佳地，熱源進(jìn)入層或熱源排出層沿徑向的寬度為20～32mm。該寬度范圍是換熱介質(zhì)良好流動(dòng)的最優(yōu)的范圍。

更佳地，熱源進(jìn)入層、熱源排出層的下端面通過(guò)多個(gè)U型管相互連通。熱源進(jìn)入層內(nèi)的換熱介質(zhì)通過(guò)U型管流動(dòng)至熱源排出層內(nèi)。

較佳地，熱源通道內(nèi)的換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或者水。導(dǎo)熱油具有抗熱裂化和化學(xué)氧化的性能，傳熱效率好，散熱快，熱穩(wěn)定性很好，可以獲得很高的操作溫度，可以大大降低操作壓力和安全要求，提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性。而水作為換熱介質(zhì)，易獲得，易更換，更加環(huán)保，且成本低，需注意的是，當(dāng)使用水作為換熱介質(zhì)時(shí)，該煙氣凈化與余熱回收裝置處于帶壓工作狀態(tài)，屬于壓力容器，具有一定的危險(xiǎn)性，應(yīng)做好安全措施。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)例。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：

該煙氣凈化與余熱回收裝置，對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵的同時(shí)，還能回收煙氣余熱，迅速降低煙氣溫度，保護(hù)了后續(xù)裝置，避免了裝置高溫破壞及高塵堵塞的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高溫含塵煙氣的凈化和余熱回收的同時(shí)進(jìn)行，在達(dá)到環(huán)保效果的同時(shí)，提高了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型煙氣凈化與余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示的煙氣凈化與余熱回收裝置的煙氣進(jìn)口、熱源進(jìn)口、熱源出口的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1所示的煙氣凈化與余熱回收裝置的熱源進(jìn)入層、熱源排出層的展開(kāi)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

灰斗1

出灰口11

煙氣進(jìn)入通道2

煙氣進(jìn)入內(nèi)層21

煙氣進(jìn)入外層22

煙氣排出通道3

熱源通道4

熱源進(jìn)入層41

熱源排出層42

螺旋導(dǎo)流片43

斷開(kāi)處44

煙氣進(jìn)口5

導(dǎo)流葉片51

煙氣出口6

熱源進(jìn)口7

熱源出口8

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種煙氣凈化與余熱回收裝置，它包括灰斗1、煙氣進(jìn)入通道2、煙氣排出通道3和熱源通道4，煙氣進(jìn)入通道2為繞煙氣排出通道3設(shè)置的至少一個(gè)筒形管道，筒形管道與煙氣排出通道3同軸設(shè)置，熱源通道4與煙氣進(jìn)入通道2、煙氣排出通道3相貼合并熱交換，灰斗1位于煙氣進(jìn)入通道2、煙氣排出通道3的下方，煙氣進(jìn)入通道2與煙氣進(jìn)口5、灰斗1相連通，煙氣排出通道3與煙氣出口6、灰斗1相連通，熱源通道4的兩端分別設(shè)有熱源進(jìn)口7和熱源出口8。

高溫含塵煙氣從煙氣進(jìn)口5進(jìn)入煙氣進(jìn)入通道2，在煙氣進(jìn)入通道2內(nèi)圍繞中心軸線作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在離心力的作用下，煙氣中的煙塵顆粒被甩向煙氣進(jìn)入通道2的管壁，煙塵顆粒在重力的作用下落入灰斗1中，完成煙塵顆粒與煙氣的分離；分離后的旋轉(zhuǎn)的煙氣在煙氣進(jìn)入通道2的下部(灰斗1內(nèi))收縮向中心流動(dòng)，向上形成二次渦流經(jīng)煙氣排出通道3、煙氣出口6流出。在此過(guò)程中，熱源通道4中的換熱介質(zhì)與煙氣進(jìn)入通道2、煙氣排出通道3內(nèi)的煙氣進(jìn)行熱交換。

因此，該煙氣凈化與余熱回收裝置，在煙氣除塵處理的過(guò)程中也完成了余熱回收，減少了熱量損失，急速冷卻煙氣從而保護(hù)了后續(xù)裝置，同時(shí)減少了后續(xù)裝置的粘結(jié)，提高了后續(xù)裝置的換熱效率，在環(huán)保的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的效果，有良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

為了保證換熱介質(zhì)與煙氣充分熱交換，需將換熱介質(zhì)在熱源通道4中流動(dòng)的長(zhǎng)度最大限度的拉長(zhǎng)，因此，熱源進(jìn)口7、熱源出口8均設(shè)置于熱源通道4的上方。同理，為了保證煙氣充分除塵，需將煙氣在煙氣進(jìn)入通道2、煙氣排出通道3中流動(dòng)的長(zhǎng)度最大限度的拉長(zhǎng)，因此，煙氣進(jìn)口5位于煙氣進(jìn)入通道2的上方，煙氣出口6位于煙氣排出通道3的上方。

熱源通道4內(nèi)的換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或者水。導(dǎo)熱油具有抗熱裂化和化學(xué)氧化的性能，傳熱效率好，散熱快，熱穩(wěn)定性很好，可以獲得很高的操作溫度，可以大大降低操作壓力和安全要求，提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性。而水作為換熱介質(zhì)，易獲得，易更換，更加環(huán)保，且成本低，需注意的是，當(dāng)使用水作為換熱介質(zhì)時(shí)，該煙氣凈化與余熱回收裝置處于帶壓工作狀態(tài)，屬于壓力容器，具有一定的危險(xiǎn)性，應(yīng)做好安全措施。

上述換熱介質(zhì)在熱源通道4內(nèi)的流速范圍為1.2～2.0m/s，煙氣排出通道3內(nèi)的煙氣排出的流速范圍為12～15m/s。

灰斗1的最下方設(shè)有出灰口11。落入灰斗1內(nèi)的煙塵顆粒通過(guò)出灰口11從灰斗1內(nèi)掉出。

如圖1至圖2所示，煙氣進(jìn)入通道2分為煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22，煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22均與煙氣進(jìn)口5、灰斗1相連通。將煙氣進(jìn)入通道2分成兩層，煙氣被分流至煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22中。煙氣進(jìn)入通道2分為多層，可以在控制裝置整體體積的情況下，增加煙氣進(jìn)入通道2的整體長(zhǎng)度，使煙氣除塵的效果更好。

為了保證煙氣能均勻地分流至煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22中，煙氣進(jìn)口5內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片51，導(dǎo)流葉片51將煙氣進(jìn)口5分成兩部分并分別與煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22相連通。通過(guò)導(dǎo)流葉片51的分配，保證煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22的煙氣流量相同。

如圖2所示，煙氣進(jìn)口5相切于煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22，使煙氣可以沿切線無(wú)障礙地快速進(jìn)入煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22，在煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22中圍繞中心軸線作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

如圖1所示，熱源通道4分為相連通的熱源進(jìn)入層41和熱源排出層42，熱源進(jìn)口7設(shè)置于熱源進(jìn)入層41上，熱源出口8設(shè)置于熱源排出層42上；煙氣進(jìn)入通道2分為煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22，熱源進(jìn)入層41夾在煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣進(jìn)入外層22之間，熱源排出層42夾在煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、煙氣排出通道3之間。煙氣流過(guò)的通道與換熱介質(zhì)流過(guò)的通道相互輪流設(shè)置，使煙氣與換熱介質(zhì)最大限度地充分熱交換。其中，最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，煙氣進(jìn)入外層22、熱源進(jìn)入層41、煙氣進(jìn)入內(nèi)層21、熱源排出層42為從外至內(nèi)依次嵌套的筒形管道，煙氣排出通道3位于熱源排出層42中間。

如圖3所示，熱源進(jìn)入層41或熱源排出層42內(nèi)設(shè)有繞周向盤(pán)旋的螺旋導(dǎo)流片43。換熱介質(zhì)沿該螺旋導(dǎo)流片43盤(pán)旋向下或者向上，使換熱介質(zhì)在熱源進(jìn)入層41或熱源排出層42內(nèi)環(huán)繞流動(dòng)，使換熱介質(zhì)能與煙氣充分換熱，提高換熱效率，增強(qiáng)余熱回收的效果。

其中，螺旋導(dǎo)流片43的傾斜角度α最好為10～20度，該傾斜角度是使換熱介質(zhì)良好流動(dòng)的最優(yōu)的角度范圍。

其中，螺旋導(dǎo)流片43沿延伸方向每300～500mm斷開(kāi)10mm，其斷開(kāi)處44與下一層對(duì)應(yīng)的斷開(kāi)處44之間的連線與平行線之間的夾角β為75度。換熱介質(zhì)沿螺旋導(dǎo)流片43的延伸方向流動(dòng)的同時(shí)，還會(huì)從斷開(kāi)處44直接流動(dòng)至下一層。

其中，熱源進(jìn)入層41或熱源排出層42沿徑向的寬度為20～32mm。該寬度范圍是換熱介質(zhì)良好流動(dòng)的最優(yōu)的范圍。

其中，熱源進(jìn)入層41、熱源排出層42的下端面通過(guò)多個(gè)U型管相互連通。熱源進(jìn)入層41內(nèi)的換熱介質(zhì)通過(guò)U型管流動(dòng)至熱源排出層42內(nèi)。

上述煙氣凈化與余熱回收裝置，在除塵的同時(shí)，高溫?zé)煔鈴臒煔膺M(jìn)口5開(kāi)始就與逆流進(jìn)入的換熱介質(zhì)進(jìn)行換熱，煙氣將熱量傳給換熱介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了高溫含塵煙氣的凈化和余熱回收的同時(shí)進(jìn)行。

上述煙氣凈化與余熱回收裝置，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多層筒體結(jié)構(gòu)；

2)采用旋風(fēng)除塵原理，除塵效果達(dá)50～70％；

3)在高溫段對(duì)煙氣進(jìn)行急冷，保護(hù)后續(xù)煙氣處理裝置；

4)對(duì)煙氣進(jìn)行除塵，減少對(duì)后續(xù)裝置的粘結(jié)，提高后續(xù)裝置的換熱效率；

5)在除塵的同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行余熱回收，減少了熱量損失；

6)粉塵沉積面積大，延長(zhǎng)了小顆粒粉塵的可沉積時(shí)間。

本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。