本技術(shù)涉及氣體加熱，具體而言，涉及一種氣體加熱裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著雙碳目標(biāo)的提出，工業(yè)上越來(lái)越多的開(kāi)始考慮用電來(lái)取代化石燃料做為加熱能源。目前電加熱的方式主要有電阻發(fā)熱、電磁、微波、電極加熱等方式。工業(yè)上存在大量的加熱氣體的應(yīng)用場(chǎng)景。由于氣體的導(dǎo)熱、導(dǎo)磁性能較差，采用電阻加熱、電磁或其他電加熱方式加熱效率較高。此外，采用電阻等方式直接加熱氣體時(shí)，加熱介質(zhì)表面溫度較高，停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)于一些在高溫下存在分解或反應(yīng)(如析碳)的氣體，加熱表面會(huì)因氣體的結(jié)焦等產(chǎn)生更多的熱阻，從而使得加熱效率下降嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐稍O(shè)備的破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種氣體加熱裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用電阻等方式直接加熱氣體時(shí)，加熱介質(zhì)表面溫度較高，停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)于一些在高溫下存在分解或反應(yīng)(如析碳)的氣體，加熱表面會(huì)因氣體的結(jié)焦等產(chǎn)生更多的熱阻，從而使得加熱效率下降嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐稍O(shè)備的破壞問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種氣體加熱裝置，包括外筒體、內(nèi)筒體，所述內(nèi)筒體設(shè)置在外筒體內(nèi)，所述外筒體設(shè)置有顆粒進(jìn)口，所述外筒體的外周連接有電加熱裝置，所述外筒體底部設(shè)置有氣體分布板、氣體分布器、氣體進(jìn)口，所述氣體分布器的一端深入內(nèi)筒體，所述氣體分布器的另一端依次穿過(guò)氣體分布板、外筒體，所述氣體分布板平鋪在外筒體底部，所述氣體分布板與外筒體形成底部腔體，所述氣體進(jìn)口與底部腔體連通，所述氣體進(jìn)口、氣體分布器通入的是待加熱氣體，所述內(nèi)筒體內(nèi)部為上升區(qū)，所述內(nèi)筒體與外筒體之間為循環(huán)區(qū)，所述顆粒在上升區(qū)和循環(huán)區(qū)循環(huán)，顆粒通過(guò)電加熱裝置進(jìn)行加熱，顆粒在循環(huán)的過(guò)程中與待加熱氣體經(jīng)過(guò)熱交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣體的加熱。

4、該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒在氣體中懸浮，通過(guò)顆粒在流化過(guò)程中，氣固之間具有非常高的接觸面積，氣固之間的換熱系數(shù)也高，因此，通過(guò)電加熱裝置使顆粒加熱，以高溫顆粒作為加熱介質(zhì)以流化的方式加熱氣體，避免部分氣體因停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或局部溫度過(guò)高而導(dǎo)致的析碳等現(xiàn)象。

5、進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒體距離氣體分布板的最小距離為h1，所述氣體分布器靠近內(nèi)筒體的一端距離氣體分布板的距離為h2，其中，h2＞h1。

6、該設(shè)置可以使待加熱氣體直接在內(nèi)筒中加熱，提高氣體的加熱效率。

7、進(jìn)一步地，所述外筒體由上而下依次包括筒蓋、上筒體、中筒體、下筒體，所述上筒體的直徑為d3，所述下筒體的直徑為d2，其中d3＞d2，所述中筒體的直徑由上而下逐漸減小，所述顆粒進(jìn)口設(shè)置在下筒體上，所述電加熱裝置連接在下筒體的外周。

8、該設(shè)置當(dāng)顆粒被氣體帶入到外筒體的上端時(shí)，能夠掉落在外筒體與內(nèi)筒體之間的循環(huán)區(qū)，再次被電加熱裝置加熱，繼續(xù)參與待加熱氣體的加熱。

9、進(jìn)一步地，所述電加熱裝置為電磁或微波發(fā)生裝置。

10、該設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒的加熱，從而使得顆粒與氣體進(jìn)行熱交換。

11、進(jìn)一步地，所述氣體分布器包括豎向管、盤(pán)體，所述豎向管和盤(pán)體連接，所述豎向管插入氣體分布板中并延伸至內(nèi)筒體內(nèi)，所述盤(pán)體具有腔體結(jié)構(gòu)，所述盤(pán)體的腔體結(jié)構(gòu)與豎向管的腔體結(jié)構(gòu)連通。

12、進(jìn)一步地，所述盤(pán)體包括連接部、橫管，所述橫管為多個(gè)，多個(gè)所述橫管連接在連接部的圓周側(cè)。

13、該設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)更多的顆粒進(jìn)入到內(nèi)筒體內(nèi)參與氣體的加熱，提高氣體加熱的效率。

14、進(jìn)一步地，所述連接部開(kāi)設(shè)有第一通孔，所述第一通孔位于連接部的中心，所述橫管開(kāi)設(shè)有多個(gè)第二通孔。

15、該設(shè)置提高顆粒在內(nèi)筒體內(nèi)流化的均勻性，使氣體的加熱的更均勻。

16、進(jìn)一步地，所述氣體分布板開(kāi)設(shè)有第三通孔，所述第三通孔位于氣體分布板的中心。

17、本實(shí)用新型中的氣體分布板的作用是將氣體在b區(qū)均勻分布，從而使得該區(qū)域內(nèi)的顆粒均勻流化。同時(shí)b區(qū)內(nèi)氣體的平均流速應(yīng)低于a區(qū)，從而在a區(qū)和b區(qū)間形成密度差，以推動(dòng)顆粒內(nèi)循環(huán)。

18、進(jìn)一步地，氣體分布板為多孔板或具有風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的分布板，優(yōu)選為具有風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的分布板，該設(shè)置可以避免顆粒落入分布板以下的腔體內(nèi)。

19、進(jìn)一步地，還包括凈化部，所述外筒體通過(guò)連接管與凈化部連接。

20、該設(shè)置凈化部用于分離氣體和固體，進(jìn)一步凈化氣體。

21、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的一種氣體加熱裝置具有以下優(yōu)勢(shì)：

22、1)首先，本實(shí)用新型采用電作為熱源加熱氣體，具有低碳的優(yōu)勢(shì)；其次，相對(duì)于對(duì)氣體直接加熱，本實(shí)用新型中的氣體加熱裝置，以顆粒作為中間介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒在外筒體內(nèi)進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，電加熱裝置連接在外筒體外部，電加熱裝置加熱循環(huán)區(qū)的顆粒，可以使得循環(huán)區(qū)的顆粒加熱更充分，加熱后的顆粒才能進(jìn)入上升區(qū)對(duì)氣體進(jìn)行加熱，該氣體加熱裝置能夠使得顆粒密相流化，增加了氣固之間的換熱，提高了顆粒溫度的均勻性，進(jìn)而使得氣體加熱的更均勻；待加熱氣體與熱的顆粒以流化的方式進(jìn)行換熱，充分利用了換熱系數(shù)高、比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)氣體的快速均勻加熱，避免部分氣體因停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或局部溫度過(guò)高而導(dǎo)致的析碳等現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種氣體加熱裝置，其特征在于，包括外筒體(1)、內(nèi)筒體(2)，所述內(nèi)筒體(2)設(shè)置在外筒體(1)內(nèi)，所述外筒體(1)設(shè)置有顆粒進(jìn)口(7)，所述外筒體(1)的外周連接有電加熱裝置(6)，所述外筒體(1)底部設(shè)置有氣體分布板(4)、氣體分布器(3)、氣體進(jìn)口(5)，所述氣體分布器(3)的一端深入內(nèi)筒體(2)，所述氣體分布器(3)的另一端依次穿過(guò)氣體分布板(4)、外筒體(1)，所述氣體分布板(4)平鋪在外筒體(1)底部，所述氣體分布板(4)與外筒體(1)形成底部腔體(15)，所述氣體進(jìn)口(5)與底部腔體(15)連通，所述氣體進(jìn)口(5)、氣體分布器(3)通入的是待加熱氣體，所述內(nèi)筒體(2)內(nèi)部為上升區(qū)(a)，所述內(nèi)筒體(2)與外筒體(1)之間為循環(huán)區(qū)(b)，所述顆粒在上升區(qū)(a)和循環(huán)區(qū)(b)循環(huán)，顆粒通過(guò)電加熱裝置(6)進(jìn)行加熱，顆粒在循環(huán)的過(guò)程中與待加熱氣體經(jīng)過(guò)熱交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣體的加熱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒體(2)距離氣體分布板(4)的最小距離為h1，所述氣體分布器(3)靠近內(nèi)筒體(2)的一端距離氣體分布板(4)的距離為h2，其中，h2＞h1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述外筒體(1)由上而下依次包括筒蓋(14)、上筒體(11)、中筒體(12)、下筒體(13)，所述上筒體(11)的直徑為d3，所述下筒體(13)的直徑為d2，其中d3＞d2，所述中筒體(12)的直徑由上而下逐漸減小，所述顆粒進(jìn)口(7)設(shè)置在下筒體(13)上，所述電加熱裝置(6)連接在下筒體(13)的外周。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述電加熱裝置(6)為電磁或微波發(fā)生裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述氣體分布器(3)包括豎向管(31)、盤(pán)體(32)，所述豎向管(31)和盤(pán)體(32)連接，所述豎向管(31)插入氣體分布板(4)中并延伸至內(nèi)筒體(2)內(nèi)，所述盤(pán)體(32)具有腔體結(jié)構(gòu)，所述盤(pán)體(32)的腔體結(jié)構(gòu)與豎向管(31)的腔體結(jié)構(gòu)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述盤(pán)體(32)包括連接部(321)、橫管(322)，所述橫管(322)為多個(gè)，多個(gè)所述橫管(322)連接在連接部(321)的圓周側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述連接部(321)開(kāi)設(shè)有第一通孔(3211)，所述第一通孔(3211)位于連接部(321)的中心，所述橫管(322)開(kāi)設(shè)有多個(gè)第二通孔(3221)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述氣體分布板(4)開(kāi)設(shè)有第三通孔(41)，所述第三通孔(41)位于氣體分布板(4)的中心。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，所述氣體分布板(4)為多孔板或具有風(fēng)帽結(jié)構(gòu)(42)的分布板中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體加熱裝置，其特征在于，還包括凈化部(9)，所述外筒體(1)通過(guò)連接管(8)與凈化部(9)連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種氣體加熱裝置，包括外筒體、內(nèi)筒體，所述內(nèi)筒體設(shè)置在外筒體內(nèi)，所述外筒體設(shè)置有顆粒進(jìn)口，所述外筒體的外周連接有電加熱裝置，所述外筒體底部設(shè)置有氣體分布板、氣體分布器、氣體進(jìn)口，所述氣體分布器的一端深入內(nèi)筒體，所述氣體分布器的另一端依次穿過(guò)氣體分布板、外筒體，所述氣體分布板平鋪在外筒體底部，所述氣體分布板與外筒體形成底部腔體，所述氣體進(jìn)口與底部腔體連通，所述氣體進(jìn)口、氣體分布器通入的是待加熱氣體，所述內(nèi)筒體內(nèi)部為上升區(qū)，所述內(nèi)筒體與外筒體之間為循環(huán)區(qū)，顆粒通過(guò)電加熱裝置進(jìn)行加熱，顆粒在循環(huán)的過(guò)程中與待加熱氣體經(jīng)過(guò)熱交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣體的加熱。

技術(shù)研發(fā)人員：高永川,邵松,張偉,張忠梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：洛陽(yáng)瑞昌環(huán)境工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240201
技術(shù)公布日：2024/12/19