[发明专利]具有烟气净化功能的多级换热-余热回收热风系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热风系统，尤其是进行多级换热-余热回收并具有烟气净化功能的热风系统。

背景技术

在工业领域，有很多地方需要使用热风进行烘干、加热、烤制等工艺，而产生热风最直接的就是热风炉。我国最普遍使用的便是燃煤热风炉，它具有结构简单造价低、维护频繁寿命短的特点，由于燃煤，所以运行成本是最低但也是污染最重的，在“节能减排”形势下它被限制使用。

现在常见的热风系统是一台造价低廉的热风炉和鼓风机的简单结合，燃料燃烧产生的热能一次性地通过间壁传热传给空气形成热风，在我国应用非常广泛，热效率大多数都低于60％。另有一些热风系统在其烟道上装有余热回收器达到降低热能浪费的目的，但由于回收温度不能与热风温度一致，即不能直接与上述热风炉一次加热产生的热风一起使用-功能单一，效果不理想。

另外从环保角度考虑，现今的烟尘净化设备都是独立于热风炉(或锅炉)和余热回收装置的，由于它的结构所限，只能进行烟尘净化，高温烟尘所携带的大量热量并没有被回收利用。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提出一种有机融合多种功能、使用效果良好并且顺应市场要求的热风系统。

这种具有烟气净化功能的多级换热-余热回收热风系统主要由含炉内换热器的热风炉、炉外换热器和余热回收器组成。它们三个部分依次串联。

其中：热风炉主要由燃烧室和炉内换热器组成，炉内换热器内部有换热火管。这里与常规一次换热热风炉的不同在于，燃烧室产生的热全部由烟气带出并进入炉内换热器的换热火管中与空气换热，即：换热火管内走烟气和火，热风从其外空间通过。换热火管连接燃烧室和一级烟道。为使热风与换热火管内的烟气充分换热，在炉内换热器中设置一道或多道导流墙，效果是使热风以U型或S型的长路径通过炉内换热器，最后在炉内换热器设置热风出口，使被加热的高温空气-热风进入用热设备或其它用热的地方。

如上所述换热火管连接燃烧室和一级烟道，一级烟道则连接热风炉和炉外换热器两大组件。炉外换热器分上下两部分，热风从上部通过，烟气从下部通过，上下两部分的换热通过置于炉外换热器中连接上下两部分的换热器完成，这里的换热器不仅指热管式或其它可以独立于炉外换热器且中用于换热的组件也可以是具有换热功能的炉外换热器本身的材料，比如上下两部分之间的间隔物。上部两端分别与一级热风通道和二级热风通道连接，通过一级热风通道与余热回收器的换热套筒相连，通过二级热风通道与热风炉的炉内换热器相连；下部两端分别与一级烟道和二级烟道连接，二级烟道的出口插入烟气净化换热箱的水面以下。

余热回收器主要由换热套筒、烟气净化换热箱、热管、空气进口、排气口和排污口以及其它附件组成。它兼备最后一级的烟气余热回收和烟气净化两种功能并且这两个功能的实现是同步的。换热套筒包围在烟气净化换热箱外，换热套筒内的热管穿过它通入烟气净化换热箱内，热管可以是一支一支地环形排列在换热套筒内，或以环形联通热管式形式置于其中，或以其它方式内置。烟气净化换热箱内盛有水，水中可以溶入脱硫脱氮等药品，水面高度最低应该同时达到使水与热管接触和没过二级烟道出口两个条件。烟气净化换热箱的下部设有排污阀，用于排放其中的水；在上部或侧面有排气口，用于排放净化和余热回收后的废气。烟气净化换热箱内水具有余热回收和烟气净化双重作用。

为提高热利用率降低热量损失，系统外面附有保温层。

系统运行按烟气路径和空气路径分别说明：

燃料在燃烧室内燃烧产生携带大量热的烟气。

本系统产生的热不在燃烧室内交换，而由烟气携带，从燃烧室进入换热火管将高温热能通过火管传递到炉内换热器中，换热火管内有高温明火窜入；

再通过一级烟道进入炉外换热器，通过换热器再次散失部分热能；

然后通过二级烟气通道进入余热回收器进行最后一次热交换，将全部的可利用热能留在水中，还有所有的灰尘和绝大多数的硫、氮化合物也溶入水中；

最后，净化换热完成后的废气通过排气口排放出去。

烟气的多级换热使其温度逐级降低，并且最后在余热回收器的净化作用下仅剩废气不再有有害气体和灰尘颗粒。

空气首先通过余热回收器的空气入口进入换热套筒进行第一次加热，成为低温热风，在这里需要指出的是：余热回收器内进行的是烟气-水-空气二次换热，水起到了换热介质的作用；

低温热风穿过换热套筒通过一级热风通道进入炉外换热器的上部吸收其中换热器传递来的烟气的热能，温度再次升高；