[发明专利]多级气体换热除尘器

说明书

技术领域

本发明涉及除尘器领域，尤其是涉及一种多级气体换热除尘器。

背景技术

目前，换热和除尘是两套各自独立的系统。

换热器，也称热交换器，用于不同温度的流体之间进行换热的设备。一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。根据热量的传递方式把换热器分为间壁式、混合式和蓄热式等三大类。间壁式换热器在工业中应用最广。

在实际使用中，间壁式换热器有很多种类，主要有夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、板式换热器、管壳式换热器、双管板换热器(P型换热器)等。

除尘分为粗除尘和精除尘两个阶段。粗除尘主要采用降尘室，降低含尘烟气的流速，利用重力原理实现粗颗粒粉尘自然沉降，降低烟气中的含尘量。精除尘一般采用布袋除尘器、陶瓷多管除尘器、电除尘器等进行高效除尘，达到环保排放标准。

目前没有一套完整的在换热的同时可以除尘的多级换热器。

发明内容

本发明的多级气体换热除尘器中的换热器属于管壳式换热器，管壳式换热器结构简单，换热效率高。本发明换热除尘器中的除尘器属于重力除尘器，重力除尘器也是粗除尘中普遍应用的一种除尘方式，构造简单，对粗颗粒灰尘沉降效果明显。本发明把换热和除尘有机地结合起来，在换热的同时实现粗除尘。各级换热除尘器的结构相似，每级换热除尘器分为三部分：上部为含尘热气体进风腔，中部为换热段，下部为出风除尘腔。

本发明是通过如下技术方案实现的：

含尘热烟气经高温烟气入口进入一级换热器，热烟气通过一级换热器进行热交换，需要加热的冷气体从一级冷气体入口进入一级换热器下部腔体内，热交换后的热烟气经过一级热气体出口出来，经过到二级换热器，在二级换热器中进行热交换，需要加热的冷气体从二级冷气体入口进入二级换热器下部腔体内，热交换后的热烟气经过二级热气体出口出来，此时高温含尘烟气在换热管内流动的过程中温度逐步下降，烟气流速急剧下降，而烟气中的大颗粒灰尘能保持一定的速度惯性，仍高速向下运动，最终落至收尘灰斗底部一部分的烟气的灰尘，通过收尘灰斗送达至卸灰装置，另一部分烟气中的小颗粒粉尘由于速度惯性弱，被烟气带走继续进行排尘，这部分烟气经过经过到三级换热器，在三级换热器中进行热交换，需要加热的冷气体从三级冷气体入口进入三级换热器下部腔体内，热交换后的热烟气经过三级热气体出口出来，此时的热烟气的温度已经降低，不含杂质的低密度的低温烟气，从低温烟气出口排出，而另一部分灰尘通过通过收尘灰斗送达至卸灰装置，灰仓内的粉尘通过料位计在线检测，累积到一定灰量时系统给出排灰信号，直接装车外运。

换热段内部为许多的垂直布置的细管，细管上端连接进风腔，下端连接出风除尘腔。含尘热烟气在细管内通过，细管外的空间充满换热气体，这种结构与常规的管式换热器刚好相反。热烟气在细管内的流动方向都是从上向下流动，根据热气体流量的不同，选择不同的管径，使热烟气在细管内的流动处于层流状态，热交换均匀进行，换热效率高，粉尘对管道的磨损小。换热气体从换热段的下部进入，上部出来，由于换热器内部细管密布，换热气体需要穿过许多细管之间的缝隙，行程长，气流处于紊流状态，气体分子与细管外壁碰撞磨擦次数增多，换热效率高。

出风除尘腔为的底部为大灰仓，灰仓最高料位以上保证一定的空间，热烟气从细管进入出风除尘腔，当烟气离开细管进入除尘腔的瞬间，由于流通面积骤然增大，气体流速明显下降，而气体中的灰尘颗粒在速度惯性的作用下迅速降落至灰仓底部，实现气体与大颗粒烟尘的分离，达到粗除尘的目的。

沉积在出风除尘腔下部灰斗内的粉尘达到一定容量后，可以定期同过下部的出灰装置放灰。即可以直接用无尘装车机装车，也可以通过风力输送管道将粗颗粒粉尘送到指定地点统一处理。

本发明的优点在于：

A)换热效率高。在本发明中的换热段中，含尘热烟气在细管内为层流状态，换热段温度分布均匀；换热气体在细管外的空腔内流动，呈紊流状态，换热效率高。

B)对管道磨损小。在本发明中的换热段中，细管内的含尘热烟气流动为层流状态，粉尘对管道的磨损很小。细管外为洁净气体，虽然为紊流状态，对管道的影响不大。

C)系统阻损小。本发明的气体换热除尘器为干法粗除尘，含尘热烟气逐步物理降温，不增加其他任何成分。随着大颗粒粉尘逐渐自行沉积，同时热烟气温度不断降低，管道内的热烟气体积减少，含尘量降低，再加上在管道内为层流状态，整个系统的阻损明显降低，对后面的除尘风机的性能要求有所降低。这一点对旧厂改造是非常重要的。