[发明专利]一种蓄热换热器及其烟气入口装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器，属于F28d的换热器领域。 

 

背景技术

随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加，城市大气质量日益恶化的问题也越发突出，节约能源和减少环境有害物排放的问题迫在眉睫。在常见的热能动力领域中，能耗高、污染严重的主要原因之一是烟气的排烟温度过高，即浪费了大量能源，又造成了环境污染。水泥行业是一个高耗能、高污染的行业。水泥行业余热发电系统可对尾气余热进行回收再利用，实现节能减排的目的。但是相关余热具有间歇性，品质差等特点，使得发电系统的效率低，这些问题亟待解决。

应用蓄热材料可以使各个行业生产过程中不连续蒸汽变为连续蒸汽，有利于提高余热发电系统的效率。例如，在国内现有铜冶炼工艺中，熔炼转炉产生大量富裕蒸汽，但因负荷波动大，大部直接对空排放，造成大量能源浪费，通过增设蓄热器，可使其变为汽轮机稳定补汽源，充分利用了铜冶炼工艺余热，实现了能源的梯级利用。现有余热利用行业中的蓄热器，主要包括各种类型的管壳式换热器，例如，喷淋式、光管、针翅管、肋片管、热管等，也可以利用板式换热器实现蓄热和放热过程。但是存在的问题是，蓄热和放热系统结构复杂，蓄热和放热用换热器体积大，成本高等，因此针对蓄热过程用换热设备的改进是有必要的。

发明内容

本发明针对现有水泥行业余热利用的蓄热设备中存在的问题，提出了一种新型的蓄热式换热器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器，所述换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体，所述换热器壳体内设置多块蓄热材料，所述多块蓄热材料堆叠在一起，每块蓄热材料中设置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉设置，所述第一管束和第二管束分别穿过第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外径分别等于第一管孔和第二管孔的直径；所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气，第二管束用于流通低温工质；所述烟气从高温烟气入口进入，经过第一管束，然后从高温烟气出口排出，低温工质从低温工质入口进入，经过第二管束，然后从低温工质出口排出；沿着烟气的流动方向上设置多个隔板，将第一孔分为多个独立的通道；沿着壳体竖向的中线向壳体两侧，隔板之间的距离越来越小。

一种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器，所述换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体，所述换热器壳体内设置多块蓄热材料，所述多块蓄热材料堆叠在一起，每块蓄热材料中设置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉设置，所述第一管束和第二管束分别穿过第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外径分别等于第一管孔和第二管孔的直径；所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气，第二管束用于流通低温工质；所述烟气从高温烟气入口进入，经过第一管束，然后从高温烟气出口排出，低温工质从低温工质入口进入，经过第二管束，然后从低温工质出口排出；低温工质管束在垂直于烟气的流动方向上为并联结构，沿着烟气流动的方向上，低温工质管束的管径不断的减少。

一种水泥生产过程余热利用的蓄热式换热器，所述换热器包括第一管束和第二管束、高温烟气进口、高温烟气出口、低温工质入口、低温工质出口和壳体，所述换热器壳体内设置多块蓄热材料，所述多块蓄热材料堆叠在一起，每块蓄热材料中设置第一管孔和第二管孔，第一管孔和第二管孔交叉设置，所述第一管束和第二管束分别穿过第一管孔和第二管孔，第一管束和第二管束的外径分别等于第一管孔和第二管孔的直径；所述第一管束用于流通水泥生产过程所产生的烟气，第二管束用于流通低温工质；所述烟气从高温烟气入口进入，经过第一管束，然后从高温烟气出口排出，低温工质从低温工质入口进入，经过第二管束，然后从低温工质出口排出；所述每一块蓄热材料为矩形结构，在每块蓄热材料中设置两排第一孔和一排第二孔，第二孔位于两排第一孔的中间，两排第一孔的中心线与中间第二孔的中心线的距离相同，第一孔和第二孔之间构成90°设置，同一排第一孔中的相邻两个孔的圆心之间的距离为L3，所述L3与第一孔直径D1之间的关系满足：1.5<L3/D1<2.7。