[发明专利]自洁型流化床换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热设备，尤其涉及一种应用于回收含尘烟气或煤气等易爆气体热能的换热器。

背景技术

各种形式的换热设备已广泛应用于生产、生活各领域。在众多类型的换热设备中，有的造价低廉，但换热效果差；有的换热效率较高，但制造复杂且价格较贵。当气体中含有粉尘时，问题更趋复杂，因为粉尘会使换热设备堵塞，换热恶化；更有甚者会将换热管磨穿，造成停产等严重事故。

另外，烟气或煤气中含有粉尘，即使经过除尘后，含尘浓度也可能达到30mg/m³以上。此粉尘浓度虽然可以达到环保排放标准，但粉尘对换热器表面的影响依然存在的，没有好的清灰手段必然造成整个换热过程的劣化。比较适合粉尘特点，目前应用较多且清灰效果好的是激波清灰器，但需要一整套复杂的系统，而且由于激波清灰过程可能带有火星，如果用于煤气这种易爆气体就不太安全。

从气-水换热过程来讲，影响整体换热效率的往往是气侧而不是水侧，因为气侧的传热热阻更大。有数据表明，气体侧的强制对流换热系数在20～100W/(m².℃)，而水侧强制对流系数在1000～15000W/(m².℃)。在气体侧加装翅片或肋管是常用的改善气体侧换热效果的方式，但其侧重点是通过增加换热表面积来增强换热效果，气侧对流换热系数仍然没有什么突破，而且随着使用时间增加，翅片表面积灰是常见的，换热效果随时间递减。一个典型的对比就是：素以换热优良著称的翅片热管和普通的翅片水管在换热效果上并没有特别大的差别。所以，归根结底，加翅片以增加气侧的表面积等手段只抓住了换热问题的一方面，其另一方面就是要提高气侧的对流换热系数而非单纯表面积。

发明内容

本发明的目的在于解决以上问题，提出一种适合于各类含尘烟气或煤气等易爆气体、安全高效经济的自洁型流化床换热器。

本发明提供的自洁型流化床换热器包括筒体和换热管，进气口和出气口设置在筒体上；设置有多个通孔的气体预分布板在筒体中，并且位于进气口和出气口之间；由多个大粒子构成的大粒子床支承在气体预分布板上，在气体以工作流速通过筒体时大粒子处在鼓泡状流化状态；换热管的一部分埋在大粒子床中。

本发明的自洁型流化床换热器当气体以工作流速通过筒体时大粒子处在鼓泡状流化状态，大粒子在将气体中的热量传递给换热管的同时使气流紊乱，数倍提高换热管气侧的换热系数，并且大粒子的碰撞使粘附于换热管气侧壁面的粉尘得到清洁。本发明的自洁型流化床换热器适用于各类含尘烟气或煤气等易爆气体，并且具有安全、清灰容易、造价低廉等优点。

附图说明

图1为自洁型流化床换热器的示意性剖视图；

图2为图1的A-A向剖视图。

下面结合附图对本发明作详细描述。

具体实施方式

参见图1，自洁型流化床换热器包括大体上为圆筒状的筒体1，进气口13和出气口12分别设置在筒体1的两端，含尘低温、中温或高温烟气或煤气等易爆气体气体从进气口13进入筒体1，在筒体1中与换热管2进行热交换后从出气口12排出。从进气口13进入筒体1中的气体可以是烟气或煤气等任何气体及任何成份，但不包括液体。进气温度可以为低温、中温或高温。气体预分布板3在筒体1中，位于进气口13和出气口12之间，并且靠近进气口13布置。气体预分布板3大体上为一块平板，其上均匀地设置了等直径的多个通孔。筒体1在气体预分布板3和进气口13之间的区域为气体预分布室。多个大粒子4放置在筒体1中并且受气体预分布板3支承。大粒子4的粒径大于气体预分布板3上的通孔的直径，以使得大粒子4不会从气体预分布板3上的通孔掉出来。在本实施例中，大粒子4为金属空心小球。参见图2，静止不动的多个大粒子4堆放在筒体1中形成高度为h的大粒子床。