[发明专利]一种热交换装置及具有该装置的废气净化系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种热交换装置，具体而言，通过对热交换器和热交换管；排列位置的优化分布，最大化的提高换热系数，同时，还涉及一种具有该热交换装置的废气净化系统。

背景技术

在涂料烘烤过程中一般都会产生可燃性组分的气体，当可燃性气体遇到相应的助燃介质时，同时可燃气体达到一定的比例后，并在点火源作用下，能够引起燃烧或爆炸，其危害性主要视其爆炸极限，爆炸下限数值越小、爆炸下限与上限之间的范围越大，越危险；另外，许多可燃气体本身具有毒性。

目前，还有极少数企业，直接将废气排放至室外，不作任何净化处理，严重污染周边环境。但是大多数企业通常采用以下废气净化方法：

1、热力燃烧法，该种净化方法一般用于处理废气中含可燃组分浓度较低的情况，它可以直接在空气中燃烧。由于废气中可燃组分的浓度很低，燃烧过程中所放出的热量不足以满足燃烧过程所需的热量。因此，废气本身不能作为燃料，只能作为辅助燃料燃烧过程中的助燃气体，运行能耗较高，不利于工业化推广。

2、催化燃烧法，催化燃烧法的优点在于：①可以降低有机废气的起始燃烧温度。例如甲醇、甲醛在以氧化铝为载体的Pt催化剂(Pt/Al2O3)的作用下，室温下就开始燃烧，而直接燃烧法起始燃烧点通常为300～600℃；②燃烧不受碳氢化合物浓度的限制；③基本上不会造成二次污染；④设备较简单，投资少，见效快。但是，催化燃烧法也同样存在相应的不可避免的缺陷：①催化剂易中毒和不耐高温；②易使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、磷、卤族元素的化合物等。

为了弥补热力燃烧法和催化燃烧法的缺点，现有技术还公开一种可燃性废气的净化方法，一方面能净化废气，另一方面，能够对能耗循环利用；如中国发明专利CN200310109117，名称为“烘房净化处理和能源回收利用系统和装置”，揭示了一种烘房废气处理及能源回收利用的系统及其装置，采用循环系统，将热交换、加热、催化燃烧置于一体，包括：(1)烘房排出的废气经收集后进入热交换器进入热交换预加热；(2)预加热的废气进入加热室加热；(3)加热后废气过滤后由引风机抽取进入催化室催化燃烧；(4)燃烧后的净化气体进入烘房提供热量；多余部分气体进入热交换器为废气提供热量后排出。热量在装置内部循环利用，在废气进行处理的同时，又能提供烘房所需加热气体；但是该种系统并没有对热交换器进行优化设计，因此热交换器的体积较大，直接影响净化系统的体积，而且热交换利用率不高。

可见，现有技术至少存在以下缺陷，热交换装置体积过大，以及热交换效率不高。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种热交换装置，具有体积小、换热效率高的优点。

一种热交换装置，该热交换装置由若干个相互连通的热交换器组成，所述热交换器由若干个热交换管成行并平行排列而成，相邻的热交换器通过连通管头尾连接，使整个换热装置形成“S”型换热通道，相邻每一行的换热管彼此交错分布。

优先地，所述热交换管为波纹管。

本发明的另一目的在于，提供一种具有该种热交换装置的废气净化系统，该系统在净化废气的同时，能将热量在系统内部进行循环利用，而且能够减小净化系统的体积，提高换热效率，该系统包括：

烘房，用于对产品进行烤漆烘干，并排出废气；

热交换装置，与烘房相连接，对废气进行预热；

催化反应室，与热交换装置相连接，该反应室设有催化剂，催化剂与预热后的废气进行反应并生成净化气体；

混合室，设置于催化反应室与烘房之间，混合室内有空腔，空腔设有热风输入口、冷风输入口、混合输出口，其中，热风输入口与催化反应室相连，以及其中，冷风输入口与烘房相连，以及，混合输出口将冷热混合气体输入烘房内；

第一温度控制装置，与烘房相连，用于监测烘房温度；

第一风道控制装置，与第一温度监控装置连接，并设置于催化反应室与混合室之间，该装置基于炉内温度控制装置反馈的信号，控制热风是否进混合室，其特征在于，所述热交换装置由若干个相互连通的热交换器组成，所述热交换器由若干个热交换管成行并平行排列而成，其特征在于，相邻的热交换器通过连通管头尾连接，使整个换热装置形成“S”型换热通道，相邻每一行的换热管彼此交错分布。

优先地，所述热交换管为波纹管。

优先地，含可燃性组分废气的净化系统，还包括第二温度控制装置、第二风道控制装置，其中，所述第二温度控制装置设置于混合室与催化反应室之间的风道内，以及其中，所述第二风道控制装置一方面与催化反应室相连，另一方面与外部空间相连。