[发明专利]一种切换式蓄热式高效热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄热式换热装置。

背景技术

我国能源的紧张与短缺已成定局，严重影响了经济的发展。在工业设备的热处理中，频繁产生具有高热含量的大量废气，这在通常发生能量消耗的正佳的情况下为废气的回收提供了经济优势。目前我国工业炉能源利用率普遍偏低，现在有一些锻造加热炉，由于工艺操作的特点，大部分锻造用加热炉的出炉废气温度均高于1000℃^[1]，因没有适合长期使用的高效余热回收装置，废气热损失很大，以至炉窑的热效率仅为5%～10%，从而造成燃料的极大浪费。大量的烟气余热得不到充分利用，热工设备的燃耗水平普遍高于国外同等设备。

围绕加热炉的进一步节能降耗问题，国内热工界曾经进行了大量的研究和探索工作。其中，“余热全自回收”和“三高一低”的观点曾引起热工界的普遍关注。“余热全自回收”是指：使用高效换热器把废气温度降到200℃以下，同时强化炉子绝热，以减少炉子其它各项热损失；“三高一低”是指：对炉子实施“高炉温”、“高烟温”操作，同时对烟气实行“高效余热回收”和在炉子上使用“低惰性”材料。这两种设想一定程度地反映了单体热工设备节能研究的发展方向。其得以实现的前提条件，是必须具备有可靠的高效余热回收装置。但苦于没有完全满足要求的热交换装置，均未能得以很好地实现。

蓄热式热交换技术为上世纪80年代兴起的新型节能技术，该技术的最大特点是高效节能，平均节能率在现有基础上可再提高30%；与此相应的高温燃烧技术，不仅提高了燃料的燃烧效率，更有效地开辟了低热值燃料的合理利用途径^[2]。蓄热式热交换技术的应用，其意义为：不仅在最大程度上节省了燃料，而且降低了污染物排放量，满足我国工业可持续发展的战略要求。陶瓷质换热器以蓄热形式问世，随后换热形式很快地发展。原因是陶质换热器耐高温，空气预热温度高，应用后节能效果显著，在烟气温度为1000～1250℃时，可把空气预热到900～1000℃。采用蓄热式热交换器，炉膛的排烟温度不再受热交换器的材质限制^[3]，可以实现高温排烟，相应地助燃空气的高温预热成为可能。

[1]张法波.填充球蓄热室热过程仿真及优化设计.北京：北京科技大学，2007．

[2]李朝祥.蓄热式热交换技术的应用与展望[J].冶金能源,2004,23(2):45～49.

[3]李爱菊.王毅.蓄热室新型蓄热体的研究进展[J].冶金能源,2007,26(3),43-48.

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种蓄热室静止不动，实现烧嘴连续供热风和排出冷却烟气和切换式蓄热式高效热交换器。

为了解决上述技术问题，本发明提供的切换式蓄热式高效热交换器，圆筒式壳体的内壁设有隔热保温层，所述的圆筒式壳体的内部被隔板分成六个相等的轴向腔体：第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体、第五腔体和第六腔体，所述的轴向腔体内均填充有蓄热体，所述的轴向腔体的两端设有用来固定蓄热体的打孔挡板，所述的圆筒式壳体上设有分别与所述的第二腔体、第四腔体和第六腔体的两端连通的第一气管和第二气管，所述的圆筒式壳体上设有分别与所述的第一腔体、第三腔体和第五腔体的两端连通的第三气管和第四气管，所述的第一气管和第三气管通过第一气体换向装置分别与第一进气管和第一排气管交替连通，所述的第二气管和所述的第四气管通过第二气体换向装置分别与第二进气管和第二排气管交替连通。

所述的第一气体换向装置和第二气体换向装置的结构是：外筒内设有内筒，所述的外筒连接有第四管体，所述的内筒连接有第一管体、第二管体和第三管体，所述的内筒上设有与外筒连通的第一气孔和第二气孔，在所述的内筒内设有活塞阀芯，所述的活塞阀芯连接有驱动装置，所述的活塞阀芯上设有第一阀板、第二阀板和第三阀板，所述的活塞阀芯在一个位置时，所述的第一管体与所述的第三管体连通，所述的第二管体与第四管体连通，所述的活塞阀芯在另一个位置时，所述的第一管体与所述的第四管体连通，所述的第二管体与第三管体连通。

所述的驱动装置为两边同步气缸驱动装置。

所述的圆筒式壳体上设有导流管，所述的导流管是一个环形的结构，在其外表面有孔与第一气管和第二气管连接，其内壁上有三个分布均匀的孔，分别与所述的第二腔体、第四腔体和第六腔体的两端连通。

所述的蓄热体根据不同的烟气品质分为：陶瓷球和陶瓷蜂窝体。

所述的圆筒式壳体的下部安装有便于蓄热体的更换的液压倾斜装置。

所述的打孔挡板通过螺栓与所述的圆筒式壳体固定在一起。