[发明专利]一种节能型废气余热回收系统

说明书

技术领域

本发明属于高效节能装置技术领域，涉及排放无毒或低毒高温废气时余热回收的原理、方法及技术装备。

背景技术

在工业生产和日常生活中经常会产生无毒或低毒的高温气体，直接排放这类废气并不会造成生态灾难，但因为其高温会影响废气产生场所附近的正常工作，所以需要排气系统来进行排放。在这些排气系统中，烟囱是常见的装置，其主要原理是利用烟囱内废气温度比环境空气温度高所形成的较小密度，通过烟囱高度转化成相应的自拔压差让全部废气从烟囱内自行上升到烟囱顶部后再混入大气，在此过程中可能辅以机械强制通风来提高产能。虽然达到了废气排放功能，但在这个过程中废气的热能随排放而完全散失到大气中被浪费掉。如果废气中的热能得以回收，则对某些具体用途和场所却是相当理想的热源，出于这种经济角度的考虑，人们想出了各种各样的废气余热回收办法，很多相关装置因而被发明并制造出来，例如专利CN2539116、CN101328005、CN202012903U等。

但这些用于回收废气余热的发明和各种装置都导致了烟囱中废气的温度降低，从而使其密度增大而趋于周围大气的密度，即降低了相同高度烟囱中的自拔压差。这就导致废气的自然排放能力下降、影响相关生产生活的正常进行，甚至如果不辅以机械强制通风就不能进行生产活动；而且在废气平均分子量大于空气平均分子量时，烟囱在废气温度降低到环境温度之前就会完全丧失自拔排气能力而导致完全依赖机械强制通风。这些情况不但降低了废气余热的回收比例，而且机械强制通风将消耗相当可观的动力功率，违背节约能源的经济性初衷。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足而提供一种既能回收更高比例的废气余热而且排气所需功率增加较小的废气余热回收系统。该系统能够使整个相关装置获得更高的整体热效率，其自拔排气能力不受废热回收的影响而与传统烟囱相近、排气流动阻力比传统烟囱增加不多，从而可在大比例回收废气余热时降低甚至消除某些具体使用条件下的机械强制通风功率需求。

本发明的目的是这样实现的：一种节能型废气余热回收系统，其特征是在烟囱顶部设置一个换热器，换热器采用烟囱顶部排出的废气作为放热工质，某种初始温度较低的流体作为吸热工质，吸热工质流路上下行管道均沿烟囱铺设到接近地面的高度，上行管道入口设置一台泵将吸热工质输送到换热器中、下行管道出口设置一台流体动力机械回收从换热器出来的升温后的吸热工质所具有的动、势能。

为了进一步实现本发明的目的，所述的烟囱必须具有足够的降低其中废气与其外壁附近大气发生热交换的热阻，包括使用绝热材料实现这一功能。

为了进一步实现本发明的目的，所述的换热器及吸热工质管路必须具有足够的降低其中介质与其外壁附近大气发生热交换的热阻，包括使用绝热材料实现这一功能。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的换热器采用具有自然对流特性的立式逆流布置形式。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的换热器采用其它适应烟囱顶部安装条件的布置形式。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的流体动力机械与泵和电动机间采用各种可能形式的功率传递装置。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的电动机更换为其它更适合具体使用场所的原动机。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的换热器采用其它形式的换热装置。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的烟囱更换为用于高温废弃流体排放系统中的其它装置。

本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明通过在烟囱顶部使用一个换热器保证了烟囱内气体处于尽可能高的温度，从而在其它参数相同时保证烟囱具有比已有技术更高的自拔压差，进而降低甚至消除了机械强制通风功耗，使换热器可尽最大限度地回收废气余热。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明的系统原理图，图中：1.烟囱，2.换热器，3.上行管道，4.下行管道， 5.泵，6.流体动力机械，7.电动机，8.热输出装置。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，在烟囱1顶部设置一个换热器2，高温废气从烟囱1顶部排出进入换热器2作为放热工质，某种初始温度较低的流体在泵5的作用下经上行管道3流入换热器2作为吸热工质，吸热后的流体经下行管道4下落，其具有的动、势能驱动设置在下行管道4出口的流体动力机械6输出功率，以补偿电动机7驱动泵5的功率需求，达到节能地回收废气余热的目的。回收的热能通过热输出装置8向系统外输送。如图所示，上下行管道均沿烟囱1铺设到接近地面的高度。