[发明专利]高效脱尘废热回收节能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种惯性分离技术及一种新型列管式余热回收装置，可广泛应用于电力、冶金、陶瓷等领域。

背景技术

能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础。节约能源对保证我国经济的快速发展、提高经济效益、推进技术进步、合理利用资源、减少环境污染、提高人民生活水平等起着重要的作用，也是实现我国经济增长方式从粗放型向集约型转变的重要途径和实施“可持续发展战略”的必要措施。余热回收利用是实现工业节能降耗的重要手段。且在“十一五”、“十二五”期间，余热回收技术与技术创新一直是一项国家鼓励与大力扶持、推广的节能环保项目。“余热资源”又称“废热资源”，是指某种特定的设备或系统排出的可以热能形式回收的能量，属于“二次能源”，它广泛存在于工农业生产中，遍及电力、冶金、石化、机械、建材、食品等方面。据统计，工业生产中使用的各种炉窑，如加热炉、转炉、沸腾焙烧炉、回转窑等都耗用大量燃料，热效率却很低，一般只有35%左右，而高温烟气带走的热量却高达20%-50%。其中电力方面，可利用余热约占燃烧消耗量的2/3，机械、建材、食品等方面占20%左右。

工业炉是工业加热的关键设备，广泛应用于国民经济的各行各业中，量大面广品种多。据不完全统计，全国县以上企业工业炉窑约有十几万台，机械行业炉窑占炉窑总数的66%，工业炉中燃料炉占炉窑总数的55%以上。工业炉是能耗大户，其能耗占全国总能耗的25%，占工业总能耗的60%。工业炉中燃料炉能耗占工业炉总能耗的92%。改革开放以来，我国工业炉技术有了长足的进步，在节能方面取得了很大的成绩，但工业炉的能源利用率总体水平仍很低，小于30%。而国际上工业炉的热效率平均水平为50%以上，仅相当于发达国家的60-70年代水平。传统废热回收换热器的总传热系数小，换热面积大，材耗多，气阻高，系统排放能耗高，导致废热排气系统的能耗大。另外窑炉烟气余热含有大量的尘埃，传统的折流板换热器流动阻力大，容易堵塞。因此研制开发脱尘和低流阻的余热回收装置时节能减排的重大需求。

近年来，国内外很多单位相继开展了高温烟气的余热回收装置研究，主要有热泵式、间壁式、蓄热式、喷射式等，这些技术取得了不小的成绩，但是由于烟气中往往含有二氧化硫，颗粒状物体等成分，对回收装置会造成腐蚀，结垢等问题，从而使余热回收装置费用增加、寿命减短。旋风脱尘器体积小，重量轻，可以有效解决装置中的结垢问题。另外，用换热管管束芯体和管板的整体热浸锌来替代防腐蚀材料管束，可以达到很好的抗腐蚀能力，同时又能大大的降低制造成本。本发明将旋风分离技术与变空间紊流换热技术相结合，开发出一种新型、高效、节能的脱尘废热回收装置。

发明内容

本发明的目的在于提供针对现有技术的缺陷，尤其是传统的弓型折流板余热回收装置的结垢问题及其流动阻力阻力大的缺点，本发明提出了一种高效脱尘废热回收节能换热装置。

本发明所要解决的首要技术问题是克服现有的余热回收装总传热系数小，换热面积大，材耗多，气阻高，易堵塞等缺点提供一种新的高温烟气废热回收装置，其结构简单、容易实施、操作方便、投资小、且适合长周期运转。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：脱尘废热回收节能装置，包括管箱，设置在管箱外的壳体，管箱一端连接上封头，另一端连接导流筒的一端，导流筒另一端接烟气入口，管箱内设有传热管束，传热管束的底端设有支撑板，在传热管束的中下方旋风机，旋风机和支撑板之间设有挡灰板，壳体在管箱外的底端连接有下封头；所述传热管束由螺旋扭曲管组成，螺旋扭曲管由光滑圆管经冷轧加工而成，螺旋扭曲管的横截面形状为椭圆形，周长与基圆管周长相同，螺旋扭曲管的椭圆形横截面长轴相互平行，实现其自支撑结构，相邻螺旋扭曲管长轴相互接触形成支撑和阻挡部位，短轴部位相对应形成间隙，在传热管束中形成网状流道。实现整个换热装置中的变空间紊流换热；将旋风机通过焊接方式加入换热装置中，实现废热回收前的脱尘处理。

为方便换热管与管板的装配，螺旋扭曲管两端在冷轧过程中保持圆形，且传热管束和管箱整体进行热浸锌处理，能显著提高其壳侧和管内的抗腐蚀和抗诱导振动性能。管束芯体换热管的椭圆形横截面长轴相互平行，实现其自支撑结构。

所述传热管束采用长短轴比例为0.6--1的螺旋扭曲管。

每隔至少1/6倍的扭矩，传热管束进行整体捆扎。

所述旋风机与变空间紊流换热装置合为一体，所述变空间紊流换热装置由管箱、传热管束、导流筒组成。既减少了旋风分离脱尘的流程，又强化了烟气的传热效率，使脱尘与废热回收节能一体化。