[发明专利]直热机

说明书

本发明给出一种直热机，它的主要结构包括：蒸发器、冷凝器和蒸汽通道，蒸发器和冷凝器呈左右设置，蒸发器与冷凝器间有蒸汽通道。中高温废水在蒸发器里蒸发产生蒸汽，蒸发器蒸汽通过蒸汽通道进入冷凝器凝结放热，其特征在于：所说的冷凝器，它是由三个间壁式换热器上下串联构成。所述蒸汽通道，它的结构包括筒体和筒体上的风机；筒体是一个圆形的蒸汽管道，通过法兰盘连接在蒸发器蒸发室的蒸汽出口和冷凝器冷凝室的蒸汽进口之间；筒体上的风机包括：电机、传动带、传动轴和叶轮，电机通过传动带和传动轴，带动叶轮在筒体内旋转，推动蒸汽流动，从蒸发器流向冷凝器。

技术领域

本发明涉及热工技术，特别是涉及一种直热机。

背景技术

我国已经是钢铁生产的大国，钢铁的年产量占世界总产量的40％。无论是炼钢还是炼铁，都要产生大量的炉渣。炉渣是和钢铁相伴随生成，它是钢铁冶炼的副产品，又是一系列重要冶金反应的基本条件，它直接参与钢铁冶炼过程的物理化学反应和传质传热过程，它不仅影响到钢铁产量、质量，而且与原材料、能量的消耗都有密切的关系。

钢铁冶金炉内，产生1400-2000℃的高温炉渣，经渣口流出后，再经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，熔渣受冷冲击，炸裂成一定粒度的合格的水渣。渣水分离后，炉渣用作建筑材料；与高温炉渣进行热交换的冲渣水，进入冲渣水池。冲渣水池通常占地几千平方米，冲渣水池上方热汽腾空，冲渣水温度常年保持在60-80℃，是一个巨大的潜在的热能能源，如果能有效地加以利用，比如说利用冲渣水的热能，冬天为居民区供暖，不仅可以为国家节约大量燃料，而且减少了碳排放，保护了环境。

冲渣水的热能回收利用问题，至今还没有得到很好的解决。

由于冲渣水反复使用，冲渣水中溶进了炉渣中含有的多种无机盐和氧化物，形成了几乎是饱和的盐碱水溶液。当炉渣受冷冲击炸裂成水渣过程中，还有一部分细小的炉渣进入水中悬浮。经实际检测，冲渣水浊度为60-80mg/l。

某供暖企业，通过间壁式换热器，将冲渣水的热量传递给循环水，利用循环水向居民区供暖。仅仅一个冬天，不到4个月的供暖时间，间壁式换热器的冲渣水侧，结垢达3-5厘米，垢层坚硬，风化后变松散。经分析后认为，冲渣水在换热器内结垢的成份为多种含结晶水的无机盐，例如含结晶水的硅酸盐。冲渣水坚硬的结晶水垢，使间壁式换热器几乎完全报废。

有人试图有过滤器过滤冲渣水，以解决冲渣水在换热器上结水垢问题。冲渣水是多种成分的盐碱水，对于盐碱水，过滤器完全没有用。盐碱水可以顺利通过任何过滤器，而到了换热器内部，遇到冷的换热器壁面，盐碱水降温，过饱和，立刻在冷壁面上结晶。

盐碱水溶液中，晶体形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有两种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区生产晒盐就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法，此法适用于温度升高，溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖，夏天温度高，湖面上无晶体出现；每到冬季，气温降低，石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来。冲渣水结垢，正是由于在换热器壁面上，冷却了盐碱水热饱和溶液，产生的结晶。

在工农业和人民生活中，排放各种各样的污水，其中一部分是温度为50-100℃中高温废水，例如冲渣水。由于中高温废水中含有的杂质成分复杂，若利用通常的间壁式换热器回收热能，换热器间壁很快就被结垢污染而不能正常工作。

中高温废水换热器与普通换热器工作条件有很大的区别，普通换热器的设计方法，使用经验，不能用于中高温废水换热器。尽管普通换热器的设计方法与制造工艺，都很成熟，但是，中高温废水换热器科学设计方法，至今，还没有很好解决。

上述有关污水换热器与盐碱水结晶的背景技术，在以下专著中有详细描述：

1、余建祖编著，换热器原理与设计，北京：北京航空航天大学出版社，2010。