[发明专利]热管式烟气煤粉加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热管式烟气煤粉加热装置，属于余热回收利用技术领域。

背景技术

据申请人了解，在冶金工业生产中，冶金高炉内需要产生高于1200℃的热风，达到这么高的温度，需要高热值的燃料，通常的燃料为焦炭。焦炭通过煤进行炼焦而来，成本较高。降低成本的一种有效方法是用煤粉代替焦炭。将煤块磨成煤粉，经压缩气体输送入高炉内燃烧。

目前，对喷入高炉内煤粉的加热方法之一，即是在煤粉管道的外面加一套管，套管与煤粉管的间隙内通入高温、高压的蒸汽，由蒸汽冷凝降温放出的热量加热煤粉，这样的方法由于管线较长，沿途蒸汽冷凝后的水大多被排放，导致消耗了大量的高品位的高温高压的蒸汽，造成能源的浪费。

加热煤粉的方法之二，是将输送煤粉的压力气体采用通常的方法加热，如烟气加热压力氮气等，后将热的压力气体和冷煤粉混合，提高煤粉的温度。这种方法，由于压力气体在混合物中所占的比例极其少，通常质量比例只有不到10％，所以，即使压力气体被加热到很高的温度，最后的混合温度也不高。

此外，经检索发现，专利号94242516.2的中国实用新型专利公开了一种扩口螺纹管换热器，含固体颗粒的高温气体进入换热器的水平换热管，低温工质则流经换热管外部吸收余热。该换热器的主要不利之处在于：在换热器进口处，相邻换热管之间存在盲区，含固体颗粒的高温气体在进入换热管时，击打在这些盲区的固体颗粒很容易因失速而积聚在换热器进口处的底部，并最终导致换热器进口处堵塞。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种热管式烟气煤粉加热装置，可将高温烟气的余热回收，并用于加热煤粉，利于节约能源。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种热管式烟气煤粉加热装置，包括烟气余热回收单元和煤粉加热单元，烟气余热回收单元包括第一壳体，第一壳体顶部具有烟气进口、底部具有烟气出口，第一壳体内支撑有一组第一横向换热管，第一横向换热管具有第一工质入口和第一工质出口；煤粉加热单元包括具有第二壳体的换热腔，第二壳体具有第二工质入口和第二工质出口，第一工质入口经管道与第二工质出口连通，第二工质入口经管道与第一工质出口连通；第二壳体内设有一组第二横向换热管，第二横向换热管具有与分配器密封连通的煤粉进口、与收集器密封连通的煤粉出口。

申请人在深入地实践研究后认为，如能通过采用固体颗粒换热器、将高温烟气的余热回收与煤粉加热联合起来，则可有效解决现有技术存在的问题。上述结构中，先由烟气余热回收单元回收高温烟气的余热，再由煤粉加热单元加热煤粉，实现余热回收利用。

本发明所要进一步解决的技术问题是：改进煤粉加热单元，使其结构简单，能有效避免固体颗粒的积聚，避免浪费气流能量，具有良好的耐磨损性能。

为实现该目的，本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，煤粉加热单元中，分配器的一端与外部含有煤粉的气源连通、另一端与分配孔板密封固连，分配孔板具有一组与第二横向换热管一一对应的通孔，通孔与对应第二横向换热管的煤粉进口密封连通；分配孔板朝向分配器内部的一侧设有一组突起，突起位于两相邻通孔之间、或位于通孔与分配器侧壁之间；突起一端与分配孔板固连，突起朝向分配器内部的另一端呈弧形、或为尖劈，突起的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。

该优选结构中，具有通孔和突起的分配孔板可起到引导作用，煤粉在气流的输送下，顺着突起、通孔流进第二横向换热管内，这样就有效避免了固体颗粒的积聚。同时，突起代替分配孔板直接面向由气流输送而来的煤粉，可避免分配孔板的磨损，而突起在磨损后也便于更换。

本发明更进一步完善的技术方案如下：

优选地，突起的一端边缘与其相邻的通孔边缘相切或平齐；突起的侧壁为直线形或凸向突起外侧的弧线形。

更优选地，突起的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。

优选地，突起为实心，且由耐磨材料制成。

采用以上优选结构后，不仅能实现更好地引流效果，还能进一步提高突起的耐磨性能。

优选地，第二横向换热管煤粉进口的边缘不超过分配孔板通孔位于分配器内的边缘。这样可进一步避免第二横向换热管末端直接与煤粉碰撞而磨损。

优选地，换热腔有一组，各换热腔的第二工质入口分别经管道与第一工质出口连通；各换热腔的第二工质出口分别经管道与第一工质入口连通。

优选地，换热腔的壳体内还设有工质折流板。

优选地，分配器、收集器分别呈棱台状或圆台状，且分配器、收集器的面积较小的底面分别朝向第二横向换热管。