[发明专利]一种废气热能回收换热器

说明书

技术领域

本发明涉及窑炉的余热利用领域，尤其是一种对窑炉废气的热能进行回收利用的换热器。

背景技术

玻璃窑炉排放的烟气中含有大量的余热，如果不对其进行进一步利用就直接排放掉势必造成极大的能源浪费，而若将窑炉排放的高温废气用于对燃料供应系统的空气进行预热，则能实现对废气余热的回收利用，进而极大节约能源成本。

现有的窑炉换热技术主要采用蓄热室和换热室两种技术，其中蓄热室一般通过在内室排列分布耐火砖以形成格子体和格子孔，每层格子体具有一定与气体接触的表面积，工作时先将窑炉产生的高温废气注入格子孔中，废气对格子体进行加热使其升温，然后再通入低温空气，低温空气吸收格子体的热量之后再进入到窑炉进行燃烧。由于高温废气对格子体的加热需要一段时间(一般为20～30分钟)，为了保证窑炉燃烧温度的稳定性和持续性，通常需要配置两个蓄热室交替为窑炉供应预热的助燃空气，而且两个蓄热室的交替换热还会带来窑炉火焰的周期性变化，进而造成玻璃液流周期性改变流向，影响玻璃质量，而且带来管理上的复杂性；同时为了达到40～80：1M²/M²的蓄熔比，需要建成高达9～13M的格子体，同时才能使得构筑系数(格子体高度与内室平面面积的平方根之比)达到3以上，使得气流在格子体内部分布均匀，从而取得较好的换热效率，因而这种蓄热室结构对耐火砖气流率和耐冲击性要求很高，造成这种耐火砖的成本(每吨7000～10000元)居高不下。

换热室是一种即时性换热的设备，其预热的空气温度相对蓄热室较为稳定。现有的换热室分为立式和卧式两类，其中卧式换热器由于热回收效率低、易漏气和易堵塞而基本被淘汰，而现有立式换热室中的冷空气通道是采用单个筒子砖在竖直方向简单叠加形成，为了保证即时换热效率，筒子砖的砖壁不能过厚，因此这种筒子砖的承重强度有限，因此限制了冷空气通道的高度，进而造成气流均匀包围筒子体的能力差，换熔比较小，整体换热效率低，导致能耗较高。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种废气热能回收换热器，能够显著提高热回收效率，并显著窑炉降低换热装置的成本。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种废气热能回收换热器，包括外壁与外壁包围形成的内腔，所述内腔内部设有空气通道和废气通道，其中：

所述空气通道包括注入室、分配室、传导室、汇聚结构、对流室和排出室，其中：所述注入室设于内腔的底部，所述注入室具有设于外壁下部的入口；

所述分配室设置在注入室的上方并与其相通，所述分配室为若干个且在水平方向上相互平行的设置，且相邻两个分配室之间设有空隙；所述每一个分配室均由若干变接砖在水平方向上依次连接形成，其中所述变接砖具有纵截面呈漏斗型的内孔，所述每一个变接砖均呈内孔大口朝上地布置；

所述传导室为若干组，每一组传导室均通过一组对单接头砖连接在变接砖上方，各组传导室之间设置有间隙，所述对单接头砖的内部设有两个纵截面呈T型的连接孔，所述对单接头砖在水平方向上两两组合成一组；每一组传导室由若干组筒子砖在垂直方向上依次重叠而成，垂直方向上两两相邻的两组筒子砖之间通过一组对双接头砖相连，其中每一组筒子砖为四个，每一组对双接头砖为两个，所述对双接头砖的内部设有两个纵截面呈工字型的连通孔，所述对双接头砖两两组合为一组；

所述每一组传导室的上端依次通过一组汇聚结构连接一组对流室，所述汇聚结构从下至上依次包括一组孔大口朝下的对单接头砖、一组内孔大口朝下倒置的变接砖和一个连接孔大口朝上的对单接头砖，所述每一组对流室由若干组筒子砖在垂直方向上重叠形成，每一组筒子砖为两个筒子砖在水平方向两两组合形成且所述两个筒子砖之间具有间隙；

所述排出室设置在对流室的上方且与其连通，所述排出室具有设于外壁上部的空气出口，相邻两个排出室之间设有空隙；

所述废气通道包括废气进入室、废气分布室和废气汇集室，其中所述废气进入室由相邻两个排出室之间的间隙构成；所述废气分布室由传导室和对流室各筒子砖之间的间隙组成；所述废气汇集室设于废气分布室的下方，且由各分配室之间的空隙组成，所述废气汇集室具有设置在外壁下部的废气出口。

进一步地，所述变接砖的相对两个外壁上分别设有相互匹配的第一凹槽和第一凸起，以用于相邻两个变接砖通过第一凹槽和第一凸起进行组合并定位。