[实用新型]一种粘土旧砂高温脆化装置烟气换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属铸造行业中的旧砂再生领域，尤其涉及一种粘土旧砂高温脆化装置烟气换热器。

背景技术

铸造是机械制造中最基础的制造工艺之一，铸造中使用的铸型中绝大多数为砂型铸造，砂型铸造又有粘土砂铸造、树脂砂铸造等。其中粘土砂铸造由于其原来廉价易得、适用性强、储存运输方便等特点，成为铸造领域中最常用的铸造工艺。粘土砂使用后成为粘土旧砂，其处理和再生方式一直是本领域内研究的课题。

为节能降耗，当粘土砂处理系统中的旧砂数量和质量均能满足铸造生产工艺要求时，粘土旧砂经处理之后可直接用于铸造生产，即采用“部分再生”的生产组织方式。当粘土处理系统中的旧砂数量超出了系统所能容纳旧砂的能力或者旧砂的性能不能满足铸造生产的工艺要求时，必须排出一部分旧砂以保持系统的砂量平衡，同时添加部分新砂以保持系统型砂性能的稳定；需要再生的部分旧砂就是由系统中排出的这部分旧砂和筛砂设备排出的废砂混合而成。此时采用的是“粘土旧砂完全再生工艺”。

从砂处理系统排出的旧砂，经过破碎、磁选、筛分等预处理工序，已处于散粒化状态，可直接进行废旧砂再生；而从筛砂设备排出的废砂，主要是砂团和芯块，需进行散粒化处理，然后才能进行再生处理。两种废旧砂散粒化后混合进行高温脆化、冷却、旧砂造粒、碾磨、微粉分离等工序直接得到再生砂。

粘土旧砂完全再生系统作为在我国只有十几年历史的新工艺，其高温脆化、冷却、造粒、碾磨、分离的设备都亟需改进，以推动粘土旧砂完全再生设备的标准化和系统化。

现行脆化炉加热燃烧砂后的热尾气会直接通过旋风除尘后吸入水膜除尘，再进入布袋除尘，最后排放到大气环境，这不仅污染环境，也浪费能源。可见排烟器/换热器的传热改进对于旧砂脆化装置的节能减排具有重要意义。

粘土旧砂高温脆化装置所产生的烟气总量有三部分组成：一是燃气燃烧后所产生的烟气，二是旧砂中的煤粉燃烧所产生的烟气，三是用于流化床工作的空气转化而成的烟气。烟气换热器放置在排烟口，可以是脆化加热炉顶部，也可以是其中一个炉体段的顶部（较高炉体段），进行烟气换热器的型式和流动过程设计，使烟气的传热效率达到最优。

实用新型内容

实用新型目的：为了使粘土旧砂高温脆化炉的烟气换热工艺达到节能降耗、环境友好的要求，本实用新型设计一种粘土旧砂高温脆化装置烟气换热器，以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容：一种粘土旧砂高温脆化装置烟气换热器，所述换热器为列管式换热器，包括壳体和安装于壳体内的列管，所述壳体下部具有烟气进口，上部具有烟气出口，烟气进口和烟气出口均垂直于列管轴线方向布置，壳体在沿着列管方向的两端具有空气进口和空气出口；

所述列管按照正三角形的错排方式排列，且每根列管跟与之紧邻的任意一根列管之间的轴线距离相等并等于列管直径的1.5~3倍，所述空气进口和空气出口均平行于列管轴线方向布置。

作为优选，所述烟气换热器分段制造、叠加安装，壳体分为若干壳段，列管分为若干列管段，且所述列管与列管、列管段与列管段之间串联连接。将壳体和列管分为若干段，既满足换热器对换热面积的要求，也满足换热器对换热管长度的要求，并可根据公况调节长度，大大增强了该烟气换热器的灵活性和适用性。

作为优选，所述列管跟与之紧邻的任意一根列管之间的轴线距离为列管直径的2倍。列管轴线距为列管直径的2倍是优化数值，根据工程试验得出，能使换热器在既定结构下达到最优。

作为优选，所述烟气换热器壳体材质采用2520不锈钢，列管材质采用20不锈钢。2520和20号不锈钢均是耐高温不锈钢，2520优于20，并且2520还具有耐腐蚀性能，以对付烟气这种成分较为复杂的气体，耐高温不锈钢对设备寿命的提高起到了关键作用。

作为优选，所述烟气出口的直径大于烟气进口的直径。为保持稳定的工况，当传热不及时时，能及时排出，以免烟气内的杂质阻滞在烟气出口。

所述空气出口与粘土旧砂高温脆化炉的流化床相接。高温脆化炉内的热量由烟气带出，空气吸收其热量后洁净，且温度上升幅度合适，可以加以利用，作为流化床的流化气体，这样起到了节能降耗的作用。