[发明专利]一种高效长寿命低结焦低阻塞蓄热室

说明书

本发明属于蓄热室技术领域，尤其为一种高效长寿命低结焦低阻塞蓄热室，包括同向布置的烟气入口管道、蓄热室壁和烟气出口管道，其中蓄热室壁形成的容器包含大量蓄热球，所述烟气入口区域和排烟口区域采用大粒径蓄热球，在蓄热室中段蓄热球粒径沿烟气流动方向逐渐减小；在蓄热室中段采用蓄热球粒径沿烟气流动方向逐渐减小的设计方案，可极大降低蓄热球因热应力引起的碎裂概率，从而显著增加蓄热球使用寿命，延长蓄热室使役时更换蓄热球的周期；烟气入口管道、蓄热室壁和烟气出口管道可以同向布置；且上述技术方案不需要限定的进气和排气竖向错开，更便于工作人员操作以及使用。

技术领域

本发明属于蓄热室技术领域，具体涉及一种高效长寿命低结焦低阻塞蓄热室。

背景技术

在冶金、制造等工业领域大量用到燃烧，常规的直接燃烧技术因排出的废气温度很高，产生大量能量浪费并造成环境污染，而蓄热式高温空气燃烧技术通过回收燃烧排出的废气的能量，并藉此对燃烧要素（烧料和空气）进行预热，从而显著提高燃烧效率，大量节约能源。有资料表明，空气预热温度每提高100℃，炉子产量可提高2%，节约燃料5%。蓄热式燃烧，空气的预热温度高达1000℃以上，相比直接燃烧，炉子产量可提高20%以上，节约燃料50%以上。此外，蓄热式燃烧可采用低热值燃料，显著降低燃料成本；可与贫氧燃烧技术结合，显著减少氮氧化物的排放；可减少物料的烧损，降低燃烧噪音；可使炉膛温度分布更均匀，加热质量更高；可显著降低废气中的粉尘排放等。因此，目前蓄热式高温空气燃烧技术已在我国工业炉窑中大力推广。

但目前先进的蓄热式高温空气燃烧技术专利大量掌握在欧美跨国企业中，在该领域亟需我国科技人员的自主创新；目前的蓄热室内主要填充单一尺寸的蓄热球，在使用中经常出现以下问题：

①烟气入口区域易被烟灰堵塞。燃烧产生的烟气中含有一定的固体颗粒，当这些固体颗粒从烟气入口进入蓄热室时，因蓄热球间的孔隙很小，易形成堵塞。

②排烟口区域易结焦。燃烧产生的烟气中含有一定的硫化物，当烟气的热量传递给蓄热球时，烟气的温度会持续下降，在排烟口区域烟气温度降至最低，此时若温度过低则硫化物会凝结，形成高粘度的焦状物，堵塞通道。

③蓄热球易碎裂，需定期更换。在蓄热室工作时，因高温废气和低温空气周期性交替进入蓄热室，造成蓄热球在热应力下发生疲劳破坏。蓄热球破裂后将严重堵塞通道，恶化蓄热室工作性能，所以需定期更换蓄热球。

④蓄热室内的通道没有充分利用，效率较低。蓄热球堆积形成的孔隙在蓄热室内构成大量的通道，但由于进气通道和排气通道通常只有一个，造成蓄热室内的通道没有充分利用，效率较低。

针对上述4个问题，西门子公司2016年申请公开的专利号为CN 106133470 A的专利，专利技术是将蓄热室分成上下两段设计，下段进气，采用均一的大粒径蓄热球，上段换热和排气，采用均一的小粒径蓄热球。但是该专利依旧不能够完全改善上述问题，且还暴露出一些问题，例如其技术方案中：①必须为水平进气和排气；②进气和排气需要竖向错开；导致蓄热室使用依旧不便。

本发明在目的要改善上述4个问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高效长寿命低结焦低阻塞蓄热室，具有特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效长寿命低结焦低阻塞蓄热室，包括同向布置的烟气入口管道、蓄热室壁和烟气出口管道，其中蓄热室壁形成的容器包含大量蓄热球，所述烟气入口区域和排烟口区域采用大粒径蓄热球，在蓄热室中段蓄热球粒径沿烟气流动方向逐渐减小；根据上述技术方案，蓄热室至少分三段设计，不仅烟气入口段采用大粒径蓄热球、蓄热室中段采用小粒径蓄热球，更是在排烟口区域也采用大粒径蓄热球；蓄热室中段蓄热球的粒径进一步沿烟气流动方向变化。

作为本发明的一种高效长寿命低结焦低阻塞蓄热室优选技术方案，所述烟气入口管道与燃烧室相连，且与蓄热室中轴线平行放置。