專利名稱：一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能源回收再利用領域，尤其涉及一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法及
其裝置。
背景技術：
余熱是指受歷史、技術、理念等因素的局限性的影響，在已投運的工業(yè)企業(yè)耗能裝置中，在原始設計中未被合理利用的顯熱和潛熱。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱等。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%飛7%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。 工業(yè)余熱資源普遍存在，特別在鋼鐵、化工、石油、建材、輕工和食品等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，都存在豐富的余熱資源，所以充分利用余熱資源是企業(yè)節(jié)能的主要內(nèi)容之一。在此大背景下，各種板式、熱管式余熱回收器如雨后春筍般從出不窮。但當前市場上許多余熱回收器的熱回收效率低，持續(xù)運行性差，即這些設備隨著使用時間的延長，因無法徹底清潔熱管，導致熱管表面被污物包裹，逐步失去原有的熱交換效果。同時高溫工業(yè)廢氣也需做凈化處理，但因溫度過高所以在作凈化處理前需對高溫廢氣進行降溫才能滿足凈化設備的工作要求。而傳統(tǒng)降溫方式則是水噴淋或風冷等，設備體積大降溫效率低，又會造成污水二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法，包括下述步驟高溫廢氣經(jīng)氣流通道與熱交換單元筒的外壁相接觸并放熱，從而降溫；導熱媒介吸收熱交換單元筒外壁傳過來的熱量，傳熱給內(nèi)置于導熱媒介中的金屬管，金屬管中的水被加熱，熱水回用。本發(fā)明還提供一種高溫廢氣降溫、余熱回收裝置；該方法能快速、高效地降低工業(yè)高廢氣的排放溫度，同時能大量提供熱能轉換后的副產(chǎn)品熱水，為企業(yè)節(jié)能減排；該裝置結構簡單、降溫效果好，熱回收效率高，日常維護就如同清洗普通通風管道一樣簡單。該裝置的外殼為兩端開口的空心結構，內(nèi)置熱交換單元筒，二者通過固定肋板連接；所述熱交換單元筒亦為兩端開口的空心結構，其外側壁和內(nèi)側壁圍成密閉儲液腔，該儲液腔內(nèi)設有金屬管盤繞與熱交換單元筒的內(nèi)側壁；外殼的兩端各為進氣口或出氣口 ；熱交換單元筒將外殼圍成的柱形空間分成內(nèi)外兩層；金屬管的兩端端頭各穿過熱交換單元筒的兩端和外殼，為進水口和出水口 ；另設有管道穿過外殼與熱交換單元筒的儲液腔相連通，為灌液口。儲液腔內(nèi)充有水或比熱容低于水的液體作為導熱媒介。導熱媒介可增快傳熱效率。導熱媒介的體積占儲液腔的容積的12%_16%。所述儲液腔中有負壓。
因為在出廠前將儲液腔抽真空至負壓1.3X10-l—1.3X10_4Pa，后充入導熱媒介。有負壓后充入導熱媒介，以減少儲液腔內(nèi)的空氣，使導熱媒介中的氣泡減少，從而增快傳熱效率。作為對本發(fā)明的進一步改進，外殼內(nèi)放置有I個以上的直徑逐次減小的熱交換單元筒。在本裝置的外殼內(nèi)形成多層氣流，進一步增加工作時的換熱面積，增強設備的換熱效率。外殼下側設有維護孔，用活動蓋板密封，便于對裝置內(nèi)部污物進行清理。用法蘭連接通風管道和本發(fā)明所述裝置的一端。當工業(yè)高溫廢氣被收集后通過相關管路導引而進入該余熱回收裝置時，在中間熱轉換單元筒的作用下，高溫廢氣自動流入內(nèi)層氣流通道與外層氣流通道中，即與熱轉換單元筒的內(nèi)外兩面同時接觸。熱轉換單元筒的主體即儲液腔，內(nèi)部充滿具有超強熱轉換效率的導熱媒介，當熱轉換單元筒的外殼與高溫廢氣直接接觸時，高溫廢氣中的熱量通過筒殼迅速傳遞到內(nèi)部導熱媒介中，使導熱媒介溫度急劇升高；而在導熱媒介中包含有環(huán)型金屬管，金屬管內(nèi)流動的是自來水，所以當導熱媒介溫度升高時即向其內(nèi)部溫度較低的環(huán)型金屬管放熱，將從高溫廢氣中吸收的熱量直接導入環(huán)形金屬管，再經(jīng)環(huán)形金屬管傳入管內(nèi)的 自來水中，使溫度較低的自來水通過環(huán)形金屬管吸收導熱媒介中熱量將其溫度提高變成熱水流出金屬管。此方法與裝置主要功能為兩點余熱回收利用及廢氣降溫。利用導熱效率高的導熱媒介迅速從高溫廢氣中吸收熱量，而高溫廢氣中的熱量因大量被導熱媒介所吸收，使其排放出的廢氣溫度得到降低。直接采用流動性好的自來水做冷卻水，利用環(huán)形金屬管內(nèi)的自來水吸收導熱媒介中的熱量，使自來水溫度升高，則排放出的熱水即可做生產(chǎn)用熱水或職工生活用熱水，節(jié)省企業(yè)的能源消耗。該方法與裝置還可與工業(yè)儀器儀表及PLC控制系統(tǒng)配合使用，提高其自動化程度。本發(fā)明所述高溫廢氣降溫、余熱回收方法及其回收裝置的優(yōu)點包括
I)結構合理、高效、實用性強。2)環(huán)保、節(jié)能、維護方便。3)可塑性強，可與各種儀器儀表組合使用，可智能化控制。4)熱轉換單元與高溫廢氣接觸性好，熱量交換效率高，降溫效果好。5)可將該裝置串聯(lián)或并聯(lián)使用，增加降溫及余熱回收的效果。6)使用過程中為企業(yè)節(jié)能效果顯著。


附圖I :本發(fā)明所述高溫廢氣降溫及余熱回收裝置的結構示意圖。附圖2 :本發(fā)明所述高溫廢氣降溫及余熱回收裝置的縱向截面圖。附圖3 :本發(fā)明所述高溫廢氣降溫及余熱回收方法的工藝流程圖。其中1-進氣口，高溫廢氣由此導入裝置。
2-進水口，自來水由此進入環(huán)形金屬管。3-灌液口，由此灌入液體導熱媒介。4-固定肋板。5_ 外殼。6-儲液腔，內(nèi)儲導熱媒介。7-環(huán)形金屬管，其中流動冷卻自來水。8-出水口，自來水由此流出環(huán)形金屬管。9-出氣口，高溫廢氣由此導出裝置。10-維護孔。11-氣流內(nèi)通道，高溫氣流通過，與熱轉換單元充分接觸。12-氣流外通道，高溫氣流通過，與熱轉換單元充分接觸。13-熱轉換單元筒。14-冷卻水。15-法蘭，連接通風管道。
具體實施例方式 一種高溫廢氣降溫、余熱回收裝置該裝置的外殼5為兩端開口的空心圓柱，內(nèi)置熱交換單元筒13，二者通過固定肋板4連接；所述熱交換單元筒13亦為空心圓柱狀，其外側壁和內(nèi)側壁圍成密閉儲液腔6，該儲液腔6內(nèi)設有金屬管7盤繞與熱交換單元筒13的內(nèi)側壁；外殼5的兩端各為進氣口 I或出氣口 9 ;熱交換單元筒13將外殼5圍成的柱形空間分成內(nèi)外兩層；金屬管7的兩端端頭各穿過熱交換單元筒13的兩端和外殼5，為進水口 2和出水口 8 ;另設有管道穿過外殼5與儲液腔相6連通，為灌液口 3。儲液腔6內(nèi)充有水作為導熱媒介。儲液腔6內(nèi)的水占儲液腔容積的12%_16%。儲液腔內(nèi)有負壓。外殼下側設有維護孔10，用活動蓋板密封。用法蘭15連接通風管道和本發(fā)明所述裝置的一端。處理流程為
工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)通風管道引導通過進風口 I進入該裝置，管道引進的高溫廢氣被熱轉換單元筒13分成兩部分通入氣流內(nèi)通道11和氣流外通道12，高溫廢氣在氣流通道內(nèi)與熱轉換單元筒13進入熱量交換。即熱轉換單元筒內(nèi)儲存的導熱媒介6將高溫廢氣中的熱量迅速吸收，使導熱媒介6溫度急聚升高，高溫狀態(tài)的導熱媒介6則會直接向其內(nèi)部的環(huán)形金屬管7放熱，環(huán)形金屬管7吸收熱量后又將熱量傳入管內(nèi)流動的冷 卻水9中，管內(nèi)冷卻水9直接由進水口 2流入的自來水充當，自來水由進水口 2流入環(huán)形金屬管7中，再經(jīng)出水口 8流出形成流動狀態(tài)，將導熱媒介6中的熱量帶走形成循環(huán)熱量交換過程。最終效果是高溫廢氣溫度得到降低，冷卻水由冷水變成熱水排出。效果2T的燃煤蒸汽鍋爐，熱水回用后節(jié)約燃煤約40%以上；鍋爐排放的約178度高溫廢氣，經(jīng)該裝置降溫后排放的廢氣溫度約80度，降溫效率達46%。
權利要求
1.一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法，其特征在于該方法包括下述步驟高溫廢氣經(jīng)氣流通道與熱交換單元筒的外壁相接觸并放熱，從而降溫；導熱媒介吸收熱交換單元筒外壁傳過來的熱量，傳熱給內(nèi)置于導熱媒介中的金屬管，金屬管中的水被加熱，熱水回用。
2.權利要求I所述的高溫廢氣、余熱回收方法所用的裝置，其特征在于該裝置的外殼為兩端開口的空心結構，內(nèi)置熱交換單元筒，二者通過固定肋板連接；所述熱交換單元筒亦為兩端開口的空心結構，其外側壁和內(nèi)側壁圍成密閉儲液腔，該儲液腔內(nèi)設有金屬管盤繞與熱交換單元筒的內(nèi)側壁；外殼的兩端各為進氣口或出氣口 ；熱交換單元筒將外殼圍成的柱形空間分成內(nèi)外兩層；金屬管的兩端端頭各穿過熱交換單元筒的兩端和外殼，為進水口和出水口 ；另設有管道穿過外殼與熱交換單元筒的儲液腔相連通，為灌液口。
3.根據(jù)權利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述儲液腔內(nèi)充 有水或比熱容小于水的液體作為導熱媒介。
4.根據(jù)權利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述儲液腔內(nèi)充有水或比熱容低于水的液體作為導熱媒介。
5.根據(jù)權利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述導熱媒介的體積占儲液腔的容積的12%-16%。
6.根據(jù)權利要求2所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于所述儲液腔中有負壓。
7.根據(jù)權利要求3所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于外殼內(nèi)放置有一個以上的直徑逐次減小的熱交換單元筒。
8.根據(jù)權利要求3所述的高溫廢氣降溫、余熱回收裝置，其特征在于外殼下側設有維護孔，用活動蓋板密封。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高溫廢氣降溫、余熱回收方法及其裝置，該方法包括下述步驟高溫廢氣經(jīng)氣流通道與熱交換單元筒的外壁相接觸并放熱，從而降溫；導熱媒介吸收熱交換單元筒外壁傳過來的熱量，傳熱給內(nèi)置于導熱媒介中的金屬管，金屬管中的水被加熱，熱水回用。該方法能快速、高效地降低工業(yè)高廢氣的排放溫度，同時能大量提供熱能轉換后的副產(chǎn)品熱水，為企業(yè)節(jié)能減排；該裝置包括外殼和熱轉換單元筒，結構簡單、降溫效果好，熱回收效率高，日常維護就如同清洗普通通風管道一樣簡單。
文檔編號F28F23/00GK102818389SQ20121031342
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權日2012年8月30日
發(fā)明者裴登明 申請人:裴登明