本發(fā)明屬于有色金屬冶煉節(jié)能降耗，更具體地說，涉及一種輻射、對流組合式換熱器及余熱回收方法。

背景技術(shù)：

1、銅精煉陽極爐是近代普遍采用的銅精煉設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大型銅冶煉廠，具有容量大、機械化自動化程度高、操作靈活、散熱損失較小、密封性好等優(yōu)點，但陽極爐也是整個銅冶煉生產(chǎn)流程中的能源消耗大頭。隨著能源供應(yīng)越來越緊張，對環(huán)保也提出了更嚴格的要求，因此，現(xiàn)階段亟需開發(fā)新型的節(jié)能降耗技術(shù)和設(shè)備。

2、銅精煉陽極爐冶煉過程一共分為保溫、氧化、還原以及澆鑄這四個冶煉階段，其中在氧化階段的煙氣高達1300℃左右，而在還原階段所產(chǎn)生的煙氣溫度會高達1400℃左右。針對這部分的煙氣熱量，眾多企業(yè)會在其兌入稀釋冷風后直接通過排煙管道排出，未針對其進行余熱回收利用。

3、經(jīng)檢索，專利cn111435026a公開了輻射對流式換熱器及具有其的空調(diào)器。具體地，輻射對流式換熱器包括：輻射換熱部，呈兩端開口的筒狀，配置成從其內(nèi)壁面吸收熱量或冷量，并從其外壁面向外輻射熱量或冷量；第一對流換熱部，設(shè)置于輻射換熱部的內(nèi)側(cè)，配置成產(chǎn)生熱量或冷量，且將熱量或冷量傳遞給流經(jīng)輻射換熱部內(nèi)側(cè)的空氣，以及將熱量或冷量傳遞給輻射換熱部的內(nèi)壁面；和第二對流換熱部，配置成產(chǎn)生熱量或冷量，且與流經(jīng)其的空氣進行熱交換；輻射換熱部設(shè)置于第二對流換熱部的上側(cè)或下側(cè)。

4、專利cn103449390a公開了一種具有輻射對流換熱面的熱法磷酸余熱利用裝置，它包括汽包、下降管、導汽管和特種燃磷塔組成，特種燃磷塔由上封頭、對流蒸發(fā)段、過渡段、輻射換熱蒸發(fā)段、噴磷槍、二次吸風管、下封頭和裙座構(gòu)成。磷和助燃空氣經(jīng)噴磷槍噴入特種燃磷塔混合燃燒后、產(chǎn)生的高溫氣體首先與輻射蒸發(fā)段的進行輻射換熱，溫度降到800℃以下再進入對流蒸發(fā)段繼續(xù)與對流換熱蒸發(fā)面換熱降溫，降到400℃以下由氣體出口管導到水化塔。

5、但以上專利均不適用于煙塵含量大的銅精煉陽極爐煙氣的回收利用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.要解決的問題

2、針對現(xiàn)有陽極爐高溫煙氣余熱回收利用的問題，本發(fā)明的第一目的在于提供一種輻射、對流組合式換熱器，該換熱器可以實現(xiàn)煙氣余熱的回收利用。

3、本發(fā)明的另一目的在于提供一種余熱回收方法，該方法通過將銅精煉陽極爐冶煉過程中煙氣的熱量用來預(yù)熱陽極爐冶煉用氣。

4、2.技術(shù)方案

5、為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

6、一種輻射、對流組合式換熱器，包括煙氣總進口、煙氣總出口、一級換熱器和二級換熱器。其中，所述一級換熱器與煙氣總進口連接，二級換熱器與煙氣總出口連接，所述煙氣總進口和煙氣總出口之間的煙道設(shè)有稀釋室。

7、所述一級換熱器包括外圈和內(nèi)圈，所述外圈和內(nèi)圈之間形成空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)有第一導流板，所述第一導流板在空腔內(nèi)螺旋上升。所述外圈上開設(shè)第一冷介流體出口和第一冷介流體出口進口，所述第一冷介流體出口位于第一冷介流體出口進口上方，所述一級換熱器上端為第一煙氣進口，所述一級換熱器下端為第一煙氣出口，所述第一煙氣進口的方向與煙氣總進口的方向垂直。

8、其中一級換熱器殼體采用347h不銹鋼材質(zhì)，厚度為3-10mm，殼體內(nèi)圈直徑為1000-3000mm，外圈直徑為1000-4000m，其外圈直徑設(shè)計不超過陽極爐稀釋室內(nèi)徑。第一冷介流體進口和第一冷介流體出口內(nèi)徑大小均相等，為70-300mm，第一導流板采用347h不銹鋼材質(zhì)，置于一級換熱器的內(nèi)圈和外圈的空腔內(nèi)，厚度為3-10mm。

9、所述一級換熱器焊接在煙氣管道中，所述煙氣管道中設(shè)有兩根交叉的方鋼，所述方鋼穿過稀釋室壁面進行固定，所述一級換熱器焊接在方鋼上。

10、所述二級換熱器包括第二煙氣進口、第二煙氣出口、第二冷介流體進口和第二冷介流體出口，所述第一煙氣出口位于第二煙氣進口上方，所述第二煙氣出口連接煙氣總出口，其中，所述二級換熱器中設(shè)有若干第二導流板，所述第二導流板相互平行設(shè)置，使得二級換熱器中形成折彎的煙道。所述二級換熱器的殼體上開設(shè)第二冷介流體進口和第二冷介流體出口，其中，所述第二煙氣進口位于第二煙氣出口上方，所述第二冷介流體進口位于第二冷介流體出口下方。

11、所述二級換熱器殼體采用310s不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)徑為32-52mm，外徑為37-58mm，厚度為3-10mm；第二冷介流體進口采用圓臺形入口，其圓臺底部內(nèi)徑大小為150-300mm，并且在二級換熱器內(nèi)配置第二導流板，第二導流板采用310s不銹鋼材質(zhì)，第二導流板厚度為2-4mm，第二冷介流體出口為方形出口，其邊長為100-200mm。

12、所述二級換熱器固定在煙氣管道上，所述二級換熱器底部設(shè)有角鋼，采用角鋼和螺絲對二級換熱器進行固定。

13、所述煙道中設(shè)有分流裝置，所述分流裝置位于一級換熱器和二級換熱器下方，用于將煙氣導入二級換熱器，所述分流裝置包括翻板，優(yōu)選地，所述翻板與二級換熱器的第二煙氣進口下端平行，所述翻板中軸上設(shè)有伸出翻板的旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸伸出煙氣管道，旋轉(zhuǎn)軸末端設(shè)有旋轉(zhuǎn)柄，其中翻板采用厚度為30-50mm的347h不銹鋼材質(zhì)，其為兩個相同的半圓形，其半圓直徑為1000-4000mm；旋轉(zhuǎn)軸采用347h不銹鋼材質(zhì)，其規(guī)格為長為2000-5000mm，直徑為70-90mm的棒材，旋轉(zhuǎn)柄采用347h不銹鋼材質(zhì)。

14、還包括稀釋風口，所述稀釋風口設(shè)于分流裝置下方，用于通入稀釋氣體，所述稀釋風口距離一級換熱器的第一煙氣出口的距離為2050-3000mm。

15、本技術(shù)的輻射、對流組合式換熱器為實現(xiàn)陽極爐高溫煙氣余熱資源的梯級利用以及余熱資源的回用自回用技術(shù)。陽極爐高溫煙氣經(jīng)過稀釋室內(nèi)部一級換熱器進行煙氣余熱的第一次利用，經(jīng)過一級換熱器進行一級余熱利用之后的煙氣，可能分為兩路通過：若無需進行煙氣余熱二級利用，可直接進入煙氣總出口排出；若需要余熱二級利用，則根據(jù)陽極爐冶煉需求，當需預(yù)熱陽極爐冶煉交替間歇性消耗氣體時，可使用翻板進行導流，將陽極爐煙氣導入二級換熱器進行煙氣余熱的二級利用。

16、本發(fā)明還公開了一種利用上述輻射、對流組合式換熱器進行余熱回收的方法，其具體包括步驟：

17、步驟s1、陽極爐高溫煙氣經(jīng)過一級換熱器進行煙氣余熱第一次利用；

18、步驟s2、經(jīng)過一級換熱器進行一級余熱利用之后的煙氣，若無需進行煙氣余熱二級利用，直接進入煙氣總出口排出；

19、若需要余熱二級利用時，使用翻板進行導流，將陽極爐煙氣導入二級換熱器進行煙氣余熱的二級利用；

20、步驟s3、經(jīng)過二級換熱器之后的煙氣直接通過煙氣總出口排出。

21、3.有益效果

22、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

23、(1)本發(fā)明的輻射、對流組合式換熱器，依次通過一級換熱器和二級換熱器進行煙氣余熱的回收利用，將銅精煉陽極爐冶煉過程中煙氣的熱量用來預(yù)熱陽極爐冶煉用氣，可極大程度地降低陽極爐冶煉能耗，促進企業(yè)綠色化、高效化發(fā)展；

24、(2)本發(fā)明的輻射、對流組合式換熱器，通過調(diào)整煙氣的行進方向，進一步利用稀釋室中的氣體增加煙氣的紊流程度，使得煙氣與管道發(fā)生碰撞，沉積煙塵顆粒，進而減少排出的煙氣中的顆粒，減少煙霧的排出；

25、(3)本發(fā)明的余熱回收方法，通過將銅精煉陽極爐冶煉過程中煙氣的熱量用來預(yù)熱陽極爐冶煉用氣，可極大程度地降低陽極爐冶煉能耗，促進企業(yè)綠色化、高效化發(fā)展。