对高温多尘烟气进行余热回收和除尘的旋风换热器制造技术

对高温多尘烟气进行余热回收和除尘的旋风换热器，筒体（２３）下端设置有带有平衡重（１８）以转轴（１７）为支点的卸灰阀（１６），其特征是：绕有紫铜管Ⅱ（２４）的中心出气管（１２）设置在绕有紫铜管Ⅰ（８）的筒体（２３）内，紫铜管Ⅱ（２４）分别接出水管（１）和进水管（２），紫铜管Ⅰ（８）分别接内筒进水管（１４）和内筒出水管（９），筒体（２３）上端设置有切线方向的进气口（１１）。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于节能环保装置
，更具体的讲是对高温多尘烟气进行余热回收和除尘的旋风换热器。
技术介绍
长期以来，在用换热器对高温、多尘烟气的余热进行回收时，要遇到以下的两难问题是若是先除尘，但干法除尘精细除尘器中的电除尘器的进口烟气温度上限是500℃，布袋除尘器进口烟气温度的上限是300℃左右，都远低于高温烟气的温度，因而对高温烟气无法进行精细除尘，若是用湿法除尘，又会将烟气温度降低到100℃以下，不但无法回收烟气的高温物理热，而且煤气的含水量会增加到接近饱和状态，使煤气的低发热量和理论燃烧温度明显下降；若是先回收高温、多尘烟气的余热以降低烟气温度和烟气粘度的话，至少有四个因素阻碍着换热器换热效率和余热回收的效益的持久较高，一是在换热面上积灰层增厚度很快增大，使换热器余热载体的出口温度随之很快降低，而且停产后也难以将换热面上的积灰层彻底清除；二是在换热器的一连串换热环节中，至少有一个以上环节的换热面上存在着换热能力很差的气体边界层；三是换热管内用水换热时，在换热管内壁上经常会结有导热系数只有1.16W/m·K的水垢层，四是在垂直于换热管中心线的管截面上，在不同径向的换热面上，其给热系数是不一样的，也就是说换热管不能用其全部表面积进行给热系数最大的换热。以上四个常见原因造成多尘烟气余热的回收装置的使用效益不能持久保持良好，常常是用不了多久就停用了。结果既浪费了本应回收利用的大量余热，又对环境造成了污染。
技术实现思路
为克服上述缺点，本技术的目的是设计一种对高温多尘烟气进行余热回收和除尘的旋风换热器。采用本旋风换热器的N级串联组，在第1～(N-1)级的旋风换热器中，以提高换热效率回收烟气余热为主，在第N级旋风换热器中，以提高对粘度已经降低的烟气的除尘效率为主。它的技术方案为筒体23下端设置有带有平衡重18以转轴17为支点的卸灰阀16，其特征是绕有紫铜管II24的中心出气管12设置在绕有紫铜管I8的筒体23内，紫铜管II24分别接出水管1和进水管2，紫铜管I8分别接内筒进水管14和内筒出水管9，筒体23上端设置有切线方向的进气口11。紫铜管I8在紫铜铸体19内，紫铜铸体19的内筒10的壁面和中心出气管12的内壁铸有8-24道均匀分布的直立的三角形凸起20，(在入口烟气温度≥950℃的旋风换热器中内筒10和中心出气管12不要有三角形凸起)内筒10的内壁和中心出气管12的内外壁都进行氧化发黑处理。当在旋风换热器采用导热油作为余热载体时，可以用在普碳钢铸成的夹层中注满高纯铝水来代替含有少量铬、锆的紫铜铸成的本换热器的筒体23。该技术的优点是结构设计合理实用，充分利用烟气的高温、多尘的特性，把烟气含尘量高的不利因素，变为对提高换热器换热效率的有利因素。本技术适用范围广泛，除了会在≤400℃的换热面上凝结出粘液和在换热面上从升华气体中凝固结成高热阻的固体层的烟气外，其他各种高温多尘烟气的余热，都可以采用本技术作为持久高效的回收装置。由于本技术能以较高的换热效率持久运行，为了充分利用回收的全部余热，就值得配套利用两个热管换热器分别将过热的纯水加热转变成过热蒸汽，并将锅炉和吸收式制冷机用的软化水预热到95℃或150℃以上，既可减少锅炉耗煤量，又可在冬季供暖、在夏季集中制冷，提高余热利用率，降低工序能耗和产品成本。本技术十分符合节能和保护环境的国策。在持久保持本旋风换热器对高温、多尘烟气具有较高的换热效率的同时，尽可能地提高它的除尘效率，尽量减少干法精除尘器的除尘负荷。从而长期保持显著的经济效益和社会环境效益。在换热器的换热过程中，有一连串的换热环节，整个换热器的换热效率，主要是由给热系数最小的换热限制环节所决定。在大多数情况下，某个换热面上的气体边界层、积灰层、水垢层，是换热过程中最常见的限制换热效率提高的三个环节。在本旋风换热器中，只有与高温、多尘烟气直接接触的内筒壁和中心出气管内外管壁的热面上，吸附有气体边界层。本旋风换热器能够持久保持较高的换热效率的措施是1、在烟气温度≥800℃时，即在以辐射传热为主时，由于在各级旋风换热器中能保持较高的含尘浓度，多尘烟气的黑度和辐传热能力持续较大，在进行氧化发黑处理后，本换热器内筒10的换热面在≥600℃的黑度也可以达到0.88左右，使换热面吸收辐射热的能力成倍提高，因而本换热器在以辐射传热为主时的换热效率能稳定在较高水平；2、在烟气温度＜800℃时，辐射传热和对流给热所占比例都较多，为了提高对流给热系数，在本旋风换热器中，充分利用大量细尘会被离心力抛向内筒10的表面，冲入内筒10内壁表面上的气体边界层，除了将尘粒的热能和动能传给内筒10的换热面及其表面的气体边界层外，还可以使流动性极差的气体边界层产生局部紊流，众多尘粒的“搅拌”在气体边界层中会形成局部的对流给热，尘粒在内筒10中旋流前进时，会顺着内筒10内壁上18～24道直立的三角形突起的坡面上升，走到三角形的角顶时，尘粒会由于自身的惯性又冲出三角形表面的气体边界层，与烟气流混合换热后，又被旋转烟气的离心力抛入内筒10壁面的气体边界层，通过尘粒反复出入气体边界层，不断向换热器内筒10的换热面输送烟气的热量，烟气中大量的细尘就成了突破气体边界层传热障碍的“催化剂”，对内筒10的换热面持续形成给热系数很高的颗粒碰撞对流给热；3、根除水垢层。采用紫铜铸成的、内有螺旋紫铜管通以不会结垢的高流速的纯水或导热油等，进行给热系数很高的泡状沸腾给热，按比利时西德玛B高炉连续61天对高炉铜冷却壁冷却热损失的测试数据和对高炉铜冷却壁的传热计算，可使内筒10的热面温度≤250℃(在用导热油时其温度可达370～400℃)；4、利用多尘烟气中尘粒的旋流冲刷作用，可以随时自动清除内筒10表面的积灰，消除了内筒10热面上粘附积灰层的可能性。5、导热系数(340～385W/m·k)极大的紫铜筒体23，既能在用纯水冷却时使紫铜内筒10的热面温度下降到≤250℃，使烟气与换热面之间的温压加大，同时加快辐射和对流的传热速率，又能使紫铜水管圆周各个径向上的温度差很小，可以用全部圆周表面积进行较高效率的沸腾给热。这样，常见的四个换热效率的限制环节中，就消除了积灰层、水垢层和不能用全部换热管圆周表面积进行高效换热等三个限制环节，又显著减弱了气体边界层限制换热效率提高的不良作用，所以本旋风换热器能够长久保持较高的换热效率。附图说明附图1为本技术结构示意图，附图2是内筒和中心出气管内壁三角形凸起的水平剖面局部示意图。具体实施方式在附图1中，是本旋风换热器串联组中第2级或第3级至(N-1)级旋风换热器的示意图。1000～1500℃的高温、多尘烟气从本旋风换热器内筒10的上端进气口11以切线方向进入，在内筒10中向下螺旋前进，同时与内筒10和中心出气管12进行辐射传热和颗粒碰撞对流给热，然后从距卸灰阀16(带有平衡重18以转轴17为支点的卸灰阀16紧压在筒体23下口上)顶部≤450mm的中心出气管12的底端进入中心出气管12内旋流上升，边上升边与中心出气管12的内壁进行换热。在辐射传热过程中，火焰的黑度是随着烟气的含尘浓度增加而提高，同时在颗粒碰撞对流给热的传热过程中的给热速率，也是随着烟气含尘浓度的增加而提高，所以要尽可能地不在串本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文琦，
申请(专利权)人：韩文琦，
类型：实用新型
国别省市：