专利名称：用多个l阀布料的落云床换热系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种利用高温热烟气余热预热空气的换热系统，特别是用多个L阀实现均匀布料的固体颗粒与高温烟气逆流换热的落云床换热系统。
利用将空气预热以回收各种窑炉的高温烟气热量是窑炉节能的重要手段。常用的管式和回转式空气预热器均通过金属传递热量，所预热空气的温度受金属耐热程度限制。碳钢预热器热风温度不超过400℃，用耐热金属价格太贵。为提高热风温度常用的是以耐火材料构筑的热风炉，它通过间歇切换通气方向实现换热，其体积很大，用材很多，而且热风温度呈周期性波动。用颗粒作固体热载体以流化床形式换热在烟气侧有两种形式，一种是顺流式，即颗粒由高温端给入，随烟气流动而被加热，在被分离器分离后，转入另一个鼓泡床与空气作交叉流换热。顺流换热的平均温差小，颗粒终点温度低，因此热风温度低；另一种是逆流式，即颗粒以落云形式自上而下落下，气流自下而上，其相对速度为颗粒极限，降落速度，数值高，传热系数也就高，而且颗粒终温在烟气高温区，终温高，平均温压大，是一种人们非常希望实现的传热方式。落云床换热系统对含尘气体适应性强，然而气固逆流换热的难点在于如何使颗粒均匀分布在气流中。实践发现，颗粒一旦聚团，只靠气流就很难将其分散，而且气体更趋流向空气稀疏的区域，因此，气固良好接触的目标难以实现。本发明注意到上述特点，针对性地采取一系列措施。
本发明的换热系统首先包括一个落云床，一般为圆柱形筒体(1)，高温烟气(2)由下部进入，自下而上流动。固体颗粒由床顶部(4)落下。本发明认为初始给入固体颗粒的均匀性和与之相邻的烟气出口结构至关重要。一般的结构布料器难以在高温下持续工作，一旦发现不均也难以调节。本发明建议使用分区的多个L阀(5)构成的L阀群布料器(6)控制布料。视落云床直径大小在圆周方向分成3-8个区，每个区内有3-20个布料L阀。所谓L阀是由一个垂直落料管和一个水平通道组成，控制水平段长度L为直径D的三倍左右，在落料管下部有一个注气管。L阀的物料流量是由注气量控制的，调节各区的注气量(7)就可以调节落料量，与之配合在落料点附近的出气口(8)应采用全周辐向出气，在各区对应的出气口设温度计(19)对出气温度偏高的区应增加给料量，温度偏低的区应减少给料量使之尽量均衡。与一般的L阀不同，本发明要求L阀出口处为一垂直直通管道，气体和物料至此进行分离，气体由上空排除，密浓的物料由向下的孔落下。(图二)①为保证L阀的来料不会中断，L阀的上方应有一容量足够大的料仓(10)。由落云床落下的高温物料被集中送入一个J型阀(11)，通过J型阀物料进入鼓泡床空气加热器(12)，由鼓泡床流出的低温颗粒，通过另一J阀(13)进入物料提升装置(14)，物料被提到L阀布料器上方的料仓。当然高温物料也可以先被提升，分离后通过另一个J阀进入鼓泡床空气加热器，由鼓泡床流出的低温颗粒直接进入高位料仓。自然，鼓泡床的空塔气速要低于落云床的空塔气速，一般按标态气速计算前者是后者的30-60％，颗粒的极限降落速度介于两个空塔速度之间。
例如有30000Nm3/h 1100℃的烟气，用于加热业经管式预热器预热到350℃的同量空气，选择颗粒直径为1-1.3mm的铝矾土或煤系高岭土等颗粒作热载体，落云床净热交换高度为12m，直径为3.5m。布料采用6个分区，61个L阀布料管。烟气出口温度为700℃，颗粒离床温度为1000℃，经提升和鼓泡床空气加热器，颗粒温度被降低到了600℃，而空气被加热到750℃。循环物料量为50t/h。①落料孔采用由内锥和外锥组成渐扩通道结构(图三)
图一是本发明结构示意图；图二是本发明的L阀的剖视图；图三是本发明落料口的剖视图。
权利要求
1.在采用落云床换热时，采用由多个L阀构成的L阀群布料器控制布料。
2.依据权利要求1，L阀群被沿圆周方向分成3-8个区，每个区内有3-20个布料L阀。
3.依据权利要求1，落云床换热器的气体出口采用全周辐向出气，对应每一个布料区设置一个出口气体温度测点，依据出口气温调节对应区的充气量，进而调节给料量。
4.依据权利要求1，该L阀水平出口处为一上下直通的垂直管道，上孔用于出气，下孔用于落料，落料孔采用由中心内锥和外锥组成的渐扩通道结构。
全文摘要
本发明是一种利用高温热烟气余热预热空气的换热系统，特别是用多个L阀实现均匀布料的固体颗粒与高温烟气逆流换热的落云床换热系统。本发明的换热系统包括一个圆柱形筒体落云床，高温烟气由床下部进入，自下而上流动。固体颗粒由床顶部落下。本发明使用分区的多个L阀构成的L阀群布料器控制布料。视落云床直径大小在圆周方向分成3－8个区，每个区内有3－20个布料L阀。L阀是由一个垂直落料管和一个水平通道组成，控制水平段长度L为直径D的三倍左右，在落料管下部有一个注气管。L阀的物料流量是由注气量控制的，调节各区的注气量就可以调节落料量，与之配合在落料点附近的出气口应采用全周辐向出气，在各区对应的出气口设温度计对出气温度偏高的区应增加给料量，温度偏低的区应减少给料量使之尽量均衡。与一般的L阀不同，本发明要求L阀出口处为一垂直直通管道，气体和物料至此进行分离，气体由上空排除，密浓的物料由向下的孔落下。落料孔采用由中心内锥和外锥组成的渐扩通道结构。为保证L阀的来料不会中断，L阀的上方应有一容量足够大的料仓。由落云床落下的高温物料被集中送入一个J型阀，通过J型阀物料进入鼓泡床空气加热器，由鼓泡床流出的低温颗粒，通过另一J阀进入物料提升装置，物料被提到L阀布料器上方的料仓。
文档编号F28D13/00GK1514200SQ0215662
公开日2004年7月21日 申请日期2002年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者张 诚, 张 诚 申请人:张 诚, 张 诚