一种能同时脱除烟气中粉尘和氮氧化物的蓄热式换热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种能同时脱除烟气中粉尘和氮氧化物的蓄热式换热器。
【背景技术】
[0002]换热器是能量传递的关键设备，其性能直接关系到系统整体效率。常用的换热器按换热方式可大体分为间壁式、蓄热式和直接接触式换热器三种类型。其中，间壁式换热器体积庞大，在大型装备上的应用会受到限制。应用在高含尘场合，积灰会严重降低换热管传热系数。而且其主要材料是钢材，在介质为腐蚀性气体时会产生化学腐蚀破坏。回转式空气预热器是蓄热式换热器中应用较广泛的一种，目前主要应用在大型设备上。该换热器具有结构紧凑、钢耗少、布置方便等优点，而且蓄热体可以灵活选择，在采用非金属材料耐腐蚀、耐冲刷能力强于间壁式换热器。目前其面临的主要难题是漏风量大，运行温度不高，且在短期内难有大的突破。阀门切换型蓄热式换热器是另外一种蓄热式换热器，不存在漏风问题，运行温度可达1000°c以上。最初的蓄热体采用格子砖，加热面积仅30m2/m3左右。20世纪80年代，在英国开始使用陶瓷球做为蓄热体，加热面积可达100?200m2/m3。90年代，日本开始使用蜂窝陶瓷蓄热体，其换热面积可达到1000m2/m3以上。蓄热体的改进使得阀门切换型蓄热式换热器体积大幅减小，传热效率增加，但是该换热器不足之处是由于流道孔径很小，在高粉尘环境下长期运行会造成陶瓷孔的堵塞。综合以上分析，以上几种类型的换热器难以应用在腐蚀含尘排放气余热回收领域。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种高效换热、除尘与脱硝有机结合，即可以用烟气余热预热空气，又可以同时脱除烟气中的粉尘和氮氧化物等污染物，从而节约投资、提高效率的能同时脱除烟气中粉尘和氮氧化物的蓄热式换热器。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种能同时脱除烟气中粉尘和氮氧化物的蓄热式换热器，包括旋风分离器、蓄热室和气液分离器，所述旋风分离器设有烟气进口和出气口，所述旋风分离器的出气口通过第一换向阀与热空气出口和至少一个所述蓄热室的进口连接，所述蓄热室从上到下依次设置有蓄热层、SCR催化剂脱硝层和蜂窝状蓄热层，所述蓄热室的进口设置在球状蓄热体陶瓷蓄热层的上方，所述蜂窝状蓄热层的底部设有透气防水层，所述蓄热室在透气防水层处设有出液口，所述蓄热室内的顶部设有至少一组喷淋装置，所述蓄热室的出液口与气液分离器的进口连接，所述蓄热室的冷空气出口通过第二换向阀与设置在旋风分离器内的空气换热管道连通，所述空气换热管道与旋风分离器的出气口连通。
[0006]所述旋风分离器的外侧包裹有保温材料层。
[0007]所述空气换热管道呈螺旋状设置在旋风分离器的内壁上。
[0008]所述气液分离装置采用斜板式气液分离装置。
[0009]所述蓄热层采用球状陶瓷蓄热体作为蓄热源，所述SCR催化剂脱硝层采用蜂窝状的SCR催化剂，所述蜂窝状蓄热层由蜂窝状蓄热体陶瓷组成，所述蓄热层、SCR催化剂脱硝层和蜂窝状蓄热层之间通过隔板隔离。
[0010]所述蓄热室在球状蓄热体陶瓷蓄热层的上方设有方便放入球状蓄热体的第一阀门，下方设有方便取出球状蓄热体的第二阀门。
[0011]作为本装置的一种实施方式，所述蓄热室设有两个。
[0012]本实用新型中采用的蜂窝陶瓷蓄热体能耐腐蚀并且可以充分吸收烟气余热，使排烟温度降到150°c以下，甚至可到常温；烟气中SO2酸性气产生的露点析出集液腔收集，达到节能减排的环保作用，由此可消除温露点析出液对设备的腐蚀，也减少了 S02、NO2的排放，从而减低大气污染。
[0013]在本实用新型中，烟气在蓄热室中首先进入的蓄热段使用的是球状蓄热陶瓷，而球状蓄热陶瓷的一大优点就是便于装卸，这样便可以通过改变球状蓄热体陶瓷的量来控制烟气在不同工况下进入SCR脱硝段的温度，从而使得SCR催化剂能够工作在较适宜的温度，得到较高的脱硝效率；同时球状蓄热体陶瓷还可以在一定程度上对烟气中的粉尘进一步过滤，为接下来蜂窝状陶瓷的使用提供清洁无尘条件，在此段中灰尘积累量较高时可较为简便的拆卸清洗。
[0014]由于在本实用新型中，烟气最先进入的设备为旋风分离器，本实用新型使用的旋风分离器外层裹有高效保温材料；其次为了进一步降低在旋风分离器中散失的热量，本实用新型的冷空气管道呈螺旋状围在旋风分离器的内壁上，这样不仅加大了烟气向外界散热的热阻，同时还利用冷空气将烟气温度降低，减少散热，进一步提高热量的利用效率。
[0015]同时在饱和烟气气液分离方面，本装置采用斜板式气液分离装置，可以达到理想的分离效果，从而大大减小了烟气对环境的污染以及对其他设备的腐蚀伤害。
[0016]综上所述，本实用新型与现有的技术相比所具有如下优点:
[0017](I)将旋风除尘器和蓄热式陶瓷换热器一体化，本实用新型采用的除尘器采用旋风式除尘器，高温烟气进入除尘器以后在离心力的作用下除去灰尘，除尘以后的烟气再进入到蓄热体进行换热，采用此技术除尘效率可以到达90%，与常规除尘、换热分别进行的技术相比，设备简单、造价低、耐腐蚀能力增强，同时也为蜂窝陶瓷在本实用新型中的使用提供了可能。
[0018](2)将装卸较易的球状换热陶瓷和涂有SCR催化剂的蜂窝状陶瓷有机结合，可以通过调整球状陶瓷的量来调整SCR催化剂的工作温度，从而提高了本实用新型对不同工况的适应能力，而SCR催化剂的使用能降低尾部烟气的NOx含量，从而达到环保的效果。
[0019](3)通过本实用新型余热回收后烟气的温度可以达到露点以下，同时配合气液分离器的使用不仅可以最大限度的回收烟气中的能量，还能减少酸液对后面设备的损害与对环境的污染。
[0020](4)将蓄热式换热器模块化，便于规模化生产。换热器由多个相同模块组成，模块间不同时换向，降低换向过程对系统冲击。多个模块可以通过烟气、预热空气总管与燃烧室连接，换热器内流动换向而燃烧室内燃烧过程不换向，燃烧稳定，安全性高。此技术解决了蓄热式换热器在大型炉窑上应用的难题。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型的蓄热室剖面图。
[0023]图3为本实用新型的旋风分离器剖面图