烟气净化与余热回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种烟气净化与余热回收装置。

背景技术：

目前，工业企业对于高温含尘烟气的处理利用，既需要对其进行余热回收，又需要对其进行除尘处理，传统方法为单独对烟气余热进行回收或除尘处理。

先进行余热回收后除尘处理，导致烟气阻塞热交换器的通道，同时黏附在热交换器换热面上的烟尘，增大换热面热阻，降低热交换效率。此外，黏附在热交换器换热面上的烟尘，对热交换器的内表面也会有腐蚀作用。

先进行除尘处理后余热回收，导致烟气的温度降低，造成烟气的余热损失。并且，高温烟气的黏度大于低温烟气的黏度，烟气在分离器内的阻力增大，需消耗更多的动力，造成能源的浪费。

基于此背景，我们提出一种烟气净化与余热回收装置，该装置可同时实现高温含尘烟气的净化和余热回收。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的高温含尘烟气的余热回收或除尘处理需单独进行的缺陷，而提供一种烟气净化与余热回收装置。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种烟气净化与余热回收装置，它包括灰斗、烟气进入通道、烟气排出通道和热源通道，烟气进入通道为绕烟气排出通道设置的至少一个筒形管道，筒形管道与烟气排出通道同轴设置，热源通道与烟气进入通道、烟气排出通道相贴合并热交换，灰斗位于烟气进入通道、烟气排出通道的下方，烟气进入通道与烟气进口、灰斗相连通，烟气排出通道与烟气出口、灰斗相连通，热源通道的两端分别设有热源进口和热源出口。

该烟气净化与余热回收装置，在烟气除尘处理的过程中也完成了余热回收，减少了热量损失，急速冷却烟气从而保护了后续装置，同时减少了后续装置的粘结，提高了后续装置的换热效率。

较佳地，热源进口、热源出口均设置于热源通道的上方，烟气进口位于烟气进入通道的上方，烟气出口位于烟气排出通道的上方。上述设置，保证了换热介质与烟气充分热交换，保证了烟气充分除尘。

较佳地，灰斗的最下方设有出灰口。落入灰斗内的烟尘颗粒通过出灰口从灰斗内掉出。

较佳地，烟气进入通道分为烟气进入内层、烟气进入外层，烟气进入内层、烟气进入外层均与烟气进口、灰斗相连通。烟气进入通道分为多层，可以在控制装置整体体积的情况下，增加烟气进入通道的整体长度，使烟气除尘的效果更好。

更佳地，烟气进口内设有导流叶片，导流叶片将烟气进口分成两部分并分别与烟气进入内层、烟气进入外层相连通。通过导流叶片的分配，保证烟气进入内层、烟气进入外层的烟气流量相同。

更佳地，热源通道分为相连通的热源进入层和热源排出层，热源进口设置于热源进入层上，热源出口设置于热源排出层上；热源进入层夹在烟气进入内层、烟气进入外层之间，热源排出层夹在烟气进入内层、烟气排出通道之间。更较佳地，烟气进入外层、热源进入层、烟气进入内层、热源排出层为从外至内依次嵌套的筒形管道，烟气排出通道位于热源排出层中间。烟气流过的通道与换热介质流过的通道相互轮流设置，使烟气与换热介质最大限度地充分热交换。

较佳地，热源通道分为相连通的热源进入层和热源排出层，热源进口设置于热源进入层上，热源出口设置于热源排出层上，热源进入层、热源排出层均为筒形管道。

更佳地，热源进入层或热源排出层内设有绕周向盘旋的螺旋导流片。换热介质沿该螺旋导流片盘旋向下或者向上，使换热介质在热源进入层或热源排出层内环绕流动，使换热介质能与烟气充分换热，提高换热效率，增强余热回收的效果。一种更较佳的技术方案，螺旋导流片的倾斜角度为10～20度，该倾斜角度是使换热介质良好流动的最优的角度范围。另一种更较佳的技术方案，螺旋导流片沿延伸方向每300～500mm断开10mm。换热介质沿螺旋导流片的延伸方向流动的同时，还会从断开处直接流动至下一层。

更佳地，热源进入层或热源排出层沿径向的宽度为20～32mm。该宽度范围是换热介质良好流动的最优的范围。

更佳地，热源进入层、热源排出层的下端面通过多个U型管相互连通。热源进入层内的换热介质通过U型管流动至热源排出层内。

较佳地，热源通道内的换热介质为导热油或者水。导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好，可以获得很高的操作温度，可以大大降低操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性。而水作为换热介质，易获得，易更换，更加环保，且成本低，需注意的是，当使用水作为换热介质时，该烟气净化与余热回收装置处于带压工作状态，属于压力容器，具有一定的危险性，应做好安全措施。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

该烟气净化与余热回收装置，对高温烟气进行除尘的同时，还能回收烟气余热，迅速降低烟气温度，保护了后续装置，避免了装置高温破坏及高尘堵塞的问题，实现了高温含尘烟气的净化和余热回收的同时进行，在达到环保效果的同时，提高了经济效益与社会效益。

附图说明

图1为本实用新型烟气净化与余热回收装置的结构示意图。

图2为图1所示的烟气净化与余热回收装置的烟气进口、热源进口、热源出口的结构示意图。

图3为图1所示的烟气净化与余热回收装置的热源进入层、热源排出层的展开示意图。

附图标记说明

灰斗1

出灰口11

烟气进入通道2

烟气进入内层21

烟气进入外层22

烟气排出通道3

热源通道4

热源进入层41

热源排出层42

螺旋导流片43

断开处44

烟气进口5

导流叶片51

烟气出口6

热源进口7

热源出口8

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种烟气净化与余热回收装置，它包括灰斗1、烟气进入通道2、烟气排出通道3和热源通道4，烟气进入通道2为绕烟气排出通道3设置的至少一个筒形管道，筒形管道与烟气排出通道3同轴设置，热源通道4与烟气进入通道2、烟气排出通道3相贴合并热交换，灰斗1位于烟气进入通道2、烟气排出通道3的下方，烟气进入通道2与烟气进口5、灰斗1相连通，烟气排出通道3与烟气出口6、灰斗1相连通，热源通道4的两端分别设有热源进口7和热源出口8。

高温含尘烟气从烟气进口5进入烟气进入通道2，在烟气进入通道2内围绕中心轴线作高速旋转运动，在离心力的作用下，烟气中的烟尘颗粒被甩向烟气进入通道2的管壁，烟尘颗粒在重力的作用下落入灰斗1中，完成烟尘颗粒与烟气的分离；分离后的旋转的烟气在烟气进入通道2的下部(灰斗1内)收缩向中心流动，向上形成二次涡流经烟气排出通道3、烟气出口6流出。在此过程中，热源通道4中的换热介质与烟气进入通道2、烟气排出通道3内的烟气进行热交换。

因此，该烟气净化与余热回收装置，在烟气除尘处理的过程中也完成了余热回收，减少了热量损失，急速冷却烟气从而保护了后续装置，同时减少了后续装置的粘结，提高了后续装置的换热效率，在环保的同时达到节能的效果，有良好的社会及经济效益。

为了保证换热介质与烟气充分热交换，需将换热介质在热源通道4中流动的长度最大限度的拉长，因此，热源进口7、热源出口8均设置于热源通道4的上方。同理，为了保证烟气充分除尘，需将烟气在烟气进入通道2、烟气排出通道3中流动的长度最大限度的拉长，因此，烟气进口5位于烟气进入通道2的上方，烟气出口6位于烟气排出通道3的上方。

热源通道4内的换热介质为导热油或者水。导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好，可以获得很高的操作温度，可以大大降低操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性。而水作为换热介质，易获得，易更换，更加环保，且成本低，需注意的是，当使用水作为换热介质时，该烟气净化与余热回收装置处于带压工作状态，属于压力容器，具有一定的危险性，应做好安全措施。

上述换热介质在热源通道4内的流速范围为1.2～2.0m/s，烟气排出通道3内的烟气排出的流速范围为12～15m/s。

灰斗1的最下方设有出灰口11。落入灰斗1内的烟尘颗粒通过出灰口11从灰斗1内掉出。

如图1至图2所示，烟气进入通道2分为烟气进入内层21、烟气进入外层22，烟气进入内层21、烟气进入外层22均与烟气进口5、灰斗1相连通。将烟气进入通道2分成两层，烟气被分流至烟气进入内层21、烟气进入外层22中。烟气进入通道2分为多层，可以在控制装置整体体积的情况下，增加烟气进入通道2的整体长度，使烟气除尘的效果更好。

为了保证烟气能均匀地分流至烟气进入内层21、烟气进入外层22中，烟气进口5内设有导流叶片51，导流叶片51将烟气进口5分成两部分并分别与烟气进入内层21、烟气进入外层22相连通。通过导流叶片51的分配，保证烟气进入内层21、烟气进入外层22的烟气流量相同。

如图2所示，烟气进口5相切于烟气进入内层21、烟气进入外层22，使烟气可以沿切线无障碍地快速进入烟气进入内层21、烟气进入外层22，在烟气进入内层21、烟气进入外层22中围绕中心轴线作高速旋转运动。

如图1所示，热源通道4分为相连通的热源进入层41和热源排出层42，热源进口7设置于热源进入层41上，热源出口8设置于热源排出层42上；烟气进入通道2分为烟气进入内层21、烟气进入外层22，热源进入层41夹在烟气进入内层21、烟气进入外层22之间，热源排出层42夹在烟气进入内层21、烟气排出通道3之间。烟气流过的通道与换热介质流过的通道相互轮流设置，使烟气与换热介质最大限度地充分热交换。其中，最优的结构，烟气进入外层22、热源进入层41、烟气进入内层21、热源排出层42为从外至内依次嵌套的筒形管道，烟气排出通道3位于热源排出层42中间。

如图3所示，热源进入层41或热源排出层42内设有绕周向盘旋的螺旋导流片43。换热介质沿该螺旋导流片43盘旋向下或者向上，使换热介质在热源进入层41或热源排出层42内环绕流动，使换热介质能与烟气充分换热，提高换热效率，增强余热回收的效果。

其中，螺旋导流片43的倾斜角度α最好为10～20度，该倾斜角度是使换热介质良好流动的最优的角度范围。

其中，螺旋导流片43沿延伸方向每300～500mm断开10mm，其断开处44与下一层对应的断开处44之间的连线与平行线之间的夹角β为75度。换热介质沿螺旋导流片43的延伸方向流动的同时，还会从断开处44直接流动至下一层。

其中，热源进入层41或热源排出层42沿径向的宽度为20～32mm。该宽度范围是换热介质良好流动的最优的范围。

其中，热源进入层41、热源排出层42的下端面通过多个U型管相互连通。热源进入层41内的换热介质通过U型管流动至热源排出层42内。

上述烟气净化与余热回收装置，在除尘的同时，高温烟气从烟气进口5开始就与逆流进入的换热介质进行换热，烟气将热量传给换热介质，从而实现了高温含尘烟气的净化和余热回收的同时进行。

上述烟气净化与余热回收装置，其优点表现在：

1)结构简单，多层筒体结构；

2)采用旋风除尘原理，除尘效果达50～70％；

3)在高温段对烟气进行急冷，保护后续烟气处理装置；

4)对烟气进行除尘，减少对后续装置的粘结，提高后续装置的换热效率；

5)在除尘的同时对烟气进行余热回收，减少了热量损失；

6)粉尘沉积面积大，延长了小颗粒粉尘的可沉积时间。

本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。