一种双循环系统的工业烟气余热回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种双循环系统的工业烟气余热回收装置，其中的液态金属具有优异的物理性能、熔点低、沸点高、导热系数高、运动黏性比较小等优点，具有良好的流动换热能力。特别地，在蒸气锅炉和液态金属循环系统之间添加一导热油循环系统，用导热油吸收液态金属循环系统的热量，用于后续的余热利用，可以缩短液态金属的循环路径，减少液态金属的使用量，从而降低成本。本实用新型可广泛适用于化工及石油化工工业、硫酸工业、建材、冶金、工业发电行业等工业余热产生领域。
【背景技术】
[0002]余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。有乙炔、炭黑等产品的生产过程中由于相同产品的品种不同，因此，产品终止反应的温度也不同。对于乙炔来说，一般终止反应的温度在1300°C?1100°C之间，在急冷锅炉中将乙炔烟气温度降到合适的范围以进入下游设备。这个过程通常都是通过喷入急冷水来实现的。但由此将会出现以下几点问题:(1)喷入的大量急冷水变成水蒸汽导致乙炔烟气发生组分的变化，使乙炔烟气流量骤然增大，不仅对乙炔的品质产生影响，且加重了下游设备的处理压力，对设备造成的腐蚀情况也更加严重。(2)喷入的急冷水形成的水蒸气到最终排空，在此期间蕴含的大量潜热无法回收，造成较大的能量浪费。(3)由此造成的用水开销也是一笔不小的数字，加重了企业产品生产的成本开支却不能产生任何积极有益的影响。
[0003]为解决上述问题，本实用新型提供一种双循环系统的工业烟气余热回收装置，其使用的液态金属具有优异的物理性能、熔点低、沸点高、导热系数高、运动黏性比较小等优点，具有良好的流动换热能力。
【发明内容】
[0004]本实用新型涉及一种双循环系统的工业烟气余热回收装置，因选择的液态金属的诸多优点，其具有能减轻工业设备压力、延长工业设备寿命、使用过程安全等作用。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种双循环系统的工业烟气余热回收装置，其特征在于，装置从左到右依次由软化水栗1、蒸汽锅炉2、导热油循环系统以及液态金属循环系统组成；
[0007]所述导热油循环系统由机械栗3、导热油、热交换装置4及其管道组成；
[0008]所述液态金属循环系统由电磁栗5、液态金属14、热交换器6及其管道组成；
[0009]所述热交换器6由一个以上的基本换热单元组成；
[0010]所述基本换热单元由上冷板12、下冷板13和一对以上的液态金属入口管道10和出口管道11组成，所述上冷板12和下冷板13为圆饼状，上冷板12和下冷板13之间设置成中空结构，以减缓高温烟气的流速，保证高温烟气能充分地与液态金属进行热交换；
[0011]所述冷板上有多个通孔9，且上冷板12和下冷板13的通孔相互错开，使得高温烟气的流动路径更长，而且在各个通孔内做到均匀分布，增强换热效果；高温烟气通过通孔9穿过冷板；
[0012]所述冷板为中空结构，其中充满了液态金属14 ;
[0013]所述电磁栗5作为液态金属14循环的动力；
[0014]所述基本换热单元中，液态金属通过入口管道10注入上冷板12中心，后沿上冷板径向向外流到板间流道，再向下进入下冷板13，沿下冷板径向流到下冷板中心，最后由液态金属出口管道11流出；
[0015]所述液态金属14吸收的热量传递给所述导热油后，所述机械栗3通过管道将导热油送入蒸汽锅炉2中，与蒸汽锅炉2中的水进行热交换，导热油把热量传递给水，产生高压蒸汽用于发电或者给生活用水加热用于取暖等。
[0016]所述液态金属14为镓金属、镓铟合金、镓铅合金、镓萊合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金、铟基合金或祕基合金中。
[0017]所述通孔9与所述冷板的上下板之间通过焊接方式连接起来，焊缝外增加隔热陶瓷环，以避免高温时冷板焊接处焊缝开裂。
[0018]所述液态金属14的流动方向定为冷板的径向，保证了液态金属在冷板中流动的均匀性。
[0019]所述液态金属入口管道10和出口管道11结构相同，为两根以上对称的圆管，并使用十字形挡板15进行适当隔离，以避免不同流道的相互干扰。
[0020]所述冷板之间可填充泡沫金属或焊接翅片，增加换热效果。
[0021 ] 所述泡沫金属为泡沫铜、泡沫铝或泡沫镍。
[0022]所述翅片材料为铜、铝或镍。
[0023]所述热交换器中高温烟气入口处增加过滤层并定期清洗，防止含有较多固态杂质的高温烟气降低热交换器的使用寿命。
[0024]所述蒸汽锅炉2中可产生高压蒸汽，输送到发电装置，组成余热回收发电装置。
[0025]所述蒸汽锅炉2中可产生生活用热水，输送到家庭供暖管道，组成余热回收供暖
目.ο
[0026]所述热交换器6外部包裹着保温材料。
[0027]所述保温材料为软瓷保温材料、硅酸铝保温材料、酚醛泡沫保温材料、膨胀玻化微珠保温材料或胶粉聚苯颗粒保温材料。
[0028]所述一种双循环系统的工业烟气余热回收装置可应用于化工及石油化工工业、硫酸工业、建材、冶金、工业发电行业等工业余热产生领域。
[0029]所述液态金属的入口管道10和出口管道11的对数选择由实际生产中需要的换热效率决定。
[0030]使用时，首先将装置中的热交换器6安装在工业的裂解炉中工业急冷处理处；然后启动机械栗3，在导热油循环系统中，机械栗带动导热油循环，将液态金属吸收的热量传给蒸气锅炉2，便于后续余热的利用；随后启动电磁栗5，在液态金属循环系统中，电磁栗5在液态金属循环系统中运输液态金属14，液态金属14通过入口管道10注入上冷板12中心，后沿上冷板径向向外流到板间流道，再向下进入下冷板13，沿下冷板径向流到下冷板中心，最后由液态金属出口管道11流出；在确保液态金属12充满液态金属循环系统管道和导热油充满导热油循环系统管道并排除其中的空气后，装置即可正常工作。装置从工业烟气中吸收到的余热，通常用作以下几点用途:烧热水；生活供暖；余热发电等。
[0031]本实用新型所述的一种双循环系统的工业烟气余热回收装置具有如下优点:
[0032](1)本实用新型采用的液态金属在常温下呈液态，其运动粘性比较小，用于代替传统的水冷，不仅节省了水的浪费，而且其液态金属热导率很高，传热速率快，具有明显的经济效益。
[0033](2)本实用新型采用的液态金属利用电磁栗作为动力源进行流动循环，可以达到“零噪音”的效果。
[0034](3)本实用新型采用的换热单元由上冷板、下冷板和一对以上的液态金属入口管道和出口管道组成，冷板上有多个通孔，且上冷板和下冷板的通孔相互错开，使得高温烟气的流动路径更长，而且在各个通孔内做到均匀分布，增强换热效果；液态金属沿冷板的径向流动，保证了液态金属在冷板中流动的均匀性，使得高温烟气和液态金属可以充分换热。
[0035](4)本实用新型采用的液态金属沸点很高，且与产品不相混合，不会因为产生蒸气而导致产品发生组分的变化，因此不会对产品的品质产生影响，减轻了下游设备的处理压力，也不会出现对设备造成的腐蚀情况。
[0036](5)本实用新型采用的液态金属具有高沸点的性质，在100°C ~1500°C内都不会发生相变。因此作为一种流动换热介质，液态金属在中高温工业余热回收系统中可以一直保持液态，不会发生因相变而产生系统高压的问题，因此降低了系统管道的承压极限和管道的设计难度，避免了因高压带来的泄露或者爆炸的意外情况发生。
[0037](6)本实用新型在蒸气锅炉和液态金属循环系统之间添加导热油循环系统，导热油吸收液态金属循环的热量，用于后续的余热利用，可以缩短液态金属的循环路径，减少液态金属的使用量，从而降低装置成本。
【附图说明】
[0038]图1为一种双循环系统的工业烟气余热回收装置在工业烟气余热回收使用系统中的结构示意图。
[0039]图2为热交换器基本换热单元示意图。
[0040]图3为热交换器