陶瓷预热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及石油化工技术领域，尤其是涉及一种陶瓷预热器。该陶瓷预热器包括陶瓷传热芯体；陶瓷传热芯体上设置有多排横向孔和多排竖向孔；多排横向孔和多排竖向孔交叉设置，横向孔用于通高温烟气，竖向孔用于通冷空气。由于是在陶瓷传热芯上开设了多排的竖向孔和横向孔，不仅提高了陶瓷预热器的密封性，还增加了传热面积，提高了传热效果，还缩小的陶瓷预热器的体积。
【专利说明】
陶瓷预热器
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油化工技术领域，尤其是涉及一种陶瓷预热器。
【背景技术】
[0002]目前在石油化工行业使用的空气预热器一般由金属材料制造。但是，当介质存在腐蚀性时，传统的金属材料制造的空气预热器，显然不能满足使用要求。解决的方法主要有:
[0003](I)使用昂贵的金属材料，如不锈钢和钛合金等，这会大大提高空气预热器的制造成本，并且有时也不能防止腐蚀的产生。
[0004](2)使用非金属石墨材料，石墨材料有良好的传热性能，并且有很强的耐腐蚀性能。但由于石墨管是脆性材料，容易发生应力脆断，其可靠性和使用寿命受到了一定的影响。
[0005](3)使用陶瓷材料，目前，陶瓷换热器一般为管式结构，即它的换热元件为陶瓷管。陶瓷管不仅壁厚笨重，传热效果差;而且由于陶瓷管为细长件，陶瓷又是脆性材料，在使用过程中，容易受热应力的作用发生脆断，影响陶瓷换热器的正常运行。
[0006](4)蜂窝陶瓷换热器，属于蓄热式换热器，利用四通换向阀在烟气和空气之间不停的切换，来达到烟气和空气换热的目的。目前主要在冶金炉等非连续性生产装置上使用。该技术并不适用于石油化工管式加热炉。主要原因是石油化工管式加热炉完全不同于冶金加热炉，它的管内被加热的是易燃、易爆、易裂解甚至结焦的烃类介质，有的管内还有催化剂，要进行化学反应。再有，石油化工管式加热炉都是长周期连续生产的，快速切换的蜂窝状结构蓄热式换热器一旦出现故障，如果处理不当，将出现严重的后果。
[0007]在上述背景下，专利CN103017193A提出一种板式陶瓷空气预热器，图1为现有技术中的板式陶瓷空气预热器的结构示意图。如图1所示，该板式陶瓷空气预热器由上盖板5、下底板2和立柱4构成的正方体结构;板式陶瓷空气预热器内设置有多个上下排列的换热板6;换热板6为U形陶瓷板;上下相邻两个换热板6之间、最上层换热板6与下底板2之间、上盖板5与最下层换热板6之间以及上下相邻两个换热板6之间均构成流体通道，且相邻两个流体通道互错90°设置;位于相邻两个密封流体通道内的支撑件互错90°交错布置。该陶瓷空气预热器可将排烟温度降到100°C以下，有效地回收了烟气余热。
[0008]但是，现有技术中的陶瓷空气预热器的制造比较复杂，由于陶瓷无法焊接，所以每个相邻的换热板之间都需要进行密封，降低了密封的可靠性。另外，单位体积的传热面积较小，这不但体积较大，而且降低了传热效果。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供陶瓷预热器，以解决现有技术中存在的每个相邻的换热板之间都需要进行密封，降低了密封的可靠性，以及体积较大，而且降低了传热效果的技术问题。
[0010]本实用新型提供的一种陶瓷预热器，包括陶瓷传热芯体；陶瓷传热芯体上设置有多排横向孔和多排竖向孔;多排横向孔和多排竖向孔交叉设置，横向孔用于通高温烟气，竖向孔用于通冷空气。
[0011 ]进一步地，陶瓷预热器还包括空气进气筒、空气出气筒和连接筒；空气进气筒和空气出气筒均设置在陶瓷传热芯体的一侧;空气进气筒与部分竖向孔连通，空气出气筒与另一部分竖向孔连通;陶瓷传热芯体的另一侧设置有连接筒，连接筒与竖向孔连通;空气进气筒、空气出气筒、连接筒和多排竖向孔形成空气循环通道。
[0012]进一步地，陶瓷预热器还包括上压板、下压板和多个竖向拉杆;上压板固定在空气进气孔和空气出气孔的外侧壁上，下压板固定在连接筒的外侧壁上；上压板和下压板上相对设置有多个用于穿设竖向拉杆的第一连接孔，每个竖向连接杆的两端均设置有用于与螺母配合的第一外螺纹。
[0013]进一步地，陶瓷预热器还包括轴向密封条;空气进气筒与陶瓷传热芯体之间，以及空气出气筒与陶瓷传热芯体之间均设置有轴向密封条。
[0014]进一步地，空气进气筒、空气出气筒和连接筒，朝靠近陶瓷传热芯体的方向，均呈减缩状。
[0015]进一步地，陶瓷预热器还包括烟气进气筒和烟气出气筒；烟气进气筒设置在陶瓷传热芯体的一端，烟气出气筒设置在陶瓷传热芯体的另一端，烟气进气筒和烟气出气筒均与多排横向孔连通;烟气进气筒、烟气出气筒和多排横向孔形成了烟气通道。
[0016]进一步地，陶瓷预热器还包括左压板、右压板和多个横向拉杆;左压板设置在烟气出气筒的外侧壁上，右压板设置在烟气进气筒的外侧壁上；左压板和右压板相对设置有多个用于穿设横向拉杆的第二连接孔，每个横向拉杆的两端均设置有用于与螺母配合的第二外螺纹。
[0017]进一步地，陶瓷预热器还包括径向密封条;烟气进气筒与陶瓷传热芯之间，以及烟气出气筒与陶瓷传热芯之间均设置有径向密封条。
[0018]进一步地，烟气进气筒和烟气出气筒，朝靠近陶瓷块的方向，均呈减缩状。
[0019]进一步地，空气进气筒靠近烟气出气筒。
[0020]本实用新型提供的陶瓷预热器，在陶瓷传热芯上设置有多排竖向孔和多排横向孔，多排竖向孔和多排横向孔交叉设置。当高温烟气进入至多排横向孔内，冷空气进入至多排竖向孔内时，高温烟气和冷空气发生热交换，从而将冷空气预热。由于是在陶瓷传热芯上开设了多排的竖向孔和横向孔，不仅提高了陶瓷预热器的密封性，还增加了传热面积，提高了传热效果，还缩小的陶瓷预热器的体积。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为现有技术中的板式陶瓷空气预热器的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型实施例提供的陶瓷预热器的结构示意图。
[0024]附图标记:
[0025]1-烟气进气筒；2-空气出气筒；3-竖向拉杆；
[0026]4-空气进气筒；5-上压板6-左压板；
[0027]7-横向拉杆；8-烟气出气筒9-轴向密封条；
[0028]10-径向密封条；11-下压板；12-连接筒；
[0029]13-陶瓷传热芯体；14-右压板。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电焊连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0033]图2为本实用新型实施例提供的陶瓷预热器的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的一种陶瓷预热器，包括陶瓷传热芯体13;陶瓷传热芯体13上设置有多排横向孔和多排竖向孔;多排横向孔和多排竖向孔交叉设置，横向孔用于通高温烟气，竖向孔用于通冷空
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[0034]其中，多排横向孔中的每一排横向孔均包括有多个横向孔，多排竖向孔中的每一排竖向孔均包括有多个竖向孔。而交叉设置是指，每相邻的两排横向孔之间设置有至少一排竖向孔，或者每相邻的两排竖向孔之间设置有至少一排横向孔。
[0035]冷空气的温度可以为常温，也可以为常温以下。
[0036]本实施例提供的陶瓷预热器，在陶瓷传热芯体13上设置有多排竖向孔和多排横向孔，多排竖向孔和多排横向孔交叉设置。当高温烟气进入至多排横向孔内，冷空气进入至多排竖向孔内时，高温烟气和冷空气发生热交换，从而将冷空气预热。
[0037]由于是在陶瓷传热芯体13上开设了多排的竖向孔和横向孔，不仅提高了陶瓷预热器的密封性，还增加了传热面积，提高了传热效果，还缩小的陶瓷预热器的体积。
[0038]另外，陶瓷材料是一种超强的抗腐蚀材料，基本不与硫酸发生反应，因此陶瓷空气预热器可以在烟气零点一下安全工作，提高了陶瓷预热器的安全性能。
[0039]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，陶瓷预热器还包括空气进气筒4、空气出气筒2和连接筒12;空气进气筒4和空气出气筒2均设置在陶瓷传热芯体13的一侧;空气进气筒4与部分竖向孔连通，空气出气筒2与另一部分竖向孔连通；陶瓷传热芯体13的另一侧设置有连接筒12，连接筒12与竖向孔连通;空气进气筒4、空气出气筒2、连接筒12和多排竖向孔形成空气循环通道。
[0040]当空气从空气进气筒4进入至部分竖向孔内，然后进入至连接筒12，再从连接筒12进入至其余部分竖向孔内，最后从空气出气筒2内流出。这样，空气两次经过陶瓷传热芯体13内，延长了空气与高温烟气接触的时间，也能够反复的对空气进行加热，提高了热交换的效率，进一步地提高了传热效果。
[0041]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，陶瓷预热器还包括上压板、下压板11和多个竖向拉杆3;上压板5固定在空气进气孔和空气出气孔的外侧壁上，下压板11固定在连接筒12的外侧壁上;上压板5和下压板11上相对设置有多个用于穿设竖向拉杆3的第一连接孔，每个竖向连接杆的两端均设置有用于与螺母配合的第一外螺纹。
[0042]在本实施例中，利用上压板5和下压板11，以及多个竖向拉杆3的配合，使得空气进气筒4、空气出气筒2以及连接筒12与陶瓷传热芯体13紧紧抵接在一起。这样，便于空气送入陶瓷传热芯体13，也变便于收集加热后的空气，便于使用者使用。
[0043]如图2所示，在上述实施例的基础上，为了进步的提高陶瓷预热器的密封性，进一步地，陶瓷预热器还包括轴向密封条9;空气进气筒4与陶瓷传热芯体13之间，以及空气出气筒2与陶瓷传热芯体13之间均设置有轴向密封条9。
[0044]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，空气进气筒4、空气出气筒2和连接筒12，朝靠近陶瓷传热芯体13的方向，均呈减缩状。
[0045]将空气进入筒设计成渐缩状，可以是空气快速的分散至竖向孔内，使得竖向孔内的空气与横向孔内的高温烟气充分的接触。将空气出气孔设计成渐缩状，可以减缓空气的流出速度，增加空气与高温烟气的接触时间，提高热交换的效率。另外，也便于工作人员将陶瓷预热器与外部设备连通。
[0046]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，陶瓷预热器还包括烟气进气筒I和烟气出气筒8;烟气进气筒I设置在陶瓷传热芯体13的一端，烟气出气筒8设置在陶瓷传热芯体13的另一端，烟气进气筒I和烟气出气筒8均与多排横向孔连通;烟气进气筒1、烟气出气筒8和多排横向孔形成了烟气通道。
[0047]其中，烟气进气筒I和烟气出气筒8，朝靠近陶瓷块的方向，均呈减缩状。
[0048]烟气进气筒I可以是高温烟气快速的分散至各个横向孔内，烟气出气筒8可以减缓高温烟气的流出速度，提高热交换效率。另外，也便于工作人员将陶瓷预热器与外部设备连通。
[0049]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，陶瓷预热器还包括左压板6、右压板14和多个横向拉杆7;左压板6设置在烟气出气筒8的外侧壁上，右压板14设置在烟气进气筒I的外侧壁上;左压板6和右压板14相对设置有多个用于穿设横向拉杆7的第二连接孔，每个横向拉杆7的两端均设置有用于与螺母配合的第二外螺纹。
[0050]在本实施例中，利用左压板6和右压板14，以及多个横向拉杆7来固定烟气进气筒I和烟气出气筒8，这样，多个横向拉杆7和多个竖向拉杆3将陶瓷传热芯体13包裹起来，以保护陶瓷传热芯体13，提高陶瓷预热器的整体的机械强度。
[0051]如图2所示，在上述实施例的基础上，为了提高陶瓷预热器的密封性，进一步地，陶瓷预热器还包括径向密封条10;烟气进气筒I与陶瓷传热芯体13之间，以及烟气出气筒8与陶瓷传热芯体13之间均设置有径向密封条10。
[0052]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，空气进气筒4靠近烟气出气筒8。
[0053]当高温烟气经烟气进气筒I进入陶瓷传热芯体13的横向孔内，与竖向孔的空气换热后温度降低，经烟气出气筒8排向烟囱。常温空气经空气进气筒4进入陶瓷传热芯体13的部分竖向孔内，与横向孔的间壁换热后温度上升，通过连接筒12，进入陶瓷传热芯体13的其余部分竖向孔内，温度进一步升高，经空气出气筒2进入下一级空气预热器内。
[0054]在本实施例中，将空气进气筒4设置靠近烟气出气筒8的位置，使得空气能够二次加热，提高了空气预热的效果。
[0055]该陶瓷预热器具有耐腐蚀、强度高、单位体积换热面积大和制造简便等优点，可以保证空气预热器在低温下能够正常工作，具有良好的应用前景。
[0056]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种陶瓷预热器，其特征在于，包括陶瓷传热芯体;所述陶瓷传热芯体上设置有多排横向孔和多排竖向孔； 多排横向孔和多排竖向孔交叉设置，所述横向孔用于通高温烟气，所述竖向孔用于通冷空气。2.根据权利要求1所述的陶瓷预热器，其特征在于，还包括空气进气筒、空气出气筒和连接筒； 所述空气进气筒和所述空气出气筒均设置在所述陶瓷传热芯体的一侧;所述空气进气筒与部分竖向孔连通，所述空气出气筒与另一部分竖向孔连通;所述陶瓷传热芯体的另一侧设置有所述连接筒，所述连接筒与多排竖向孔连通;所述空气进气筒、所述空气出气筒、所述连接筒和多排竖向孔形成空气循环通道。3.根据权利要求2所述的陶瓷预热器，其特征在于，还包括上压板、下压板和多个竖向拉杆;所述上压板固定在所述空气进气孔和所述空气出气孔的外侧壁上，所述下压板固定在所述连接筒的外侧壁上;所述上压板和所述下压板上相对设置有多个用于穿设所述竖向拉杆的第一连接孔，每个所述竖向连接杆的两端均设置有用于与螺母配合的第一外螺纹。4.根据权利要求2所述的陶瓷预热器，其特征在于，还包括轴向密封条； 所述空气进气筒与所述陶瓷传热芯体之间，以及所述空气出气筒与所述陶瓷传热芯体之间均设置有轴向密封条。5.根据权利要求2-4任一项所述的陶瓷预热器，其特征在于，所述空气进气筒、所述空气出气筒和所述连接筒，朝靠近所述陶瓷传热芯体的方向，均呈减缩状。6.根据权利要求2所述的陶瓷预热器，其特征在于，还包括烟气进气筒和烟气出气筒； 所述烟气进气筒设置在所述陶瓷传热芯体的一端，所述烟气出气筒设置在所述陶瓷传热芯体的另一端，所述烟气进气筒和所述烟气出气筒均与多排横向孔连通;所述烟气进气筒、所述烟气出气筒和多排横向孔形成了烟气通道。7.根据权利要求6所述的陶瓷预热器，其特征在于，还包括左压板、右压板和多个横向拉杆； 所述左压板设置在所述烟气出气筒的外侧壁上，所述右压板设置在所述烟气进气筒的外侧壁上； 所述左压板和所述右压板相对设置有多个用于穿设所述横向拉杆的第二连接孔，每个所述横向拉杆的两端均设置有用于与螺母配合的第二外螺纹。8.根据权利要求6所述的陶瓷预热器，其特征在于，还包括径向密封条； 所述烟气进气筒与所述陶瓷传热芯之间，以及所述烟气出气筒与所述陶瓷传热芯之间均设置有所述径向密封条。9.根据权利要求6所述的陶瓷预热器，其特征在于，所述烟气进气筒和所述烟气出气筒，朝靠近所述陶瓷块的方向，均呈减缩状。10.根据权利要求6-9任一项所述的陶瓷预热器，其特征在于，所述空气进气筒靠近所述烟气出气筒。
【文档编号】F24H3/04GK205448293SQ201620013094
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】高晓红, 孙志钦, 李玖重, 黄进焕, 郜建松, 高跃成, 张玉玲, 段彦明
【申请人】中石化炼化工程（集团）股份有限公司