节能型高炉鼓风脱湿器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于高炉的节能型高炉鼓风脱湿器。包括有预冷系统、冷凝脱湿系统和再热系统，其中所述的预冷系统采用的是热管换热器，热管换热器内的工质在其两端分别形成相互连通的蒸发段和冷凝段，其中蒸发段位于冷凝段下方，工质在蒸发段吸热蒸发成气体进入冷凝段，并由冷凝段冷凝成液体回流入蒸发段构成热交换循环，工质在蒸发段吸热构成预冷系统，在冷凝段放热则构成再热系统；所述的冷凝脱湿系统安装在预冷系统与再热系统之间。在冷凝脱湿系统与再热系统之间，还安装有丝网除雾器。本实用新型装置可以实现多级冷却和能量循环利用，能够达到节能减排效果，提高热能利用效率目的。
【专利说明】节能型高炉鼓风脱湿器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金设备【技术领域】，尤其涉及一种用于高炉的节能型高炉鼓风脱湿器。
【背景技术】
[0002]我国钢铁工业能耗约占全国能源消费总量的15%，而高炉工序能耗约占钢铁全流程能耗的60%。按此计算，全国每年约有9%的能源被高炉消耗。大力开发和推广节能新技术、新工艺和新产品，是提高能源利用效率、减少能源消耗量的重要途径，对保证我国经济长期稳定可持续发展具有重要的意义，将成为国家节能技术改造的重点。
[0003]目前国际和国内推广的几种钢铁企业炼铁系统节能环保项目有:烧结余热回收蒸汽发电、高炉煤气余压发电(TRT)、煤气燃气一蒸汽联合循环发电(CCPP)和高炉煤气发电、高炉鼓风机由电动改汽动、煤气干法除尘、烧结烟气脱硫等。这些技术得到共识和普及化运用的今天，高炉节能遇到了瓶颈，需要找到进一步节能的途径和方向。
[0004]通过对热管换热器应用的研究，热管换热器通过对空气进行预冷减少空气在冷凝脱湿过程中的能耗，又可利用空气在预冷过程中释放的热量对脱湿后的空气进行再热，能够提高空气进入热风炉的初始温度，为高炉冶炼带来益处。因此，将热管应用于高炉鼓风脱湿系统，必能实现节能的目的。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是正对上述存在的技术不足，提供一种采用热管换热器与翅片管换热器结合，实现多级冷却和能量循环利用，能够达到节能减排效果，提高热能利用效率目的的节能型高炉鼓风脱湿器。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]节能型高炉鼓风脱湿器，其特征在于:包括有预冷系统、冷凝脱湿系统和再热系统，其中所述的预冷系统采用的是热管换热器，热管内的工质在其两端分别形成相互连通的蒸发段和冷凝段，其中蒸发段位于冷凝段下方，液态工质在蒸发段吸收空气在预冷过程中释放的热量，并蒸发成气体进入冷凝段，在冷凝过程中释放出热量，用于冷凝脱湿之后的空气的再热，工质冷凝后形成液体回流到蒸发段构成热交换循环。工质在蒸发段吸热构成预冷系统，在冷凝段放热则构成再热系统；所述的冷凝脱湿系统安装在预冷系统与再热系统之间。在冷凝脱湿系统与再热系统之间，还安装有丝网除雾器。
[0008]在上述方案中，所述的热管换热器为重力式热管，冷凝液依靠工质自身重力沿热管内壁下流到蒸发段，其结构包括有管壳、吸液芯和端盖，吸液芯内部为毛细结构，并在其内部充有工质。
[0009]在上述方案中，所述的冷凝脱湿系统包括有螺旋翅片管换热器，螺旋翅片管换热器外接有串联循环式双效溴化锂吸收式制冷机，双效溴化锂吸收式制冷机包括有冷凝器、蒸发器、吸收器、冷凝水热交换器、高压发生器、低压发生器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、溶液泵、冷剂水泵和其他必要的组件。
[0010]在上述方案中，所述的丝网除雾器为抽屉式除雾器，包括有丝网、丝网格栅组成的矩形条式丝网块，使用时在塔体外部只需要设置I?N个拆卸口，条型丝网块可直接沿导轨方便插入安装。
[0011]在上述方案中，所述的冷凝脱湿系统还装有冷凝水收集池，冷凝水收集池分别连通双效溴化锂吸收式制冷机和丝网除雾器，用于收集冷凝和除雾产生的液体水。
[0012]本实用新型装置的原理是，设计采用热管换热器与翅片管换热器结合，将脱湿器传热依次分为预冷、冷凝脱湿、再热三个阶段。基于热管蒸发段吸热，冷凝段放热的原理，将室外空气首先经过蒸发段进行预冷，蒸发段吸收的热量传输至冷凝段，让经过冷凝脱湿之后的空气吸收，形成再热；也就是热管换热器预冷收集的热量传输用于再热阶段，而中间冷凝脱湿则是采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式应用于翅片管换热器的冷却机。
[0013]本实用新型的主要有益效果是:
[0014]可以实现多级冷却和能量循环利用，能够达到节能减排效果，提高热能利用效率目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例热管换热器工作原理图
[0016]图2为本实用新型实施例整体结构示意图
[0017]图中:1、壳体；2、吸液芯；3、空气过滤器；4、风机；5、热风炉；6、蒸发段；7、冷凝段；8、螺旋翅片管换热器；9、丝网除雾器；10、双效溴化锂吸收式制冷机；11、冷凝水收集池。
【具体实施方式】
[0018]下面结合【具体实施方式】，对本实用新型实施例作进一步的说明:
[0019]如图2所示的节能型高炉鼓风脱湿器，其空气流向依次为:空气过滤器3、本脱湿装置、风机4、热风炉5，本脱湿装置包括有预冷系统、冷凝脱湿系统和再热系统，其中所述的预冷系统采用的是热管换热器，热管内的工质在其两端分别形成相互连通的蒸发段6和冷凝段7，其中蒸发段6位于冷凝段7下方，工质在蒸发段6吸热蒸发成气体进入冷凝段7，并由冷凝段7冷凝成液体回流入蒸发段6构成热交换循环，工质在蒸发段6吸热构成预冷系统，在冷凝段放热则构成再热系统；所述的冷凝脱湿系统安装在预冷系统与再热系统之间。在冷凝脱湿系统与再热系统之间，还安装有丝网除雾器9。
[0020]在本实施例中，如图1所示的热管换热器为重力式热管，其结构包括有壳体1、吸液芯2和端盖，吸液芯2内部为毛细结构，并在吸液芯内2充有工质，采用氨作为热管的工质，选择低碳钢为壳体I材料，冷凝后工质依靠自身重力沿热管内壁下流到蒸发段6。
[0021]在本实施例中，以处理风量为105m3/h为例，按照武汉市夏季的空气条件，所述的二级冷却系统包括有螺旋翅片管换热器8，为了增大管内流体的流速和换热，最后使用的翅片管参数为:CPG (Φ25Χ2.5/55/6/1)，翅片基管外径25mm，翅片外径55mm，翅片节距6mm，翅片厚度1mm，翅片高度2.5mm,排列方式采用等边三角形排列，中心距均为75mm。螺旋翅片管换热器8外接有串联循环式双效溴化锂吸收式制冷机10，双效溴化锂吸收式制冷机10包括有冷凝器、蒸发器、吸收器、冷凝水热交换器、高压发生器、低压发生器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、溶液泵、冷剂水泵和其他必要的组件。
[0022]在本实施例中，所述的丝网除雾器9为抽屉式除雾器，包括有丝网、丝网格栅组成的矩形条式丝网块，根据经验参数，选取的抽屉式除雾网的厚度为150mm，气体通过除雾器的压力降却很小，只有250?500pa。除雾器向设备公司按长3.75m,宽150mm,高3m定制；使用时在塔体外部只需要设置I?N个拆卸口，条型丝网块可直接沿导轨方便插入安装。
[0023]在本实施例中，所述的冷凝脱湿系统还装有冷凝水收集池11，冷凝水收集池11分别连通双效溴化锂吸收式制冷机10和丝网除雾器9，用于收集冷凝和除雾产生的液体水。
[0024]本实用新型实施例采用热管换热器与翅片管换热器组合的方式，对进入炼铁热风炉前的空气进行冷却脱湿，又对其再热。冷却分为两个阶段，预冷与冷凝脱湿。利用热管换热器巧妙的将预冷的热量用于再热，这样既可以通过预冷降低空气进入冷凝脱湿阶段的温度，从而减少冷凝脱湿过程中的电耗，又通过再热提高了进入热风炉的空气的初始温度，为高炉冶炼带来益处。只有冷凝脱湿的耗能需要外部补充。与传统脱湿器相比，传统脱湿器直接将室外空气进行一次冷却脱湿后输送至热风炉，节能型高炉鼓风脱湿器节省了一部分冷凝脱湿阶段的能耗和一部分热风炉的能源。可见，节能型高炉鼓风脱湿器与传统脱湿器相比具有明显的优势。具体节能量分析如下:
[0025](I)预冷节能
[0026]预冷过程中，相比于传统的脱湿器，节能型鼓风脱湿器无需提供相应的制冷装置(如溴化锂制冷机组)来冷却空气。而是利用热管，将初始空气的一部分热量用于经过冷凝脱湿后的冷空气的再热工作。这样既能使空气温度在冷凝脱湿之前有一定程度的降低，又能使空气温度在进入热风炉之前有一定程度的升高。相对于传统的脱湿器而言，空气经过预冷之后再进行冷凝脱湿，可大大降低冷凝脱湿过程的能耗，而增加的成本仅在于热管换热器，且热管换热器内部形成工质的自循环，无需外力驱动。假设预冷过程中空气的温度从33.1°C降到25°C，若脱湿器一年运行8000h，相比于传统脱湿器可节约，240万度左右用于制冷的电量。
[0027](2)再热节能
[0028]热管从预冷过程中获得的热量由蒸发段的输送至冷凝段用于冷凝脱湿后空气的再热，空气从7 °C加热到25 °C，若脱湿器一年运行8000h，可节省加热空气的能量1.87 X IO10KJo
[0029]本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
【权利要求】
1.节能型高炉鼓风脱湿器，其特征在于:包括有预冷系统、冷凝脱湿系统和再热系统，其中所述的预冷系统采用的是热管换热器；热管的蒸发段位于冷凝段下方；热管的蒸发段用于空气的预冷，液态工质在蒸发段吸收空气在预冷过程中释放的热量，并蒸发成气体进入冷凝段，在冷凝过程中释放出热量，用于冷凝脱湿之后的空气的再热，工质冷凝后形成液体回流到蒸发段构成热交换循环；工质在蒸发段吸热构成预冷系统，在冷凝段放热则构成再热系统；所述的冷凝脱湿系统安装在预冷系统与再热系统之间；在冷凝脱湿系统与再热系统之间，还安装有丝网除雾器。
2.如权利要求1所述的节能型高炉鼓风脱湿器，其特征在于:所述的热管换热器为重力式热管，冷凝液依靠工质自身重力沿热管内壁下流到蒸发段，其结构包括有管壳、吸液芯和端盖，吸液芯内部为毛细结构，并在其内部充有工质。
3.如权利要求1所述的节能型高炉鼓风脱湿器，其特征在于:所述的冷凝脱湿系统包括有螺旋翅片管换热器，螺旋翅片管换热器外接有串联循环式双效溴化锂吸收式制冷机。
4.如权利要求1所述的节能型高炉鼓风脱湿器，其特征在于:所述的丝网除雾器为抽屉式除雾器，包括有丝网、丝网格栅组成的矩形条式丝网块。
5.如权利要求1或3所述的节能型高炉鼓风脱湿器，其特征在于:所述的冷凝脱湿系统还装有用于收集冷凝和除雾产生的液体水的冷凝水收集池，冷凝水收集池分别连通双效溴化锂吸收式制冷机和丝网除雾器。
【文档编号】C21B9/16GK203728867SQ201320689826
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】张芳 申请人:华中科技大学文华学院