本实用新型涉及压缩空气预处理设备领域，具体为一种用于超高温空气热量回收的空气预处理装置。
背景技术：
专利号为ZL200910208228.9的发明专利公开了一种节能型空气预处理方法及装置，这种节能型空气预处理装置通过第一组管箱回收由空压机出来的压缩空气高温段（高于90℃）的热量，一部分热量用于替代蒸汽进入后部加热器加热空气，另一部分热量作为溴化锂制冷机的动力，节能效果十分显著。
近几年，随着发酵行业的不断发展，许多大型的发酵企业都开始采用汽轮机拖动的大型空压机，简称汽拖空压机，这种汽拖空压机的空气出口温度和风量极高，出口温度高于200℃、总风量超过2000Nm3/min的情况非常多，因此压缩空气中可以回收的高温段的热量也大大增加。如果还使用原来的老装置，将回收热量仅用于供溴化锂制冷机的动力和对加热器加热，则只能利用一小部分的热量，还有几百万kcal/h的高温空气热量无法得到充分回收利用。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型提供了一种用于超高温空气热量回收的空气预处理装置，其能解决现有普通空气预处理装置在回收温度高于200℃、总风量超过2000Nm3/min的压缩空气热量时，无法充分回收的问题。
其技术方案是这样的：一种用于超高温空气热量回收的空气预处理装置，其特征在于：其包括串联在一起的余热吸收器和冷却分水加热一体机，所述余热吸收器的机壳内安装有内浮头式管箱，所述内浮头式管箱的冷却水进口接常温锅炉用去离子水；
所述冷却分水加热一体机的机壳内沿进气方向依次间隔安装有至少两组冷却管箱、收集式分水器、丝网集水器、收集式分水器和加热管箱，所述冷却管箱和所述加热管箱内均设有换热管，所述冷却管箱的冷却介质出口和冷却介质入口分别与外部的循环水管连通，所述加热管箱的加热介质出口和加热介质入口分别与外部的循环蒸汽管道连通。
其进一步特征在于：
所述丝网集水器包括墙板框架、翻转框架和翻转驱动机构；所述翻转框架呈竖向布置且并排安装于所述墙板框架内，所述翻转框架呈矩形，所述翻转框架表面覆盖安装有丝网，所述翻转框架的中部固定安装有呈竖向设置的转轴，所述翻转框架通过所述转轴转动安装于所述墙板框架内；所述翻转驱动机构用于驱动所述翻转框架绕各自的所述转轴转动，以使非工作状态时，所述翻转框架平行于进风方向；工作状态时，相邻的两个所述翻转框架相交且互相垂直，所述丝网的正面朝向进风方向并与进风方向之间的锐角为45°；清洗状态时，相邻的两个所述翻转框架相交且互相垂直，所述丝网的反面朝向进风方向并与进风方向之间的锐角为45°。
所述内浮头式管箱包括翅片式换热管、管板、U型弯头和支撑架，所述翅片式换热管的两端分别穿过管板，所述翅片式换热管呈上下多层设置，每根所述翅片式换热管均呈水平设置，位于同一层的所述翅片式换热管中，相邻的两个所述翅片式换热管的首尾分别通过所述U型弯头连通，每层所述翅片式换热管的进口端均与进水管连通，每层所述翅片式换热管的出口端均与出水管连通，所述进水管一端封闭，另一端连接所述冷却水进口，所述出水管一端封闭，另一端连接有所述冷却水出口；所述支撑架水平设置在底层的所述翅片式换热管下方，所述管板分别垂直固接在所述支撑架的顶面上，所述支撑架固定安装在所述空气冷却除水器的机壳内壁上；所述支撑架固定安装在所述余热吸收器的机壳内壁上。
所述翻转框架的数量大于三个，所述翻转驱动机构包括传动装置、推板、助推架、导向板、牵引板和销轴，所述牵引板包括牵引板一和牵引板二，所述助推架、所述推板和所述导向板由上至下依次设置；所述导向板沿进风方向设置在位于一侧的相邻两个所述翻转框架的中间并固定安装在所述墙板框架的顶板上，所述导向板上沿其长度方向开设有腰形沉孔；所述助推架包括两个上下设置的助推杆，所述销轴的一端由下至上依次穿过所述腰形沉孔、所述推板的前端、两个所述助推杆的后端后套装有限位螺母，所述销轴与所述腰形沉孔间隙配合，所述销轴与所述推板和两个所述助推杆转动配合；与所述导向板相邻的两个所述翻转框架的顶面前端分别垂直固接有连接销，两个所述助推杆的前端分别与两个所述连接销一一转动连接；位于奇数位的所述翻转框架的顶面后端分别垂直固接有连接销，所述牵引板一水平设置在所述顶板的后侧并与位于奇数位的所述连接销一一转动连接；位于偶数位的所述翻转框架的顶面前端分别垂直固接有连接销，所述牵引板二水平设置在所述顶板的前侧并与位于偶数位的所述连接销一一转动连接；所述牵引板的高度低于所述导向板；所述传动装置与所述推板的后端连接，用于驱动所述销轴沿所述腰形沉孔前后滑动；所述助推架连接的两个所述翻转框架上的所述丝网相向设置，同一个所述牵引板连接的所述翻转框架上的所述丝网同向设置。
所述传动装置包括涡轮减速机和传动板，所述传动板水平设置，所述传动板的一端与所述推板的后端铰接，所述传动板的另一端通过键与所述涡轮减速机的输出轴固接，所述顶板上安装有支撑板，所述涡轮减速机的壳体固定在所述支撑板上。
所述翻转框架包括底框和顶框，所述底框的外侧沿其周向一体成型有护板，所述丝网设置在所述底框和所述顶框之间且三者之间通过螺钉固接，所述转轴穿过所述护板并与所述护板固接。
所述丝网的规格为100目~200目。
所述收集式分水器包括上下平行布置的折板，所述折板之间通过连接筋固定，所述折板的宽度方向平行于进气方向；在所述折板的每个折弯处以及出气端分别设置有直角板，所述直角板沿所述折板的长度方向设置，所述直角板的其中一个板与所述折板固定连接，另一个板平行于进气方向，所述直角板与所述折板之间围合形成收集槽，所述收集槽的槽口朝向进气方向。
所述折板的每个斜面与进气方向之间的锐角相等且为15°~30°，优选为30°。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的空气预处理装置，通过一台单独的余热吸收器对压缩空气高温段的热量进行回收，余热吸收器采用内浮头式管箱，不仅可大大提高换热效率，而且可有效防止管箱中的换热管长期在超高温环境下工作而发生膨胀变形，保证设备始终能够安全可靠运行，余热吸收器使用的冷却介质为常温的锅炉用去离子水，因为汽拖空压机通常紧靠锅炉房，常规热电厂锅炉的用水量均大于150吨/台/h，而锅炉用去离子水必须升温后才能进入锅炉的除氧器除氧，因此使用锅炉用去离子水作为冷却介质，可充分回收空气中高温段的热量，加热后的去离子水可直接通入除氧器，无须再使用蒸汽加热，可大大节省蒸汽用量，节能效益巨大，减排效果好；经过余热吸收器的压缩空气直接进入后部的冷却分水加热一体机，可同时完成空气的进一步冷却、除水和加热，丝网集水器的设置能够进一步除掉空气中较小的水滴，除水效果好，一体机设置还可大大减小设备占用空间，节约厂房用地。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为图1中内浮头式管箱的主视图；
图3为图2的左视图（含余热吸收器）；
图4为图2的俯视图；
图5为图1中丝网集水器的左视图（翻转框架的数量为四个且处于工作状态）；
图6为图5中A区域的放大图；
图7为图5的俯视图；
图8为图5的左视图；
图9为翻转框架的数量为四个且处于非工作状态时，丝网集水器的俯视图；
图10为翻转框架、丝网和转轴的连接关系示意图；
图11为沿图10中B-B线的剖视图；
图12为图1中收集式分水器的主视图；
图13为折板与直角板的连接关系示意图；
图14为图13的左视图。
附图标记：1-丝网；2-墙板框架；2-1-顶板；2-2-底板；3、31、32、33、34-翻转框架；3-1-底框；3-2-顶框；3-1-1-护板；4-转轴；5-推板；6-助推杆；7-导向板；71-腰形沉孔；8-牵引板；81-牵引板一；82-牵引板二；9-销轴；10-限位螺母；11-连接销；12-涡轮减速机；121-涡轮减速机的输出轴；13-传动板；14-支撑板；15-螺钉；16-余热吸收器；161-进气口一；162-出气口一；17-收集式分水器；171-折板；172-连接筋；173-直角板；174-收集槽；175-安装板；18-丝网集水器；19-冷却分水加热一体机；191-进气口二；192-出气口二；20-内浮头式管箱；201-冷却水进口；202-冷却水出口；22-冷却管箱；221-冷却介质出口；222-冷却介质入口；23-加热管箱；231-加热介质出口；232-加热介质入口；24-翅片式换热管；25- U型弯头；26-支撑架；27-管板；28-进水管；29-出水管。
具体实施方式
见图1，本实用新型的一种用于超高温空气热量回收的空气预处理装置，其包括串联在一起的余热吸收器16和冷却分水加热一体机19，余热吸收器16的机壳设有进气口一161和出气口一162，冷却分水加热一体机19的机壳设有进气口二191和出气口二192，出气口一162与进气口二191连通；余热吸收器16的机壳内安装有内浮头式管箱20，内浮头式管箱20的冷却水进口201接常温锅炉用去离子水；冷却分水加热一体机19的机壳内沿进气方向依次间隔安装有至少两组冷却管箱22、收集式分水器17、丝网集水器18、收集式分水器17和加热管箱23，冷却管箱22和加热管箱23内均设有换热管，换热管优选翅片换热管，冷却管箱22的冷却介质出口221和冷却介质入口222分别与外部的循环水管连通，加热管箱23的加热介质出口231和加热介质入口232分别与外部的循环蒸汽管道连通。图1中冷却管箱设置有三个，前两个冷却管箱的冷却介质可使用普通工业用水，最后一个冷却管箱的冷却介质可使用冷冻水。空气经过余热吸收器16后，温度可降低到80℃～95℃。
见图2至图4，内浮头式管箱20包括翅片式换热管24、U型弯头25、支撑架26和管板27，翅片式换热管24的两端分别穿过管板27，，翅片式换热管24呈上下多层设置，每根翅片式换热管24均呈水平设置，位于同一层的翅片式换热管24中，相邻的两个翅片式换热管24的首尾分别通过U型弯头25连通，每层翅片式换热管24的进口端均与进水管28连通，每层翅片式换热管24的出口端均与出水管29连通，进水管28一端封闭，另一端连接冷却水进口201，出水管一端封闭，另一端连接有冷却水出口202；支撑架26水平设置在底层的翅片式换热管24下方，管板27分别垂直固接在支撑架26的顶面上，支撑架26固定安装在余热吸收器16的机壳内壁上。过采用U型弯头连接翅片式换热管，可将翅片式换热管连接为一个整体，避免了将翅片式换热管焊接在管板上，当翅片换热管与高温空气进行热交换时，即使管内断水导致换热管膨胀，其膨胀力也可通过U型弯头消化，管板并不会变形，因此不会遇到再通冷水时翅片式换热管被收缩力拉坏而渗漏的现象，从而可保证设备安装可靠运行。
见图5至图9，丝网集水器18包括丝网1、墙板框架2、翻转框架3和翻转驱动机构；丝网集水器18的墙板框架2固定安装在冷却分水加热一体机19的机壳内壁上；翻转框架3呈竖向布置且并排安装于墙板框架2内，翻转框架3呈矩形，丝网1覆盖安装在翻转框架3表面，翻转框架3的中部固定安装有呈竖向设置的转轴4，转轴4的两端分别穿过墙板框架2的顶板2-1和底板2-2并通过轴承与顶板2-1和底板2-2转动连接；翻转驱动机构用于驱动翻转框架3绕各自的转轴4转动，以使非工作状态时，翻转框架3平行于进风方向；工作状态时，相邻的两个翻转框架3相交且互相垂直，丝网1的正面朝向进风方向并与进风方向之间的锐角α为45°；清洗状态（清洗状态下的视图未示出）时，相邻的两个翻转框架3相交且互相垂直，丝网1的反面朝向进风方向并与进风方向之间的锐角为45°。由于丝网在工作时与进风方向之间的锐角为45°，即丝网为倾斜状态，当空气穿过倾斜的丝网时，阻力小，系统压降小，能耗低。如此设计，当空压机试车时，可将翻转框架翻转到非工作状态，可避免空压机风管内的垃圾堵塞丝网，当正常大生产时，再将翻转框架翻转到工作状态对空气进行除水，在大生产期间，还可将翻转框架翻转到清洗状态，利用空气对丝网进行反冲清洗，从而可保证丝网表面始终清洁。
优选的，翻转框架3的数量大于三个，见图5至图9，图5中设有四个翻转框架31、32、33、34，翻转驱动机构包括传动装置、推板5、助推架、导向板7、牵引板8和销轴9，牵引板8包括牵引板一81和牵引板二82，助推架、推板5和导向板7由上至下依次设置；导向板7沿进风方向设置在位于一侧的相邻两个翻转框架31、32的中间并固定安装在墙板框架2的顶板2-1上，导向板7上沿其长度方向开设有腰形沉孔71，见图8，腰形沉孔71的小端朝上，大端朝下；助推架包括两个上下设置的助推杆6，两个助推杆6形成V字形，销轴9的一端由下至上依次穿过腰形沉孔71、推板5的前端、两个助推杆6的后端后套装有限位螺母10，销轴9与腰形沉孔71的小端间隙配合，销轴9与推板5和两个助推杆6转动配合；与导向板7相邻的两个翻转框架31、32的顶面前端分别垂直固接有连接销11，两个助推杆6的前端分别与两个连接销11一一转动连接；位于奇数位的翻转框架31、33的顶面后端分别垂直固接有连接销11，牵引板一81水平设置在顶板2-1的后侧并与位于奇数位的连接销11一一转动连接；位于偶数位的翻转框架32、34的顶面前端分别垂直固接有连接销11，牵引板二82水平设置在顶板2-1的前侧并与位于偶数位的连接销11一一转动连接；牵引板8的高度低于导向板7；传动装置与推板5的后端连接，用于驱动销轴9沿腰形沉孔71前后滑动；传动装置包括涡轮减速机12和传动板13，传动板13水平设置，传动板13的一端与推板5的后端铰接，传动板13的另一端通过键与涡轮减速机的输出轴121固接，顶板2-1上安装有支撑板14，涡轮减速机12的壳体固定在支撑板14上；助推架连接的两个翻转框架31、32上的丝网1相向设置，同一个牵引板8连接的翻转框架3上的丝网1同向设置，即牵引板一81连接的翻转框架31、33上的丝网1同向设置，牵引板二82连接的翻转框架32、34上的丝网1同向设置。
传动装置除了采用上述结构外，可以使用气缸或电动缸进行直线驱动。
见图10和图11，翻转框架3包括底框3-1和顶框3-2，底框3-1的外侧沿其周向一体成型有护板3-1-1，丝网1设置在底框3-1和顶框3-2之间且三者之间通过螺钉15固接，转轴4穿过护板3-1-1并与护板3-1-1固接。如此设计，丝网安装稳定，且拆装方便。
优选的，丝网1的规格为100目~200目。在毛细作用下，当空气中的水分子团穿过丝网的网孔时很容易被丝网黏住，从而起到收集空气中较小的水滴（直径＞0.3mm的水滴）的作用，使空气中较小的水滴大部分被拦截下来。丝网的目数越高，其分离小水滴的效果越好，但空气压降大；反之则压降小，分离小水滴的效果稍差。实际生产时，客户可根据自己的不同需要，选择合适的丝网规格。
见图12至图14，收集式分水器17包括上下平行布置的折板171，折板171之间通过连接筋172固定，折板171的宽度方向平行于进气方向；在折板171的每个折弯处以及出气端分别设置有直角板173，直角板173沿折板171的长度方向设置，直角板173的其中一个板与折板171固定连接，另一个板平行于进气方向，直角板173与折板171之间围合形成收集槽174，收集槽174的槽口朝向进气方向；折板171的每个斜面与进气方向之间的锐角θ相等且为15°~30°，优选为30°。安装时，可在连接筋172的两端固定安装板175，在折板171的长度方向的两侧固定侧板，再将安装板175和侧板固定在冷却分水加热一体机19的机壳内壁上。
本装置的节能效益计算如下：按进风温度为200℃、气量2000Nm3/min，经过余热吸收器吸热后温度降到95℃，去离子水进水量按100吨/h，水温从25℃加热到60℃计算，可吸收热量≈350.万kcal/h，折合蒸汽≈6.48吨/h，一天24小时、一年按300天计算，可节省蒸汽≈46656t。如果使用老装置，以加热器将空气从20℃加热到60℃计算，可吸收热量≈134.4.万kcal/h，回收的热量明显低于350.万kcal/h。