一种高温换热器的制作方法

1.本实用新型涉及换热器的领域，尤其涉及一种高温换热器。


背景技术：

2.沸石转轮+rto治理工艺是目前voc有机废气治理中处理大风量、中低浓度的主流技术。中低浓度有机废气如果采用rto焚烧炉直接处理需要消耗大量天然气等燃料，会造成企业运行成本超高。因此需要对中低浓度的有机废气进行浓缩，使之变成较高浓度的废气再进入到rto废气处理焚烧系统。这样既节约了运行能源同时又减小了末端治理设备的规格，有机废气通过沸石转轮浓缩后的风量会变得很小，一般需要根据企业废气的实际工况来设计最终的浓缩倍数。
3.使用焚烧炉排放的高温烟气对低温废气进行加热，加热后的废气经过沸石转轮脱附区域，将有机物脱附出来，再进入焚烧炉处理，可以有效的节省运行成本。
4.但现有技术中存在如下缺陷和不足：(1)由于焚烧炉排放的烟气温度较高，普遍温度在800℃以上，常规换热器使用时容易出现热力变形，焊缝拉裂等故障问题，设备使用寿命短，设备维护成本高；(2)使用常规的换热方式和换热结构，导致对废气的加热升温效果较差，换热效率低；(3)换热芯体容易产生堵塞，影响设备的正常使用。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种高温换热器，以解决现有技术中的一个或多个问题。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
7.一种高温换热器，包括：外框架：换热芯体，连接于外框架，且位于外框架中，包括：第一通道，供废气通过；第二通道，供烟气通过；废气进气斗，连接于所述外框架，且连通于所述第一通道的进气端；废气出气斗，连接于所述外框架，且连通于所述第一通道的出气端；烟气进气斗，连接于所述外框架，且连通于所述第二通道的进气端；烟气出气斗，连接于所述外框架，且连通于所述第二通道的出气端；膨胀节，连接于所述外框架，且连通于所述烟气进气斗的进气端。
8.其进一步的技术方案为，所述换热器包括：风罩，连接于所述外框架，且所述风罩同时连通于所述第二通道的出气端以及所述废气出气斗的进气端；其中，所述废气进气斗和所述废气出气斗位于所述外框架的同一侧，所述风罩位于所述废气进气斗和所述废气出气斗的对侧；所述废气出气斗靠近所述膨胀节。
9.其进一步的技术方案为，所述换热芯体包括：换热板，水平设置有多块，多块所述换热板沿竖直方向存在间隔；其中，相邻两块所述换热板之间形成所述第一通道，或者所述第二通道；所述第一通道和所述第二通道沿竖直方向间隔排布。
10.其进一步的技术方案为，所述换热芯体包括：四根支撑管，分别对应固定于所述换热板的四个拐角。
11.其进一步的技术方案为，所述换热板包括：换热板本体；第一翻边，设置有两个，位置相对地连接于所述换热板本体的第一边和第二边；第二翻边，设置有两个，位置相对地连接于所述换热板本体的第三边和第四边；其中，所述第一翻边的翻折方向与所述第二翻边的翻折方向相反；两个相邻的所述换热板连接固定时，所述换热板本体和所述第一翻边围合形成所述第二通道；两个相邻的所述换热板连接固定时，所述换热板本体和所述第二翻边围合形成所述第一通道。
12.其进一步的技术方案为，所述换热板包括：凸起部；凹陷部；所述凸起部与所述凹陷部均设置有多排，且沿所述换热板本体的长度方向间隔设置；所述凹陷部位于相邻的两排所述凸起部之间。
13.其进一步的技术方案为，所述凸起部和所述凹陷部均设置为圆台状。
14.其进一步的技术方案为，相邻所述换热板本体上的所述凸起部重合在所述第一通道中；相邻所述换热板本体上的所述凹陷部重合在所述第二通道中；所述换热板本体包括：第一区；第二区；第三区；其中，所述第一区和所述第二区分别靠近所述换热板本体的两端设置，所述第二区位于所述第一区和所述第三区之间；位于所述第一区和所述第三区内的所述凸起部和所述凹陷部设置为圆台状，或者腰形台状；呈腰形台状的所述凸起部，或者所述凹陷部所在的区域形成三角形状，两个三角形区域分别位于所述换热板本体两个相对的拐角处。
15.其进一步的技术方案为，所述换热器包括：两组吹扫组件，分别安装于所述废气进气斗和所述烟气进气斗；所述吹扫组件包括：气管，连接于所述废气进气斗，或者连接于所述烟气进气斗；喷嘴，固定于所述气管，并连通于所述气管；所述喷嘴的喷出端朝向所述第一通道，或者朝向所述第二通道。
16.其进一步的技术方案为，所述气管设置有多根，多根所述气管沿所述废气进气斗的长度方向，或者所述烟气进气斗的长度方向间隔设置。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：
18.1、对废气进行升温加热时，温度较低的废气和高温烟气沿各自的流道进行流动，在流动过程中实现热交换，完成对温度较低的废气的升温；温度较低的废气从废气进气斗中通入，同时，高温烟气经过膨胀节从烟气进料斗中间通入，废气经过换热芯体，进入到第一通道中，烟气经过换热芯体，进入到第二通道中，废气与烟气通过换热板进行热量交换，实现对废气的升温；经过升温的废气从废气出料斗中向外排出，热交换完成后的烟气从烟气出气斗中向外排出，完成对废气的升温；通过设膨胀节可以有效补偿因高温热应力引起的轴向变形，防止焊缝产生拉裂；
19.2、风罩的设置对废气的流动方向进行导流，使废气再首次经过换热芯体，与高温烟气进行热量交换之后，再由废气排气斗中排出前，经过膨胀节，使膨胀节内的高温烟气再次与废气进行热量交换，对废气进行二次加热升温后，废气再由废气出气斗中排出，提升了换热效果；同时高温烟气经过初步降温后对换热板的影响较小；
20.3、换热元件使用换热板形式的换热，可以提升换热面积，提升对废气的换热效果；同时，使得设备结构紧凑，设备体积小，便于进行安装使用；
21.4、通过在换热板的拐角位置处设置呈圆弧状的凸起部和凹陷部，可以增大气流在流动过程中的紊流度，从而获得更高的传热系数；
22.5、吹扫组件的设置，可以通过高压气流对换热板表面的灰尘进行自动吹灰清扫，防止设备产生堵塞，保证设备稳定运行。
附图说明
23.图1示出了本实用新型实施例结构的主视图。
24.图2示出了本实用新型实施例结构的俯视图。
25.图3示出了本实用新型实施例风罩结构的俯视图。
26.图4示出了本实用新型实施例换热芯体结构的主视图。
27.图5示出了相邻换热板之间连接结构的示意图。
28.图6示出了图5中a部的放大示意图。
29.图7示出了本实用新型实施例另一种换热板结构的示意图。
30.1、外框架；2、废气进气斗；3、废气出气斗；4、烟气进气斗；5、烟气出气斗；6、换热芯体；601、支撑管；602、换热板；6021、换热板本体；6022、第一翻边；6023、第二翻边；6024、凸起部；6025、凹陷部；603、第一通道； 604、第二通道；7、风罩；701、风罩本体；702、密封板；8、吹扫组件；801、气管；802、喷嘴；803、集管；9、膨胀节。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
32.在本实用新型的描述中，限定术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
33.实施例1
34.图1示出了本实用新型实施例结构的主视图。图2示出了本实用新型实施例结构的俯视图。图3示出了本实用新型实施例风罩结构的俯视图。图4示出了本实用新型实施例换热芯体结构的主视图。图5示出了相邻换热板之间连接结构的示意图。图6示出了图4中a部的放大示意图。参照图1-6，一种高温换热器包括外框架1、换热芯体6、废气进气斗2、废气出气斗3、烟气进气斗4、烟气出气斗5、风罩7和膨胀节9。换热芯体6、废气进气斗2、废气出气斗 3、烟气进气斗4、烟气出气斗5、风罩7和膨胀节9均连接于外框架1。
35.进一步的，外框架1为由方钢管相互垂直焊接而成的长方体状框架，为其他部件提
供安装基础。
36.进一步的，换热芯体6包括第一通道603和第二通道604。其中，第一通道603供废气通过，第二通道604供烟气通过。第一通道603的长度方向与外框架1的宽度方向一致，第二通道604的长度方向与外框架1的长度方向一致。
37.进一步的，烟气进气斗4固定连接于外框架1。膨胀节9固定连接于外框架1。膨胀节9的第一端供高温烟气通入，膨胀节9的第二端固定连接于烟气进气斗4的第一端，且与烟气进气斗4相连通。烟气进气斗4的第二端固定连接于换热芯体6，且与第二通道604的进气端相连通。
38.进一步的，烟气出气斗5固定连接于外框架1。烟气出气斗5的第一端固定于换热芯体6，且与第二通道604的出气端相连通。烟气出气斗5的第二端供高温烟气向外排出。膨胀节9、烟气进气斗4和烟气出气斗5同轴设置。
39.进一步的，废气进气斗2固定连接于外框架1。废气进气斗2的第一端供低温废气通入，废气进气斗2的第二端固定连接于换热芯体6，且与第一通道 603的进气端相连通。
40.进一步的，废气出气斗3固定连接于外框架1。废气出气斗3与废气进气斗2位于外框架1的同一侧，且废气出气斗3位于废气进气斗2靠近烟气进气斗4的一侧。废气出气斗3的第一端供低温废气向外排出，废气出气斗3的第二端通过风罩7与第一通道603的第一端相连通。对低温废气进行升温加热时，将低温废气通入至废气进气斗2中。同时，将高温烟气通入至膨胀节9中，使高温烟气进入烟气进气斗4中。低温废气从废气进气斗2通入到第一通道603 中，同时，高温烟气从烟气进气斗4中进入到第二通道604中。低温废气和高温烟气在换热芯体6中进行热量交换，实现了对低温废气的加热升温。高温烟气从烟气出气斗5中向外排出。低温废气再换热芯体6中得到首次升温后，流入到风罩7中，在风罩7的作用下，向烟气出气斗5的方向流动。废气从废气出气斗3中排出之前，流经膨胀节9，膨胀节9中的高温烟气对废气进行二次升温加热，废气最终从废气出气斗3中向外排出。通过设膨胀节9可以有效补偿因高温热应力引起的轴向变形，防止焊缝产生拉裂。
41.进一步的，风罩7位于废气进气斗2的对侧，固定连接于外框架1。风罩7 包括风罩本体701和密封板702。密封板702设置有两块，两块密封板702相对设置，分别位于风罩本体701的上下两侧。水平固定连接于风罩本体701的开口边缘处，且靠近风罩本体701的端部设置。对风罩7进行装配固定时，与换热芯体6固定，且与第一通道603的出气端相连通。两块密封板702靠近膨胀节9设置，膨胀节9位于上下两块密封板702之间。密封板702的自由端固定连接于废气出气斗3的第二端。
42.进一步的，换热芯体6包括支撑管601和换热板602。本实施例中，支撑管601设置有四根，支撑管601竖直设置，且分别固定在换热板602的四个拐角处。换热板602设置有多个，换热板602水平设置，多个换热板602沿竖直方向间隔设置。
43.进一步的，换热板602包括换热板本体6021、第一翻边6022和第二翻边 6023。第一翻边6022设置有两个，位置相对地连接于换热板本体6021的第一边和第二边。第二翻边6023设置有两个，位置相对地连接于换热板本体6021 的第三边和第四边。第一翻边6022和第二翻边6023的翻折方向相反。换热芯体6中，上下两个换热板602相对设置。即位于上方换热板本体6021上的第一翻边6022的边缘，固定连接于位于下方换热板本体6021上的第一翻边6022 的边缘。换热板本体6021与第一翻边6022共同围合形成第二通道604。同理，位于上
放换热板本体6021上的第二翻边6023，固定连接于位于下方换热板本体6021上的第二翻边6023。换热板本体6021与第二翻边6023共同围合形成第一通道603。通过第一翻边6022和第二翻边6023的设置，使第一通道603 和第二通道604完全隔离，低温废气只能单独在第一通道603中流通，高温烟气只能在第二通道604中流通。对废气进行升温加热的过程中，烟气与废气独立流通，不会出现混合的情况，保证了烟气加热前后的浓度。
44.进一步的，换热板本体6021包括凸起部6024和凹陷部6025。本实施例1 中，凸起部6024和凹陷部6025均设置为圆台状。凸起部6024和凹陷部6025 均设置有多排，且沿换热板本体6021的长度方向间隔设置。凹陷部6025位于相邻的两排凸起部6024之间。相邻换热板本体6021上的凸起部6024重合在第一通道603中。相邻换热板本体6021上的凹陷部6025重合在第二通道604中。凸起部6024和凹陷部6025的设置增大了换热板本体6021的换热表面积，提升对低温废气的换热效果。同时，相邻换热板602连接固定时，凸起部6024的端部相抵触，起到支撑作用，使第一通道603的结构更加稳定。
45.进一步的，换热器还包括吹扫组件8。本实施例1中的吹扫组件8设置有两组。两组吹扫组件8分别安装于废气进气斗2和烟气进气斗4中。以烟气进气斗4中的吹扫组件8为例。吹扫组件8包括气管801和喷嘴802。气管801 竖直设置，且与烟气进气斗4固定连接。气管801的上端位于烟气进气斗4外，气管801的下端封闭设置，且延伸至烟气进气斗4中。喷嘴802固定连接于气管801，且连通于气管801。喷嘴802设置有多个，多个喷嘴802沿气管801 的长度方向间隔设置。喷嘴802的喷出端朝向对应的第一通道603设置。气管 801设置有多根，多根气管801沿外框架1的宽度方向间隔设置。吹扫组件8 还包括集管803。集管803固定设置于烟气进气斗4上方，水平设置且与外部高压气源相连通。气管801的上端固定于集管803，且连通于集管803。通过高压气流对换热板602表面的灰尘进行自动吹灰清扫，防止设备产生堵塞，保证设备稳定运行。
46.本技术使用新型实施例1的实施原理为：低温废气从废气进气斗2中通入，进入到第一通道603中。同时，高温烟气由于膨胀节9中通入到烟气进气斗4 中，进入到第二通道604中。废气和烟气在换热芯体6中进行热量交换，实现了对低温废气的首次加热升温。换热完成后的烟气进入到烟气出气斗5中向外排出。经过首次加热升温的低温烟气进入到风罩7中，在风罩7的导流作用下向废气出气斗3中流动。由废气出气斗3中流出之前，流经膨胀节9，膨胀节9 中的高温烟气对废气进行二次升温加热。经过二次升温的废气最终从废气出气斗3中向外排出，完成加热。
47.实施例2
48.图7示出了本实用新型实施例另一种换热板结构的示意图。参照图7，基于实施例1，本技术实施例2对实施例1中换热板602的结构作出进一步优化。换热板本体6021沿其长度方向划分为第一区、第二区和第三区。第一区和第三区分别靠近换热板本体6021的两端，第二区位于第一区和第三区之间。凸起部 6024和凹陷部6025设置为圆台状，或者腰形台状。
49.进一步的，位于第二区内的凸起部6024和凹陷部6025均为圆台状。位于第一区和第三区内的凸起部6024和凹陷部6025设置为圆台状，或者腰形台状。呈腰形台状的凸起部6024和凹陷部6025所在的区域形成三角形状，两个三角形区域分别靠近换热板本体6021两个相对的拐角处。通过在换热板本体6021 的拐角位置处设置呈圆弧状的凸起部6024和凹
陷部6025，可以增大气流在流动过程中的紊流度，从而获得更高的传热系数。
50.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
51.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。